Desvelan el papel crucial de las fusiones en la evolución de las galaxias ultraluminosas

Un equipo del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) ha liderado un estudio pionero que ha desvelado el papel crucial de las fusiones galácticas en la evolución química de las Galaxias Infrarrojas Ultraluminosas, caracterizadas por una fuerte emisión de luminosidad que exige estudiarlas con telescopios.

Este tipo de galaxias se caracteriza por una fuerte emisión en el infrarrojo, por encima de 100.000 millones de veces la luminosidad del Sol, y muy poco brillantes en el rango visible y ultravioleta.

A estas Galaxias Infrarrojas Luminosas (LIRG), que se estudian desde la década de los ochenta del siglo XX, se sumaron posteriormente las Galaxias Ultraluminosas Infrarrojas (ULIRG), con una emisión en el rango infrarrojo de billones de veces la luminosidad del Sol.

El exceso de radiación infrarroja propio de este tipo de galaxias se debe a la presencia de ingentes cantidades de polvo calentado por intensos brotes de formación estelar y a la posible presencia de un agujero negro supermasivo activo en su núcleo.

La capacidad de absorción de luz de dicho polvo hace que estas galaxias sean complejas de estudiar en los rangos visible y ultravioleta, por lo que es necesario hacerlo con telescopios infrarrojos.

Un equipo del IAA-CSIC, con sede en Granada, ha liderado un estudio pionero cuyos resultados evidencian el papel crucial de la fusión galáctica en la evolución química de este tipo de galaxias.

"Las galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas son fundamentales para comprender el complejo panorama de la evolución galáctica. Nos permiten estudiar en el universo cercano tasas extremas de formación estelar, similares a las encontradas en las primeras etapas del universo", ha explicado el investigador del IAA-CSIC y primer autor del trabajo, Borja Pérez.

El equipo ha aplicado por primera vez sobre una muestra de galaxias LIGRs y ULIGrs un sólido método de análisis que permite medir la abundancia de elementos químicos y directamente utilizando las líneas de emisión del gas ionizado en el rango infrarrojo.

Estas líneas escapan de la absorción producida por las enormes cantidades de polvo de estas galaxias y nos permiten desvelar las condiciones físicas de su interior.

Los elementos químicos, generados en el interior de las estrellas y expulsados al medio interestelar mediante procesos de viento estelar o en las etapas finales de la vida de dichas estrellas, son un indicador muy preciso del estado evolutivo de la galaxia.

Uno de los principales resultados de este estudio demuestra que, frente a lo que se pensaba hasta ahora, la proporción de elementos pesados de estas galaxias de gran emisión infrarroja no es muy diferente a las del resto de galaxias con menor presencia de polvo.

Además, el equipo del IAA-CSIC ha detectado dentro de la muestra un pequeño número de galaxias con una abundancia de elementos pesados en el medio interestelar mucho más baja respecto a lo esperable por su masa y tasa de formación estelar.

"Estas galaxias habrían sido observadas justo en el momento de experimentar la dilución química originada por la entrada desde el exterior de enormes cantidades de gas", ha añadido Pérez.

El estudio, que ha empleado datos de telescopios infrarrojos como Spitzer (NASA) o Herschel (ESA), abre nuevas perspectivas para el conocimiento de la formación y evolución de las galaxias.