Casi toda la luz que vemos del Universo
proviene de estrellas que se forman en densas nubes de gas en el medio
interestelar. La rapidez con que se forman, es decir, la tasa de
formación estelar (SFR, de sus siglas en inglés), depende de las
reservas gaseosas de las galaxias y de las condiciones físicas del medio
interestelar, que varía según las estrellas evolucionan. Medir la tasa
de formación de estrellas es, por lo tanto, clave para comprender la
formación y evolución de las galaxias.
Hasta ahora, se habían utilizado
observaciones en diversas longitudes de onda para calcularla, cada una
con sus ventajas e inconvenientes. Los trazadores de la SFR –sustancias
que revelan la existencia de un agente o proceso- más frecuentemente
usados en el espectro visible y ultravioleta pueden oscurecerse por el
polvo interestelar, lo que ha motivado usar trazadores híbridos que
combinan dos o más tipos de observaciones diferentes. Entre ellas, se
incluye el rango infrarrojo porque puede ayudar a corregir ese
oscurecimiento producido por el polvo. Sin embargo, a veces emplear
estos trazadores no es tan sencillo porque otras fuentes o mecanismos
no relacionados con la formación de estrellas masivas pueden verse
involucrados y conducir a resultados erróneos.
Ahora, un equipo de investigación
internacional, liderado por la astrofísica del IAC Fatemeh Tabatabaei,
ha realizado un análisis detallado de la distribución de la energía
espectral de una muestra de galaxias, pudiendo medir por primera vez la
energía que emiten y que puede usarse como trazador para calcular la
tasa de formación estelar. “Hemos utilizado –explica la investigadora-
la emisión en radio a frecuencias medias (1-10 GHz) ya que, en estudios
previos, se observó una estrecha correlación infrarroja que abarcaba más
de cuatro órdenes de magnitud de luminosidad”. Para explicarla,
hicieron falta estudios más precisos para comprender los orígenes, la
energía y los procesos que produjeron la emisión de radio observada en
las galaxias.
“Decidimos realizar un estudio radioeléctrico de múltiples longitudes de onda de las 52 galaxias de la muestra KINGFISH (Key Insights on Nerby Galaxies: a Far-Infrared Survey with Herschel)”, explica Eva Schinnerer, también autora del estudio e investigadora del Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) en Heidelberg (Alemania). "El radiotelescopio Effelsberg de 100 metros, con su alta sensibilidad, es el instrumento ideal para recibir flujos de radio de objetos débiles como las galaxias. A este proyecto lo denominamos KINGFISHER, que significa galaxias KINGFISH que emiten en radio”, apunta Marita Krause, del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) en Bonn (Alemania), responsable de las observaciones y otra de las autoras del artículo.
Los resultados del mismo, publicados hoy en The Astrophysical Journal, revela
que la emisión de radio entre 1-10 GHz empleada (una región ancha del
espectro electromagnético) es un trazador ideal para calcular la tasa de
formación estelar por varios motivos. Primero, el polvo interestelar no
atenúa o absorbe la radiación en este rango de frecuencias; segundo,
las estrellas masivas emiten esta radiación durante varias fases de su
formación, desde que son jóvenes, regiones HII (zonas de gas ionizado
donde se forman dichas estrellas) y remanentes de supernova (cuando
mueren). Por último, no necesita combinarse con ningún trazador
adicional, así que las medidas en esta franja son una forma más rigurosa
para estimar la tasa de formación de estrellas masivas que los
trazadores habitualmente usados.
El estudio también esclarece la
naturaleza de los procesos de retroalimentación que ocurren durante la
formación de estrellas, de gran interés para el conocimiento de la
evolución de las galaxias. “Al diferenciar los orígenes de la emisión de
radio continuo –añade Fatemeh Tabatabaei- pudimos inferir que los
electrones de rayos cósmicos (CRE, de sus siglas en inglés y uno de los
componentes del medio interestelar) son más jóvenes y energéticos en
galaxias con mayor tasa de formación estelar. Estos pueden originar unos
potentes vientos y tener consecuencias importantes en la regulación de
la formación estelar”, concluye la astrofísica.
Artículo: “The radio spectral energy distribution and star formation rate calibration in galaxies”, por F. Tabatabaei et al. The Astrophysical Journal. Volume 836, Number 2. (DOI: 10.3847/1538-4357/836/2/185)
IAC
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