Un estudio liderado por un equipo del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), mediante simulaciones computacionales, explica la transformación que sufren aquellas galaxias que ingresan a un cúmulo y vuelven a salir.

 

Por Facundo Rodriguez
facundo.rodriguez@unc.edu.ar

 

Las galaxias tienden a agruparse y a conformar sistemas que pueden tener desde unos pocos miembros a cientos. Los sistemas más numerosos se denominan cúmulos de galaxias. En ellos, hay decenas o cientos de galaxias unidas por la gravedad. Estos sistemas pueden modificar a las galaxias que los habitan, fundamentalmente, mediante la presión de su gas extremadamente caliente (centenares de millones de grados) que barre el gas propio de las galaxias el que, a su vez, es la reserva de material que las éstas tienen para formar sus estrellas. Además, los tirones gravitacionales que produce un cúmulo sobre las galaxias que pasan cerca de sus zonas centrales pueden generar cambios en su forma, la pérdida de parte de sus estrellas, o, en casos extremos, incluso su destrucción completa.

Hay algunas galaxias que, debido a su velocidad y localización, son atraídas por el cúmulo, ingresan a él y, luego, lo abandonan quedando cerca de éstos. Si bien no hay una palabra en español para definirlas, el término con el que se las denomina en inglés es ‘backsplash’, que quiere decir algo así como que salpican al cúmulo.

Este tipo de galaxias ha atraído la atención de diferentes equipos alrededor del mundo y han sido muy estudiadas en los últimos años, sin embargo, todavía se intenta determinar qué consecuencias tiene el pasaje por el cúmulo en su evolución. Este fue el desafío que asumió el equipo liderado por Andrés Ruiz, Julián Martínez, Valeria Coenda y Hernán Muriel, quienes investigan en el IATE, con la colaboración de Sofía Cora, del Instituto de Astrofísica de La Plata, Martín de los Ríos, de la Universidad Autónoma de Madrid, y Cristian Vega-Martínez, de la Universidad de La Serena.

Respecto a los objetivos que se propusieron, Valeria Coenda explica: “Nuestra principal motivación fue estudiar la primera experiencia que tiene una galaxia al ingresar a un cúmulo. De esta manera, poder separar los cambios que sufre antes y los efectos del cúmulo en ese pasaje por su interior.”

Análisis

Para estudiar los detalles de estas galaxias particulares utilizaron simulaciones computacionales. En ellas, eligieron los cúmulos aislados, es decir, que no tuvieran otros sistemas cercanos. Obtuvieron una muestra de 34 cúmulos. Además, aprovechando que en las simulaciones se pueden conocer los detalles de la trayectoria de las galaxias, eligieron aquellas están fuera de los cúmulos pero que hubieran previamente ingresado y salido de los mismos. Con estos criterios, seleccionaron más de 5000 galaxias, las dividieron en categorías y así obtuvieron más información sobre su evolución.

Cuando se estudian los estadíos de evolución de las galaxias, una característica fundamental es describir si están formando estrellas o no. Las galaxias con mucho gas disponible forman estrellas mientras que aquellas que pierden ese gas dejan de hacerlo. “Basándonos en trabajos anteriores, clasificamos las galaxias que ingresaron y salieron del cúmulo según si estaban o no formando estrellas y estudiamos cómo iba variando esto, teniendo en cuenta, además, cómo era su pasaje por el cúmulo”, comenta Andrés Ruiz.

 

Resultados

A partir del detallado estudio determinaron que la mayoría de estas galaxias que se zambullen en el grupo y luego salen continúan formando estrellas y no han atravesado la región central del cúmulo. Por lo tanto, su evolución no ha sido afectada de manera importante por ese pasaje. Las galaxias que dejaron de formar estrellas antes de abandonar el cúmulo, en cambio, llegan a regiones más centrales del cúmulo y, por lo tanto, sufren muchas más interacciones que afectan su evolución. Sólo una pequeña fracción dejan de formar estrellas mientras están dentro del cúmulo. Por otro lado, aquellas que dejan de formar estrellas antes de ingresar al cúmulo, tampoco tiene un gran impacto en su historia.

“El resultado global del trabajo es que, a pesar de que los cúmulos son de los ambientes más extremos donde puede estar una galaxia, una sola pasada por estas estructuras no va a producir grandes efectos en la gran mayoría de ellas. El factor fundamental es qué tan cerca del centro del cúmulo pasan estas galaxias, eso es lo que más las altera”, resume Julián Martinez. A lo que Valeria agrega: “sin embargo, mucho tiempo después de haber salido del cúmulo seguirán sintiendo su efecto”.

“Los entornos de los cúmulos son ambientes interesantes porque allí se encuentran objetos con historias muy diversas. En este trabajo, pudimos avanzar y, mediante simulaciones, explicar detalles de estas galaxias que ingresan y salen de los cúmulos. Esto nos da información sobre una población que no podemos identificar fácilmente en observaciones”, concluye Hernán Muriel.

Trabajos a futuro

Luego de los resultados encontrados, el equipo está trabajando en poder ampliar su estudio y obtener más detalles sobre la evolución de estas galaxias y otras con historias similares. Para ello, sumaron a una estudiante doctoral quién está utilizando otro tipo de simulaciones que podrían brindar más detalles sobre algunos de los procesos que ocurren durante el pasaje y extender el estudio a sistemas de galaxias menos numerosos que los cúmulos.

Con los resultados de este trabajo, las nuevas herramientas y la experiencia del equipo, las perspectivas son promisorias para seguir brindando explicaciones acerca de los procesos que conducen las transformaciones de las galaxias en diferentes entornos.

Publicación científica

Backsplash galaxies and their impact on galaxy evolution: a three stage, four-type perspective Autores | Andrés Nicolás Ruiz (IATE, CONICET/UNC, Argentina), Hector Julián Martínez (IATE, CONICET/UNC, Argentina), Valeria Coenda (IATE, CONICET/UNC, Argentina), Hernán Muriel (IATE, CONICET/UNC, Argentina), Sofía Cora (Instituto de Astrofísica de La Plata, Argentina), Martín de los Ríos (Universidad Autónoma de Madrid, España) & Cristian Vega-Martínez (Universidad de La Serena, Chile).