¿Las estrellas se forman solo en las galaxias o también fuera de ellas? » ABC de la ciencia

Los astrónomos piensan que las estrellas se forman principalmente en las galaxias, pero también ha habido observaciones que muestran que las estrellas también podrían formarse fuera de las galaxias.

En la comunidad astronómica, las galaxias se consideran uno de los únicos centros de producción de estrellas. Solo en nuestra galaxia, los astrónomos estiman que hay alrededor de 100 mil millones de estrellas, casi todas formadas en la Vía Láctea. Sin embargo, una pequeña fracción de estrellas podría haberse unido a la Vía Láctea cuando se comió galaxias más pequeñas, y este es probablemente el caso en la mayoría de las galaxias del Universo.

Espiral,Galaxy,,Ilustración,De,Vía Láctea

Esta es una ilustración de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea. Es una de los millones de galaxias formadoras de estrellas que se extienden por todo el Universo. (Crédito de la foto: Alex Mit/Shutterstock)

La pregunta es, ¿las estrellas se forman fuera de las galaxias? si es así, donde están? Si no es así, ¿qué condiciones impiden que suceda?

Vídeo recomendado para ti:

La Red Cósmica

Para averiguar si se forman estrellas fuera de las galaxias, debemos echar un vistazo a las estructuras a gran escala del Universo. Esto muestra cómo se verían los cúmulos de galaxias y los grupos de cúmulos de galaxias en distancias masivas. Saber esto podría dar una idea de los lugares fuera de las galaxias donde podrían formarse las estrellas.

Red cósmica

Esta es una simulación de la Red Cósmica. Las estructuras filamentosas aquí representan la distribución de gas del Universo. (Crédito de la foto: /Wikimedia Commons)

Cuando se observa a grandes distancias, las simulaciones nos dicen que el gas en el Universo tiende a formar estructuras similares a filamentos, similares a una telaraña. Esta estructuración se llama ‘la Red Cósmica’ y nos dice que el gas en el Universo no es uniforme en todas partes. Hay lugares donde los gases tienen concentraciones muy altas, generalmente dentro y alrededor de las galaxias. Hay otras regiones en el Universo, sin embargo, que tienen cantidades diminutas de gas, llamadas vacíos.

Esta naturaleza no uniforme de la distribución de gas es necesaria. Es por esto que podemos ver la formación de estrellas, así como observar galaxias y cúmulos de galaxias en todo el universo.

Supercúmulos de galaxias y vacíos de galaxias

Esta imagen muestra algunos de los vacíos presentes en el Universo, junto con sus nombres. Aquí, podemos ver que los vacíos están esencialmente vacíos. (Crédito de la foto: Azcolvin429/Wikimedia Commons)

Este artículo trata de averiguar si las estrellas se forman fuera de las galaxias, y la simulación de la Red Cósmica puede darnos una idea de dónde buscarlas. La formación de estrellas requiere una alta concentración de gas que colapsa debido a la gravedad. Los vacíos, que tienen solo pequeñas cantidades de gas, probablemente no tendrán formación estelar.

Medio Intergaláctico

¿Cuál es el próximo lugar para buscarlos? Primero, revisemos el espacio entre las galaxias adyacentes. La región entre las galaxias cercanas a veces contiene materia, generalmente en forma de gas. Este espacio se define como el medio intergaláctico (IGM).

El gas en el medio intergaláctico tiene varias fuentes. Una fuente es el material ‘soplado’ por los vientos de una galaxia cercana. Estos vientos pueden surgir por varias razones. Una es la formación de estrellas dentro de esas galaxias. Durante la formación estelar, cuando el gas y otros materiales colapsan en la estrella bebé, el exceso de materia que la rodea es expulsado a altas velocidades.

Otra fuente es de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. La materia que se acumula en el agujero negro se calentará y parte será expulsada al espacio exterior en forma de chorros.

Resumen, Espacio, Fondo de pantalla., Negro, Agujero, Con, Nebulosa, Sobre, Colorido, Estrellas

Esta es la representación de un artista de un agujero negro expulsando materia al espacio en forma de chorros. El disco que rodea al agujero negro es su disco de acreción, que contiene materia caliente que se precipita en espiral hacia el agujero negro. (Crédito de la foto: Elena11/Shutterstock)

Sin embargo, varias cosas impiden la creación de estrellas dentro del medio intergaláctico. Una razón es que el gas en el medio intergaláctico es muy caliente, tan caliente que emiten radiación en rayos X (que es como los astrónomos descubrieron el IGM en primer lugar). Dado que la formación de estrellas requiere que el gas esté frío, el IGM no proporciona una condición ideal para la producción de estrellas.

Otra razón por la que es difícil que se formen estrellas en el medio intergaláctico es que no hay suficiente densidad de gases para formar estrellas. La densidad media de materia del medio intergaláctico es de aproximadamente un átomo por metro cúbico, lo que seguramente no será suficiente para crear nuevas estrellas. Además, la materia presente en el IGM se acumula constantemente en las galaxias. Con un entorno tan dinámico, donde los gases normalmente se mueven en una dirección particular, será casi imposible que se produzca la formación de estrellas.

Entonces, por lo que parece, parece imposible que se produzcan estrellas fuera de las galaxias… ¿verdad?

El Universo es enormemente vasto, con varios lugares donde ocurren cosas extrañas e inesperadas. Y sí, las estrellas se forman en ciertos lugares del Universo que técnicamente están fuera de las galaxias. Las siguientes secciones explorarán estas áreas inusuales de nuestro universo.

Galaxias Medusas

Una de esas regiones se encuentra en las colas de un tipo de galaxia llamada “galaxias medusa”. Estas galaxias se encuentran dentro de cúmulos de galaxias y se caracterizan por colas masivas que consisten en gas. Las observaciones nos dicen que una porción significativa de este gas podría estar compuesta por moléculas de hidrógeno, uno de los componentes esenciales de la formación estelar.

Esta impactante imagen combina los datos recopilados con la Cámara Avanzada para Sondeos, instalada en el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA y los datos del Telescopio Subaru en Hawái.  Muestra solo una parte de la espectacular cola que emerge de una galaxia espiral apodada D100.  Las colas como estas se crean mediante un proceso conocido como extracción por presión de ariete.  A pesar de las apariencias, el espacio entre las galaxias de un cúmulo está lejos de estar vacío;  en realidad está lleno de gas y plasma sobrecalentado, que arrastra y tira de las galaxias a medida que se mueven a través de él, un poco como la resistencia que uno experimenta cuando se sumerge en aguas profundas.  Esto puede ser lo suficientemente fuerte como para destrozar galaxias y, a menudo, da como resultado objetos con formas y características peculiares y extrañas, como se ve aquí.  La llamativa cola de gas de D100, que se extiende mucho más allá de esta imagen a la izquierda, es un ejemplo particularmente llamativo de este fenómeno.  La galaxia es miembro del enorme cúmulo Coma.  La presión del plasma constituyente caliente del cúmulo (conocido como el medio intracúmulo) ha extraído el gas de D100 y lo ha arrancado del cuerpo principal de la galaxia, y lo ha extraído hacia la columna que se muestra aquí.  Los cúmulos densamente poblados como Coma albergan miles de galaxias.  Son, por lo tanto, los laboratorios perfectos para estudiar el intrigante fenómeno del desprendimiento de presión ram, que, además de producir bellas imágenes como esta, puede tener un efecto profundo en cómo evolucionan las galaxias y forman nuevas generaciones de estrellas.  Enlaces Lanzamiento del sitio Hubble

Esta es la imagen de la galaxia D100 Jellyfish obtenida usando datos tomados de la Cámara Avanzada para Sondeos, colocada en el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Subaru en Hawai. Aquí, la galaxia es seguida por una cola de gas que fue eliminada por la presión del ariete. (Crédito de la foto: NASA/Wikimedia Commons)

La formación de las colas de las galaxias Medusa se produce mediante un proceso llamado desprendimiento de presión ram. Este fenómeno se observa generalmente en los cúmulos de galaxias y se puede explicar de la siguiente manera:

A medida que una galaxia se mueve dentro de un cúmulo, experimenta una especie de ‘presión del viento’ debido al gas caliente dentro del cúmulo de galaxias (como el medio intergaláctico discutido anteriormente). Esto es similar al ‘viento’ que experimentaría una persona si estuviera conduciendo una motocicleta.

A veces, esta presión del viento se vuelve tan poderosa que supera las fuerzas gravitatorias dentro de la galaxia. Luego, los gases del interior de la galaxia serían eliminados a altas velocidades en forma de cola. Es en esta cola donde tiene lugar la formación estelar.

La formación de estrellas en las colas gaseosas de las galaxias de las medusas depende de varios factores, incluido el enfriamiento y calentamiento del gas, la compresión del gas, etc. Sin embargo, los estudios actuales también indican que la tasa de formación de estrellas y la eficiencia son menores en estos gases despojados que en la galaxia. disco.

Coma,Galaxy,Cluster,O,Abell,1656,En,La,Constelación,Coma

Esta es una imagen del cúmulo de galaxias Coma, tomada con una cámara CCD y un telescopio de distancia focal media. (Crédito de la foto: Tragoolchitr Jittasaiyapan/Shutterstock)

Un ejemplo de galaxias medusas con colas despojadas de presión ram que tienen formación estelar activa es la galaxia D100, que se encuentra en el cúmulo de galaxias Coma. La investigación realizada en 2019 utilizó observaciones del telescopio espacial Hubble para estudiar las tasas de formación de estrellas y restringir las edades y masas de los grupos de estrellas en esa nube.

El cúmulo de Virgo también contiene galaxias medusas con colas formadoras de estrellas. Dado que el cúmulo de Virgo tiene una masa menor que el cúmulo de Coma, no se esperaba que tuviera ninguna galaxia Medusa. Sin embargo, las galaxias que se han sometido a presión ram no implican necesariamente que la formación de estrellas deba tener lugar en sus colas.

Anillos de gas

Otras regiones que están fuera de las galaxias donde ocurre la formación de estrellas son los anillos de gas, en particular el anillo de Leo y el anillo alrededor de NGC 5291. El anillo de Leo está dentro del grupo de galaxias Leo I y consiste en una estructura asimétrica en forma de anillo compuesta principalmente de hidrógeno atómico. . En su centro hay dos galaxias: NGC 3384 y M105.

La,Elíptica,Galaxy,Messier,105,,La,Lenticular,Galaxy,Ngc,3384,

Esta imagen contiene las galaxias NGC 3384, M105 y NGC 3389, tomadas con un telescopio Maksutov. El anillo de Leo, que rodea las galaxias NGC 3384 y M105, lamentablemente es demasiado débil para verse en esta fotografía. (Crédito de la foto: David Hajnal/Shutterstock)

El origen del anillo no se conoce claramente. Actualmente, se considera que la estructura está hecha de gas primordial o podría ser el resultado de una formación de expulsión de gas debido a las interacciones galaxia-galaxia. Por supuesto, no se debe a la presión del ariete, ya que eso daría como resultado colas de un solo lado y no una estructura de anillo.

El anillo de Leo no ha mostrado tasas sustanciales de formación estelar. Si bien la formación de estrellas ocurre en el anillo de Leo, es menos común que en otras estructuras de anillos similares, como la que rodea a NGC 5291.

Las espectaculares consecuencias de una colisión cósmica de hace 360 ​​millones de años se revelan con gran detalle en esta imagen del Very Large Telescope de ESO en el Observatorio Paranal

Esta es una imagen de NGC 5291 tomada con el Very Large Telescope de ESO. El anillo de gas es débilmente visible, disperso a su alrededor. (Crédito de la foto: Flickr)

NGC 5291 consta de muchas galaxias que interactúan entre sí, y el anillo alrededor de NGC 5291 ha mostrado una formación estelar activa. El anillo contiene gases y estrellas, y se supone que se originó en el cúmulo NGC 5291. Las interacciones entre las galaxias en NGC 5291 también han resultado en la producción de estrellas entre las propias galaxias.

Conclusión

Por lo tanto, la formación de estrellas fuera de las galaxias no es un fenómeno común. Si bien es teóricamente posible, las condiciones de la vida real no parecen favorecerlo. La formación de estrellas intergalácticas ocurre solo en circunstancias excepcionales, en las colas de las galaxias Medusa o en lugares como el anillo de Leo o NGC 5291.

Descubrir más sobre la naturaleza de la formación de estrellas revela mucha información sobre cómo las galaxias pueden cambiar con el tiempo. Nos dice mucho sobre la evolución de las estructuras en el Universo y da pistas sobre cómo podría cambiar la creación estelar en el futuro. Estudiar la formación de estrellas fuera de las galaxias es particularmente útil para descubrir las otras formas en que varios objetos (especialmente las galaxias) continúan evolucionando en el Universo.

Lectura sugerida

¿Te resultó útil este artículo

Sí No