Un equipo internacional de investigadores del Instituto Kawli de Física y Matemáticas del Universo de la Universidad de Tokio (Cavli IPMU, WPI) ha encontrado evidencia que muestra que las galaxias elípticas antiguas en las primeras galaxias del Universo pueden formarse a partir de una intensa formación estelar dentro del núcleo. El descubrimiento profundizará nuestra comprensión de cómo evolucionaron las galaxias desde el universo primitivo, informa un nuevo estudio. la naturaleza.
Las galaxias en el universo actual tienen diversas formas y se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: pequeñas galaxias espirales en forma de discos, como nuestra propia Vía Láctea, que todavía están formando nuevas estrellas; Y las galaxias más antiguas, elípticas, dominadas por el bulbo central, ya no forman estrellas y carecen de mucho gas. Estas galaxias globulares contienen estrellas muy antiguas, pero cómo se formaron, hasta ahora, sigue siendo un misterio.
El descubrimiento de los lugares de nacimiento de galaxias elípticas gigantes se anuncia en un artículo publicado hoy. la naturaleza — proviene del análisis de datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sobre más de 100 galaxias brillantes submilimétricas (SMG) con desplazamientos al rojo que se remontan al “mediodía cósmico”, cuando el universo tiene aproximadamente 1,6 años y hace 5.900 millones de años. y muchas galaxias estaban formando estrellas activamente. Este estudio proporciona la primera evidencia observacional sólida de que los esferoides pueden formarse directamente mediante una rápida formación estelar dentro de los núcleos de las galaxias de las estrellas más luminosas del universo primitivo, basándose en un nuevo enfoque de la banda submilimétrica. Este avance afectará significativamente los modelos de evolución de las galaxias y profundizará nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan las galaxias en el Universo.
En el estudio, investigadores dirigidos por Qinghua Tan, investigador asociado del Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia China de Ciencias, y entre ellos el profesor de Kawli IPMU, John Silverman, el investigador del proyecto Boris Kalita y el estudiante graduado Zhaoxuan Liu, observaron las emisiones de polvo utilizando una estadística. análisis de la distribución del brillo superficial de Combinado con una nueva técnica de análisis de la banda submilimétrica, descubrieron que la emisión submilimétrica en la mayoría de las galaxias muestreadas es muy compacta, con perfiles de brillo superficial que se desvían significativamente de los discos exponenciales. Esto sugiere que las emisiones submilimétricas normalmente provienen de estructuras que ya son esféricas. Más evidencia de esta forma ferroidal proviene de un análisis detallado de la geometría 3D de las galaxias. El modelado basado en la distribución de relación de eje oblicuo alto muestra que la relación entre el más corto y el más largo de sus tres ejes promedia la mitad y aumenta con la compacidad espacial. Esto indica que la mayoría de estas galaxias con formación de estrellas son intrínsecamente esféricas en lugar de tener forma de disco. Con la ayuda de simulaciones numéricas, este descubrimiento nos muestra que el principal mecanismo detrás de la formación de estas galaxias tridimensionales (esferoides) es el proceso simultáneo de acumulación de gas frío e interacciones galácticas. Se cree que este proceso fue bastante común en el universo primitivo, durante el período en el que se formaban la mayoría de los esferoides. Podría redefinir cómo entendemos la formación de galaxias.
La investigación fue posible gracias a los proyectos de archivo A3COSMOS y A3GOODSS, que permitieron a los investigadores recopilar una gran cantidad de galaxias observadas con relaciones señal-ruido suficientemente altas para un análisis detallado. La exploración futura de la riqueza de observaciones de ALMA recopiladas a lo largo de los años, junto con nuevas observaciones submilimétricas y milimétricas de alta resolución y sensibilidad, nos permitirán estudiar sistemáticamente el gas frío en las galaxias. Esto proporcionará información sin precedentes sobre la distribución y la dinámica de las materias primas que alimentan la formación de estrellas. Con las poderosas capacidades de Euclid, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Telescopio de la Estación Espacial de China (CSST) para mapear los componentes estelares de las galaxias, obtendremos una imagen más completa de la formación temprana de las galaxias. En conjunto, estos conocimientos profundizarán nuestra comprensión de cómo el universo en su conjunto ha evolucionado a lo largo del tiempo.
