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Es una vida difícil para una galaxia pequeña

Título del artículo original: The hELENa project – I. Stellar populations of early-type galaxies linked with local environment and galaxy mass
Autores: A. Sybilska, T. Lisker, H. Kuntschner, A. Vazdekis, G. van de Ven, R. Peletier, J. Falcón-Barroso, R. Vijayaraghavan, and J. Janz
Institución del primer autor: Observatorio Europeo del Sur (European Southern Observatory, ESO)
Estado de la publicación: Aceptado para publicación  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Astrobite original: It’s a tough life for a small galaxy por 

¡Llegamos al astrobitos número 200! Agradecemos a nuestros lectores por acompañarnos durante este tiempo y esperamos que sigan con nosotros para estar al tanto de las últimas noticias astronómicas.


Es una selva allá afuera, y  todo es sobre la supervivencia del más grande.

Hasta nuestro entendimiento de cómo la forma de las galaxias se ha desarrollado, nos hemos dado cuenta de que las galaxias tienden a empezar pequeñas y crecen en el tiempo degustando a las galaxias más pequeñas: una especie de cadena alimenticia cósmica. Las galaxias más grandes – los depredadores de este ecosistema vicioso – usualmente se cuidan de sí mismas.  Es muy raro que se encuentren con una galaxia igualmente grande y mala, y la mayor parte raramente se detienen cuando desgarran a las desdichadas galaxias más pequeñas en fragmentos.

(Literalmente – ¡no hay exageración aquí! Cuando las galaxias son de tamaños similares se vuelven bastante desordenadas.)

Al final las galaxias más masivas generalmente terminan viéndose bastante similares, porque no hay mucho que las galaxias de su alrededor puedan hacer para que evolucionen de forma diferente a como lo harían si estuvieran solas. Pero para las  galaxias más pequeñas ésta es una historia diferente.

Las pruebas y tribulaciones de las elípticas enanas

El característico artículo de hoy es el primero de una serie acerca de tales galaxias y la vida que llevan. El proyecto hELENa (acrónimo en inglés de The role of Environment in shaping Low-mass Early-type Nearby galaxies) puede no estar haciendo a la comunidad astronómica ningún favor en términos de nuestra reputación por abusar de acrónimos atroces, pero no deberíamos dejar que eso nos aleje un poco de ciencia grandiosa.

Los autores están examinando de cerca a las poblaciones estelares de las galaxias elípticas enanas. Estas galaxias a primera vista se parecen mucho a las galaxias masivas que ya han sido mencionadas, solo más pequeñas -pero por ser más pequeñas, son más susceptibles a fuentes externas de destrucción. Las estrellas que contienen pueden llevar las cicatrices de estos encuentros, por lo que podemos aprender mucho de la física a gran escala de la formación de galaxias examinándolas más de cerca.

 

Figura 1: El cúmulo de Virgo de galaxias. En el panel izquierdo la localización en el cielo de los residentes de esta metrópolis galáctica son marcados con puntos, en código de color por tipo de galaxia. La muestra de hELENA se muestra en cuadrados negros, y la monstruosa galaxia M87 es dada con una marca especial. Los otros paneles muestran la muestra superpuesta en el mapa de la densidad del cúmulo (calculado de diferentes formas en el panel del medio y derecho), puede verse que algunas galaxias de la muestra pertenecen a las afueras del cúmulo, mientras que otras residen en las regiones centrales ocupadas. (Crédito: Figura 1 del artículo original)

Muchas galaxias pueden ser encontradas en cúmulos, grandes aglomeraciones gravitacionalmente ligadas de galaxias. De alguna manera, los cúmulos son como ciudades para las galaxias, con regiones densamente pobladas con demasiada acción en los centros y áreas suburbanas más relajadas alrededor del borde. El tipo de ambiente en el que una galaxia enana se encuentra puede importar mucho. En particular, procesos tales como ram-pressure stripping (del inglés “arrancado/desmantelado por presión de ariete”, proceso en el cual las galaxias son desprendidas de su gas al chocar éste con el gas más denso del interior del cúmulo, N. del T.) pueden volverse importantes para galaxias cayendo dentro de regiones más densas, arrancando su gas y reduciendo abruptamente la formación de estrellas. Del mismo modo, el hostigamiento de galaxias (en inglés galaxy harassment , encuentros cercanos con otras galaxias N. del T,) puede perturbar la estructura de pequeñas galaxias. En resumen no es fácil ser una elíptica enana. En la Figura 1, se muestran las galaxias de este artículo – todas del cúmulo de Virgo – junto con su medio ambiente.

El efecto del medio ambiente

El objetivo de los autores es observar correlaciones entre las poblaciones estelares en su gran muestra y el medio ambiente en la que viven. La información acerca de las poblaciones estelares es codificada en la luz de estas galaxias y se puede acceder por medio de la espectroscopía. Brevemente, la idea es que ciertas características espectrales (cosas como bandas en absorción a longitudes de onda particulares) se obtienen más fuertes o más débiles de la luz de las estrellas dependiendo de qué tan viejas son, si son más o menos enriquecidas en elementos pesados, más o menos masivas, etc.  Medir estas características – en particular- medir cómo ellas varían en cada galaxia –  puede decirnos muchas cosas útiles acerca de la historia de las galaxias, por ejemplo, qué tan rápido estas forman sus estrellas. Algunos ejemplos de estas medidas se muestran en la Figura 2.

 

Figura 2: Algunos mapas espectroscópicos de unas pocas galaxias de la muestra (una versión más completa puede ser encontrada en la figura 2 del artículo original). Tomando un espectro de cada píxel de la imagen, es posible aprender mucho acerca de cada galaxia. Las tres columnas de la izquierda muestran medidas de las características espectrales en absorción, en código de color de la intensidad. De éstas la edad y la composición química de las estrellas en cada galaxia puede ser estimada. Las otras tres columnas dan información acerca de qué tan brillantes son las partes de las galaxias y las velocidades de las estrellas. (Crédito: Figura 2 del artículo original)

 

De estas medidas los autores pueden estimar cosas como las edades de las estrellas en diferentes partes de la galaxia, su composición química, si la galaxia está rotando, y más.

Entonces, ¿qué se puede aprender de toda esta abundancia de información? Los autores encontraron un número de efectos interesantes, por ejemplo, que las estrellas en galaxias que residen en regiones más densas en un cúmulo tienden a ser más viejas. Esto sugiere que el efecto de un ambiente más denso es de hecho ayudar a apagar antes la formación de estrellas. Del mismo modo, las propiedades de galaxias embebidas en los cúmulos parecen correlacionarse con su tamaño más estrechamente que las de las afueras. Esto no debe ser demasiado sorprendente: los efectos de muchos encuentros en estas galaxias las conducirán hacia un resultado común y promedio. Por el contrario, aquellas galaxias que se encuentran más lejos tendrán una variedad de historias.

Los autores pueden confirmar que mientras las propiedades de las galaxias masivas son principalmente determinadas por su tamaño, las elípticas enanas muestran una variación mucho más amplia en sus propiedades. En otras palabras, las galaxias masivas en su mayoría ignoran efectos externos y solo sus física interna importa, pero para las galaxias enanas la variedad de encuentros externos que han experimentado son más importantes.

 

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