Entendendo a Mudança de Galáxias que Formam Estrelas para Galáxias que Não Formam Estrelas

Um assunto interessante no estudo das galáxias é como elas mudam de serem azuis e cheias de estrelas para vermelhas e sem formar estrelas. Pesquisas recentes permitiram que os cientistas vissem como as galáxias que formam estrelas e as que não formam estrelas mudaram com o tempo, até mesmo no passado distante. Uma vez que uma galáxia fica vermelha e para de formar estrelas, tende a permanecer assim, o que leva a um aumento geral nas galáxias que não formam estrelas.

Mas ainda não entendemos completamente o que faz as galáxias que formam estrelas pararem de fazer estrelas. Esse processo de parar a formação de estrelas é chamado de "quenching". Existem várias teorias sobre como isso pode acontecer, seja de fora da galáxia, como perder gás por causa da pressão de outras galáxias, ou de dentro, como o feedback de núcleos galácticos ativos (AGN).

Uma maneira de estudar o quenching é olhar para quantas galáxias existem com diferentes quantidades de estrelas ao longo do tempo. Isso ajuda a ver como as galáxias se formam e mudam. Por exemplo, galáxias massivas tiveram muita formação de estrelas em um período chamado "meio-cosmico", quando formaram uma grande parte de suas estrelas. Evidências mostram que muitas das maiores galáxias que não formam estrelas já estavam lá por essa época. Alguns estudos descobriram que o número de galáxias que não formam estrelas cresceu significativamente em várias Massas, e que as galáxias menores que não formam estrelas se tornaram mais comuns com o tempo.

O quenching pode ser dividido em dois tipos principais: um relacionado à massa da galáxia e outro relacionado ao seu ambiente. Pesquisas mostraram que os efeitos da massa e do ambiente no quenching poderiam ser separados até certo ponto, e que poderiam explicar como as populações de galáxias azuis e vermelhas evoluíram ao longo do tempo. Eles descobriram que a eficiência do quenching por massa está relacionada à taxa de formação de estrelas, enquanto o quenching ambiental depende da densidade de galáxias na área. No entanto, alguns estudos sugeriram que essa separação pode não ser verdadeira em diferentes circunstâncias.

Ao olhar para essas questões, estudar galáxias que estão passando por transições pode ajudar a entender como o quenching funciona. Uma categoria específica é a das galáxias pós-explosão de formação de estrelas, que acredita-se que tenham experimentado recentemente uma explosão significativa de formação de estrelas seguida de um rápido quenching. Essas galáxias têm características distintas em sua luz e são raras, mas estudos mostraram que elas podem representar uma fração considerável das galáxias que não formam estrelas.

#Objetivos do Estudo

Neste estudo, investigamos como a massa das galáxias e seu ambiente contribuem para o crescimento de galáxias que não formam estrelas ao longo do tempo. Vamos analisar como vários fatores, como massa estelar e ambiente, influenciam essa mudança. Usando dados do UKIDSS Ultra-Deep Survey (UDS), podemos explorar galáxias típicas e analisar suas propriedades em relação ao seu ambiente.

Apresentamos nossas descobertas da seguinte forma: primeiro, descrevemos os dados e métodos usados, depois apresentamos resultados sobre as taxas de quenching em diferentes Ambientes, e finalmente, exploramos como as galáxias pós-explosão de formação de estrelas contribuem para o crescimento da população que não forma estrelas.

#Dados e Métodos

#O Ultra-Deep Survey

O UDS é uma pesquisa de luz infravermelha muito profunda que nos permite ver galáxias muito fracas. Usamos dados da versão mais recente do UDS, que captura uma ampla gama de luz em diferentes bandas, proporcionando uma visão abrangente das galáxias. Essa pesquisa nos ajuda a analisar milhares de galáxias e suas redshifts, que nos dizem quão longe estão.

Para coletar essas informações, usamos várias técnicas avançadas para calcular o brilho das galáxias e suas distâncias usando luz de diferentes bandas. Também analisamos milhares de galáxias com medidas de distância seguras para melhorar a precisão de nossas descobertas.

#Classificando Galáxias

Para categorizar as galáxias, usamos um método que combina diferentes características da luz delas, chamado análise de componentes principais (PCA). Essa técnica nos ajuda a entender os diferentes tipos de galáxias, como galáxias que formam estrelas, galáxias que não formam estrelas e galáxias pós-explosão de formação de estrelas. Com a análise, podemos determinar como cada galáxia se encaixa em uma dessas categorias com base em quão brilhante ela é e a idade de suas estrelas.

#Medindo o Ambiente

Medimos o ambiente de cada galáxia calculando quantas outras galáxias estão próximas. Olhamos para uma área específica ao redor de cada galáxia e vemos quantas elas têm dentro daquela região. Isso nos diz sobre a densidade de galáxias naquela área, permitindo-nos classificar as galáxias em categorias com base em seu ambiente: alta, média e baixa densidade.

#Resultados

#Crescimento de Galáxias que Não Formam Estrelas

Nossa análise mostra que um número maior de galáxias que não formam estrelas é encontrado em regiões com maior densidade de galáxias em todos os tipos de massas. Também observamos um aumento notável em galáxias que não formam estrelas de baixa massa em ambientes lotados, o que sugere que essas galáxias têm mais chances de parar de formar estrelas quando cercadas por outras galáxias.

#Taxas de Quenching

Descobrimos que a taxa na qual as galáxias se tornam não formadoras de estrelas é significativamente maior em ambientes densos em todos os redshifts (distância no tempo) e massas. Há uma tendência clara de que, à medida que a massa da galáxia aumenta, a chance de uma galáxia que forma estrelas se tornar não formadora de estrelas também aumenta. Para as galáxias mais massivas, elas têm cerca de 1,7 vezes mais chances de parar de formar estrelas nos ambientes mais densos em comparação com os ambientes menos densos.

#Contribuição das Galáxias Pós-Explosão

As galáxias pós-explosão são cruciais para entender o crescimento da população que não forma estrelas. Nossas descobertas indicam que essas galáxias podem representar uma fração considerável do aumento nas galáxias que não formam estrelas, especialmente em massas mais altas. Em massas mais baixas, a contribuição pode ser ainda mais significativa.

#Discussão

#Resumo das Descobertas

Este estudo destaca a relação complexa entre os processos de quenching, massa e fatores ambientais. Nossos resultados indicam que regiões mais densas influenciam significativamente as taxas de quenching das galáxias. Isso sugere que fatores ambientais desempenham um papel crucial na formação das galáxias ao longo do tempo.

#Importância de Estudos Futuros

À medida que exploramos mais a fundo o universo, é essencial entender os diferentes caminhos pelos quais as galáxias transitam de formadoras de estrelas para não formadoras de estrelas. Estudos futuros usando técnicas avançadas de imagem e análise permitirão que investiguemos essas tendências mais a fundo e refinem nossa compreensão dos mecanismos por trás da evolução das galáxias.

#Conclusão

Em conclusão, nossa pesquisa ilumina os fatores que contribuem para o crescimento de galáxias que não formam estrelas ao longo do tempo. Mostramos que tanto a massa estelar quanto o ambiente desempenham papéis significativos nesses processos. Nossas descobertas estabelecem as bases para futuras explorações sobre as complexas relações entre a formação de galáxias, o quenching e o ambiente. Continuando a estudar esses aspectos, esperamos descobrir mais sobre os processos subjacentes que governam como as galáxias evoluem e mudam ao longo do universo.