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(Noticias de Nanowerk) Las galaxias son sistemas de estrellas que interactúan y gas interestelar. Las observaciones muestran que las galaxias están formando menos estrellas hoy que antes. Debido a que se requiere gas frío para la formación estelar, los modelos relacionan la desaceleración de la formación estelar y la evolución observada de las galaxias con los vientos galácticos que eliminan el gas frío.
Los vientos galácticos se originan en los discos de las galaxias y se extienden al halo y al medio intergaláctico, pero su origen aún se debate. Las explosiones de supernovas y los núcleos galácticos activos (AGN) pueden provocar fuertes vientos, pero su papel en la prevención de la formación de estrellas se complica por el hecho de que el gas de sus vientos puede volver a caer sobre el disco de la galaxia y desencadenar la formación de nuevas estrellas.
Gracias a nuevas observaciones de radio con Karl G. Jansky Very Large Array, un equipo internacional de investigadores encontró evidencia de rayos cósmicos como agente alternativo de los vientos galácticos en nuestra galaxia vecina M33 en la constelación Triangulum (el Triángulo) a una distancia de 2,7 millones de años luz de la Tierra. Esta galaxia es unas 23 veces más pequeña que la Vía Láctea.
Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que pueden viajar a la velocidad de la luz. Pueden aumentar la presión en el medio interestelar, impulsar drenajes y alterar estructuras en toda la galaxia. Estudios anteriores habían demostrado la importancia de los vientos impulsados por rayos cósmicos en la conducción de burbujas de unos pocos miles de años luz de diámetro en las galaxias de la Vía Láctea y Andrómeda.
«Esta es la primera vez que encontramos evidencia de tales vientos en una galaxia espiral de baja masa y formación de estrellas como M33″, dice Fatemeh Tabatabaei, investigadora principal de esta investigación. “Esta evidencia surgió de una contradicción cuando descubrimos que los electrones de los rayos cósmicos son más energéticos en regiones donde el campo magnético también es más fuerte. En un campo magnético fuerte, se espera que los electrones de los rayos cósmicos pierdan energía debido a una radiación de sincrotrón más fuerte». Tabatabaei realizó su investigación de doctorado (tesis doctoral: 2008) en el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) bajo la supervisión de Rainer Beck, un coautor del presente estudio (Boletines mensuales de la Royal Astronomical Society«Encuestas de radio a escala de nube de formación estelar y retroalimentación en Triangulum Galaxy M 33: Observaciones VLA»).
Esta paradoja se puede resolver considerando la estructura del campo magnético. En las regiones de formación estelar, el movimiento turbulento del gas amplifica el campo magnético mediante el impacto de un mecanismo de dínamo que convierte la energía cinética en energía magnética. El campo resultante es muy confuso. «La dinamo es un mecanismo poderoso que actúa en todas partes del universo: en estrellas, planetas, galaxias e incluso en enormes nubes de gas intergalácticas», dice Rainer Beck.
“Esta intrincada estructura del campo magnético ayuda a dispersar los rayos cósmicos antes de que pierdan su energía cuando el sincrotrón se enfría en el campo magnético. Estos rayos cósmicos de alta energía pueden luego mezclarse fácilmente con el gas de fondo y el plasma, creando regiones de alta presión en el disco. El desequilibrio de presión resultante entre el disco y las capas exteriores del halo provoca vientos», dice Fatemeh Tabatabaei.
El presente estudio muestra que los vientos impulsados por rayos cósmicos pueden desempeñar un papel en la mayoría de las galaxias, particularmente en aquellas con una masa relativamente baja pero con formación estelar activa, como M33, sistemas que son mucho más comunes que las galaxias masivas. Por lo tanto, en principio, los vientos impulsados por rayos cósmicos también pueden haber jugado un papel importante en la eliminación de gas en épocas anteriores, ya que eran aún más fuertes debido a una mayor actividad de formación de estrellas.
«Para confirmar estos hallazgos y extenderlos a épocas anteriores del Universo, se requieren observaciones de radio de galaxias más distantes, lo que será factible con futuros radiotelescopios sensibles como el Next Generation Very Large Telescope y el Observatorio SKA», concluye Karl Menten. , Director del MPIfR y Jefe del departamento de investigación milimétrica y submilimétrica, también coautor de la publicación.
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