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El impacto de las barras de galaxias en la formación de estrellas

Este artículo examina cómo las barras de las galaxias moldean la formación de estrellas en galaxias de disco.

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Tabla de contenidos

Las barras de galaxias son estructuras que se encuentran en muchas galaxias en disco, y un número significativo tiene estas características. Este artículo habla de cómo los diferentes tipos de barras-específicamente barras fuertes y débiles-afectan la Formación de Estrellas en sus galaxias anfitrionas.

¿Qué son las Barras de Galaxias?

Las barras en las galaxias se pueden pensar como características alargadas que se parecen a una barra de chocolate estirada. Son comunes y se pueden ver en aproximadamente la mitad a tres cuartas partes de las galaxias, especialmente cuando se observan en luz infrarroja. La presencia de barras está influenciada por la masa de la galaxia, siendo las galaxias más pequeñas las que muestran menos barras. Las barras juegan un papel esencial en cómo las galaxias evolucionan con el tiempo.

El Rol de las Barras en la Formación de Estrellas

A medida que las barras se forman y crecen, pueden influir en el movimiento del gas dentro de la galaxia. Este gas es crucial para la formación de estrellas. Las barras pueden mover gas de las partes exteriores de una galaxia hacia el centro, donde puede condensarse y formar nuevas estrellas. Sin embargo, las barras pueden tener diferentes impactos en la formación de estrellas dependiendo de su fuerza y velocidad.

Barras Fuertes vs. Barras Débiles

Las barras fuertes son fáciles de notar y tienden a ser más largas que las barras débiles. Mejoran significativamente la formación de estrellas en las regiones centrales de las galaxias. En cambio, las barras débiles no muestran la misma capacidad para aumentar la formación de estrellas. Esta diferencia sugiere que las barras fuertes son más efectivas moviendo gas hacia el centro en comparación con las barras débiles.

Barras Lentas vs. Barras Rápidas

Las barras también se pueden clasificar como lentas o rápidas dependiendo de su velocidad de rotación. Las barras lentas rotan más lentamente que las estrellas en la galaxia, mientras que las barras rápidas rotan a velocidades similares a las de esas estrellas. Se ha encontrado que las barras lentas apoyan más la formación de estrellas a lo largo de sus longitudes en comparación con las barras rápidas. Sin embargo, la tasa general de formación de estrellas en las barras lentas y rápidas tiende a ser similar cuando se observa a escala global.

Cómo Interactúan la Fuerza y la Velocidad de la Barra

La interacción entre la fuerza de una barra y su velocidad es crucial. Una barra lenta que también es fuerte probablemente tendrá la mayor influencia en la formación de estrellas en su galaxia anfitriona. Esto significa que las galaxias con barras fuertes y lentas mostrarán patrones de formación estelar mejorados a lo largo de la barra.

Impacto en Diferentes Regiones de la Galaxia

Las barras tienen diferentes efectos en varias partes de la galaxia. Por ejemplo, la formación de estrellas a menudo se eleva en el centro y cerca de los extremos de las barras fuertes, mientras que puede ser más baja en las áreas polvorientas a lo largo de los brazos de la barra. Las galaxias con débiles barras no demuestran tal variación en la formación de estrellas; sus patrones se parecen a los de las galaxias sin barra.

Midiendo la Formación de Estrellas

Para entender cómo las barras afectan la formación de estrellas, los científicos observan indicadores específicos. Uno de ellos es la cantidad de emisión de hidrógeno, que nos dice sobre la formación reciente de estrellas. Otro es el quiebre D4000, que proporciona información sobre la edad de las estrellas en una galaxia. Al analizar estos indicadores, los investigadores pueden crear perfiles que muestran cómo varía la formación de estrellas a través de una galaxia.

Observaciones y Hallazgos

Los investigadores han utilizado datos de múltiples encuestas para investigar cómo las barras impactan la formación de estrellas. Los hallazgos muestran que las barras fuertes conducen a un aumento de la formación de estrellas en las áreas centrales y más allá de los extremos de la barra, mientras que se produce menos formación de estrellas a lo largo de los brazos. Las barras débiles no afectan significativamente la formación de estrellas, lo que indica su menor papel en la evolución de las galaxias.

La Importancia de la Masa Estelar

La masa de una galaxia también juega un papel en cómo las barras afectan la formación de estrellas. Las barras fuertes tienden a ser más efectivas en galaxias más grandes. En galaxias de menor masa, los patrones observados con barras fuertes no son tan pronunciados, sugiriendo que la masa de la galaxia puede influir en cómo funcionan estas estructuras.

La Región del Extremo de la Barra

Una característica interesante de las galaxias con barra es la región del extremo de la barra. Esta área, ubicada en los extremos de las barras, a menudo muestra altos niveles de formación de estrellas. Las barras fuertes tienden a tener un pico de formación de estrellas pronunciado en estas regiones, mientras que las barras débiles no. Esto resalta la importancia de las barras en dar forma a dónde ocurre la formación de estrellas dentro de una galaxia.

Cómo la Cinemática Afecta la Formación de Estrellas

La cinemática se refiere al movimiento de las estrellas y el gas en una galaxia. Las diferentes velocidades de las barras afectan cómo interactúan con el gas en la galaxia. Las barras lentas entran en contacto con más gas debido a su menor velocidad de rotación en comparación con las estrellas circundantes, lo que puede llevar a más formación de estrellas a lo largo de sus longitudes. Las barras rápidas, por otro lado, rotan demasiado rápido y no atrapan tanto gas, lo que lleva a tasas más bajas de formación de estrellas.

Implicaciones para la Evolución de las Galaxias

Estos hallazgos tienen implicaciones más amplias para entender cómo evolucionan las galaxias. Sugieren que el tipo de barra puede dar forma significativamente al proceso de formación de estrellas en las galaxias. Las barras fuertes y lentas son particularmente efectivas en mover gas y facilitar la formación de estrellas, mientras que las barras débiles y rápidas no tienen el mismo impacto.

El Futuro de la Investigación sobre Barras

Estos conocimientos sugieren muchas avenidas para futuras investigaciones. Más investigaciones pueden ayudar a aclarar cómo interactúan la fuerza y la velocidad de la barra y si las mismas tendencias se mantienen en un contexto más amplio de diferentes tipos de galaxias. Entender estas dinámicas puede ayudar a los científicos a construir mejores modelos de evolución galáctica y el papel de las barras dentro de ese contexto.

Conclusión

En resumen, las barras en las galaxias juegan un papel crucial en dar forma a la formación de estrellas. Las barras fuertes mejoran la formación de estrellas en sus centros y extremos de la barra, mientras que las barras débiles no afectan significativamente a sus galaxias anfitrionas. Las barras lentas aumentan más la formación de estrellas a lo largo de sus longitudes que las barras rápidas. La investigación de estas estructuras seguirá mejorando nuestra comprensión de la evolución de las galaxias.

Fuente original

Título: The effects of bar strength and kinematics on galaxy evolution: slow strong bars affect their hosts the most

Resumen: We study how bar strength and bar kinematics affect star formation in different regions of the bar by creating radial profiles of EW[H$\alpha$] and D$_{\rm n}$4000 using data from SDSS-IV MaNGA. Bars in galaxies are classified as strong or weak using Galaxy Zoo DESI, and they are classified as fast and slow bars using the Tremaine-Weinberg method on stellar kinematic data from the MaNGA survey. In agreement with previous studies, we find that strong bars in star forming galaxies have enhanced star formation in their centre and beyond the bar-end region, while star formation is suppressed in the arms of the bar. This is not found for weakly barred galaxies, which have very similar radial profiles to unbarred galaxies. In addition, we find that slow bars in star forming galaxies have significantly higher star formation along the bar than fast bars. However, the global star formation rate is not significantly different between galaxies with fast and slow bars. This suggests that the kinematics of the bar do not affect star formation globally, but changes where star formation occurs in the galaxy. Thus, we find that a bar will influence its host the most if it is both strong and slow.

Autores: Tobias Géron, R. J. Smethurst, Chris Lintott, Karen L. Masters, I. L. Garland, Petra Mengistu, David O'Ryan, B. D. Simmons

Última actualización: 2024-05-09 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2405.05960

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.05960

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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