La conversión de gas en estrellas es similar la historia del Universo

Las primeras estrellas aparecieron unos cien millones de años después del big bang, y desde entonces las estrellas y los procesos de formación de estrellas han iluminado el cosmos. Cuando el universo tenía alrededor de 3.000 millones de años de antigüedad, la actividad de formación estelar alcanzó su máximo a unas diez veces por encima de los niveles actuales.

Por qué sucedió esto, y si los procesos físicos de entonces eran diferentes de los actuales o simplemente más activos (y por qué), están entre las cuestiones más acuciantes en la astronomía. Dado que las estrellas están hechas de gas, el contenido de gas de las galaxias es una medida de su potencial de formación estelar y (al menos en el universo local) la fracción de materia en forma de gas, la "fracción de gas", es una medida de la formación de estrellas.

El gas en las galaxias se agota a medida que se forman nuevas estrellas y parte es expulsado del sistema por supernovas o por vientos; el gas también se puede agregar por precipitación desde el medio intergaláctico. Estos procesos se entienden en el universo local, sobre todo porque las galaxias son brillantes y lo suficientemente cercanas como para ser estudiadas en detalle.

Para las galaxias en la época pico de formación estelar, la evolución de la fracción de gas es mucho menos entendida. Medir el contenido de gas a menudo se hace con observaciones de monóxido de carbono, una molécula de gas abundante, pero en el universo temprano es difícil de hacer porque las distancias hacen que las líneas se desvanezcan, mientras que el cambio de color rojo cósmico empuja las transiciones diagnósticas habituales a longitudes de onda que están más allá de la capacidad de las instalaciones actuales.

Francesca Civano y un equipo de sus colegas utilizaron la gran instalación milimétrica del telescopio ALMA para estudiar las fracciones de gas en un conjunto de 45 galaxias masivas en la época cósmica de la formación estelar máxima. Aunque las líneas de diagnóstico de emisión del gas eran demasiado débiles para ser estudiadas, el equipo utilizó el fuerte medio continuo de gas como un análogo, argumentando a partir de otros resultados que la relación de gas a polvo era razonablemente bien entendida.

Se encontró que las fracciones de gas para este conjunto de galaxias eran bastante similares a las de otras galaxias masivas, lo cual fue algo sorprendente porque se esperaban algunas tendencias evolutivas en la fracción de gas, informa el Simthsonian Astrophyisical Observatory.

Su otro resultado importante es que la relación entre la fracción de gas y la actividad de formación estelar está en buen acuerdo con los modelos actuales y, según los científicos, implica que una sola formación estelar se aplica desde el universo local hasta al menos tan pronto como el pico de actividad en formación estelar de tres mil millones de años después del inicio del Universo.