El sondeo Califa desvela la evolución de galaxias en el tiempo y el espacio

Artículo piblicado el 31 de enero de 2013 en SINC

Investigadores del Observatorio de Calar Alto (Almería) han obtenido por primera vez la historia completa de la formación estelar en cien galaxias gracias a un sondeo denominado CALIFA. Se ha observado que las galaxias más masivas crecen más rápido y que sus regiones centrales también se desarrollaron mucho antes.

Averiguar cómo crecen las galaxias, convirtiendo el gas en sucesivas generaciones de estrellas, constituye un problema complejo. Se debe disponer de información física detallada de una población numerosa de galaxias y de bases de datos que permitan ‘rebobinar’ y extraer la historia de formación de estrellas de cada una de ellas.

millarochy milky way

Vía Láctea: Crédito: John Albiston


Ahora, la primera parte ha sido posible gracias al sondeo Califa (Calar Alto Legacy Integral Field Area), con el que se ha comprobado que las galaxias masivas, además de crecer más rápido que las menores, lo hacen de dentro afuera, es decir, desarrollando sus regiones centrales primero.

CALIFA es un proyecto que se halla en plena ejecución en el Observatorio de Calar Alto, operado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA-MPG, Heidelberg Alemania).

Los sondeos de galaxias recurrían, tradicionalmente, bien a la toma de imágenes, que aporta información detallada sobre la estructura galáctica, o bien a la espectroscopía, que revela las propiedades físicas de las galaxias (composición, temperatura, edad…) pero sin acotar esos rasgos a regiones específicas.

“El sondeo más empleado hasta la fecha, el SDSS, nos proveía de un espectro por galaxia, lo que produce un sesgo observacional”, asegura Enrique Pérez, investigador del IAA que encabeza la investigación. “Califa, sin embargo, obtiene mil espectros por galaxia, lo que nos ha permitido por fin cartografiar la historia de galaxias enteras”.

Arqueología galáctica

Los investigadores aplicaron a los datos de Califa una técnica conocida como “método de registros fósiles”, que les ha permitido establecer la historia de formación de estrellas en cada una de las cien mil regiones analizadas de un total de ciento cinco galaxias.

“Un fragmento de una galaxia puede considerarse como la suma de una población de estrellas con distinta edad, masa y metalicidad –o proporción de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio–, y toda esa información se halla codificada en su espectro”, explica Pérez.

Así, a partir de cada espectro, y disponiendo de una base de datos que contemple todas las posibles evoluciones de las estrellas, puede invertirse la evolución de la galaxia y averiguar cuánta masa se transformó en estrellas en cada momento y de qué tipo de poblaciones estelares se trataba.

Al establecer la evolución espacial y temporal de la muestra de galaxias, los investigadores observaron que no solo las galaxias más masivas crecen más rápido que las menores, sino que además lo hacen de dentro afuera, formando las regiones centrales en primer lugar. Las observaciones muestran que esas regiones son mucho más viejas que las zonas externas.

Además, calcularon el ritmo de formación estelar en regiones específicas con respecto a la media de su galaxia y hallaron un hecho curioso: “Vimos que para todas las galaxias y en todas las zonas el ritmo es similar, excepto en las zonas internas de las más masivas, donde vemos que nacen estrellas a una velocidad que dobla la media de la galaxia”, destaca el investigador.

“Sin embargo, este máximo sucede cuando la galaxia alcanza una masa de pocas decenas de miles de millones de masas solares, y después el ritmo vuelve a caer para galaxias muy masivas”. Ese pico de formación estelar, que los investigadores sitúan hace entre cinco y siete miles de millones de años, había sido descrito en estudios teóricos, pero nunca se había observado.

Estos resultados se ajustan muy bien a lo que se observa en la Vía Láctea –una galaxia de baja masa– y su vecina más masiva, la galaxia de Andrómeda, que presenta una región central envejecida. Las diferencias, plantean los investigadores, pueden deberse a que las galaxias masivas sufrieron en el pasado una fusión con otra galaxia, lo que aceleró el crecimiento de las zonas internas, mientras que las galaxias de baja masa evolucionaron más plácidamente.


Referencias bibliográficas:

E. Pérez et al. “The evolution of galaxies resolved in space and time: a view of inside-out growth from the CALIFA survey”. The Astrophysical Journal Letters 764, p.1, 2013.

S. F. Sánchez et al. “CALIFA, the Calar Alto Legacy Integral Field Area survey. I. Survey presentation” Astronomy and Astrophysics 538, p. 8., 2012.

Fecha Original: 31 de enero de 2013
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Comments (2)

  1. ¡Hola, amigos!

    Nada de extraordinario he podido entresacar de lo que en el artículo se explica, toda vez que, todo se desarrolla como nos dicta la lógica. “De dentro a afuera” y, la Gravedad, tan importante en el proceso -aunque lo he leido rápido porque tengo que salir-, no la veo por ninguna parte cuando, es la mayor protagonista de que así se sesarrollen las cosas.

    Si lo pensáis bien, la región más densa de la galaxia está, precisamente, en su centro galáctico, zona en la que suelen vivir los agujeros negros y las estrellas masivas más viejas, y, toda esa gravedad que ahí se genera, de alguna manera, tiene que incidir en todo lo demás.

    Bueno, al menos eso creo.

    Me tengo que marchar.

    Saludos.

  2. ¡Hola, amigos!

    Según en Modelo “estándar” de λCDM cosmología la fpormación de las galaxias se ha iniciado por la formación gravitatoría de supuestos “halos” de alguna clase de materia primordial -los griegos la llamaban Ylem, la sustancia cósmica- que han dado en llamar “materia oscura que se formaron debida a las fluctuaciones primordiales de densidad en la materia total del universo.

    Así, las galaxias grandes se producen por la aglomeración de los halos que da lugar a la aglomeración de las galaxias dentro de ellas, el proceso llamado fusión (“merging”). El proceso global es jerárquico. La estructura en gran escala engloba condensaciones de tamaño variado, desde cúmulos con miles de galaxias, a grupos de dos o tres.

    Pero estamos hablando de la formación de estrellas y las galaxias espirales tienen colores más azules que denotan la presencia actual de cúmulos de estrellas masivas en formación continua, en contraste con las galaxias elípticas con sus poblaciones de estrellas más viejas y más rojas.

    Los brotes masivos de formación de estrellas (starburst) son sucesos en los que una masa equivalente a millones de veces la masa del Sol se transforma en estrellas.

    Sucede en galaxias de todo tipo y algunos de eloos, los más poderosos, acaban lanzxando fuera de las galaxias todo el material procesado en el interior de las estrellas; son los supervientos galácticos que dibujan las estructuras más llamativas del universo visible; cientos y miles de estrellas jovenes y luminosas que, al expulsar sus capas más externas, desgarran el gas que se encuentra a su alrededor en la Nebulosa, empujándolo y apilándolo en figuras de inimaginable belleza como cascarones de alta velocidad que crecen y chocan entre ellos configurando un increible medio interestelar que, a veces, nos sorprende.

    El flujo de fotones ultravioletas que producen las estrellas jovenes, ionizan inmensas regiones y nos desvelan las estructuras, huecos y burbujas o cascarones que se producen como consecuencia de toda esa enorme radiación en presencia de violentos vientos estrelares que generan flujos supersónicos y que, ayudados por la Gravedad, todos esos fenómenos, dan lugar al nacimiento de nuevas estrellas.

    La huella de estos violentos sucesos, perduran durtante millones de años y, los astrónomos, tienen la oportunidad de estudiarlos para sacar consecuencias de lo que allí pudo pasar.

    De todas las maneras, podríamos conseguir muchos más y mejores datos y conclusiones de loq ue, nuestros modernos ingenios tecnológicos nos pueden transmitir, y, sólo hace falta que, sepamos comprender lo que “vemos” en esas regiones en las que, según sabemos, se crean las estrellas y los miundos y, ¿por qué no? también la vida.

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