Una galaxia guisante , también conocida como guisante o guisante verde , podría ser un tipo de galaxia compacta azul luminosa que está experimentando tasas muy altas de formación de estrellas . [1] [2] Las galaxias guisante se llaman así debido a su pequeño tamaño y apariencia verdosa en las imágenes tomadas por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Las galaxias "guisante" fueron descubiertas por primera vez en 2007 por científicos ciudadanos voluntarios dentro de la sección del foro del proyecto astronómico en línea Galaxy Zoo (GZ), parte del portal web Zooniverse . [3] [4] [5]
Las galaxias Pea, también conocidas como Green Peas (GPs), son galaxias compactas de línea de emisión ricas en oxígeno que fueron descubiertas en un corrimiento al rojo entre z = 0,112 y 0,360. [1] Estas galaxias de baja masa tienen un límite de tamaño superior generalmente no mayor a 16.300 años luz (5.000 pc ) de ancho, y típicamente residen en entornos de menos de dos tercios de la densidad de los entornos de galaxias normales. [1] Una GP promedio tiene un corrimiento al rojo de z = 0,258, una masa de ~3.200 millones de M ☉ (~3.200 millones de masas solares), una tasa de formación estelar de ~10 M ☉ /año (~10 masas solares al año), un ancho equivalente de [O III] de 69,4 nm y una baja metalicidad . [1] [6] Una GP es puramente formadora de estrellas, en lugar de tener un núcleo galáctico activo . Tienen una fuerte línea de emisión en la longitud de onda [OIII] de 500,7 nm. [OIII], O ++ u oxígeno doblemente ionizado , es un mecanismo prohibido del espectro visible y solo es posible a densidades muy bajas . [1] [7] Cuando se buscó en todo el catálogo fotométrico SDSS, se devolvieron 40.222 objetos, lo que lleva a la conclusión de que los GP son objetos raros. [1]
Las galaxias de guisantes verdes son las menos masivas y las que más activamente forman estrellas en el universo local. [8] "Estas galaxias habrían sido normales en el universo primitivo, pero hoy en día no vemos galaxias tan activas ", dijo Kevin Schawinski . "Comprender las galaxias de guisantes verdes puede decirnos algo sobre cómo se formaron las estrellas en el universo primitivo y cómo evolucionan las galaxias". [7]
Las galaxias gigantes existieron en un momento en el que el universo tenía tres cuartas partes de su edad actual y, por lo tanto, son pistas sobre cómo se produjo la formación y evolución de las galaxias en el universo primitivo. [9] Con la publicación del artículo de Amorin en GTC en febrero de 2012, ahora se piensa que las galaxias gigantes podrían ser galaxias antiguas que formaron la mayor parte de su masa estelar hace varios miles de millones de años. Se ha confirmado espectroscópicamente la presencia de estrellas antiguas en una de las tres galaxias del estudio por la presencia de magnesio . [10]
En enero de 2016, se publicó un estudio en la revista Nature que identificaba a J0925+1403 como un "escaper" de fotones del continuo Lyman (LyC) con una fracción de escape de ~8% (ver la sección a continuación). [11] Un estudio de seguimiento que utiliza los mismos datos del Telescopio Espacial Hubble (HST) identifica cuatro "escaper" más de LyC, descritos como GP. [12] En 2014-15, dos fuentes separadas identificaron otros dos GP como posibles candidatos a "escaper" de LyC (J1219 y J0815), lo que sugiere que estos dos GP también son análogos de bajo corrimiento al rojo de los "escaper" de fotones Lyman-alfa y LyC de alto corrimiento al rojo. [8] [13] [14] Encontrar "escaper" locales de LyC es crucial para las teorías sobre el universo temprano y la reionización . [13] [14] Más detalles aquí: Izotov et al. 2016
La imagen de la derecha muestra la galaxia Pea GP_J1219. [13] Esto fue observado en 2014 por un equipo del HST cuyo investigador principal fue Alaina Henry, utilizando el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos y el canal ultravioleta cercano. [15] La barra de escala en la imagen muestra 1 segundo de arco (1"), que corresponde a ~10.750 años luz a la distancia de 2.69 mil millones de años luz para GP_J1219. Cuando se utiliza el conjunto de microcanales multiánodo COS, en el modo de imágenes NUV, la escala de la placa del detector es de ~40 píxeles por segundo de arco (0,0235 segundos de arco por píxel). [16]
Los GP ocupan un lugar destacado en el proyecto Zoogems , que utiliza el telescopio espacial Hubble para examinar imágenes interesantes de los sitios web de ciencia ciudadana Galaxy Zoo y Radio Galaxy Zoo , recopiladas desde 2007. [17] Entre los ~300 posibles candidatos para las observaciones de Zoogems hay 75 GP. Las clasificaciones originales de GP utilizaban imágenes SDSS, que no son de tan buena calidad como los ejemplos del HST.
Galaxy Zoo (GZ) es un proyecto en línea desde julio de 2007 que busca clasificar hasta un millón de galaxias. [18] [19] El 28 de julio de 2007, dos días después del inicio del foro de Internet Galaxy Zoo , el científico ciudadano 'Nightblizzard' publicó dos objetos verdes que se pensaba que eran galaxias. [5] Hanny Van Arkel (cf. Hanny's Voorwerp ) inició una discusión, o hilo, en este foro el 12 de agosto de 2007 llamado "Give peas a chance" en el que se publicaron varios objetos verdes. [5] Este hilo comenzó de manera humorística, ya que el nombre es un juego de palabras del título de la canción de John Lennon " Give Peace a Chance ", pero en diciembre de 2007, había quedado claro que algunos de estos objetos inusuales eran un grupo distinto de galaxias. Estas "galaxias de guisantes" aparecen en el SDSS como imágenes verdes sin resolver. Esto se debe a que los Peas tienen una línea espectral muy brillante o poderosa en sus espectros para el oxígeno altamente ionizado , que en las composiciones de color SDSS aumenta la luminosidad o brillo de la banda de color "r" con respecto a las otras dos bandas de color "g" e "i". La banda de color "r" se muestra como verde en las imágenes SDSS. [1] [20] Los entusiastas, que se autodenominan "Peas Corps" (otro juego de palabras humorístico sobre el Cuerpo de Paz ), recopilaron más de cien de estos Peas, que finalmente se colocaron juntos en un hilo de discusión dedicado iniciado por Carolin Cardamone en julio de 2008. La colección, una vez refinada, proporcionó valores que podrían usarse en una búsqueda sistemática por computadora de la base de datos GZ de un millón de objetos, que finalmente resultó en una muestra de 251 galaxias Pea, también conocidas como Green Peas (GP).
En noviembre de 2009, los autores C. Cardamone, Kevin Schawinski, M. Sarzi, S. Bamford, N. Bennert, C. Urry, Chris Lintott , W. Keel y otros 9 autores publicaron un artículo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society titulado "Galaxy Zoo Green Peas: Discovery of A Class of Compact Extremely Star-Forming Galaxies" [1] . En este artículo, se reconoce a 10 voluntarios de Galaxy Zoo por haber hecho una contribución particularmente significativa. Son: Elisabeth Baeten, Gemma Coughlin, Dan Goldstein, Brian Legg, Mark McCallum, Christian Manteuffel, Richard Nowell, Richard Proctor, Alice Sheppard y Hanny Van Arkel. Se les agradece por "darle una oportunidad a Peas". Las citas para 2009MNRAS.399.1191C están disponibles en el Sistema de Datos Astrofísicos SAO/NASA. [21] Más detalles aquí: Cardamone 2009 Physics
Sería un error suponer que los 80 GP eran todos nuevos descubrimientos. De los 80 originales, 46 GP tienen citas previas con fecha anterior a noviembre de 2009 en la Base de Datos Extragaláctica de la NASA/IPAC . Los 80 GP originales eran parte de una muestra de la publicación de datos SDSS 7 (DR7), pero no incluían galaxias de otras fuentes. Algunas de estas otras fuentes sí incluían objetos que bien podrían haber sido clasificados como GP si hubieran estado en la muestra SDSS. Un ejemplo de un artículo que demuestra esto es: En abril de 2009, los autores JJ Salzer, AL Williams y C. Gronwall publicaron un artículo en Astrophysical Journal Letters titulado "Una población de galaxias pobres en metales con luminosidades ~L* en corrimientos al rojo intermedios". [22] En este artículo se presentaron "nuevas estimaciones de espectroscopia y metalicidad para una muestra de 15 galaxias formadoras de estrellas con corrimientos al rojo en el rango de 0,29 a 0,42". Estos objetos fueron seleccionados utilizando el Sondeo Espectróscopico Internacional KPNO (KISS). [23] Ciertamente, 3 de estos 15 objetos, cuando se los observa como objetos en SDSS, son verdes (KISSR 1516, KISSR 2042 y KISSRx 467). De hecho, citando a Salzer et al. 2009, sección 4.1, se lee "¿Una nueva clase de galaxia? Dada la gran cantidad de estudios de abundancias de metales en galaxias con corrimientos al rojo intermedios y altos mencionados en la Introducción, puede parecer extraño que no se hayan reconocido previamente sistemas similares a los descritos aquí". [22]
En junio de 2010, los autores R. Amorin, E. Perez-Montero y J. Vilchez publicaron un artículo en The Astrophysical Journal Letters titulado "Sobre las abundancias químicas de oxígeno y nitrógeno y la evolución de las galaxias "guisante verde"". [6] En él, exploran cuestiones relacionadas con la metalicidad de 79 GP, cuestionando los hallazgos originales de Cardamone et al. Concluyen, "argumentando que la reciente entrada de gas inducida por la interacción, posiblemente acoplada con una pérdida selectiva de gas rico en metales impulsada por los vientos de supernova puede explicar nuestros hallazgos y las propiedades conocidas de las galaxias". [6] Más detalles aquí: Dos artículos de Amorin
En febrero de 2011, los autores Y. Izotov, N. Guseva y T. Thuan publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal titulado "Green Pea Galaxies and Cohorts: Luminous Compact Emission-line Galaxies in the Sloan Digital Sky Survey" [24] . Descubrieron que las 80 GP no son una clase rara de galaxias por sí mismas, sino más bien un subconjunto de una clase conocida como "galaxias compactas luminosas" (LCG), de las que hay 803. [24] Más detalles aquí: Galaxias compactas luminosas
En noviembre de 2011, los autores Y. Izotov, N. Guseva, K. Fricke y C. Henkel publicaron un artículo en Astronomy and Astrophysics titulado 'Star-forming galaxies with hot dust emission in the SDSS discovered by the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE)'. [25] En este artículo, encontraron cuatro galaxias que tienen colores muy rojos en el rango de longitud de onda de 3,4 micrómetros (W1) y 4,6 micrómetros (W2). Esto implica que el polvo en estas galaxias está a temperaturas de hasta 1000 K. Estas cuatro galaxias son GP y más del doble del número de galaxias conocidas con estas características. [25]
En enero de 2012, los autores R. Amorin, R. Perez-Montero y J. Vilchez publicaron unas 'actas de congreso' tituladas "Desvelando la naturaleza de las galaxias "Guisante Verde"". [26] En esta publicación, anuncian que han llevado a cabo un conjunto de observaciones utilizando el Sistema Óptico para Imágenes y Espectroscopia Integrada de Baja Resolución (OSIRIS) en el Gran Telescopio Canarias , y que hay un próximo artículo sobre su investigación. Estas observaciones "proporcionarán nuevos conocimientos sobre el estado evolutivo de los Guisantes Verdes. En particular, podremos ver si los Guisantes Verdes muestran una población estelar antigua y extendida subyacente a los brotes de formación estelar jóvenes, como los que suelen ser dominantes en términos de masa estelar en la mayoría de las Galaxias Compactas Azules". [26] Más detalles aquí: Dos artículos de Amorin
En enero de 2012, los autores L. Pilyugin, J. Vilchez, L. Mattsson y T. Thuan publicaron un artículo en el MNRAS titulado: "Determinación de abundancia a partir de espectros SDSS de líneas de emisión globales: exploración de objetos con altas relaciones N/O". [27] En él comparan las abundancias de oxígeno y nitrógeno derivadas de espectros SDSS de líneas de emisión globales de galaxias utilizando (1) el método de temperatura electrónica y (2) dos calibraciones de línea fuertes recientes: las calibraciones O/N y N/S. [27] Se compararon tres conjuntos de objetos: nebulosa compuesta rica en hidrógeno , 281 galaxias SDSS y una muestra de GP con líneas aurorales detectables de [OIII]-4363. [27] Entre las preguntas que rodean a los GP se encuentran cuánto influyen las nebulosas en sus espectros y resultados. A través de comparaciones de los tres objetos utilizando una metodología probada y análisis de metalicidad, concluyen que "las altas proporciones nitrógeno-oxígeno derivadas de algunas galaxias Green Pea pueden ser causadas por el hecho de que sus espectros SDSS son espectros de nebulosas compuestas formadas por varios componentes con diferentes propiedades físicas (como la metalicidad). Sin embargo, para las galaxias Green Pea más calientes, que parecen ser galaxias enanas, esta explicación no parece ser plausible". [27]
En enero de 2012, el autor S. Hawley publicó un artículo en las Publications of the Astronomical Society of the Pacific titulado "Abundancias en las galaxias formadoras de estrellas "Green Pea"". [28] En este artículo, el ex astronauta de la NASA Steven Hawley compara los resultados de artículos anteriores de GP con respecto a sus metalicidades. Hawley compara diferentes formas de calibrar e interpretar los diversos resultados, principalmente de Cardamone et al. y Amorin et al. pero algunos de Izotov et al., y sugiere por qué podrían ser las diversas discrepancias entre los hallazgos de estos artículos. También considera detalles tales como la contribución de las estrellas Wolf-Rayet a la ionización del gas y qué conjuntos de líneas de emisión dan los resultados más precisos para estas galaxias. Termina escribiendo: "Las calibraciones derivadas de Green Peas difieren de las que se utilizan comúnmente y serían útiles si se descubriera que las galaxias formadoras de estrellas como Green Peas con fuentes ionizantes extremadamente calientes son más comunes". [28]
En febrero de 2012, los autores S. Chakraborti, N. Yadav, C. Cardamone y A. Ray publicaron un artículo en The Astrophysical Journal Letters titulado 'Radio Detection of Green Peas: Implications for Magnetic Fields in Young Galaxies' (Detección por radio de guisantes verdes: implicaciones para los campos magnéticos en galaxias jóvenes). [29] En este artículo, los estudios de magnetismo que utilizan nuevos datos del radiotelescopio gigante de ondas métricas describen varias observaciones basadas en los guisantes verdes. Muestran que las tres galaxias con brotes de formación estelar "muy jóvenes" que se estudiaron tienen campos magnéticos más grandes que la Vía Láctea. Esto contradice la comprensión actual de que las galaxias desarrollan sus propiedades magnéticas con el tiempo. [29] Más detalles aquí: Radio detection
En abril de 2012, los autores R. Amorin, E. Perez-Montero, J. Vilchez y P. Papaderos publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal titulado "The Star Formation History and Metal Content of the 'Green Peas'. New Detailed GTC-OSIRIS spectrophotometry of Three Galaxies" [10] . Presentan los resultados de la imagen de banda ancha profunda y la espectroscopia de rendija larga para 3 galaxias gigantes que se habían observado utilizando el instrumento OSIRIS , montado en el Gran Telescopio Canarias de 10,4 m en el Observatorio del Roque de los Muchachos . [10] Más detalles aquí: GTC-OSIRIS
En agosto de 2012, los autores R. Amorín, J. Vílchez, G. Hägele, V. Firpo, E. Pérez-Montero y P. Papaderos publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal Letters titulado "Complex gas kinematics in compact, quickly assembling star-forming galaxies". [30] Utilizando el espectrógrafo ISIS en el telescopio William Herschel , publican los resultados de los espectros de alta calidad que tomaron de seis galaxias, cinco de las cuales son GP. Después de estudiar las líneas de emisión alfa de hidrógeno (EL) en los espectros de las seis, se muestra que estas EL están formadas por múltiples líneas, lo que significa que las GP tienen varios trozos de gas y estrellas que se mueven a grandes velocidades relativas entre sí. Estas EL también muestran que las GP son efectivamente un "lío turbulento", con partes (o grupos) que se mueven a velocidades de más de 500 km/s (quinientos km/s) entre sí. [30]
En enero de 2013, los autores S. Parnovsky, I. Izotova e Y. Izotov publicaron un artículo en Astrophysics and Space Science titulado "H alpha and UV luminosities and starformation rates in a large sample of Luminous compact galaxies" [31] En él, presentan un estudio estadístico de las tasas de formación estelar (SFR) derivadas de las observaciones de GALEX en el continuo ultravioleta y en la línea de emisión H alfa para una muestra de ~800 galaxias compactas luminosas (LCG). Dentro del conjunto más grande de LCG, incluidas las GP, se encuentran SFR de hasta ~110 M ☉ /año (~110 masas solares al año), así como estimaciones de las edades de los brotes de formación estelar. [31]
En abril de 2013, los autores A. Jaskot y M. Oey publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal titulado "El origen y la profundidad óptica de la radiación ionizante en las galaxias "guisante verde"". [32] Se estudian seis galaxias polares "extremas". Con ellas, los autores intentan reducir la lista de posibilidades sobre qué produce la radiación y las cantidades sustanciales de fotones de alta energía que podrían escapar de las galaxias polares. [32] A raíz de este artículo, en diciembre de 2013 se realizaron observaciones con el telescopio espacial Hubble, que totalizaron 24 órbitas. [33] El espectrógrafo de orígenes cósmicos y la cámara avanzada para sondeos se utilizaron en cuatro de las galaxias polares "extremas". Más detalles aquí: Dos artículos de Jaskot y Oey
En enero de 2014, los autores Y. Izotov, N. Guseva, K. Fricke y C. Henkel publicaron un artículo en Astronomy & Astrophysics titulado "Estudio de múltiples longitudes de onda de 14000 galaxias formadoras de estrellas del Sloan Digital Sky Survey". [34] En él, utilizan una variedad de fuentes para demostrar: "que la emisión que emerge de las regiones jóvenes de formación estelar es la fuente dominante de calentamiento de polvo para temperaturas de varios cientos de grados en las galaxias formadoras de estrellas de muestra". [34] La primera fuente de datos es SDSS de la que se seleccionaron 14.610 espectros con fuertes líneas de emisión. Estos 14.610 espectros se identificaron luego de forma cruzada con fuentes de estudios fotométricos del cielo en otros rangos de longitud de onda. Estos son: 1) GALEX para el ultravioleta; 2) el estudio 2MASS para el infrarrojo cercano; 3) el Catálogo de fuentes de todo el cielo Wide-field Infrared Survey Explorer para el infrarrojo en diferentes longitudes de onda; 4) el sondeo IRAS para el infrarrojo lejano y 5) el sondeo NVSS en longitudes de onda de radio. En los dos últimos sondeos sólo se detectó una pequeña fracción de los objetos SDSS. Entre los resultados se encuentra una lista de veinte galaxias con las magnitudes más altas que tienen polvo caliente de varios cientos de grados. De estas veinte, todas podrían clasificarse como GP y/o LCG. [34] También entre los resultados, se obtiene la luminosidad en las galaxias de muestra en un amplio rango de longitudes de onda. En las luminosidades más altas, las galaxias de muestra tenían luminosidades que se acercaban a las de las galaxias Lyman-break de alto corrimiento al rojo . [34]
En enero de 2014, los autores A. Jaskot, M. Oey, J. Salzer, A. Van Sistine y M. Haynes dieron una presentación titulada "Erupciones estelares de gas neutro y bajo corrimiento al rojo: de la infusión a la ionización" en la reunión n.° 223 de la Sociedad Astronómica Estadounidense . [35] La presentación incluyó datos del sondeo rápido ALFA Legacy Fast ALFA Survey (ALFALFA) del Observatorio de Arecibo . Los autores analizaron los espectros ópticos de los glaciales y concluyeron que "si bien el sondeo ALFALFA demuestra el papel de los procesos externos en el desencadenamiento de las erupciones estelares, los guisantes verdes muestran que la radiación de las erupciones estelares puede escapar y afectar su entorno externo", y descubrieron que "es probable que los guisantes sean ópticamente delgados a la radiación del continuo Lyman (LyC)". [35]
En junio de 2014, los autores A. Jaskot y M. Oey publicaron un informe de conferencia titulado "El origen y la profundidad óptica de los fotones ionizantes en las galaxias de Green Pea". [36] Este artículo aparece en "Cúmulos masivos de estrellas jóvenes cercanas y lejanas: de la Vía Láctea a la reionización", basado en la Conferencia Guillermo Haro de 2013. Más detalles aquí: Dos artículos de Jaskot y Oey
En mayo de 2015, los autores A. Henry, C. Scarlata, CL Martin y D. Erb publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal titulado "Emisión de Lyα de los guisantes verdes: el papel de la densidad de gas circungaláctica, la cobertura y la cinemática". [37] En este artículo, se estudiaron diez guisantes verdes en el ultravioleta, utilizando espectroscopia de alta resolución con el telescopio espacial Hubble utilizando el espectrógrafo de orígenes cósmicos. Este estudio mostró, por primera vez, que los guisantes verdes tienen una fuerte emisión de Lyα muy similar a las galaxias distantes de alto corrimiento al rojo observadas en un universo más joven. [37] Henry et al. exploraron los mecanismos físicos que determinan cómo escapa Lyα de los guisantes verdes y concluyeron que las variaciones en la densidad de la columna de hidrógeno neutro eran el factor más importante. [37] Más detalles aquí: Emisión de Lyα de los guisantes verdes.
En mayo de 2016, la autora Miranda CP Straub publicó un artículo de investigación en la revista de acceso abierto Citizen Science: Theory and Practice titulado 'Giving Citizen Scientists a Chance: A Study of Volunteer-led Scientific Discovery' [Dar una oportunidad a los científicos ciudadanos: un estudio de descubrimiento científico dirigido por voluntarios]. [4] El resumen afirma: "El descubrimiento de una clase de galaxias llamadas Green Peas proporciona un ejemplo de trabajo científico realizado por voluntarios. Esta situación única surgió de un sitio web de colaboración científica colectiva llamado Galaxy Zoo". [4]
En abril de 2016, Yang et al. publicaron "Green Pea Galaxies Reveal Secrets of Lyα Escape". [38] Se analizaron los espectros de Lyman-alfa de archivo de 12 GP que se han observado con el HST/COS y se modelaron con modelos de transferencia radiativa. Se exploró la dependencia de las fracciones de escape de Lyman-alfa (LyA) en varias propiedades. Los 12 GP muestran líneas de LyA en emisión, con una distribución de ancho equivalente de LyA similar a los emisores de alto corrimiento al rojo. [38] Entre los hallazgos se encuentra que la fracción de escape de LyA depende en gran medida de la metalicidad y moderadamente de la extinción del polvo. Los resultados del artículo sugieren que la baja densidad de la columna H1 y la baja metalicidad son esenciales para el escape de LyA. "En conclusión, los GP brindan una oportunidad inigualable para estudiar el escape de LyA en los emisores de LyA". [38]
En una presentación en la reunión n.° 229 de la Sociedad Astronómica Estadounidense en enero de 2017, Matt Brorby y Philip Kaaret describen las observaciones de dos galaxias compactas luminosas y su emisión de rayos X. [39] Utilizando ambos programas de telescopios espaciales Chandra GO: 16400764 y Hubble GO: 13940, examinan las galaxias compactas luminosas, ambas galaxias compactas luminosas, J0842+1150 y SHOC 486. Concluyen: 1) Estas son las primeras observaciones de rayos X de galaxias compactas luminosas. [39] 2) Las dos galaxias compactas luminosas estudiadas son la primera prueba de la relación planar Lx-SFR-Z y son consistentes con esto. [39] 3) Las galaxias de baja metalicidad exhiben una emisión de rayos X mejorada en relación con las galaxias formadoras de estrellas de metalicidad normal. [39] 4) Las galaxias compactas luminosas son útiles para las predicciones de la producción de rayos X en el universo temprano. [39]
En marzo de 2017, Yang et al. publicaron un artículo en el Astrophysical Journal titulado: "Tamaños de Lyα y UV de las galaxias Green Pea". [40] Los autores estudiaron el escape de Lyman-alfa (LyA) en una muestra estadística de 43 GP con espectros de LyA del HST/COS, tomados de 6 programas del HST. [40] Sus conclusiones incluyen: 1) Utilizando GP que cubren todos los rangos de extinción de polvo y metalicidad, encuentran que aproximadamente dos tercios son fuertes emisores de LyA. Esto confirma que los GP generalmente son "los mejores análogos de los emisores de Lyman-alfa (LAE) de alto z (desplazamiento al rojo) en el universo cercano". [40] Las fracciones de escape de LyA muestran anticorrelaciones con algunas características cinemáticas de LyA. 3) Los autores encuentran muchas correlaciones con respecto a la dependencia del escape de LyA de las propiedades galácticas, como la extinción de polvo y la metalicidad. [40] ) El modelo de transferencia radiativa de capa única puede reproducir la mayoría de los perfiles de LyA de los GP. [40] ) Una relación lineal empírica entre la fracción de escape de LyA, la extinción del polvo y la velocidad máxima roja de LyA. [40]
En agosto de 2017, Yang et al. publicaron un estudio en el Astrophysical Journal llamado: "Perfil de Lyα, polvo y predicción de la fracción de escape de Lyα en las galaxias Green Pea". [41] Los autores afirman que los GP son análogos cercanos de las galaxias emisoras de Lyman-alfa (LyA) de alto corrimiento al rojo. [41] Utilizando datos espectrales del archivo HST-COS MAST, se estudiaron 24 GP para su escape de LyA y los perfiles espaciales de las emisiones de LyA y del continuo UV. [41] Los resultados incluyen: 1) Habiendo comparado los tamaños de LyA y UV de los espectros 2D y los perfiles espaciales 1D, se encuentra que la mayoría de los GP muestran una emisión de LyA más extendida que el continuo UV. 2) Se compararon los perfiles espaciales de los fotones de LyA a velocidades desplazadas al azul y al rojo de 8 GP. 3) La fracción de escape de LyA se comparó con la relación de tamaño de LyA a UV. Se encontró que los GP que tienen fracciones de escape de LyA mayores del 10% "tienden a tener una morfología de LyA más compacta". [41]
En octubre de 2017, Lofthouse et al. publicaron un estudio en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society llamado: [42] Los autores utilizaron espectroscopia de campo integral, de los instrumentos SWIFT y Palm 3K, para realizar un análisis espectroscópico con resolución espacial de cuatro GP, numerados 1, 2, 4 y 5. [42] Entre los resultados se encuentran que los GP 1 y 2 están soportados rotacionalmente (tienen un centro rotatorio), mientras que los GP 4 y 5 son sistemas dominados por la dispersión. [42] Los GP 1 y 2 muestran morfologías indicativas de fusiones en curso. Sin embargo, los GP 4 y 5 no muestran signos de interacciones recientes y tienen tasas de formación estelar similares. Esto indica que las fusiones no son "un requisito necesario para impulsar la alta formación estelar en este tipo de galaxias". [42]
En diciembre de 2017, los autores Jaskot, Oey, Scarlata y Dowd publicaron un artículo en la revista Astrophysical Journal Letters titulado: "Cinética y profundidad óptica en los guisantes verdes: supervientos suprimidos en candidatos a emisores de LyC". [43] En el artículo, afirman que el pensamiento actual describe cómo los supervientos despejan el gas neutro de las galaxias jóvenes con brotes de formación estelar, lo que a su vez regula el escape de fotones del continuo Lyman de las galaxias formadoras de estrellas. Sin embargo, los modelos predicen que en los brotes de formación estelar compactos más extremos, esos supervientos pueden no lanzarse. Los autores exploran el papel de los flujos de salida en la generación de baja profundidad óptica en los GP, utilizando observaciones del telescopio espacial Hubble. [43] Comparan la cinemática de la absorción ultravioleta y con la fracción de escape de Lyman alfa, la separación de picos de Lyman alfa o la absorción de baja ionización. Los GP más extremos muestran las velocidades más lentas, lo que "son consistentes con los modelos de supervientos suprimidos, lo que sugiere que las salidas pueden no ser la única causa del escape de LyC de las galaxias". [43]
En este estudio, en el que se utilizaron imágenes de Peas tomadas como parte del proyecto Zoogems, Leonardo Clarke y los autores examinaron el contenido de PG para averiguar sobre las diferentes edades de las estrellas y descubrieron que, si bien los cúmulos centrales de formación estelar tenían hasta 500 millones de años, hay estrellas, posiblemente las estrellas de la galaxia anfitriona, que son más antiguas y se cree que tienen más de mil millones de años. [44] Peas se ha estudiado intensivamente, ya que es la única población que tiene radiación ionizante de hidrógeno que escapa en grandes cantidades y, por lo tanto, son sustitutos de las galaxias más antiguas. [44] Sin embargo, Clarke et al. sostienen que la presencia sustancial de estrellas antiguas no habría sido posible en las primeras etapas de las primeras galaxias. La mezcla de estrellas antiguas y nuevas dentro de las galaxias Pea podría crear diferentes condiciones gravitacionales que podrían influir en los vientos galácticos y la retención de elementos. Sus conclusiones implican que las galaxias Pea no son análogos reales de las galaxias responsables de la época de la reionización. [44]
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Este estudio de enero de 2023 utiliza observaciones de lanzamiento temprano del telescopio espacial James Webb para analizar el espectrógrafo de infrarrojo cercano de tres galaxias con un corrimiento al rojo de z~8 para determinar sus metalicidades, temperaturas de gas e ionización. [45] Mediante procedimientos de medición robustos, los científicos comparan las abundancias y las proporciones de líneas de emisión con una muestra cercana de galaxias Green Pea. Los datos del JWST muestran más similitudes entre estos GP y las tres galaxias de alto corrimiento al rojo. Estas tres galaxias muestran una morfología compacta típica de las galaxias dominadas por líneas de emisión en todos los corrimientos al rojo y, basándose en las similitudes con los GP, "es probable que estos sean los primeros espectros ópticos en reposo de galaxias que impulsan activamente la reionización cosmológica". [45]
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La imagen del JWST utilizada por Rhoads et al. se llama SMACS 0723 y dentro de ella se hizo un seguimiento de tres galaxias que parecían particularmente lejanas mediante observaciones espectroscópicas. [46] Esto llamó la atención de Rhoads et al. ya que los espectros de las tres galaxias se parecían a los GP. El astrónomo Trinh Thuan de la Universidad de Virginia dice que se sorprendió al ver la similitud entre el trío distante y los GP. [46] Antes del JWST, los GP más lejanos se midieron a unos 10 mil millones de años después del Big Bang. Daniel Schaerer, un astrónomo de la Universidad de Ginebra, dijo que los GP ahora se pueden medir desde solo 700 millones de años después del Big Bang: "Es completamente alucinante". [46] Como se informó en Nature en 2016, los GP son fuertes fuentes de radiación ionizante que se cree que pueden liberar al universo primitivo de sus "edades oscuras". Thuan dijo: "Ahora realmente creo que estas galaxias enanas formadoras de estrellas son el agente de la reionización". [46]
Un estudio publicado en el Astrophysical Journal en enero de 2024 investiga la influencia de los chorros en los GP y las judías verdes . [47] Utilizando 12 sujetos seleccionados del SDSS y el sondeo Radio Sky at 20cm, el equipo utiliza la espectroscopia de rendija larga del Large Binocular Telescope–Multi-Object Double Spectrograph en dos ángulos de posición para cada galaxia: uno alineado con la dirección del chorro y otro perpendicular a ella. [47] Al rastrear la emisión de [OIII] a lo largo de estas rendijas, el equipo se propuso evaluar la extensión de los chorros, lo que reveló que no había una dirección preferida en los EELR . [47] Al comparar la extensión de la emisión de [OIII] con la de [OII], se encontró que la emisión de [OII] se extendía a lo largo de una mayor extensión a lo largo del plano galáctico, lo que sugiere una asociación más fuerte de [OII] con los procesos estelares. [47]
Las galaxias arándano (BG) son contrapartes más débiles, menos masivas y de menor distancia de las PG. [48] Por lo general, son galaxias enanas con brotes de formación estelar muy pequeñas que tienen tasas de ionización muy altas y también tienen algunas de las masas estelares y metalicidades más bajas de las galaxias con brotes de formación estelar, [49] aunque se ha estudiado una BG "masiva". [50] Dos BG se encuentran entre las galaxias más pobres en metales conocidas, mientras que la muestra más grande existe en entornos de baja densidad, similares a las PG. [49] Las BG son más compactas que las PG y tienen menos de 1/3000 del tamaño de la Vía Láctea. [51] Las BG forman una de las clases más jóvenes de galaxias formadoras de estrellas con edades medias de ≤70 Myr. [52]
Aunque Huan (2017) identificó una muestra de 40 galaxias compactas, se adquirió una muestra mucho más grande utilizando datos del sondeo LAMOST DR9. [53] Siqi Liu y sus colegas encontraron 270 galaxias compactas Blueberries, así como galaxias compactas y "Uvas púrpuras". [54] Las observaciones encontraron 1.417 nuevas galaxias compactas, casi el doble de las que se conocían anteriormente. [54] Los investigadores chinos emprendieron un estudio sistemático de las tasas de formación estelar, las metalicidades y los entornos de las galaxias compactas que tienen diferentes colores debido a las diferentes posiciones de las líneas de emisión en las bandas fotométricas. [55] Las galaxias compactas Blueberries recibieron su nombre justo después de que se descubrieran las galaxias compactas en diciembre de 2007, continuando así con el tema vegetativo. En 2011, Izotov y sus colegas escribieron que las galaxias compactas, Blueberries y Purple Grapes eran galaxias compactas luminosas a diferentes distancias (véase más abajo). [24]
En enero de 2016, se publicó una carta en la revista Nature titulada: "Eight per percent leak of Lyman continuum photons from a compact, star-forming dwarf galaxy" (Fuga del ocho por ciento de fotones del continuo Lyman de una galaxia enana compacta y formadora de estrellas) por los autores: YI Izotov, I. Orlitová, D. Schaerer, TX Thuan, A. Verhamme, NG Guseva y G. Worseck. [11] El resumen afirma: "Una de las preguntas clave en la cosmología observacional es la identificación de las fuentes responsables de la ionización del Universo después de la Edad Oscura cósmica". [11] También afirma: "Aquí presentamos observaciones en el ultravioleta lejano de una galaxia cercana de baja masa formadora de estrellas, J0925+1403, seleccionada por su compacidad y alta excitación... La galaxia está 'filtrando' radiación ionizante, con una fracción de escape del 7,8%". [11] Se cree que estos niveles de radiación son similares a los de las primeras galaxias del universo, que surgieron en un período conocido como reionización . Estos hallazgos han llevado al equipo de investigación a concluir que J0925 puede ionizar material intergaláctico de hasta 40 veces su propia masa estelar. [11] El estudio fue el resultado de observaciones realizadas utilizando el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos a bordo del Telescopio Espacial Hubble. [56]
Se cree que GP J0925 es similar a las galaxias más distantes y, por lo tanto, más antiguas del universo y se ha demostrado que "pierde" LyC. [57] [58] [59] Está a unos 3 mil millones de años luz de distancia (corrimiento al rojo z = 0,301), o aproximadamente el 75% de la edad actual del universo. [11] [59] El coautor Trinh Thuan dijo en una declaración: "El hallazgo es significativo porque nos da un buen lugar para buscar para investigar el fenómeno de reionización, que tuvo lugar temprano en la formación del universo que se convirtió en el universo que tenemos hoy". [59] También afirmó: "A medida que hagamos observaciones adicionales utilizando el Hubble, esperamos obtener una comprensión mucho mejor de la forma en que los fotones son expulsados de este tipo de galaxia, y los tipos de galaxias específicos que impulsan la reionización cósmica". [59] Concluye: "Estas son observaciones cruciales en el proceso de retroceder en el tiempo hasta el universo primitivo". [59]
En octubre de 2016, se publicó en el MNRAS un estudio titulado: "Detección de fugas de alto continuo Lyman en cuatro galaxias compactas de formación estelar de bajo corrimiento al rojo". Sus autores son YI Izotov, D. Schaerer, TX Thuan, G. Worseck, NG Guseva, I. Orlitova, A. Verhamme. [12] El resumen dice: "Tras nuestra primera detección informada en Izotov et al. (2016) [como se mencionó anteriormente], presentamos la detección de la radiación del continuo Lyman (LyC) de otras cuatro galaxias compactas de formación estelar observadas con el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble (HST)".
Este estudio contiene los métodos y hallazgos de Izotov et al. 2016 (a) que se concentraron en una galaxia, mientras que el artículo anterior, Izotov et al. 2016 (b) tiene hallazgos para cuatro galaxias, todas las cuales tienen fugas de LyC. En comparación con otras galaxias locales conocidas que tienen fugas de LyC, como se enumera en este artículo, Izotov et al. 2016 (a y b) duplica la cantidad de fugas conocidas. [12] [11]
En mayo de 2015, las autoras Alaina Henry, Claudia Scarlata, Crystal Martin y Dawn Erb publicaron un artículo titulado: "Emisión Lyα de los guisantes verdes: el papel de la densidad, la cobertura y la cinemática del gas circungaláctico". [37] La motivación de este trabajo fue comprender por qué algunas galaxias tienen emisión Lyα, mientras que otras no. Una serie de condiciones físicas en las galaxias regulan la salida de esta característica espectral; por lo tanto, comprender su emisión es fundamentalmente importante para entender cómo se forman las galaxias y cómo impactan en su entorno intergaláctico.
Henry et al. plantearon la hipótesis de que, dado que los GP parecen más como galaxias en corrimientos al rojo = z>2, y Lyα es común en estos corrimientos al rojo, Lyα también sería común en los GP. Las observaciones con el HST utilizando el COS, como en la 'Descripción', demostraron que esto es cierto para una muestra de 10 GP. [37] Los espectros, que se muestran aquí a la derecha, indican dispersión resonante de fotones Lyα que se emiten cerca de la velocidad cero. La riqueza de datos existentes sobre los GP, combinada con los espectros COS, permitió a Henry et al. explorar los mecanismos físicos que regulan la salida de Lyα. Estos autores concluyeron que las variaciones en la cantidad de gas hidrógeno neutro, que dispersa los fotones Lyα, son la causa de una diferencia de factor de 10 en la salida de Lyα en su muestra. [37]
El espectro del GP J1219 (cuya imagen se encuentra en 'Descripción') muestra mediciones de flujo muy fuertes en comparación con otros 9 GP. [37] De hecho, solo el GP J1214 tiene un valor que se acerca al de J1219. Nótese también los picos dobles en algunos GP y los valores de velocidad de las emisiones, que indican la entrada y salida de materia en los GP. [37]
En abril de 2013, los autores A. Jaskot y M. Oey publicaron un artículo en The Astrophysical Journal titulado "El origen y la profundidad óptica de la radiación ionizante en las galaxias "guisante verde"". [32] Se estudian seis galaxias polares "extremas". Con ellas, intentan reducir la lista de posibilidades sobre qué produce la radiación ultravioleta y las cantidades sustanciales de fotones de alta energía que podrían estar escapando de las galaxias polares. [32] Al intentar observar estos fotones en galaxias cercanas como las galaxias polares, nuestra comprensión de cómo se comportaban las galaxias en el universo primitivo bien podría revolucionarse. Se informa que las galaxias polares son candidatos interesantes para ayudar a los astrónomos a comprender un hito importante en el desarrollo del cosmos hace 13 mil millones de años, durante la época de la reionización . [60]
En febrero de 2014, los autores A. Jaskot y M. Oey publicaron un informe de conferencia titulado "El origen y la profundidad óptica de los fotones ionizantes en las galaxias Green Pea". [36] Este informe aparecerá en "Cúmulos de estrellas jóvenes masivas cercanas y lejanas: de la Vía Láctea a la reionización", basado en la Conferencia Guillermo Haro de 2013. En la publicación, Jaskot y Oey escriben: "Actualmente estamos analizando observaciones de IMACS y MagE en los telescopios Magallanes y COS y ACS en el telescopio espacial Hubble (HST) para distinguir entre WR ( estrella Wolf-Rayet ) y los escenarios de ionización de choque y confirmar las profundidades ópticas de los GP . [36] La ausencia de características WR en los espectros IMACS más profundos apoya tentativamente el escenario de choque, aunque los límites de detección aún no descartan definitivamente la hipótesis de fotoionización WR ". [36]
En el momento de la publicación de este artículo, el telescopio espacial Hubble (HST) había fotografiado solo cinco Green Peas (GP) . Tres de estas imágenes revelan que los GP están formados por grupos brillantes de formación estelar y características de baja densidad superficial indicativas de fusiones de galaxias recientes o en curso . [1] Estas tres imágenes del HST se obtuvieron como parte de un estudio de galaxias ultravioleta (luminosas en UV) locales en 2005. [61] Las fusiones principales son con frecuencia sitios de formación estelar activa y a la derecha se muestra un gráfico que traza la tasa específica de formación estelar (SFR / masa de la galaxia) contra la masa de la galaxia. [62] En este gráfico, los GP se comparan con las 3003 fusiones de la muestra de fusiones Galaxy Zoo (GZMS). [63] Muestra que los GP tienen masas bajas típicas de las galaxias enanas y tasas de formación estelar (SFR) mucho más altas en comparación con el GZMS. La línea discontinua negra muestra una tasa de emisión de materia sólida constante de 10 M ☉ /año (~10 masas solares). La mayoría de los planetas polares tienen una tasa de emisión de materia sólida de entre 3 y 30 M ☉ /año (entre ~3 y ~30 masas solares).
Las galaxias de formación estelar son raras. Del millón de objetos que componen el banco de imágenes de GZ, solo se encontraron 251 galaxias de formación estelar. Después de tener que descartar 148 de estos 251 debido a la contaminación atmosférica de sus espectros estelares , las 103 que quedaron, con la relación señal-ruido más alta , se analizaron más a fondo utilizando el diagnóstico clásico de línea de emisión de Baldwin, Phillips y Terlevich que separa los brotes de formación estelar y los núcleos galácticos activos . [64] Se encontró que 80 eran galaxias de formación estelar. [1] El gráfico de la izquierda clasifica 103 galaxias de formación estelar de línea estrecha (todas con SNR ≥ 3 en las líneas de emisión) como 10 núcleos galácticos activos (rombos azules), 13 objetos de transición (cruces verdes) y 80 brotes de formación estelar (estrellas rojas). La línea sólida es: contribución máxima de brotes de formación estelar de Kewley et al. (2001) (etiquetada como Ke01). [65] [66] La línea discontinua es: Kauffmann et al. (2003) separando los objetos puramente formadores de estrellas de los AGN (etiquetados como Ka03). [67]
Las galaxias de rayos X tienen una línea de emisión [OIII] fuerte en comparación con el resto de su continuo espectral. En un espectro SDSS , esto se muestra como un gran pico con [OIII] en la parte superior. [68] La longitud de onda de [OIII] (500,7 nm) se eligió para determinar las luminosidades de las galaxias de rayos X utilizando el ancho equivalente (Eq.Wth.). El histograma de la derecha muestra en la escala horizontal el Eq.Wth. de una comparación de 10.000 galaxias normales (marcadas en rojo), galaxias luminosas en UV (marcadas en azul) y galaxias de rayos X (marcadas en verde). [1] Como se puede ver en el histograma, el Eq.Wth. de las galaxias de rayos X es mucho mayor que lo normal incluso para galaxias con brotes de formación estelar prolíficos, como las galaxias luminosas en UV. [69]
En el artículo de Cardamone et al., se hacen comparaciones con otras galaxias compactas, a saber, las galaxias enanas compactas azules y las galaxias luminosas en UV, a distancias locales y mucho mayores. [70] Los hallazgos muestran que las GP forman una clase diferente de galaxias que las enanas compactas ultra azules, pero pueden ser similares a los miembros más luminosos de la categoría de galaxias enanas compactas azules. [71] Las GP también son similares a las galaxias de alto corrimiento al rojo luminosas en UV, como las galaxias Lyman-break y los emisores Lyman-alfa . [72] [73] [74] Se concluye que si los procesos subyacentes que ocurren en las GP son similares a los encontrados en las galaxias de alto corrimiento al rojo luminosas en UV, las GP pueden ser los últimos remanentes de un modo de formación estelar común en el Universo temprano. [1] [75] [76]
Las galaxias de formación estelar tienen valores bajos de enrojecimiento interestelar , como se muestra en el histograma de la derecha, y casi todas las galaxias de formación estelar tienen un valor E ( B - V ) ≤ 0,25. La distribución que se muestra indica que las regiones emisoras de líneas de las galaxias de formación estelar no están muy enrojecidas, en particular cuando se las compara con galaxias de formación estelar o galaxias con brotes de formación estelar más típicas. [1] Este bajo enrojecimiento combinado con una luminosidad ultravioleta muy alta es poco común en las galaxias del universo local y se encuentra más típicamente en galaxias con corrimientos al rojo más altos. [77]
Cardamone et al. describen que los GP tienen una metalicidad baja, pero que el oxígeno presente está altamente ionizado. El GP promedio tiene una metalicidad de log[O/H]+12~8,69, que es solar o subsolar, dependiendo del conjunto de valores estándar que se use. [1] [78] [79] [80] [81] Aunque los GP son en general consistentes con la relación masa-metalicidad, se apartan de ella en el extremo de masa más alta y, por lo tanto, no siguen la tendencia. Los GP tienen un rango de masas, pero una metalicidad más uniforme que la muestra comparada. [82] Estas metalicidades son comunes en galaxias de baja masa como Peas. [1]
Además de las imágenes ópticas del SDSS, se utilizaron mediciones del sondeo GALEX para determinar los valores ultravioleta. [83] Este sondeo coincide bien en profundidad y área, y 139 de los 251 GP muestreados se encuentran en GALEX Release 4 (GR4). [84] Para los 56 de los 80 GP formadores de estrellas con detecciones GALEX, la luminosidad media es de ~30.000 millones (~30.000 millones de luminosidades solares).
Al compilar el artículo de Cardamone, se realizó una clasificación espectral utilizando el ajuste de línea de absorción y gas (GANDALF). [1] Este sofisticado software informático fue programado por Marc Sarzi, quien ayudó a analizar los espectros del SDSS. [85]
Estos valores provienen de la Tabla 4, páginas 16-17 de Cardamone 2009 et al., que muestra los 80 GP que se han analizado aquí. [1] Los números largos de 18 dígitos son los números de referencia SDSS DR7.
La selección de color se realizó utilizando la diferencia en los niveles de tres filtros ópticos , para capturar estos límites de color: ur ≤ 2.5 (1), ri ≤ -0.2 (2), rz ≤ 0.5 (3), gr ≥ ri + 0.5 (4), ur ≥ 2.5 (rz) (5). [1] Si se observa el diagrama de la derecha (uno de los dos del artículo), se puede ver la efectividad de esta selección de color. El diagrama Color-color muestra ~100 GP (cruces verdes), 10,000 galaxias de comparación (puntos rojos) y 9,500 cuásares de comparación (estrellas púrpuras) en corrimientos al rojo similares a los GP. Las líneas negras muestran cómo están estas cifras en el diagrama.
Comparar una galaxia espiral con la Vía Láctea puede ser útil para intentar visualizar estas tasas de formación estelar. Una galaxia espiral promedio tiene una masa de ~3200 millones de M ☉ (~3200 millones de masas solares). [1] La Vía Láctea (VL) es una galaxia espiral y tiene una masa de ~1125000 millones de M ☉ (~1125000 millones de masas solares). [86] Por lo tanto, la VL tiene una masa de ~390 galaxias espirales.
Las investigaciones han demostrado que el MW convierte ~2 M ☉ /año (~2 masas solares por año) de medio interestelar en estrellas. [87] Un GP promedio convierte ~10 M ☉ /año (~10 masas solares) de gas interestelar en estrellas, lo que es ~5 veces la tasa del MW. [1]
Una de las formas originales de reconocer los GP, antes de que se involucrara la programación SQL , se debía a una discrepancia sobre cómo el SDSS los etiquetaba dentro de Skyserver. [88] De los 251 GP de la muestra original que fueron identificados por la tubería espectroscópica del SDSS como poseedores de espectros de galaxias, solo 7 fueron identificados por la asignación de fibra espectral del SDSS como galaxias, es decir, 244 no lo fueron. [1] [89]
En junio de 2010, los autores R. Amorín, E. Pérez-Montero y JM Vílchez publicaron un artículo en The Astrophysical Journal letters titulado "On the Oxygen and Nitrogen Chemical Abundances and the Evolution of the "Green Pea" Galaxies", que cuestiona las metalicidades calculadas en el artículo original de Cardamone et al. [1] [6] Amorin et al. utilizan una metodología diferente de Cardamone et al. para producir valores de metalicidad de más de una quinta parte (20%) de los valores anteriores (alrededor del 20% solar o una quinta parte solar) para los 80 GP de 'starburst'. Estos valores medios son log[O/H]+12~8,05, lo que muestra una clara diferencia de 0,65dex entre los valores de los dos artículos. Para estos 80 GP, Amorin et al., utilizando un método directo, en lugar de métodos de línea fuerte como los utilizados en Cardamone et al., calculan las propiedades físicas, así como las abundancias iónicas de oxígeno y nitrógeno . [90] Estos metales contaminan el hidrógeno y el helio, que constituyen la mayoría de las sustancias presentes en las galaxias. Como estos metales se producen en las supernovas , cuanto más reciente sea una galaxia, menos metales tendrá. Como las supernovas están en el Universo cercano o reciente, deberían tener más metales que las galaxias de un momento anterior.
Amorin et al. encuentran que la cantidad de metales, incluyendo la abundancia de nitrógeno, es diferente de los valores normales y que las galaxias polares no son consistentes con la relación masa-metalicidad, como concluyeron Cardamone et al. [1] [91] Este análisis indica que las galaxias polares pueden considerarse como genuinas galaxias pobres en metales. Luego argumentan que esta subabundancia de oxígeno se debe a una reciente entrada de gas inducida por la interacción, posiblemente acoplada con una pérdida selectiva de gas rico en metales impulsada por los vientos de supernovas y que esto puede explicar sus hallazgos. [82] [92] Esto sugiere además que las galaxias polares probablemente tengan una vida muy corta ya que la intensa formación de estrellas en ellas enriquecería rápidamente el gas. [6]
En mayo de 2011, R. Amorin, JMVilchez y E. Pérez-Montero publicaron un artículo en las actas de una conferencia titulado "Unveiling the Nature of the "Green Pea" galaxies". [26] En él revisan resultados científicos recientes y anuncian un próximo artículo sobre sus observaciones recientes en el Gran Telescopio Canarias . [26] Este artículo es también un informe modificado de una presentación en la Reunión Conjunta Europea y Nacional de Astronomía (JENAM) de 2010. [93] Concluyen que las GP son una población genuina de galaxias con brotes de formación estelar, luminosas, muy compactas y pobres en metales. Entre los datos, cinco gráficos ilustran los hallazgos que han realizado. Amorin et al. utilizan masas calculadas por Izotov, en lugar de por Cardamone. [6] [24] Las metalicidades que Amorin et al. utilizan concuerdan con los hallazgos de Izotov, o viceversa, en lugar de con los de Cardamone. [6] [24]
El primer gráfico (a la izquierda; fig. 1 en el artículo) representa la relación entre la abundancia de nitrógeno/oxígeno y la abundancia de oxígeno/hidrógeno. El histograma 2D de las galaxias con formación estelar del SDSS se muestra en escala logarítmica, mientras que las galaxias formadoras de estrellas se indican mediante círculos. Esto muestra que las galaxias formadoras de estrellas son pobres en metales.
El segundo gráfico (a la derecha; fig. 2 en el artículo) representa la relación O/H frente a la masa estelar. El histograma 2D de los SFG del SDSS se muestra en escala logarítmica y su mejor ajuste de probabilidad se muestra mediante una línea continua negra. El subconjunto de 62 GP se indica mediante círculos y su mejor ajuste lineal se muestra mediante una línea discontinua. Para comparar, también mostramos el ajuste cuadrático presentado en Amorin et al. 2010 para la muestra completa de 80 GP. Los SFG en z ≥ 2 de Erb et al. también se muestran mediante asteriscos para su comparación. [6] [94]
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El tercer gráfico (a la izquierda; fig. 3 en el artículo) representa la relación N/O en función de la masa estelar. Símbolos como en la fig. 1.
El cuarto gráfico (a la derecha; fig. 4 en el artículo) representa la magnitud absoluta de la banda O/H frente a la banda B (marco de reposo). Se indica el significado de los símbolos. Las distancias utilizadas para calcular las magnitudes absolutas (corregidas por extinción) se calcularon, en todos los casos, utilizando corrimientos al rojo espectroscópicos y los mismos parámetros cosmológicos. La línea discontinua indica el ajuste a las galaxias HII en la relación luminosidad-metalicidad (MZR) dada por Lee et al. 2004. [95]
El quinto gráfico (a la izquierda; fig. 5 en el artículo) representa la fracción de masa de gas frente a la metalicidad. Las distintas líneas corresponden a modelos de caja cerrada con distintos rendimientos, como se indica en la leyenda. Los círculos abiertos y llenos son galaxias de gran tamaño que están por encima y por debajo del ajuste a su MZR. Los diamantes son valores para las mismas galaxias Wolf-Rayet que en la fig. 4. [6]
En febrero de 2012, los autores R. Amorin, E. Perez-Montero, J. Vilchez y P. Papaderos publicaron un artículo titulado "La historia de la formación estelar y el contenido metálico de los "Guisantes Verdes". Nueva espectrofotometría detallada GTC-OSIRIS de tres galaxias" en el que presentaron los resultados de las observaciones realizadas utilizando el Gran Telescopio Canarias en el Observatorio del Roque de los Muchachos . Recopilan imágenes de banda ancha profunda y espectroscopia de rendija larga de 3 GP utilizando equipos de alta precisión. [10]
Sus hallazgos muestran que las tres PG muestran una extinción relativamente baja , baja abundancia de oxígeno y altas proporciones de nitrógeno a oxígeno. [10] También se informan las firmas claras de estrellas Wolf-Rayet , de las cuales se encuentra una población (entre ~800 y ~1200). [10] Una combinación de modelos de población y síntesis evolutiva sugiere fuertemente una historia de formación dominada por brotes de formación estelar. [10] Estos modelos muestran que estas tres PG actualmente experimentan un brote de formación estelar importante que produce entre ~4% y ~20% de su masa estelar. Sin embargo, como implican estos modelos, son galaxias viejas que han formado la mayor parte de su masa estelar hace varios miles de millones de años. [10] La presencia de estrellas viejas se ha verificado espectroscópicamente en una de las tres galaxias mediante la detección de magnesio . [10] La fotometría de superficie, utilizando datos del archivo del Telescopio Espacial Hubble, indica que las tres galaxias enanas compactas azules poseen una envoltura de brillo superficial exponencialmente bajo (véase Galaxia de bajo brillo superficial ). [10] Esto sugiere que las galaxias enanas compactas azules son identificables con episodios importantes en la historia de ensamblaje de las galaxias enanas compactas azules locales. [10]
Las tres galaxias son (utilizando referencias SDSS): [10]
En febrero de 2011, Yuri Izotov, Natalia Guseva y Trinh Thuan publicaron un artículo titulado "Green Pea Galaxies and Cohorts: Luminous Compact Emission-line Galaxies in the Sloan Digital Sky Survey", en el que examinaban las galaxias compactas luminosas y las comparaban con un conjunto más grande de 803 galaxias compactas luminosas (LCG). [24] Utilizan un conjunto diferente de criterios de selección de Cardamone et al. Estos son: a) una alta luminosidad corregida por extinción > 3x10^40 Ergs s^-1 de la línea de emisión beta del hidrógeno; (véase la serie espectral del hidrógeno ) b) un ancho equivalente alto mayor de 5 nm; c) una fuerte longitud de onda [OIII] en la línea de emisión de 436,3 nm que permite una determinación precisa de la abundancia; d) una estructura compacta en las imágenes SDSS; y e) una ausencia de características espectroscópicas obvias de núcleos galácticos activos . [24]
Sus conclusiones (abreviadas) son:
En febrero de 2012, los autores Sayan Chakraborti, Naveen Yadav, Alak Ray y Carolin Cardamone publicaron un artículo titulado "Radio Detection of Green Peas: Implications for Magnetic Fields in Young Galaxies" (Detección por radio de guisantes verdes: implicaciones para los campos magnéticos en galaxias jóvenes) que trata sobre las propiedades magnéticas de las GP. [29] En él, describen observaciones que han producido algunos resultados inesperados que plantean preguntas desconcertantes sobre el origen y la evolución del magnetismo en galaxias jóvenes. [29] Las edades se estiman observando la formación estelar que las GP tienen actualmente en curso y luego estimando la edad del brote estelar más reciente. Las GP son galaxias muy jóvenes, con modelos de las poblaciones estelares observadas que indican que tienen alrededor de 10^8 (cien millones) años (1/100 de la edad de la Vía Láctea ). [29] Hay algunas dudas sobre si todas las estrellas primigenias comenzaron a partir de la misma formación estelar o si se produjeron múltiples formación estelar (poblaciones estelares mucho más antiguas están ocultas ya que no podemos ver la luz de ellas).
Utilizando datos del Radiotelescopio Gigante de Ondas Metrices (GMRT) y observaciones de archivo del Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky , Chakraborti et al. produjeron un conjunto de resultados que se basan en la detección del VLA FIRST de flujo apilado de 32 GP y tres observaciones de baja frecuencia de 3 horas del GMRT que apuntaron a los tres candidatos más prometedores que tenían flujos esperados en el nivel mili- Jansky (mJy).
Chakraborti et al. descubrieron que los tres GP observados por el GMRT tienen un campo magnético de B~39 μG y , de manera más general, una cifra mayor que B~30μG para todos los GP. Esto se compara con una cifra de B~5μG para la Vía Láctea . [29] La comprensión actual se basa en el crecimiento del campo magnético basado en la amplificación de los campos semilla por la teoría del dinamo y su acción a lo largo de la vida de una galaxia. [29] Las observaciones de GP desafían ese pensamiento.
Dadas las altas tasas de formación estelar de los planetas gigantes, se espera que alberguen una gran cantidad de supernovas . Las supernovas aceleran los electrones a altas energías, cercanas a la velocidad de la luz, que luego pueden emitir radiación de sincrotrón en frecuencias del espectro de radio .
En 2021, Kanekar et al. informaron la primera detección de emisión de línea HI de 21 cm en 19 GP utilizando el Telescopio Green Bank y el Observatorio de Arecibo . [96] Sus resultados brindan las primeras estimaciones de la masa de gas atómico en las galaxias Green Pea.
