El gas desempeña un papel crucial en el ciclo de vida de las galaxias. Aunque las estrellas y las galaxias han sido durante mucho tiempo el enfoque de la observación astronómica, los investigadores han comenzado a comprender mejor el impacto significativo del gas en la formación y evolución de estas estructuras cósmicas.

El término « gas » se refiere al medio interestelar, que se encuentra entre las galaxias, así como al gas circungaláctico que rodea estrechamente a una galaxia. Estos términos son utilizados por los astrónomos para describir las diferentes regiones de gas, pero no hay una frontera estricta entre ellos.

Los astrónomos han comenzado a desentrañar el intrincado flujo de gas entre las galaxias, su medio circungaláctico y el medio intergaláctico. Este flujo juega un papel vital en la regulación de la formación de estrellas, ya que la continua respiración del gas es esencial para el nacimiento de nuevas estrellas. Cuando este flujo cesa, también se detiene la formación de estrellas.

El proceso de respiración de una galaxia involucra la interacción entre estrellas, gravedad y la temperatura y densidad del gas. Cuando se formó el Universo, el gas se acumuló dentro de las galaxias y dio origen a las estrellas. A medida que las estrellas mueren, expulsan gas de regreso al espacio circundante, que inicialmente está caliente y difuso. Sin embargo, a medida que el gas sale de la galaxia, se enfría y su densidad aumenta. Esto permite que la gravedad atraiga el gas de regreso a la galaxia, donde puede colapsar y formar nuevas estrellas.

Desde la década de 1960, los astrónomos han logrado observar el flujo de gas dentro y fuera de las galaxias utilizando la luz de los cuásares distantes. Han descubierto que el gas circungaláctico cercano a las galaxias tiene una mayor metalicidad, lo que indica que es el resultado del gas expulsado por las estrellas. El gas en el medio circungaláctico también actúa como fuente de combustible para la formación de estrellas en las galaxias.

Las encuestas a gran escala han revelado que el gas en el medio circungaláctico es hasta 1.000 veces más denso que el gas que se encuentra en el medio intergaláctico. La temperatura de este gas varía de 10.000 a 1 millón de Kelvin, lo que lo hace más caliente y más frío que el gas intergaláctico. Sin embargo, estudiar el gas entrante es un desafío debido a que las señales se superponen con las de las propias galaxias.

La causa exacta del gas saliente, que es más fácil de observar, sigue siendo incierta. Podría ser el resultado de supernovas, vientos estelares o incluso retroalimentación de agujeros negros. Sin embargo, independientemente de la causa específica, el flujo de gas eventualmente cesa, lo que conduce al cese de la formación de estrellas en las galaxias. Una vez que una galaxia se vuelve quiescente, dejará de formar estrellas y aparecerá de color rojo.

Aunque aún queda mucho por aprender sobre la respiración galáctica, las simulaciones están proporcionando a los astrónomos ideas útiles. Por ejemplo, la simulación FIRE modela la formación y evolución de las galaxias a lo largo de miles de millones de años, lo que permite a los investigadores visualizar el flujo de gas dentro y fuera de estas estructuras cósmicas.

En conclusión, el gas es un componente vital en el proceso de respiración de las galaxias. Comprender el papel del gas en la formación de estrellas y el ciclo de vida de las galaxias es crucial para comprender los orígenes de las estrellas, los planetas e incluso la vida misma.

Fuentes:
– Tumlinson, J. et al. « The Circumgalactic Medium of Milky Way Mass Galaxies » (2017)