El disco de gas gravitacionalmente inestable de una galaxia estrellada hace 12 mil millones de años

Área de la Ciencia:

• Astronomía y astrofísica
• La evolución cósmica
• Formación de las galaxias

Sus antecedentes:

• Las galaxias submilimétricas brillantes en el Universo temprano exhiben tasas de formación estelar ~ 1,000 veces más altas que la Vía Láctea.
• Una parte significativa de esta formación estelar está concentrada en regiones compactas y centrales de kiloparsec.
• Comprender las propiedades físicas y cinemáticas de estos núcleos es un desafío debido a la necesidad de una alta resolución angular.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estructura espacial y cinemática del gas molecular dentro del núcleo oscurecido de una galaxia brillante submilimétrica con desplazamiento al rojo z = 4.3.
• Para determinar si el disco de gas en estos núcleos compactos de explosión estelar es rotativamente sostenido y gravitacionalmente inestable.
• Para estimar la escala de tiempo de consumo de gas para la formación de estrellas en estas primeras galaxias del Universo.

Principales métodos:

• Observaciones de gas y polvo en una galaxia de brillo submilimétrico sin lente a z = 4.3.
• Logró una resolución lineal de 550 parsecs, permitiendo una exploración detallada del núcleo de la galaxia.
• Análisis de las propiedades moleculares del gas, incluida la masa por unidad de área y la cinemática (velocidad de rotación frente a la dispersión de velocidad).

Principales resultados:

• Resolvió la estructura espacial y cinemática del gas molecular dentro del núcleo fuertemente oscurecido por el polvo.
• Se demostró que el disco de gas es grueso y rotativamente soportado, con una velocidad de rotación superior a la dispersión de velocidad.
• El análisis indica que el disco de explosión estelar es gravitacionalmente inestable, con la auto-gravedad dominando la rotación y la presión de retroalimentación.

Conclusiones:

• La inestabilidad gravitacional observada en el disco de explosión estelar sugiere un rápido consumo de gas por la formación estelar.
• Se predice que el gas molecular se consumirá en una escala de tiempo de aproximadamente 100 millones de años.
• Esta escala de tiempo de agotamiento rápido es comparable a la observada en la fusión de galaxias starburst.