AA: Estudiando los “baby-boom” de otras galaxias

Una nueva técnica para describir la formación estelar en otras galaxias ★★
H. Otí-Floranes1 & J.M. Mas-Hesse1
1 Centro de Astrobiología (INTA-CSIC), Departamento de Astrofísica. 

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

Vivimos en una galaxia que se llama la Vía Láctea. En ella, se estima que hay alrededor de mil millones de estrellas (entre las cuales está nuestro Sol). Pero en el Universo no sólo existe nuestra galaxia, se cree que hay otros mil millones de galaxias como nuestra Vía Láctea.  Y en cada una de esas galaxias, en zonas muy particulares, están continuamente naciendo nuevas estrellas. En la Vía Láctea tenemos alguno ejemplos de regiones de formación estelar muy conocidos por todos: Orión, Taurus, etc. En particular, hay momentos puntuales en la “vida” de una galaxia en los que la formación de estrellas se dispara (lo que llamaríamos un baby-boom si nos refiriésemos a niños en lugar de estrellas). A estos procesos se les llama brotes de formación estelar.

Los brotes de formación estelar son procesos que tienen lugar en regiones localizadas en las galaxias, durante los cuales se forma una ingente cantidad de estrellas en un corto período de tiempo; bueno, corto desde el punto de vista astronómico -para nosotros, algo así como 1 millón de años-.

Si bien la mayor parte de las estrellas formadas en estos brotes son pequeñas (del tamaño de nuestro Sol), la luz total que nos llega de estas regiones viene dominada por las menos numerosas estrellas masivas: monstruos con masas decenas de veces mayores que la de nuestro Sol. Es más, no sólo dominan la emisión del brote, sino la de la propia galaxia que las alberga, y en varios rangos del espectro electromagnético.

Nuestra meta en este artículo fue la de obtener una herramienta (una calibración de estimadores) que permitiera cuantificar la intensidad de la formación estelar en estos brotes, es decir, cuántas estrellas se produjeron en su interior. Para ello, empleamos modelos teóricos que nos muestran cómo evolucionan algunos parámetros observables tales como las emisiones ultravioleta, infrarroja, rayos X, etc. y hasta 12 estimadores distintos. Con nuestros resultados obtuvimos relaciones que ligan la intensidad del fenómeno con un observable. Es decir, elaboramos una calibración  con la que es posible estimar la cantidad de estrellas que se produjeron en un brote de formación estelar a partir de una observación de éste.

Imagen compuesta por las observaciones de Spitzer (infrarrojo, rojo), Hubble Space Telescope (óptico, verde) y Chandra (rayos X, azul) de 30 Doradus, un intenso brote de formación estelar en la vecina galaxia de la Gran Nube de Magallanes. Las emisiones representadas son generalmente observadas en esta clase de objetos astronómicos. Nótese que la imagen tiene una anchura de 14.4' (~200 pc). Créditos: Óptico: NASA/STScI; Infrarrojo: NASA/JPL/PSU/L. Townsley et al.; Rayos X: NASA/CXC/PSU/L. Townsley et al.

Imagen compuesta por las observaciones de Spitzer (infrarrojo, rojo), Hubble Space Telescope (óptico, verde) y Chandra (rayos X, azul) de 30 Doradus, un intenso brote de formación estelar en la vecina galaxia de la Gran Nube de Magallanes. Las emisiones representadas son generalmente observadas en esta clase de objetos astronómicos. Nótese que la imagen tiene una anchura de 14.4′ (~200 pc). Créditos: Óptico: NASA/STScI; Infrarrojo: NASA/JPL/PSU/L. Townsley et al.; Rayos X: NASA/CXC/PSU/L. Townsley et al.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

Normalmente, a la hora de calcular la intesidad de formación estelar los astrónomos suelen realizar la suposición de que ésta fue constante durante decenas de millones de años. Además, acostumbran a considerar un número bajo de estimadores cuyas calibraciones fueron obtenidas por distintos científicos usando diferentes métodos.

Nuestro trabajo tiene las novedosas ventajas de que:

  • El usuario puede elegir entre, no sólo formación estelar prolongada, sino de corta duración. De hecho, esta última suposición suele ajustarse mucho mejor a las observaciones de cierto tipo de galaxias.
  •  Nuestra calibración incluye 12 estimadores, todos ellos estudiados con los mismos modelos, lo que hace la calibración autoconsistente. Es más, los estimadores cubren todo el espectro electromagnético, desde el rango del radio hasta los rayos X. Esto es muy positivo, pues cuantas más estimaciones de la intensidad de la formación puedan obtenerse, menor será la incertidumbre del valor final.
  • No sólo permite calcular la intensidad de la formación estelar, sino que además se pueden estimar los valores de las otras magnitudes del brote consideradas por la calibración.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear?

En este trabajo no hicimos uso directo de observaciones. Ahora bien, todo astrónomo que observe un brote de formación estelar y obtenga algún valor de su emisión en cierto rango podrá utilizar nuestra calibración para calcular la cantidad de estrellas formadas y/o estimar otras de las magnitudes observables del brote.

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

Este trabajo no pretende cambiar el paradigma de la Astrofísica. A lo que puede aspirar, y no sería en forma alguna poco, es contribuir a estimar la intensidad de la formación estelar en los brotes de las galaxias observadas. En concreto, podría ayudar a obtener la historia de la formación estelar del universo, en caso de aplicarse a muestras de galaxias a distancias cosmológicas, esto es, muy lejanas.

Héctor Otí Floranes

★★ Publicado en Astronomy & Astrophysics en el año 2010.

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