Cât de mici galaxii „morte” își revin și fac stele din nou

Vorbește despre rivalitatea dintre frați. Cele mai multe dintre cele mai mici galaxii sunt „moarte”, fără să producă stele noi. Acum, simulările pe computer dezvăluie de ce este atât de greu pentru o galaxie mică să se întinerească: stelele existente ale galaxiei luptă cu nașterea altora noi, chiar și după ce combustibil proaspăt pentru formarea stelelor cade în galaxie.

Aceste simulări arată, de asemenea, că în cele din urmă pot apărea noi stele și pot face galaxia să strălucească din nou. Dar poate dura multe miliarde de ani pentru ca o mică galaxie să-și recapete mojo-ul care face stele, informează cercetătorii pe 20 aprilie pe arXiv.org.

Galaxiile generează noi stele din gaz, dar gazul trebuie să fie rece și dens pentru a se prăbuși în stele. Această cerință a generat mari probleme pentru micile galaxii la scurt timp după nașterea universului, când radiațiile ultraviolete din galaxii au spart atomii de hidrogen intergalactici în protoni și electroni (SN: 11/7/19). Acest proces, numit reionizare, lasă radiația să curgă prin spațiu și să încălzească gazul din interiorul galaxiilor. Cele mai mici galaxii aveau atât de puțin gaz la început încât totul a fost zăpăcit de radiațiile ionizante. Drept urmare, galaxia pitică tipică cu masă mică a încetat să mai creeze stele cu mult timp în urmă.

În aceste galaxii minuscule, „reionizarea a ucis formarea stelare”, spune Martin Rey, astrofizician la Observatorul Lund din Suedia. Toate stelele din majoritatea galaxiilor pitice cu masă mică de astăzi sunt, prin urmare, vechi (SN: 4/3/15).

Dar două galaxii pitice neînrudite din constelația Leului, numite Leo P și Leo T, nu au primit niciodată nota. Micile chiar și după standardele piticilor, ambele galaxii încă scot stele noi. Sunt cele mai puțin luminoase galaxii care formează stele cunoscute: masa stelară a lui Leo P este de numai 560.000 de mase solare, aproximativ 0,001% din totalul Căii Lactee, iar Leul T are și mai puține stele (SN: 5/9/18). Ambele galaxii sunt vecine ale Căii Lactee – Leo P se află la 5 milioane de ani lumină și Leo T este la doar 1,3 milioane de ani lumină distanță – astfel încât astronomii pot vedea stelele nou-născute.

Pentru a explica modul în care astfel de mici galaxii prosperă astăzi, echipa lui Rey a efectuat simulări pe computer ale gazului, stelelor și materiei întunecate din galaxii pitice de masă mică. Simulările au arătat că gazul care intră poate resuscita galaxiile pitice și reaprinde formarea lor stelară, o constatare susținută de lucrările anterioare (SN: 7/12/18). Dar „observăm că durează destul de mult”, spune Rey.

Problema este că stelele vechi din galaxia pitică împiedică nașterea de noi stele prin agitarea gazului, au descoperit cercetătorii. În special, stelele pitice albe care explodează și vânturile de la stele mari roșii îmbătrânite încălzesc gazul, întârziind noua eră a nașterii stelelor. De fapt, 6 până la 8 miliarde de ani — aproximativ jumătate din vârsta universului (SN: 7/24/18) — poate trece înainte ca micile galaxii pitice să-și reia cariera de producție de stele și să semene cu Leo P și Leo T, raportează oamenii de știință.

„Rezultatele lor sunt foarte plauzibile”, spune Kristen McQuinn, astrofizician la Universitatea Rutgers din Piscataway, NJ, care l-a studiat pe Leo P în trecut, dar nu a fost implicat în noua lucrare. Ea spune că includerea efectelor negative ale propriilor stele ale galaxiei face ca simulările să fie unice.

Rey și colegii săi au găsit și altceva. „Tipul de surpriză și cireașa de pe tort a fost faptul că putem prezice o nouă clasă de galaxii”, spune Rey. Simulările arată că unele galaxii pitice cu masă mică au dobândit gaz, dar nu au început încă să creeze stele noi.

Nu se cunosc exemple clare de galaxii pitice bogate în gaze care nu au formarea stelelor, spune Rey, dar prezice că observațiile viitoare le vor descoperi. Noile telescoape optice ar trebui să găsească vechile stele slabe din aceste galaxii, iar radiotelescoapele ar trebui să le detecteze gazul de hidrogen, care ar putea genera într-o zi noi stele.