El gas del medio intergaláctico llueve constantemente sobre las galaxias, alimentando la formación continua de estrellas. Una nueva investigación ha demostrado que este gas no se mezcla de manera uniforme y las estrellas no son iguales en toda la galaxia. Este resultado significa que los sistemas solares no son los mismos dentro de la Vía Láctea.
Representación de un artista de gas prístino (mostrado en magenta) en la Vía Láctea. (Crédito de la imagen: UNIGE / Dr. Mark A. Garlick)
Las galaxias nacen con un depósito de gas que utilizan para fabricar estrellas. Ese gas es prístino, hecho casi en su totalidad de hidrógeno y helio. No contiene ningún elemento más pesado, que los astrónomos llaman “metales”.
Pero el gas del exterior de la galaxia siempre está lloviendo, proporcionando material fresco. Ese gas es igualmente prístino.
“Las galaxias son alimentadas por gas ‘virgen’ que cae desde el exterior, que las rejuvenece y permite que se formen nuevas estrellas”, explica Annalisa De Cia, profesora del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primera autora de un Un nuevo estudio, publicado recientemente en Nature , examina el papel que juega el nuevo gas en la formación de estrellas.
La evolución estelar contamina la composición del depósito inicial de gas. Las estrellas fusionan hidrógeno y helio en elementos más pesados, los metales, como oxígeno, carbono, silicio y más. Cuando mueren, ya sea a través de un despliegue dramático y prolongado de una nebulosa planetaria o una espectacular explosión de supernova, expulsan estos metales a la galaxia circundante. Luego, esos metales se mezclan libremente.
“Inicialmente, cuando se formó la Vía Láctea, hace más de 10 mil millones de años, no tenía metales. Luego, las estrellas enriquecieron gradualmente el medio ambiente con los metales que producían ”, dijo De Cia.
Los modelos teóricos habían asumido que todas las fuentes de gas (el depósito inicial, el enriquecimiento de las estrellas contaminado con metales y el gas prístino que entraba) se mezclaban por igual.
“Hasta ahora, los modelos teóricos consideraban que estos tres elementos se mezclaron homogéneamente y alcanzaron la composición solar ([las proporciones de elementos que se encuentran en el Sol] en todas partes de nuestra galaxia, con un ligero aumento de la metalicidad en el centro, donde las estrellas están más numerosas “, explicó Patrick Petitjean, investigador del Institut d’Astrophysique de Paris, Universidad de la Sorbona.” Queríamos observar esto en detalle utilizando un espectrógrafo ultravioleta en el telescopio espacial Hubble “.
El equipo de De Cia desarrolló una nueva técnica para medir la cantidad total de metales, incluido el contenido metálico de los granos de polvo, que es notoriamente difícil de medir. Utilizaron esta técnica para estudiar 25 estrellas en detalle. “[El nuevo método] implica tener en cuenta la composición total del gas y el polvo mediante la observación simultánea de varios elementos como hierro, zinc, titanio, silicio y oxígeno”, explicó De Cia. “Entonces podemos rastrear la cantidad de metales presentes en el polvo y agregarla a la ya cuantificada por las observaciones anteriores para obtener el total”.
Descubrieron que la abundancia de metales variaba enormemente a lo largo de la galaxia , y algunas regiones tenían solo el 10% del contenido de metales del Sol. Esto significa que el gas de nuestra galaxia no se mezcla uniformemente y que, entre otras consecuencias, la formación de planetas no es uniforme en toda la Vía Láctea.
“Este descubrimiento juega un papel clave en el diseño de modelos teóricos sobre la formación y evolución de las galaxias”, dice Jens-Kristian Krogager, investigador del Departamento de Astronomía de la UNIGE. “A partir de ahora, tendremos que refinar las simulaciones aumentando la resolución, de modo que podamos incluir estos cambios en la metalicidad en diferentes lugares de la Vía Láctea”.
Referencia:
Annalisa De Cia, et al . “ Grandes variaciones de metalicidad en el medio interestelar galáctico ”. Nature , 597, 206-208 (2021). [ preimpresión de arXiv ]
Fuente: Universe Today , por el Dr. Paul M. Sutter.
