⭐ ¿Por qué, a cierta masa, las galaxias dejan de formar estrellas?

Las galaxias más activas siempre terminan por dejar de producir estrellas, pero los astrónomos tenían dificultades para entender por qué este fenómeno se desencadena a una masa muy precisa. Un equipo internacional acaba de proponer una explicación clara: el nacimiento de un halo de gas ardiente que corta el suministro de combustible estelar. Este avance se basa en una de las simulaciones cosmológicas más extensas jamás realizadas.

Para comprender qué bloquea el crecimiento galáctico, los investigadores utilizaron la simulación Horizon Run 5. Esta modela un inmenso volumen cósmico virtual, siguiendo la evolución de la materia oscura, el gas, las estrellas y los agujeros negros desde el Big Bang hasta la actualidad. El equipo seleccionó alrededor de 20 000 galaxias masivas y analizó su historia durante miles de millones de años.


El factor determinante es la relación entre la masa de las estrellas y la masa total de la galaxia (estrellas, gas, materia oscura, agujero negro). Esta relación alcanza un pico en las galaxias cuya masa total se sitúa entre 10^12,4 y 10^12,7 masas solares. Por debajo, las galaxias transforman el gas en estrellas de manera eficiente. Por encima, su actividad cae en un factor de tres. Este umbral decisivo corresponde a la formación de un halo de gas caliente en equilibrio gravitacional.

Por debajo de esta masa, el gas que cae sobre la galaxia se enfría lo suficientemente rápido como para alimentar la formación de estrellas. Más allá, el halo se vuelve tan denso y caliente que se mantiene por su propia presión. El gas ya no puede enfriarse y caer hacia el centro, lo que corta la llegada de combustible. La galaxia continúa atrayendo materia oscura y galaxias satélite, pero el gas frío necesario para las nuevas estrellas ya no llega.

El estudio también descarta otra explicación: los vientos producidos por las supernovas y los núcleos activos de galaxias. El equipo calculó la cantidad de materia normal perdida por estos fenómenos y encontró fluctuaciones inferiores al 30%, demasiado débiles para explicar la caída de eficiencia. El cambio decisivo ocurre, por lo tanto, del lado del flujo de gas entrante, no de su expulsión.

Algunas reservas son necesarias: las simulaciones se basan en modelos físicos simplificados para la formación estelar, las supernovas y los agujeros negros. Los autores probaron la sensibilidad de sus resultados y la tendencia general se mantiene, pero el valor preciso de la masa determinante podría evolucionar con modelos más realistas.

Lo que hace que este trabajo sea interesante es que vincula una observación astronómica bien conocida con un mecanismo físico preciso: las galaxias se apagan porque su halo de gas caliente se vuelve estable. Los futuros estudios de cúmulos de galaxias y del medio intergaláctico caliente permitirán verificar si esta explicación es la correcta.