Antiguas galaxias eran fábricas de estrellas más eficientes

Hace miles de millones de años, las galaxias eran más eficientes para producir estrellas. Con la misma cantidad de gas —el material a partir del cual se forman las estrellas—, la tasa de formación estelar era más elevada en el pasado lejano de lo que es hoy, según mediciones realizadas por ALMA.

La mayoría de las galaxias contiene nubes de gas que constituyen el componente básico de estrellas como nuestro Sol. Y como las galaxias más grandes y masivas contienen más gas que las galaxias pequeñas, también producen más estrellas.

Sin embargo, en el pasado lejano algunas galaxias experimentaron verdaderas explosiones de natalidad. En estas galaxias con brotes de formación estelar, el ritmo de formación de estrellas es mucho más alto de lo que se esperaría de acuerdo con su masa. Algunas galaxias dan nacimiento, como mínimo, a varios cientos de estrellas al año. En comparación, nuestra Vía Láctea produce apenas una estrella por año aproximadamente.

Los astrónomos se preguntaban sobre las causas de estos brotes de formación estelar: ¿Era porque había mucho más gas disponible? ¿O esas galaxias simplemente eran más eficientes a la hora de convertir el gas en estrellas?

La respuesta parece ser ambas cosas. Es cierto que estas distantes galaxias con brotes de formación estelar (que nosotros observamos tal como eran hace miles de millones de años) contienen grandes cantidades de gas, pero no cantidades suficientes como para explicar el elevado ritmo de formación estelar. Al parecer, si hay suficiente gas disponible el proceso de formación estelar se vuelve más eficiente.

Para obtener estos resultados, los astrónomos estudiaron siete galaxias distantes con brotes de formación estelar. Se usaron telescopios infrarrojos para calcular la tasa de formación estelar, mientras que las observaciones realizadas con ALMA revelaron la cantidad de gas presente en las galaxias.

Todavía no queda claro por qué el proceso de formación de estrellas era más eficiente en estas antiguas galaxias. Los astrónomos creen que las colisiones y fusiones de galaxias podrían haber aumentado su fecundidad estelar.


¿Qué se observó?

Las siete galaxias con brotes de formación estelar observadas en este estudio fueron seleccionadas en los catálogos del telescopio espacial Hubble. Con el telescopio japonés Subaru situado en Mauna Kea (Hawái), los astrónomos calcularon sus distancias: más de 9.000 millones de años luz de nosotros, lo cual significa que las vemos tal como eran unos 4.000 millones de años después del Big Bang. Y con el telescopio espacial estadounidense Spitzer y el observatorio espacial europeo Herschel se midió la tasa de formación estelar en las siete galaxias. Por último, se usó ALMA y un observatorio submilimétrico más pequeño llamado IRAM, ubicado en los Alpes franceses, para determinar la cantidad de monóxido de carbono presente en ellas, medida que permite obtener una buena estimación de la cantidad de gas que contienen.

¿Quiénes observaron?

Esta investigación fue realizada por un gran equipo internacional de astrónomos encabezado por John Silverman, del Instituto Kavli de Física y Matemática del Universo de la Universidad de Tokio (Japón). Los resultados de la investigación se publicaron en la revista The Astrophysical Journal Letters el 12 de octubre de 2015.