Sondeando el Universo distante, un equipo de científicos, dirigido por el astrónomo Zhi-Yu Zhang de la Universidad de Edimburgo, utilizó la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA para investigar la proporción de estrellas masivas en cuatro galaxias distantes ricas en gases [1]. Estas galaxias se ven cuando el Universo era mucho más joven de lo que es ahora, por lo que es improbable que las galaxias infantiles hayan sufrido muchos episodios previos de formación estelar, lo que de otro modo podría haber confundido los resultados.
Zhang y su equipo desarrollaron una nueva técnica, análoga a la datación por radiocarbono también conocida como datación por carbono 14, para medir la abundancia de diferentes tipos de monóxido de carbono en cuatro galaxias muy distantes, cubiertas de polvo [2]Observaron la proporción de dos tipos de monóxido de carbono que contienen diferentes isótopos [3].
"Los isótopos de carbono y oxígeno tienen orígenes diferentes", explica Zhang. "El 18O se produce más en estrellas masivas, y el 13C se produce más en estrellas de masa baja a media". Gracias a la nueva técnica, el equipo pudo observara través del polvo en estas galaxias y evaluar por primera vez las masas de sus estrellas.
La masa de una estrella es el factor más importante que determina cómo evolucionará. Las estrellas masivas brillan brillantemente y tienen vidas cortas y otras menos masivas, como el Sol, brillan más modestamente durante miles de millones de años. Conocer las proporciones de estrellas dePor lo tanto, las diferentes masas que se forman en las galaxias sustentan la comprensión de los astrónomos de la formación y evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo. En consecuencia, nos proporciona información crucial sobre los elementos químicos disponibles para formar nuevas estrellas y planetas y, en última instancia, el númerode agujeros negros de semillas que pueden unirse para formar los agujeros negros supermasivos que vemos en los centros de muchas galaxias.
La coautora Donatella Romano del Observatorio de Astrofísica y Ciencia Espacial INAF en Bolonia explica lo que el equipo encontró: "La proporción de 18O a 13C fue aproximadamente 10 veces mayor en estas galaxias de estallido estelar en el Universo temprano que en las galaxias talescomo la Vía Láctea, lo que significa que hay una proporción mucho mayor de estrellas masivas dentro de estas galaxias de estallido estelar ".
El hallazgo de ALMA es corroborado por otro descubrimiento en el Universo local. Un equipo dirigido por Fabian Schneider de la Universidad de Oxford, Reino Unido, realizó mediciones espectroscópicas con el Very Large Telescope de ESO de 800 estrellas en la gigantesca región de formación estelar 30 Doradus enla Gran Nube de Magallanes para investigar la distribución general de las edades estelares y las masas iniciales [4].
Schneider explicó: "Encontramos alrededor de un 30% más de estrellas con masas más de 30 veces superiores a las esperadas del Sol, y alrededor de un 70% más de lo esperado por encima de 60 masas solares. Nuestros resultados desafían el límite de masa solar de 150 predichas previamentemasa máxima de nacimiento de estrellas e incluso sugieren que las estrellas podrían tener masas de nacimiento de hasta 300 masas solares "
Rob Ivison, coautor del nuevo artículo de ALMA, concluye: "Nuestros hallazgos nos llevan a cuestionar nuestra comprensión de la historia cósmica. Los astrónomos que construyen modelos del Universo ahora deben volver a la mesa de dibujo, con más sofisticación requerida."
Notas
[1] Las galaxias Starburst son galaxias que están experimentando un episodio de formación estelar muy intensa. La velocidad a la que forman nuevas estrellas puede ser 100 veces o más la velocidad en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Estrellas masivas en estas galaxiasproducen radiaciones ionizantes, salidas estelares y explosiones de supernovas, que influyen significativamente en la evolución dinámica y química del medio a su alrededor. Estudiar la distribución de masa de las estrellas en estas galaxias puede contarnos más sobre su propia evolución, y también sobre la evolución del Universo.más generalmente.
[2] El método de datación por radiocarbono se usa para determinar la edad de un objeto que contiene material orgánico. Al medir la cantidad de 14C, que es un isótopo radiactivo cuya abundancia disminuye continuamente, se puede calcular cuándo murió el animal o la planta.Los isótopos utilizados en el estudio ALMA, 13C y 18O, son estables y sus abundancias aumentan continuamente durante la vida útil de una galaxia, siendo sintetizados por reacciones de fusión nuclear térmica dentro de las estrellas.
[3] Estas diferentes formas de la molécula se llaman isótopos y difieren en la cantidad de neutrones que pueden tener. Las moléculas de monóxido de carbono utilizadas en este estudio son un ejemplo de tales especies moleculares, porque un isótopo de carbono estable puede tener12 o 13 nucleones en su núcleo, y un isótopo de oxígeno estable puede tener 16, 17 o 18 nucleones.
[4] Schneider et al. Hicieron observaciones espectroscópicas de estrellas individuales en 30 Doradus, una región de formación estelar en la cercana Nube de Magallanes Grande, utilizando el Espectrógrafo de elementos múltiples de matriz grande de fibra LLAMAS en el Very Large Telescope VLT. ThisEl estudio fue uno de los primeros en llevarse a cabo que fue lo suficientemente detallado como para mostrar que el Universo es capaz de producir regiones formadoras de estrellas con diferentes distribuciones de masa de las de la Vía Láctea.
más información
Los resultados de ALMA se publican en un documento titulado "Poblaciones estelares dominadas por estrellas masivas en galaxias polvorientas de estallido estelar a lo largo del tiempo cósmico" que aparecerá en Naturaleza el 4 de junio de 2018. Los resultados de VLT se publican en un documento titulado "Un exceso de estrellas masivas en el estallido local de 30 Doradus", que se publicó en ciencia el 5 de enero de 2018.
El equipo de ALMA está compuesto por: Z. Zhang Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Edimburgo, Reino Unido; Observatorio Europeo Austral, Garching bei München, Alemania, D. Romano INAF, Observatorio de Astrofísica y Ciencias Espaciales, Bolonia,Italia, RJ Ivison Observatorio Europeo Austral, Garching bei München, Alemania; Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Edimburgo, Reino Unido, P. Papadopoulos Departamento de Física, Universidad Aristóteles de Tesalónica, Salónica, Grecia; Centro de Investigaciónpara Astronomía, Academia de Atenas, Atenas, Grecia; y F. Matteucci Universidad de Trieste; INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste; INFN, Sezione di Trieste, Trieste, Italia
El equipo VLT está compuesto por: FRN Schneider Departamento de Física, Universidad de Oxford, Reino Unido, H. Sana Instituto de Astrofísica, KU Leuven, Bélgica, CJ Evans Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido, Observatorio Real de Edimburgo, Edimburgo, Reino Unido, JM Bestenlehner Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemania; Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Sheffield, Reino Unido, N. Castro Departamento de Astronomía, Universidad de Michigan, EE. UU., L. FossatiAcademia Austriaca de Ciencias, Instituto de Investigación Espacial, Graz, Austria, G. Gräfener Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, Alemania, N. Langer Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, Alemania, OH Ramírez-Agudelo Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido, Observatorio Real de Edimburgo, Edimburgo, Reino Unido, C. Sabín-Sanjulián Departamento de Física y Astronomía, Universidad de La Serena, Chile, S. Simón-Díaz Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife,España; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, España, F. Tramper Centro Europeo de Astronomía Espacial, Madrid, España, PA Crowther Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Sheffield, Reino Unido, A. de Koter Instituto Astronómico Anton Pannekoek, Universidad de Amsterdam,Países Bajos;Instituto de Astrofísica, KU Leuven, Bélgica, SE de Mink Instituto Astronómico Anton Pannekoek, Universidad de Amsterdam, Países Bajos, PL Dufton Centro de Investigación de Astrofísica, Facultad de Matemáticas y Física, Queen's University Belfast, Irlanda del Norte, Reino Unido, M.García Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, España, M. Gieles Departamento de Física, Facultad de Ingeniería y Ciencias Físicas, Universidad de Surrey, Reino Unido, V. Hénault-Brunet Consejo Nacional de Investigación, Herzberg Astronomy andAstrofísica, Canadá; Departamento de Astrofísica / Instituto de Matemáticas, Astrofísica y Física de Partículas, Universidad de Radboud, Países Bajos, A. Herrero Departamento de Física y Astronomía, Universidad de La Serena, Chile, RG Izzard Departamento de Física, Facultad deIngeniería y Ciencias Físicas, Universidad de Surrey, Reino Unido; Instituto de Astronomía, The Observatories, Cambridge, Reino Unido, V. Kalari Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile, DJ Lennon Espacio EuropeoCentro de Astronomía, Madrid, España, J. Maíz Apellániz Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, campus del Centro Europeo de Astronomía Espacial, Villanueva de la Cañada, España, N. Markova Instituto de Astronomía con el Observatorio Astronómico Nacional, Academia Búlgara deCiencias, Smolyan, Bulgaria, F. Najarro Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, España, Ph. Podsiadlowski Departamento de Física, Universidad de Oxford, Reino Unido;Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, Alemania, J. Puls Ludwig-Maximilians-Universität München, Alemania, WD Taylor Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido, Observatorio Real de Edimburgo, Edimburgo, Reino Unido, J. Th.van Loon Laboratorios Lennard-Jones, Universidad de Keele, Staffordshire, Reino Unido, JS Vink Observatorio Armagh, Irlanda del Norte, Reino Unido y C. Norman Universidad Johns Hopkins, Baltimore, Estados Unidos; Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Estados Unidos
ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante de Europa y el observatorio astronómico terrestre más productivo del mundo con diferencia. Tiene 15 Estados miembros: Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido, junto con el estado anfitrión de Chile y con Australia como socio estratégico, ESO lleva a cabo un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes observaciones terrestres.instalaciones que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desempeña un papel de liderazgo en la promoción y organización de la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el VeryLarge Telescope y su interferómetro Very Large Telescope líder en el mundo, así como dos telescopios de reconocimiento, VISTA trabajando en el infrarrojo y el visible-luz VLT Survey Telescope.ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe.Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el telescopio extremadamente grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo en el cielo".
Enlaces
* Zhang et al. research paper -- pdf" http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817a.<span style=" background-color:=""> pdf "> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817a.pdf"> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817a.pdf "> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817a.pdf"> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817a.pdf
* Schneider et al. research paper -- pdf" http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817b.<span style=" background-color:=""> pdf "> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817b.pdf"> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817b.pdf "> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817b.pdf"> http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1817/eso1817b.pdf
* Fotos de ALMA - http://www.eso.org/public/images/archive/search/?adv=&subject_name=Atacama%20Large%20Millimeter/submillimeter%20Array
* Fotos del VLT - http://www.eso.org/public/images/archive/search/?adv=&subject_name=Very%20Large%20Telescope
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Rob Ivison ESO Garching bei München, Alemania Tel: + 49-89-3200-6669 Correo electrónico: [email protected]
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Materiales proporcionado por ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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