Un equipo internacional de astrónomos ha desmentido una creencia arraigada sobre cómo se forman las estrellas.
Desde la década de 1950, los astrónomos creían que los grupos de estrellas recién nacidas obedecían las mismas reglas de formación estelar, lo que significaba que la proporción de estrellas masivas a estrellas más ligeras era prácticamente la misma de una galaxia a otra. Por cada estrella 20 veces más masiva que el Sol o más grande, por ejemplo, habría 500 estrellas iguales o menores que la masa del Sol.
“Esta fue una idea realmente útil. Desafortunadamente, parece que no es cierto ”, dijo el líder del equipo de investigación, el Dr. Gerhardt Meurer, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore.
Esta distribución de masa de las estrellas recién nacidas se denomina 'función de masa inicial' o IMF. La mayor parte de la luz que vemos de las galaxias proviene de las estrellas de mayor masa, mientras que la masa total de las estrellas está dominada por las estrellas de menor masa que no se pueden ver, por lo que la IMF tiene implicaciones para determinar con precisión la masa de las galaxias. Al medir la cantidad de luz de una población de estrellas y hacer algunas correcciones para las edades de las estrellas, los astrónomos pueden usar el IMF para estimar la masa total de esa población de estrellas.
Los resultados para diferentes galaxias se pueden comparar solo si el IMF es el mismo en todas partes, pero el equipo del Dr. Meurer ha demostrado que esta proporción de estrellas recién nacidas de masa alta y masa baja difiere entre galaxias. Las pequeñas galaxias 'enanas', por ejemplo, forman muchas más estrellas de baja masa de lo esperado.
Para llegar a este hallazgo, el equipo del Dr. Meurer utilizó galaxias en el HIPASS Survey (HI Parkes All Sky Survey) realizado con el radiotelescopio Parkes cerca de Sydney, Australia. Se utilizó un estudio de radio porque las galaxias contienen cantidades sustanciales de gas hidrógeno neutro, la materia prima para formar estrellas, y el hidrógeno neutro emite ondas de radio.
El equipo midió dos trazadores de formación de estrellas, emisiones ultravioleta y H-alfa, en 103 de las galaxias de estudio utilizando el satélite GALEX de la NASA y el telescopio óptico CTIO de 1,5 m en Chile.
La selección de galaxias sobre la base de su hidrógeno neutro dio una muestra de galaxias de muchas formas y tamaños diferentes, sin sesgos por su historia de formación estelar.
La emisión de H-alfa rastrea la presencia de estrellas muy masivas llamadas estrellas O, las nacimiento de una estrella con una masa más de 20 veces la del Sol.
La emisión UV rastrea tanto las estrellas O como las estrellas B menos masivas; en general, estrellas de más de tres veces la masa del Sol.
El equipo de Meurer descubrió que la relación entre la emisión de H-alfa y la radiación ultravioleta variaba de una galaxia a otra, lo que implica que el FMI también lo hizo, al menos en su extremo superior.
'Este es un trabajo complicado, y necesariamente hemos tenido que tener en cuenta muchos factores que afectan la proporción de emisión H-alfa y UV, como el hecho de que las estrellas B viven mucho más tiempo que las estrellas O', dijo el Dr. Meurer.
El equipo del Dr. Meurer sugiere que el FMI parece ser sensible a las condiciones físicas de la región de formación de estrellas, particularmente a la presión del gas. Por ejemplo, es más probable que las estrellas masivas se formen en entornos de alta presión, como cúmulos estelares estrechamente unidos.
Los resultados del equipo permiten una mejor comprensión de otros fenómenos observados recientemente que han desconcertado a los astrónomos, como la variación de la relación entre la luz H-alfa y la luz ultravioleta en función del radio dentro de algunas galaxias. Esto ahora tiene sentido ya que la mezcla estelar varía a medida que la presión cae con el radio, al igual que la presión varía con la altitud en la Tierra.
El trabajo confirma sugerencias tentativas hechas primero por Veronique Buat y colaboradores en Francia en 1987, y luego un estudio más sustancial el año pasado por Eric Hoversteen y Karl Glazebrook trabajando en las Universidades Johns Hopkins y Swinburne que sugirió el mismo resultado.