Apaga tu formación estelar interior

Título del trabajo: ¿Pueden los emisores luminosos Alpha Lyman en z ~ 5.7 y z ~ 6.6 suprimir la formación estelar?

Autores: Daryl Goo de Santos, Tomotsugo Goto, Tetsuya Hashimoto, Seong Jin Kim, Ting Yi Lu, Yi Hang, Valerie Wong, Simon C. Él, tigre Y.-Y. Hsiao

Fundación Primer Autor: Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Tsing Hua, Taiwán e Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemania

condición: Aceptado en MNRAS [closed access]

¿Cómo evoluciona una galaxia rural solitaria en comparación con una galaxia en una ciudad llena de gente llena de luces? El papel del medio ambiente en la formación y evolución de las galaxias es un problema complejo que sigue sin estar claro. La densidad de las galaxias rodeadas por otras galaxias y por la radiación tiene implicaciones sobre cómo se forman las estructuras y los grandes cúmulos de galaxias, así como sobre cómo se estimula y posteriormente se detiene o apaga la formación de estrellas.

Las galaxias formadoras de estrellas, que se detectan más comúnmente por una línea de emisión de Lyman alfa (n = 2 a n = 1) transición de hidrógeno, una fuente de radiación de alta energía y probablemente el sitio de un cúmulo de galaxias. La influencia del medio ambiente en el desarrollo de este Emisores Alpha Lyman (LAE) Todavía es lo suficientemente turbio que muchos estudios tienen conclusiones un tanto contradictorias sobre lo que está pasando. ¿Tienden a congregarse? ¿Su presencia promueve o previene la formación de estrellas? En el artículo de hoy, los autores se atreven a responder estas preguntas tomando una muestra estadística de LAE en tiempos tempranos, alrededor de mil millones de años después. la gran explosión.

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Más específicamente, sus investigaciones se centran en el efecto de ionizado Radiación en el rango de longitud de onda ultravioleta sobre la evolución y formación de estrellas dentro de galaxias en el universo primitivo. Si bien los procesos físicos para suprimir o extinguir la formación de estrellas en curso no se comprenden completamente, la presencia de una fuerte radiación ultravioleta es un método potencial de extinción, ya que evita que el gas se colapse en estrellas.

Si lo emites tienes que ponerle un anillo

La característica distintiva de los LAE es su emisión ionizante en el rango de longitud de onda ultravioleta. Esta radiación puede provenir de una formación estelar continua y/o un centro activo agujero negro gigante. A partir de las prominentes líneas de emisión de Lyman-alfa, los LAE se pueden seleccionar con precisión Espectroscopia Observaciones o mediante fotografía de banda estrecha, que utiliza un filtro para tomar una imagen mientras recoge luz solo alrededor de un cierto rango de longitud de onda (en otras palabras, una banda estrecha del espectro electromagnético). Si la galaxia es demasiado brillante en la imagen de banda estrecha y ya tenemos algunas conjeturas de que la fuente de detección es la línea de emisión Lyman-alfa, podemos calcular una aproximación corrimiento al rojo.

Este documento se basa en esta técnica para escanear una banda estrecha con un área grande Cámara hiper suprema Sobre el telescopio subaru, lo que da como resultado una gran muestra de LAE candidatos en z ~ 5.7 y z ~ 6.6. Este corrimiento al rojo específico se deriva del corrimiento al rojo Lyman-alfa correspondiente a la longitud de onda de los filtros de banda estrecha utilizados. Una vez que se construyó la muestra, con aproximadamente 1000 LAE en cada cuadro de corrimiento al rojo, los autores analizaron el número de LAE débiles alrededor de los LAE brillantes (y, por lo tanto, aquellos con más radiación ionizante) dentro de anillos de radio creciente alrededor del centro del LAE. Luego colocaron estos anillos a ciertas distancias del brillante LAE central para examinar sus entornos a diferentes escalas, desde el nivel de una galaxia individual hasta los grandes vacíos en la red cósmica.

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¿Por qué debemos preocuparnos por el medio ambiente?

Para la muestra z ~ 5.7, los autores encontraron que la intensidad de los LAE débiles alrededor de los LAE centrales brillantes disminuyó con el aumento del brillo intrínseco de la galaxia central (ver Fig. 1). Su explicación: los fotones ionizantes centrales (LAE) evitan la formación de estrellas en las galaxias que los rodean. A medida que disminuye la formación de estrellas, las galaxias circundantes tienden a no emitir Lyman alfa, por lo que se observan menos galaxias en el entorno como galaxias LAE. Si bien la radiación más fuerte dentro de los anillos más pequeños explica la mayor eficiencia de suprimir el LAE débil cerca de él, los autores advierten que, según sus cálculos analíticos rápidos, esta explicación física no es suficiente para explicar la cantidad de supresión que se ve aquí.

Figura 1. Intensidad de LAE débiles dentro de los anillos versus brillo intrínseco del LAE central brillante. Los diferentes colores muestran los diferentes tamaños de anillo. El panel izquierdo muestra la muestra z ~ 5,7, con una disminución de la intensidad por encima del brillo, y el lado derecho muestra la muestra z ~ 6,6, con una tendencia más estable. (Figura 3 en el documento)

En tiempos tempranos (modelo con mayor corrimiento al rojo z~6.6), la imagen es ligeramente diferente, y la intensidad de los LAE débiles tiende a ser más constante en el brillo de los LAE centrales. Los autores señalan que los débiles LAE aquí podrían estar fuera de la burbuja de gas ionizado que rodea el LAE central. Dado que los fotones Lyman-alfa son opacos con respecto a hidrógeno neutro El gas aún prevalece en los primeros tiempos, y las galaxias fuera de la burbuja pueden no ser detectables como LAE. Sin embargo, este escenario es aún insuficiente para explicar sus hallazgos.

Después de dejar preguntas sobre física básica, los autores nos recuerdan que los entornos de LAE se someten a procesos complejos, incluida la retroalimentación de la formación estelar y la actividad de los agujeros negros, escalas de tiempo de actividad, movimientos galácticos, contenido de metal y polvo, y la opacidad del gas neutro de Lyman- fotones alfa. En general, sus resultados respaldan un escenario en el que hay menos LAE alrededor de los LAE centrales más brillantes, con la formación de estrellas suprimida no solo por los fotones Lyman-alfa. El trabajo futuro es crucial para desentrañar todos los efectos complejos involucrados en la supresión ambiental de la formación de estrellas, pero el panorama general es que el entorno funcionó para las galaxias en el universo primitivo.

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Editado por Astrobit por Jesse Thwaites

Crédito de la imagen destacada: el meme original de la serie Supa Hot Fire del YouTuber MrDeshawnRaw

Sobre Olivia Cooper

Soy estudiante de tercer año en la Universidad de Austin y estudio la evolución de las galaxias masivas en los primeros dos mil millones de años. Mientras estudiaba en Smith College, estudié astrofísica y comunicación sobre el cambio climático. Además de hacer ciencia con bellas fotografías de galaxias lejanas, ¡también me encanta conducir en medio de la nada para tomar bellas fotografías de nuestra galaxia!

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