¿Por qué tantas galaxias muertas en este cúmulo de galaxias?

A la izquierda, concepto artístico de un cúmulo de galaxias jóvenes en el universo primitivo. El color azul indica una vigorosa formación estelar. A la derecha está el Cúmulo de galaxias de coma. Su color rojo indica pocas estrellas azules calientes, jóvenes y masivas, por lo que sabemos que la formación de estrellas ha cesado en gran medida. El Coma Cluster está relativamente cerca y es relativamente antiguo. Pero los astrónomos dicen que han encontrado un cúmulo de galaxias jóvenes en el universo primitivo que parece fuera de lugar: se ve rojizo y, por lo tanto, carece de formación de nuevas estrellas. ¿Por qué?

Un cúmulo de galaxias inusual

Las estrellas se forman en una gama de colores, desde el azul hasta el rojo. Las estrellas más masivas son azules y muy calientes, pero estas estrellas no viven mucho tiempo. Viven solo unos pocos cientos de millones de años, en contraste con miles de millones de años para estrellas como nuestro sol. Entonces, cuando los astrónomos miran hacia el espacio y ven muchas estrellas azules calientes, jóvenes y masivas, saben que están viendo un lugar donde las estrellas se están formando activamente.

Uno esperaría una formación estelar activa en el universo primitivo, cuando todo apenas comenzaba. Y, de hecho, cuando miran hacia el espacio lejano (y, por lo tanto, hacia atrás en el tiempo), los astrónomos ven regiones activas de formación de estrellas azules. Pero un recién analizado protocúmulo, o cúmulo de galaxias recién nacidas, se opone a esa tendencia. Parece existir en el universo primitivo. Pero parece viejo, rojo y muerto. Un equipo de astrónomos de la Universidad de California Riverside Anunciado los hallazgos inusuales el 9 de febrero de 2022.

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los revisado por pares Diario astrofísico publicado estos hallazgos el 9 de febrero de 2022.

Los científicos han llamado a este cúmulo de galaxias divergentes MAGAZ3NE J095924+022537. El nombre de peso se debe a que se encontró con el estudio Massive Ancient Galaxies At Z > 3 Near-infrared, o estudio MAGAZ3NE. Ian McConachie de UC Riverside es el autor principal. Él dijo:

En el universo primitivo, todos los protocúmulos descubiertos hasta ahora están llenos de galaxias vigorosas en formación estelar. Pero increíblemente, a diferencia de todos los otros protocúmulos que se han encontrado en esta época, muchas galaxias en MAGAZ3NE J0959 parecen haber dejado de formar estrellas.

Hombre con cabello oscuro hasta los hombros, anteojos, sonriendo con camisa a cuadros y camiseta.
Ian McConachie de la Universidad de California Riverside fue el autor principal del artículo.

Viejo cúmulo en el universo joven

El cúmulo de galaxias MAGAZ3NE J0959 tiene al menos 38 galaxias miembros y está a unos 11.800 millones de años luz de la Tierra. A medida que el universo envejece, los cúmulos de galaxias del universo joven se hacen más grandes, con cientos o miles de galaxias reunidas bajo su gravedad. Estos cúmulos de galaxias masivos evolucionan a lo largo del tiempo desde cúmulos jóvenes, azules y formadores de estrellas hasta cúmulos viejos, rojos y muertos. Entonces, el nuevo descubrimiento se parece más a los cúmulos actuales que a sus contemporáneos en el universo primitivo.

Autor gillian wilson de la Universidad de California Riverside dijo:

Estamos viendo este protocúmulo tal como apareció cuando el universo tenía menos de 2 mil millones de años. Es como si tomaras un racimo como Comael rico cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, y lo dejó caer en el universo primitivo.

Mujer con cabello largo y oscuro recogido en la parte superior, entrecerrando los ojos y sonriendo.
gillian wilson de la Universidad de California Riverside fue uno de los autores del estudio.

Una mirada más cercana al cúmulo de galaxias

En el centro de este inusual cúmulo de galaxias se encuentra una galaxia ultramasiva que ya ha formado más de 200 mil millones de soles. Benjamín Forrest anteriormente de UC Riverside y ahora en la Universidad de California Davis y autor del artículo, dijo:

Por qué esta galaxia ultramasiva y tantas de sus vecinas formaron la mayoría de sus estrellas y luego se volvieron inactivas cuando el universo era aún tan joven, en contraste con otros protocúmulos conocidos de la misma época, es un gran misterio. Por qué sus galaxias son tan diferentes a las de todos los demás protocúmulos conocidos, y tan similares a las de Coma, es un completo misterio.

El sondeo MAGAZ3NE fue un sondeo basado en tierra, pero los astrónomos están emocionados de que el Telescopio Espacial James Webb entre en línea y abra nuevas ventanas al universo primitivo. Forrest dijo:

Si tales protocúmulos se encontraran en grandes cantidades, significaría que el paradigma actual de formación de protocúmulos requeriría una revisión importante. Habría que adoptar un nuevo escenario de protocúmulos existentes en una diversidad de estados en el universo primitivo. Con muchas galaxias miembros temple en los primeros dos mil millones de años, es casi seguro que esto plantearía desafíos importantes para los modelos actuales de simulación de galaxias.

Joven con cabello corto y vello facial corto con un puente de cuerda detrás de él.
Benjamín Forrest, antes de UC Riverside y ahora en UC Davis, fue uno de los autores del artículo.

Próximos pasos

Los científicos dijeron que todavía quieren saber en qué condiciones y en qué entornos se forman estas galaxias ultramasivas. Luego, dijeron, estudiarán el vecindario de todas las demás galaxias ultramasivas en la encuesta MAGAZ3NE, con la esperanza de descubrir los secretos escondidos allí.

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En pocas palabras: los astrónomos han encontrado un cúmulo de galaxias en el universo primitivo a diferencia de otros cúmulos de su época. El cúmulo recién nacido, llamado MAGAZ3NE J095924+022537, tiene estrellas viejas, rojas y muertas.

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