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| La imagen muestra la caída de una galaxia azul ultradifusa en un sistema de galaxias y su posterior expulsión como galaxia roja ultradifusa (habiendo perdido ya su gas). Crédito: Vanina Rodríguez. |
Las galaxias ultradifusas son galaxias enanas cuyas estrellas están repartidas por una vasta región, lo que da lugar a un brillo extremadamente bajo, que las hace muy difíciles de detectar. En una nueva investigación, los astrónomos han utilizado sofisticadas simulaciones para detectar varias galaxias ultradifusas "apagadas", un tipo raro de galaxia enana que ha dejado de generar estrellas en entornos de baja densidad en el Universo. Sus resultados muestran que las galaxias ultradifusas apagadas aisladas se forman como galaxias de retroceso que en su día fueron satélites de otro halo galáctico, de grupo o de cúmulo, pero que hoy se encuentran a unos pocos millones de años luz de ellos.
"Siempre nos esforzamos por conseguir un consenso completo de las galaxias que tenemos en el Universo", dijo el Dr. Mark Vogelsberger, astrofísico del Departamento de Física del MIT.
"Este estudio añade una nueva población de galaxias que la simulación predice realmente. Y ahora tenemos que buscarlas en el Universo real".
La búsqueda de galaxias ultradifusas apagadas por parte del Dr. Vogelsberger y sus colegas comenzó con un simple estudio de los sistemas ultradifusos que residen fuera de los cúmulos de galaxias.
Los astrónomos predicen que las galaxias ultradifusas dentro de los cúmulos deberían estar apagadas, ya que estarían rodeadas por otras galaxias que esencialmente frotarían el gas ya difuso de la galaxia ultradifusa y detendrían la producción de estrellas.
Las galaxias ultradifusas apagadas en los cúmulos deberían estar formadas principalmente por estrellas viejas y tener un color rojo.
Si las galaxias ultradifusas existen fuera de los cúmulos, en el vacío, se espera que continúen produciendo estrellas, ya que no habría gas de otras galaxias para apagarlas. Por lo tanto, se prevé que las galaxias ultradifusas del vacío sean ricas en estrellas nuevas y tengan un aspecto azul.
Cuando los investigadores analizaron las detecciones anteriores de satélites de galaxias ultradifusas, fuera de los cúmulos, descubrieron que la mayoría eran azules, como se esperaba, pero unas pocas eran rojas.
"Eso es lo que nos llamó la atención. Y pensamos: '¿Qué hacen ahí? ¿Cómo se formaron?" No había una buena explicación", explica la Dra. Laura Sales, astrónoma de la Universidad de California en Riverside.
Para encontrar una, los investigadores recurrieron a una simulación cosmológica detallada de la formación de galaxias llamada TNG50.
Utilizaron TNG50 para ver si podían detectar galaxias ultradifusas apagadas fuera de los cúmulos de galaxias.
Empezaron con un cubo del Universo primitivo de unos 150 millones de años-luz de ancho, y ejecutaron la simulación hacia adelante, hasta el día de hoy.
A continuación, buscaron en la simulación galaxias ultradifusas en los vacíos y descubrieron que la mayoría de las que detectaron eran azules, como se esperaba. Pero un número sorprendente -alrededor del 25%- eran rojas, o apagadas.
Se centraron en estas enanas satélites rojas y utilizaron la misma simulación, esta vez como una especie de máquina del tiempo para ver cómo, cuándo y dónde se originaron estas galaxias.
Descubrieron que los sistemas formaban inicialmente parte de cúmulos, pero que de alguna manera fueron arrojados al vacío, en una órbita más elíptica, "de espaldas".
Las simulaciones también mostraron que el color rojo de las galaxias ultradifusas apagadas se debió a su expulsión, un proceso violento que eliminó el gas de formación estelar de las galaxias, dejándolo apagado y rojo.
Al ejecutar las simulaciones más atrás en el tiempo, el equipo observó que los sistemas diminutos, como todas las galaxias, se originaron en halos de materia oscura, donde el gas se fusiona en discos galácticos.
Pero en el caso de las galaxias ultradifusas apagadas, los halos parecían girar más rápido de lo normal, generando galaxias estiradas.
"Es bastante sorprendente que las simulaciones puedan producir realmente todos estos objetos tan pequeños", dijo el Dr. Vogelsberger.
"Predecimos que debería haber más galaxias de este tipo por ahí. Esto hace que nuestro trabajo sea bastante emocionante".
Fuentes, créditos y referencias:
Quiescent ultra-diffuse galaxies in the field originating from backsplash orbits, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01458-1