ALMA arroja luz sobre supresión de polvo

Compacidad de estrella a polvo en función de la edad del universo. La distribución alcanza su punto máximo alrededor del mediodía cósmico. Fuente: Centro Nacional de Investigaciones Nucleares

El polvo interestelar es un componente clave de las galaxias. Promueve la formación de estrellas e impulsa la química y la física del medio interestelar. Sin embargo, oculta la mayoría de las estrellas de tal manera que no se pueden observar. Los astrofísicos están utilizando leyes de supresión de polvo que podrían descubrir estas estrellas ocultas mediante ingeniería inversa de la luz de las galaxias para cuantificar cuántas estrellas hay.

Los astrofísicos están tratando de estimar qué cantidad de la luz ultravioleta y visible emitida por las estrellas en las galaxias polvorientas es absorbida por el polvo y luego reemitida en el infrarrojo. Sin embargo, durante décadas el problema fue el insuficiente conocimiento de las leyes que rigen los procesos de atenuación de la radiación por el polvo. Hubo una falta de conocimiento sobre de qué depende este proceso. Las cosas cambiaron cuando un grupo de astrofísicos descubrió una correlación oculta entre el polvo y la forma de las galaxias.

Un equipo internacional de científicos ha realizado nuevos descubrimientos sobre polvorientas galaxias formadoras de estrellas a distancias superiores a los 10 000 millones de años. Estudiaron más de cien galaxias muy oscurecidas en el universo primitivo y estudiaron la atenuación de la radiación por el polvo utilizando varios aspectos físicos. Su estudio fue publicado en la revista Astronomía y Astrofísica.

El equipo estuvo dirigido por el ganador de la beca NCN Preludium, Mahmoud Hamed, junto con su supervisor, otro becario de NCN SONATA BIS, y el líder del equipo en el Departamento de Astrofísica de NCBJ, el prof. Katarzyna Malek. Una estrecha colaboración entre el Centro Nacional de Investigación Nuclear de Varsovia y el Laboratoire d’Astrophisique de Marseille en el sur de Francia ha utilizado análisis técnicos de última generación para responder a la antigua pregunta: ¿Cuál es la forma de ley que rige la procesos de supresión de polvo en galaxias que residen en el universo joven?

El equipo descubrió que las propiedades físicas estimadas de las galaxias ultramasivas de superpolvo (aproximadamente 10 veces más masivas que nuestra Vía Láctea) dependen en gran medida de los modelos utilizados para describir la atenuación del polvo en el análisis. El gran descubrimiento de este estudio completo fue que la forma en que el polvo oscurece las estrellas está fuertemente correlacionada con la forma de las galaxias observadas en diferentes longitudes de onda.

Los resultados del análisis mostraron que en el caso de una distribución compacta de poblaciones estelares en galaxias, consistente con la distribución de polvo, la influencia del polvo en su percepción puede explicarse por una simple ley de atenuación, sin necesidad de asumir complejos estelares. y geometrías del polvo. Esto simplifica enormemente los cálculos y análisis de las propiedades físicas de estas galaxias.

Por otro lado, el equipo descubrió que cuando los tamaños de las regiones de población estelar son mucho más pequeños que los tamaños de las regiones de polvo, se deben tener en cuenta características complejas en las leyes de supresión de polvo para explicar la cantidad de polvo en estos objetos. En términos generales, es crucial tener en cuenta la compacidad relativa de las emisiones de polvo de estrellas, especialmente porque el tipo de ley de amortiguamiento utilizada puede influir fuertemente en nuestra interpretación de los elementos clave en estas galaxias, como su masividad.

Además, se descubrió sorprendentemente que la curva de evolución del tamaño relativo entre las estrellas y el polvo alcanzó su punto máximo alrededor del mediodía cósmico (una época interesante en el universo cuando las galaxias no hacían nada más que la formación masiva de estrellas). Estos nuevos descubrimientos proporcionan una gran comprensión de la naturaleza de las polvorientas galaxias formadoras de estrellas cuando el universo era joven, lo cual es fundamental para comprender la evolución de las galaxias. El equipo de investigación espera que su estudio inspire futuras investigaciones para explorar la atenuación del polvo en la era de los grandes instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Proporcionado por el Centro Nacional de Investigaciones Nucleares

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