Nuevo descubrimiento sobre galaxias lejanas: las estrellas son más pesadas de lo que pensábamos

Un equipo de astrofísicos de la Universidad de Copenhague ha llegado a un resultado importante con respecto a las poblaciones de estrellas más allá de la Vía Láctea. El resultado podría cambiar nuestra comprensión de una amplia gama de fenómenos astronómicos, incluida la formación de agujeros negros, supernovas y por qué mueren las galaxias.

La galaxia de Andrómeda, el vecino más cercano de nuestra Vía Láctea, es el objeto más distante en el cielo que puedes ver a simple vista. Crédito: David (Deddy) Dayag / Wikipedia.

Desde que los humanos han estudiado los cielos, el aspecto de las estrellas en galaxias distantes ha sido un misterio. En un estudio publicado hoy en The Astrophysical Journal, un equipo de investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague está acabando con la comprensión previa de las estrellas más allá de nuestra propia galaxia.

Desde 1955, se ha asumido que la composición de las estrellas en las otras galaxias del universo es similar a la de los cientos de miles de millones de estrellas dentro de la nuestra: una mezcla de estrellas masivas, de masa media y de masa baja. Pero con la ayuda de observaciones de 140.000 galaxias en todo el universo y una amplia gama de modelos avanzados, el equipo ha probado si la misma distribución de estrellas aparente en la Vía Láctea se aplica en otros lugares. La respuesta es no. Las estrellas en galaxias distantes suelen ser más masivas que las de nuestro «vecindario local». El hallazgo tiene un gran impacto en lo que creemos que sabemos sobre el universo.

«La masa de las estrellas nos dice mucho a los astrónomos. Si cambia la masa, también cambia la cantidad de supernovas y agujeros negros que surgen de las estrellas masivas. Como tal, nuestro resultado significa que tendremos que revisar muchas de las cosas que supusimos una vez, porque las galaxias distantes se ven bastante diferentes a la nuestra», dice Albert Sneppen, estudiante graduado en el Instituto Niels Bohr y primer autor del estudio.

Luz analizada de 140.000 galaxias

Los investigadores supusieron que el tamaño y el peso de las estrellas de otras galaxias era similar al nuestro durante más de cincuenta años, por la sencilla razón de que no podían observarlas a través de un telescopio, como sí podían hacer con las estrellas de nuestra propia galaxia.

Las galaxias distantes están a miles de millones de años luz de distancia. Como resultado, solo la luz de sus estrellas más poderosas llega a la Tierra. Este ha sido un dolor de cabeza para los investigadores de todo el mundo durante años, ya que nunca pudieron aclarar con precisión cómo se distribuyeron las estrellas en otras galaxias, una incertidumbre que los obligó a creer que se distribuyeron de manera muy similar a las estrellas de nuestra Vía Láctea.

«Solo hemos podido ver la punta del iceberg y sabemos desde hace mucho tiempo que esperar que otras galaxias se parezcan a la nuestra no era una suposición particularmente buena. Sin embargo, nadie ha podido probar que otras galaxias se parezcan a la nuestra». «Las galaxias forman diferentes poblaciones de estrellas. Este estudio nos ha permitido hacer precisamente eso, lo que puede abrir la puerta a una comprensión más profunda de la formación y evolución de las galaxias», dice el Profesor Asociado Charles Steinhardt, coautor del estudio.

En el estudio, los investigadores analizaron la luz de 140.000 galaxias utilizando el catálogo COSMOS, una gran base de datos internacional de más de un millón de observaciones de luz de otras galaxias. Estas galaxias se distribuyen desde los confines más cercanos a los más lejanos del universo, desde donde la luz ha viajado doce mil millones de años antes de ser observable en la Tierra.

Las galaxias masivas mueren primero

Según los investigadores, el nuevo descubrimiento tendrá una amplia gama de implicaciones. Por ejemplo, sigue sin resolverse por qué mueren las galaxias y dejan de formar nuevas estrellas. El nuevo resultado sugiere que esto podría explicarse por una simple tendencia.

«Ahora que somos más capaces de descifrar la masa de las estrellas, podemos ver un nuevo patrón: las galaxias menos masivas continúan formando estrellas, mientras que las galaxias más masivas dejan de dar a luz nuevas estrellas. Esto sugiere una tendencia notablemente universal en la muerte de las galaxias», concluye Albert Sneppen.

La investigación se llevó a cabo en el Cosmic Dawn Center (DAWN), un centro internacional de investigación básica para la Astronomía apoyado por la Fundación Nacional de Investigación de Dinamarca. DAWN es una colaboración entre el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y DTU Space de la Universidad Técnica de Dinamarca.

El centro está dedicado a comprender cuándo y cómo se formaron y evolucionaron las primeras galaxias, estrellas y agujeros negros en el universo primitivo, a través de observaciones utilizando los telescopios más grandes junto con trabajo teórico y simulaciones.

Sobre el estudio

  • La función empírica utilizada para describir la distribución de masas de una población de estrellas se conoce como FMI: función de masa inicial. Cubre una distribución de estrellas de masa baja, masa media y masiva que los astrónomos han observado a lo largo de la Vía Láctea. Históricamente, los investigadores han trabajado bajo el supuesto de que el IMF es universal y se aplica también a otras galaxias del universo.
  • En su análisis de las galaxias, los investigadores observaron cuánta luz emiten las galaxias en varias longitudes de onda. Las estrellas grandes y masivas son azuladas, mientras que las estrellas pequeñas y de baja masa son de color más amarillo o rojo. Esto significa que al comparar la distribución de los colores azul y rojo en una galaxia, se puede medir la distribución de estrellas grandes y pequeñas.
  • Los investigadores han observado más de cerca 140.000 galaxias distribuidas por todo el universo de los últimos 12.000 millones de años de la historia del universo.
  • Los resultados demuestran que las estrellas en galaxias distantes suelen ser más masivas que las de nuestros vecindarios locales, y que cuanto más lejos miran los investigadores, más masivas se vuelven las estrellas promedio.

Fuente: Niels Bohr Institute, University of Copenhagen.

Artículo original: ‘New discovery about distant galaxies: Stars are heavier than we thought‘. Michael Skov Jensen.

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