La reducción de la formación de estrellas no se debe a la falta de hidrógeno

Redacción Ciencia.- En los últimos 4,500 millones de años, la tasa de formación de estrellas se ha reducido a menos de la mitad, pero el «combustible» que utilizan para formarse apenas ha disminuido, según un estudio internacional liderado por la Academia China de Ciencias (CAS).

El hallazgo ha sido posible gracias a una colaboración entre el proyecto Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) y el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST) de China, que ha realizado mediciones de alta precisión del hidrógeno atómico neutro cósmico durante los últimos 4.500 millones de años.

El estudio, publicado este martes en la reivsta Nature Astronomy, revela que, aunque la formación de estrellas ha disminuido drásticamente en ese período, el hidrógeno atómico neutro (HI), un reservorio de gas vital para las galaxias, apenas ha descendido.

La investigación pretendía averiguar por qué se ha vuelto más difícil para el universo formar nuevas estrellas, una cuestión esencial en el estudio de la formación y evolución de las galaxias.

Una posible explicación sería que, a medida que el universo envejece, el gas frío que alimenta la formación estelar se consume progresivamente, lo que inevitablemente provoca una disminución en la formación de estrellas. Pero, si esto fuera cierto, la menor formación estelar debería ir acompañada del agotamiento de la reserva de gas frío, lo que no ha sucedido.

Para llegar al centro del enigma, el equipo integró la altísima sensibilidad radioeléctrica de FAST con el extenso estudio espectroscópico óptico de DESI y analizó una vasta muestra de aproximadamente 2,5 millones de galaxias (casi un tercio del cielo).

Las mediciones revelaron una sorprendente disparidad: hace 4.500 millones de años, la tasa de formación estelar cósmica era aproximadamente 2,5 veces mayor que la actual, mientras que la densidad de hidrógeno atómico neutro correspondiente era solo unas 1,4 veces mayor que la actual.

Esto indica que, si bien la actividad de formación estelar se desplomó, el reservorio cósmico de HI no se agotó simultáneamente, lo que demuestra que el rápido agotamiento del hidrógeno no ha causado la reducción de la formación de estrellas.

Para los investigadores, este hallazgo cambia completamente el enfoque científico de este enigma, que ya no debería estudiar si el gas se está agotando, sino «por qué» es cada vez más difícil formar estrellas a pesar de las abundantes reservas de hidrógeno neutro.

Las estrellas nacen principalmente en nubes de gas molecular más densas, y el hidrógeno atómico neutro se sitúa en una etapa intermedia crítica entre el suministro de gas cósmico a gran escala y la formación de gas molecular.

Los autores sugieren que los cambios más importantes en etapas posteriores podrían estar sucediendo no en el reservorio total de HI en sí, sino en el flujo de gas a través del ciclo bariónico.

A medida que el suministro de gas del universo se debilita y la densidad del gas disminuye, es probable que la eficiencia de la conversión de HI en hidrógeno molecular también se reduzca, lo que permitiría que el reservorio de HI se mantuviese relativamente estable, incluso a medida que el gas molecular que alimenta directamente a las estrellas disminuye gradualmente, apunta el estudio.

Para los autores, la importancia de este trabajo va mucho más allá de simplemente medir la cantidad de hidrógeno en el universo, porque proporciona nuevas pistas cruciales para comprender por qué los gigantescos motores estelares del universo se están apagando gradualmente. EFE