This artist’s impression of ID2299 shows the galaxy, the product of a galactic collision, and some of its gas being ejected by a “tidal tail” as a result of the merger. New observations made with ALMA, in which ESO is a partner, have captured the earliest stages of this ejection, before the gas reached the very large scales depicted in this artist’s impression.

ALMA capta el proceso de muerte de una distante galaxia en colisión mientras pierde la capacidad de formar estrellas

Las galaxias comienzan a “morir” cuando dejan de formar estrellas, pero hasta ahora los astrónomos nunca habían vislumbrado claramente el comienzo de este proceso en una galaxia lejana. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, los astrónomos han visto una galaxia expulsando casi la mitad de su gas, el elemento fundamental para la formación de estrellas. Esta eyección tiene lugar a un ritmo sorprendente, equivalente al gas que se necesitaría para formar 10.000 Soles al año: la galaxia está perdiendo rápidamente su combustible para hacer nuevas estrellas. El equipo cree que este espectacular evento lo desencadenó una colisión con otra galaxia, lo que podría llevar a los astrónomos a replantearse cómo las galaxias dejan de dar vida a nuevas estrellas.

“Es la primera vez que observamos una típica galaxia masiva formadora de estrellas en el universo distante a punto de ‘morir’ debido a una expulsión masiva de gas frío”, afirma Annagrazia Puglisi, investigadora principal del nuevo estudio, de la Universidad de Durham (Reino Unido) y el Centro de Investigación Nuclear Saclay (CEA-Saclay, Francia). La galaxia, ID2299, está tan lejos que su luz tarda unos 9 mil millones de años en llegar a nosotros; la vemos cuando el Universo tenía sólo 4.500 millones de años.

La eyección de gas equivale al necesario para alcanzar una tasa de formación de 10.000 soles al año, y está eliminando un asombroso 46% del gas frío total de ID2299. Debido a que la galaxia también está formando estrellas de forma muy rápida (cientos de veces más rápido que nuestra Vía Láctea), el gas restante se consumirá rápidamente, haciendo que ID2299 cese su producción en tan sólo unas pocas decenas de millones de años.

El evento responsable de la espectacular pérdida de gas, según el equipo, es una colisión entre dos galaxias que, finalmente, se fusionaron para formar ID2299. La escurridiza pista que llevó a los científicos hacia este escenario fue la asociación del gas expulsado con una “cola de marea”. Las colas de marea son corrientes alargadas de estrellas y gas que se extienden en el espacio interestelar y que son el resultado de la fusión de dos galaxias, difíciles de ver en galaxias distantes porque, por lo general, son demasiado débiles. Sin embargo, el equipo logró observar este fenómeno relativamente brillante justo cuando se lanzaba al espacio y fueron capaces de identificarlo como una cola de marea.

La mayoría de los astrónomos cree que los vientos causados por la formación de estrellas y la actividad de los agujeros negros en los centros de galaxias masivas son responsables de lanzar material de formación de estrellas al espacio, terminando así con la capacidad de las galaxias para crear nuevas estrellas. Sin embargo, el nuevo estudio publicado hoy en Nature Astronomy sugiere que las fusiones galácticas también pueden ser responsables de expulsar al espacio el combustible necesario para la formación de estrellas.

“Nuestro estudio sugiere que las eyecciones de gas pueden producirse por fusiones y que los vientos y las colas de marea pueden parecer muy similares”, dice el coautor del estudio, Emanuele Daddi, de CEA-Saclay. Por eso es posible que algunos de los equipos que previamente identificaron vientos en galaxias distantes podrían haber estado observando, en realidad, colas de marea expulsando gas de estas galaxias. “Esto podría llevarnos a revisar nuestra comprensión de cómo ‘mueren’ las galaxias”, añade Daddi.

Puglisi subraya la importancia del hallazgo del equipo añadiendo: “¡Estoy encantada de haber descubierto una galaxia tan excepcional! Estaba ansiosa por aprender más sobre este extraño objeto porque estaba convencida de que había una lección importante que aprender sobre cómo evolucionan las galaxias distantes”.

Este sorprendente descubrimiento se hizo por casualidad, mientras el equipo inspeccionaba un sondeo de galaxias, hecho con ALMA, diseñado para estudiar las propiedades del gas frío en más de 100 galaxias lejanas. ID2299 había sido observado por ALMA durante sólo unos minutos, pero el potente observatorio, ubicado en el norte de Chile, permitió al equipo recopilar suficientes datos como para detectar la galaxia y su cola de eyección.

“ALMA ha arrojado nueva luz sobre los mecanismos que pueden detener la formación de estrellas en galaxias distantes. Ser testigos de un evento de disrupción tan masiva añade una pieza importante al complejo rompecabezas de la evolución de las galaxias”,indica Chiara Circosta, investigadora del University College de Londres (Reino Unido), quien también contribuyó a la investigación.

En el futuro, el equipo podría usar ALMA para hacer observaciones más profundas y de mayor resolución de esta galaxia, permitiéndoles comprender mejor la dinámica del gas expulsado. Las observaciones con el futuro Telescopio Extremadamente Grande de ESO podrían permitir al equipo explorar las conexiones entre las estrellas y el gas en ID2299, arrojando nueva luz sobre cómo evolucionan las galaxias.

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