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Observada acreción de gas en galaxias moribundas por primera vez

Observaciones con el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) sugieren que los gases previamente desplazados pueden volver a acumularse en las galaxias.

Potencialmente, este fenómeno puede ralentizar el proceso de muerte de las galaxias causado por la presión del ariete, y creando estructuras únicas más resistentes a sus efectos.

«Gran parte del trabajo anterior sobre galaxias despojadas por presión de ram se centra en el material que se despoja de las galaxias. En este nuevo trabajo, vemos un gas que en lugar de ser arrojado fuera de la galaxia para no regresar nunca, se mueve como un bumerang, es expulsado pero luego da vueltas y vuelve a su origen», dijo en un comunicado William Cramer, astrónomo de Arizona State University y autor principal del nuevo estudio. «Al combinar datos de Hubble y ALMA a muy alta resolución, podemos demostrar que este proceso está sucediendo».

La extracción por presión de ariete se refiere al proceso que desplaza el gas de las galaxias, dejándolas sin el material necesario para formar nuevas estrellas. A medida que las galaxias se mueven a través de sus cúmulos de galaxias, el gas caliente conocido como medio intra-cúmulo, o el espacio entre ellos, actúa como un viento fuerte, empujando los gases fuera de las galaxias viajeras. Con el tiempo, esto conduce a la inanición y la «muerte» de las galaxias formadoras de estrellas que alguna vez estuvieron activas. Debido a que la extracción por presión de ariete puede acelerar el ciclo de vida normal de las galaxias y alterar la cantidad de gas molecular dentro de ellas, es de particular interés para los científicos que estudian la vida, maduración y muerte de las galaxias.

«Hemos visto en simulaciones que no todo el gas empujado por la presión del pistón escapa de la galaxia porque tiene que alcanzar la velocidad de escape para poder escapar y no retroceder. Creemos que la re-acreción que estamos viendo se debe a las nubes de gas que fueron expulsadas de la galaxia por la extracción de presión del ariete, y no alcanzaron la velocidad de escape, por lo que están retrocediendo «, dijo Jeff Kenney, un astrónomo de la Universidad de Yale y coautor del estudio.

«Si está tratando de predecir qué tan rápido una galaxia dejará de formar estrellas con el tiempo y se transformará en una galaxia roja o muerta, entonces querrá comprender cuán efectiva es la presión del ariete para eliminar el gas. Si no sabe que el gas puede volver a caer sobre la galaxia y continuar reciclándose y formando nuevas estrellas, va a predecir en exceso la extinción de las estrellas. Tener pruebas de este proceso significa líneas de tiempo más precisas para el ciclo de vida de las galaxias».

El nuevo estudio se centra en NGC 4921, una galaxia espiral barrada y la galaxia espiral más grande del Cúmulo de Coma, ubicada aproximadamente a 320 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Coma Berenices. NGC 4921 es de particular interés para los científicos que estudian los efectos de la extracción por presión del ariete porque la evidencia tanto del proceso como de sus consecuencias es abundante.

«La presión de la RAM desencadena la formación de estrellas en el lado donde está teniendo el mayor impacto en la galaxia», dijo Cramer. «Es fácil de identificar en NGC 4921 porque hay muchas estrellas azules jóvenes en el lado de la galaxia donde ocurre».

Kenney agregó que la extracción de presión del ariete en NGC 4921 ha creado una línea fuerte y visible entre el lugar donde todavía existe polvo en la galaxia y el lugar donde no. «Hay una fuerte línea de polvo presente, y más allá de eso, casi no hay gas en la galaxia. Creemos que esa parte de la galaxia se ha limpiado casi por completo por la presión del ariete «.

Mediante el uso del receptor de banda 6 de ALMA, los científicos pudieron resolver el monóxido de carbono, la clave para «ver» tanto las áreas de la galaxia desprovistas de gas como aquellas en las que se está volviendo a acumular. «Sabemos que la mayoría del gas molecular en las galaxias está en forma de hidrógeno, pero el hidrógeno molecular es muy difícil de observar directamente», dijo Cramer. «El monóxido de carbono se usa comúnmente como un sustituto para estudiar el gas molecular en las galaxias porque es mucho más fácil de observar».

La capacidad de ver más de la galaxia, incluso en su punto más débil, reveló estructuras interesantes que probablemente se crearon en el proceso de desplazamiento del gas y que son más inmunes a sus efectos. «La presión del ariete parece formar estructuras únicas o filamentos en las galaxias que son pistas sobre cómo evoluciona una galaxia bajo un viento de presión del ariete. En el caso de NGC 4921, tienen un parecido sorprendente con la famosa nebulosa, los Pilares de la Creación, aunque en una escala mucho más masiva», dijo Cramer. «Creemos que están respaldados por campos magnéticos que impiden que se eliminen con el resto del gas».

Las observaciones revelaron que las estructuras son más que simples volutas de gas y polvo; los filamentos tienen masa y mucha. «Estos filamentos son más pesados ??y pegajosos, se aferran a su material con más fuerza que el resto del medio interestelar de la galaxia, y parecen estar conectados a esa gran cresta de polvo tanto en el espacio como en la velocidad», dijo Kenney.