La rara galaxia MACS0417-z5PSB detiene la formación de estrellas
Los astrónomos estudian una galaxia única que está deteniendo la formación de estrellas por varias razones.
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Tabla de contenidos
Recientemente, los astrónomos han observado un tipo raro de galaxia llamada MACS0417-z5PSB. Esta galaxia es pequeña y compacta, y actualmente está deteniendo el proceso de formación de nuevas estrellas. Se descubrió con la ayuda de un cúmulo de galaxias conocido como MACS J0417.5-1154, que actúa como una lente, haciendo posible ver esta galaxia distante más claramente. Las observaciones se hicieron usando telescopios espaciales avanzados, específicamente el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Observaciones y Descubrimiento
Usando el JWST, los científicos echaron un vistazo de cerca a MACS0417-z5PSB para entender por qué está deteniendo la Formación de Estrellas. Usaron técnicas especiales para medir la luz de la galaxia y encontraron que tiene una masa muy baja, menos del 1% de lo que es típico para galaxias tan tempranas en el universo. Determinaron el tamaño de esta galaxia, específicamente hasta dónde puede viajar la luz desde su centro, y calcularon qué tan rápido estaba creando estrellas.
A través de sus observaciones, los astrónomos aprendieron que esta galaxia recientemente comenzó a formar estrellas a un ritmo rápido, alcanzando su punto máximo hace unos 30 millones de años, pero desde entonces ha visto una fuerte disminución en la formación de estrellas.
¿Por qué se detiene la formación de estrellas?
Los científicos están tratando de averiguar por qué MACS0417-z5PSB ha dejado de formar estrellas. Consideraron tres posibles razones: retroalimentación de estrellas y Núcleos Galácticos activos (AGN), quedarse sin gas para crear estrellas e influencias del entorno de la galaxia.
Retroalimentación Estelar y AGN
Las galaxias de baja masa a menudo albergan AGN, que son centros brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos. Estos AGN pueden afectar la formación de estrellas dentro de la galaxia. Mientras que algunos estudios sugieren que los AGN pueden hacer que las galaxias dejen de formar estrellas, la evidencia no es fuerte para MACS0417-z5PSB. Las características de esta galaxia no muestran signos claros de influencia del AGN.
Además, la retroalimentación de las estrellas puede impactar el gas en la galaxia. Se expulsa mucha energía y material al espacio cuando las estrellas explotan o liberan partículas. Esto podría llevar a que la formación de estrellas se desacelere a medida que se agota el gas disponible. Los científicos piensan que es posible que esta galaxia formara estrellas muy rápido y ahora se haya quedado sin suministro de gas.
Factores Ambientales
El entorno de una galaxia puede afectar su capacidad para formar estrellas. En Grupos de galaxias muy densos, las influencias gravitacionales pueden llevar a una galaxia a perder su gas o ser activada para detener la formación de estrellas. Sin embargo, parece que los efectos ambientales en este caso particular no son lo suficientemente fuertes como para ser la razón principal del cambio en MACS0417-z5PSB.
Aunque hay una galaxia cercana que está a una distancia similar y está experimentando un estallido de formación estelar, no hay evidencia clara que indique que afecta directamente a MACS0417-z5PSB.
¿Qué sigue para MACS0417-z5PSB?
Mientras MACS0417-z5PSB parece estar deteniendo la formación de estrellas ahora, los científicos se preguntan si podría comenzar de nuevo en el futuro. Podría estar pasando por una pausa temporal en la creación de estrellas, permitiéndose reunir más gas y eventualmente reactivar el proceso.
Las observaciones muestran que MACS0417-z5PSB no está actualmente formando muchas estrellas, pero puede que aún haya gas que podría usarse en el futuro. Si es así, esta galaxia podría unirse con otra galaxia o reunir más gas para reiniciar la formación de estrellas.
¿Qué significa esto para el futuro de las galaxias?
Los hallazgos de MACS0417-z5PSB contribuyen a una conversación más amplia sobre cómo las galaxias crecen a lo largo de vastos periodos de tiempo. Quedan muchas preguntas sobre cómo las galaxias pasan de ser productoras activas de estrellas a sistemas más tranquilos. Al observar galaxias como MACS0417-z5PSB, los científicos esperan construir una imagen más clara de cómo algunas galaxias dejan de formar estrellas mientras otras continúan prosperando.
Comparando con Otras Galaxias
Se han hecho observaciones similares de galaxias en el pasado, pero MACS0417-z5PSB destaca por su etapa temprana en el universo. Otros estudios se centraron más en galaxias más grandes y evolucionadas, haciendo que esta investigación sea importante para entender poblaciones de galaxias diversas.
El proceso de formación de estrellas a través del universo varía ampliamente, con algunas galaxias formando estrellas rápidamente y otras tomándose su tiempo. Reconocer las características de galaxias como MACS0417-z5PSB ayuda a los científicos a aclarar los patrones y cronologías de la formación de estrellas en diferentes entornos.
Conclusiones
En resumen, el descubrimiento de MACS0417-z5PSB proporciona valiosas ideas sobre la formación y evolución de galaxias. Esta galaxia está actualmente cesando la formación de estrellas, lo que plantea preguntas importantes sobre cómo las galaxias cambian a lo largo del tiempo. Las observaciones sugieren que MACS0417-z5PSB podría ser un vistazo a las primeras galaxias quiescentes, las cuales se espera que sean comunes en la historia del universo.
Investigación Futura
Para explorar más estas ideas, se necesitan más observaciones. Estudios de mayor resolución centrados en regiones específicas de esta galaxia podrían ayudar a los científicos a discernir su historia de formación estelar y descubrir cuánto gas todavía está presente.
Además, estudiar más galaxias de alto corrimiento al rojo como MACS0417-z5PSB permitirá a los investigadores entender mejor la frecuencia de estas galaxias quiescentes de baja masa. Esto podría llevar a nuevos enfoques para entender los procesos de evolución y formación de galaxias, revelando en última instancia más sobre la historia del universo.
A través de la investigación continua, los científicos buscan ampliar su conocimiento sobre las galaxias, su ciclo de vida y cómo evolucionan de la formación activa de estrellas a la quiescencia. Estas ideas pueden redefinir nuestra comprensión del universo.
Título: An extremely compact, low-mass post-starburst galaxy at $z=5.2$
Resumen: We report the discovery of a low-mass $z=5.200\pm 0.002$ galaxy that is in the process of ceasing its star formation. The galaxy, MACS0417-z5PSB, is multiply imaged with magnification factors $\sim40$ by the galaxy cluster MACS J0417.5-1154, observed as part of the CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS). Using observations of MACS0417-z5PSB with a JWST/NIRSpec Prism spectrum and NIRCam imaging, we investigate the mechanism responsible for the cessation of star formation of the galaxy, and speculate about possibilities for its future. Using spectrophotometric fitting, we find a remarkably low stellar mass of $\rm{M_*}=4.3\pm^{0.9}_{0.8} \times 10^{7} \rm{M_{\odot}}$, less than 1% of the characteristic stellar mass at $z\sim5$. We measure a de-lensed rest-UV half-light radius in the source plane of $30\pm^{7}_{5}$ pc, and measure a star formation rate from H$\alpha$ of $0.14\pm^{0.17}_{0.12}$ $\rm{M_{\odot}/yr}$. We find that under the assumption of a double power law star formation history, MACS0417-z5PSB has seen a recent rise in star formation, peaking $\sim10-30$ Myr ago and declining precipitously since then. Together, these measurements reveal a low-mass, extremely compact galaxy which is in the process of ceasing star formation. We investigate the possibilities of mechanisms that have led to the cessation of star formation in MACS0417-z5PSB, considering stellar and AGN feedback, and environmental processes. We can likely rule out an AGN and most environmental processes, but leave open the possibility that MACS0417-z5PSB could be a star forming galaxy in the lull of a bursty star formation history.
Autores: Victoria Strait, Gabriel Brammer, Adam Muzzin, Guillaume Dezprez, Yoshihisi Asada, Roberto Abraham, Maruša Bradač, Kartheik G. Iyer, Nicholas Martis, Lamiya Mowla, Gaël Noirot, Ghassan Sarrouh, Marcin Sawicki, Chris Willott, Katriona Gould, Tess Grindlay, Jasleen Matharu, Gregor Rihtaršič
Última actualización: 2023-03-20 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2303.11349
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.11349
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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