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💫uso de oxígeno como un marcador de la evolución galáctico

El uso de oxígeno como marcador de la evolución galáctica

UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA - RIVERSIDE

7 de octubre de el año 2016 Astronomy Now



La impresión de un artista de formación de estrellas en el universo temprano. Crédito de la imagen: Adolf Schaller / STScI.

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de California, Riverside astrónomos arroja luz sobre cómo las estrellas jóvenes y calientes ionizan el oxígeno en el universo temprano y los efectos sobre la evolución de las galaxias a través del tiempo.

El estudio presenta las primeras mediciones de las fuerzas cambiantes de las líneas de emisión de oxígeno desde el día de hoy y hace de nuevo a 12,5 mil millones de años.

Las principales conclusiones son que la fuerza de los aumentos de oxígeno doblemente ionizado que se remontan en el tiempo, mientras que disminuye hace la fuerza de oxígeno aumenta por separado ionizados hasta 11 mil millones de años y luego para el resto de uno a dos mil millones de años.

La causa de las dos evoluciones diferentes se debe a los cambios en las condiciones físicas dentro de las galaxias de formación estelar. La cantidad de energía ionizante introducido en el gas por las estrellas recién formadas es mucho mayor en el universo temprano.

Los resultados, publicados recientemente en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, ayudar a establecer el marco para futuras encuestas utilizando telescopios de última generación, tales como el próximo telescopio espacial James Webb, que permitirá a los investigadores estudiar las condiciones dentro de las galaxias de formación estelar a la época de las primeras galaxias.

Una galaxia puede ser pensado como una fábrica que produce estrellas de gas frío, con algunas galaxias ser más productivo que otros. Por lo tanto, lo que define más o menos los parámetros de evolución de una galaxia es la tasa de formación de estrellas, la masa estelar, y el contenido de gas.

La velocidad a la que se forman las estrellas en las galaxias no siempre ha sido el mismo. La tasa de formación de estrellas en las galaxias típicas se levantó por los dos primeros de tres mil millones de años después del Big Bang y ha disminuido de manera constante durante los últimos 10 a 11 mil millones de años.

En otras palabras, el universo está en una crisis de producción como las galaxias se están volviendo menos activos en la creación de nuevas estrellas. Dado que el gas frío es el combustible de la formación de estrellas, es imprescindible para entender cómo las condiciones físicas del gas están cambiando a lo largo de la historia del universo.

Ali Ahmad Khostovan. Crédito de la imagen: UC Riverside.
Ali Ahmad Khostovan. Crédito de la imagen: UC Riverside.
"Una manera de estudiar las condiciones de gas en regiones de formación estelar de las galaxias es observar las líneas de emisión espectral", dijo Ali Ahmad Khostovan, autor principal del artículo y un estudiante graduado en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California en Riverside. "Estas líneas se producen cuando la luz de las estrellas brillantes y masivas, de vida corta interactuar con el medio que lo rodea lo que resulta en regiones donde los átomos se rompen o ionizadas."
Las líneas de emisión solamente son visibles mientras que las estrellas más masivas brillan, por tanto, los plazos trazados por estas líneas son dependientes de la esperanza de vida de estas estrellas (alrededor de 10 a 50 millones de años). Por lo tanto, las líneas de emisión se pueden utilizar para rastrear la actividad y condiciones instantáneas en las regiones de formación de estrellas de las galaxias.

En el estudio, los investigadores utilizaron una muestra de galaxias seleccionadas de líneas de emisión de la línea de levantamiento de alta z Emisión (HiZELS) para seguir la evolución de los puntos fuertes de las líneas de emisión asociados con oxígeno ionizado por separado y doblemente ionizado.

La importancia de estas dos líneas es que proporcionan información sobre el estado de excitación energética (ionizado) del gas ya que la principal diferencia entre las dos líneas es la energía necesaria para pasar de forma individual al oxígeno doblemente ionizado.

Esto se logra debido al diseño único de HiZELS. La encuesta utiliza cuatro filtros de banda estrecha, uno instalado en el telescopio Subaru de 8,2 metros en Hawai y los otros tres en el Reino Telescopio Infrarrojo Unidas (UKIRT), también en Hawai. Estos filtros son lo suficientemente estrecha que la luz procedente de una línea de emisión dominaría el detector del telescopio. Como líneas de emisión son estrechas y desplazada hacia el rojo, actúan como declarantes de cuatro intervalos de tiempo diferentes (uno para cada filtro) de la historia del universo.

Los autores también utilizan una gran cantidad de datos auxiliares de varios telescopios terrestres tales como el Telescopio Canadá Francia Hawai en Hawai, así como los telescopios espaciales como el telescopio espacial Spitzer de la NASA. Sus muestras también incluyen espectroscópico de seguimiento utilizando los espectrógrafos DEIMOS y MOSFIRE en el Observatorio W. M. Keck, y la espectroscopia de otros estudios. El estudio se compone de 7.000 galaxias.

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