¿Por qué el Universo no es tan brillante como debería ser?

Un puñado de nuevas estrellas nacen cada año en la Vía Láctea y, de igual manera, en otros cúmulos de todo el Universo. Pero los astrónomos han observado que, con la cantidad interestelar disponible en el cosmos, las galaxias deberían producir más millones de estrellas.

Por ello, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la Universidad Estatal de Michigan han reconstruido una teoría que describe cómo los cúmulos de galaxias pueden regular la formación de estrellas y no las producen en masa, como en principio deberían.

El trabajo, publicado en 'Nature', apunta que, cuando el gas intraclúster se enfría rápidamente, se condensa y luego se colapsa para formar nuevas estrellas.

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que existe algo que mantiene el gas con una refrigeración suficiente como para generar más estrellas, aunque ese 'algo' es un misterio.

Una de las causas por las que se frena la producción de estrellas es el efecto conocido como 'conducción'. Se produce cuando en los clúster de gas caliente --del orden de cientos de millones de grados centígrados--, se experimenta un enfriamiento. Sin embargo, esta bajada de temperatura mantendría esa región a niveles lejanos a lo que se considera frío.

"Sería como poner un cubo de hielo en una olla de agua hirviendo, la temperatura media puede bajar, pero sigue hirviendo", ha explicado uno de los responsables de esta investigación, Michael McDonald. El científico ha apuntado que "a temperaturas super altas, la conducción suaviza la distribución de temperatura por lo que no consigue que ninguna de estas nubes estén tan frías como deben para formar estrellas".

Pero en los cúmulos de galaxias de 'núcleo frío', cuyo gas cercano al centro puede ser lo suficientemente frío como para formar algunas estrellas, también existen comportamientos que reducirían la formación de estrellas. Los investigadores explican que, una parte de este gas puede caer en un agujero negro central, que luego arroja el material caliente y, por tanto, calienta el entorno. Retroalimentación precipitación impulsada es como se llama este caso.

"Algunas estrellas se forman, pero antes de que la galaxia se llene demasiado, el agujero negro calentará toda la reserva de gas, es como un termostato para el clúster", ha apuntado McDonald. "La combinación de la conducción y la retroalimentación precipitación impulsada da una imagen sencilla y clara de cómo se 'controla' la formación de estrellas en los cúmulos de galaxias", ha añadido.

EL ESTUDIO

Para llegar a estas conclusiones, el grupo ha calculado el comportamiento del gas intraclúster basado en un cúmulo de galaxias del que han calculado su radio, masa, densidad y temperatura. Los investigadores encontraron que existe un umbral de temperatura crítica por debajo del cual el enfriamiento de gas se acelera significativamente, causando que el gas se enfríe lo suficientemente rápidamente para formar estrellas.

Según la teoría del grupo, dos mecanismos diferentes regulan la formación de estrellas, en función de si un cúmulo de galaxias está por encima o por debajo del umbral de temperatura. Para grupos que están muy por encima del umbral, la conducción pone un freno a la formación de estrellas: El gas caliente que rodea abruma las bolsas de gas frío que pueden formar, manteniendo todo en el clúster a altas temperaturas.

Para el gas a temperaturas cercanas al umbral más bajo, es mucho más fácil de enfriar para formar estrellas. Sin embargo, en estos grupos, la retroalimentación precipitación impulsada comienza a surtir efecto para regular la formación de estrellas.

Mientras que el gas refrigerante se condensa rápidamente en nubes de gotitas que pueden formar estrellas, estas gotas también pueden llover en un agujero negro central. Este objeto puede emitir chorros calientes de material nuevo en el grupo, calentando el gas que lo rodea y evitando nuevas estrellas de la formación.