Acreción de gas en galaxias: Un estudio sobre la formación de estrellas

Las galaxias son sistemas enormes llenos de estrellas, gas, polvo y materia oscura. Algunas galaxias forman nuevas estrellas activamente, mientras que otras no. Entender por qué algunas galaxias siguen formando estrellas y otras no es una pregunta clave en astronomía. Un factor importante en este proceso es cómo se acumula el gas en las galaxias.

El gas puede fluir hacia las galaxias desde su entorno, un proceso conocido como Acreción de gas. Este gas proporciona la materia prima para la formación de estrellas. Sin embargo, los efectos de este flujo de gas pueden diferir significativamente entre las galaxias que están formando estrellas y las que no.

#Tipos de Galaxias

En el universo, encontramos dos tipos principales de galaxias:

1. Galaxias Formadoras de Estrellas: Estas galaxias están creando nuevas estrellas activamente. A menudo tienen mucho gas y polvo, que son esenciales para la formación de estrellas. Aquí se suelen encontrar estrellas jóvenes, y estas galaxias pueden parecer azules debido a la presencia de estrellas jóvenes y calientes.

2. Galaxias no formadoras de estrellas: Estas galaxias no producen nuevas estrellas. Pueden haber utilizado la mayor parte de su gas, o el gas presente puede no ser suficiente para formar nuevas estrellas. Estas galaxias a menudo parecen rojas, indicando que son más viejas y contienen principalmente estrellas más viejas.

#El Papel de la Acreción de Gas

La acreción de gas juega un papel crucial en la evolución de las galaxias. Cuando las galaxias adquieren gas de su entorno, pueden influir en sus tasas de formación de estrellas y en la composición química del gas dentro de ellas. El gas puede ser rico en metales (elementos más pesados que el hidrógeno y el helio) o pobre en metales, y esta composición afecta cómo se forman nuevas estrellas.

#Mecanismos de Acreción de Gas

El gas puede fluir hacia las galaxias de diferentes maneras:

• Desde el Medio Circumgaláctico (CGM): Esta es la región de gas que rodea una galaxia. Cuando el gas de baja metalicidad del CGM entra en una galaxia, diluye el contenido de metales del gas existente, a veces permitiendo que se formen nuevas estrellas.

• Flujos de Estrellas: Las estrellas producen metales a medida que pasan por sus ciclos de vida. Cuando las estrellas explotan como supernovas o sueltan material a través de vientos estelares, estos metales se liberan en el gas galáctico, enriqueciéndolo.

• Procesos de Retroalimentación: La formación activa de estrellas puede crear fuertes flujos de gas que arrastran metales fuera de la galaxia. Esta retroalimentación puede regular la formación de más estrellas al influir en la cantidad de gas disponible.

#Estudio Observacional

Los científicos estudian galaxias usando una variedad de herramientas que les permiten ver sus características en detalle. La espectroscopía de campo integral, por ejemplo, permite a los investigadores ver cómo se mueven el gas y las estrellas dentro de las galaxias. Este método se aplicó para estudiar una galaxia formadora de estrellas y una no formadora de estrellas, ambas con inusuales discos estelares en contrarrotación. Estos discos rotan en direcciones opuestas en partes diferentes de la galaxia.

#La Galaxia Formadora de Estrellas

La galaxia formadora de estrellas, conocida como Galaxia A, ha demostrado tener una población estelar más joven en sus regiones internas. En la parte central de esta galaxia, las estrellas giran en la misma dirección que el gas ionizado. Esta observación es importante porque implica que el gas está alimentando la formación de estrellas en el centro.

#La Galaxia No Formadora de Estrellas

En contraste, la galaxia no formadora de estrellas (Galaxia B) mostró un comportamiento diferente del gas. Aquí, mientras que las estrellas en las regiones exteriores giran con el gas, las regiones internas no lo hacen. Esto indica una falta de formación de nuevas estrellas en el centro de la Galaxia B, y sugiere que el gas en las regiones exteriores se está reteniendo, permitiendo que ocurra algo de formación estelar más lejos.

#Diferencias en los Efectos de la Acreción de Gas

Los procesos de acreción de gas en galaxias formadoras y no formadoras de estrellas pueden llevar a caminos evolutivos distintos.

• En la Galaxia A, el gas preexistente interactúa eficientemente con el gas entrante. Esto lleva al consumo de momento angular, lo que desencadena una rápida formación de estrellas, especialmente en la región interna.

• Por el contrario, la Galaxia B posee menos gas en general. En este caso, el gas externo puede mantener su momento angular, llevando a la formación de estrellas principalmente en la región exterior.

#Población Estelar y Tasas de Formación de Estrellas

Al observar las edades de las estrellas en diferentes regiones de estas galaxias, los investigadores pueden aprender sobre la historia de la formación de estrellas.

• Galaxia A: La región interna contiene estrellas más jóvenes, indicando que la formación de estrellas ha estado en curso y está influenciada por la acreción de gas. La tasa de formación de estrellas es más alta aquí en comparación con la región exterior.

• Galaxia B: La región exterior contiene estrellas más jóvenes, sugiriendo una formación de estrellas en etapas tardías. Sin embargo, la actividad de formación de estrellas en general es mucho más baja que en la Galaxia A.

#Enriquecimiento de Gas y Metalicidad

La metalicidad se refiere a la abundancia de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio en el gas. Es un indicador importante de la evolución de las galaxias.

• En la Galaxia A, la formación de estrellas en la región interna enriquece el gas con metales. Las observaciones indican una fuerte correlación entre las tasas de formación de estrellas y la metalicidad.

• En la Galaxia B, las regiones exteriores muestran una metalicidad en fase gaseosa más baja, lo que indica que la formación de estrellas que está ocurriendo no enriquece significativamente el gas, en comparación con la Galaxia A.

#Conclusión

El estudio de estas dos galaxias revela diferencias significativas en cómo la acreción de gas afecta la formación de estrellas y la evolución. Las galaxias formadoras de estrellas pueden convertir eficientemente el gas entrante en nuevas estrellas, mientras que las galaxias no formadoras de estrellas pueden tener problemas para hacerlo.

Entender estos procesos es crucial para aprender cómo evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo. Este conocimiento informa nuestra visión del universo y los ciclos de vida de las galaxias. Las observaciones y estudios continuos profundizarán nuestra comprensión de la acreción de gas y su papel en la formación del cosmos.