Los estallidos de formación estelar (starbursts; SB) juegan un papel clave en la evolución cósmica de las galaxias. Hay una estrecha relación entre la historia de la tasa de formación estelar (FE) promedio del universo y su contenido en masa y metales lo que, junto a la prevalencia de las condiciones extremas de FE en la población de galaxias primigenias, indica que el fenómeno SB es un ingrediente fundamental para nuestro entendimiento del universo.
Los SB son ubicuos, desde los discos de espirales cercanas a las distantes galaxias primigenias descubiertas en grandes cantidades en la última década. Probablemente son los primeros constituyentes de las galaxias actuales. Puesto que la FE parece haber sido más elevada en el pasado que en la actualidad, los efectos de la FE masiva en el universo han de ser más evidentes en esa época que en nuestra vecindad. Una gran parte de galaxias con FE son sistemas dominados por gas y por la luz de cúmulos estelares grandes y masivos, incluyendo una importante componente de enanas extremadamente pobres en metales (XMP). En este proyecto, usamos estas XMP como análogos locales de los SB primigenios. También se pueden encontrar SB extremos en las zonas internas de las galaxias que hospedan núcleos galácticos activos, o en galaxias que pueblan los entornos densos de grupos y/o cúmulos en épocas tempranas.
Este proyecto pretende realizar un estudio completo de la física de las regiones de FE locales, para entender el comportamiento de las galaxias más distantes y los SB más extremos. El propósito principal de este enfoque es la investigación de la interrelación de la FE masiva con el gas, el polvo y el contenido estelar en galaxias, caracterizando el proceso de FE en galaxias con valores extremos de masa, luminosidad, metalicidad y densidad de entorno, para así hallar soluciones a cuestiones clave en la formación y evolución de las galaxias.
Para alcanzar nuestra meta, combinaremos observaciones de SB (espectrofotometría desde tierra y observaciones desde el espacio) junto con nuestros modelos teóricos autoconsistentes. Hemos estructurado nuestra investigación alrededor de cuatro objetivos:
1)Interrelación entre FE masiva y el medio interestelar en galaxias.
2)Laboratorios locales para entender la formación de galaxias de disco.
3)Papel del entorno en la FE masiva y la evolución de las galaxias.
4)SB extremos en el Universo.
ESTALLIDOS está también preparado para contribuir al desarrollo de un conjunto de instrumentos astrofísicos con responsabilidad formalmente adquirida a nivel de equipos tanto instrumentales como científicos.
Los principales resultados esperados incluyen:
i) explicar la evolución química de las galaxias en 2D usando la combinación de espectroscopía de campo integral y modelos completamente bidimensionales.
ii) estimar la fracción de FE que puede esperarse de la acreción de gas primordial en galaxias con FE, una cota de relevancia única para las simulaciones cosmológicas de formación de galaxias.
iii) descifrar de qué forma el entorno puede afectar a la FE en galaxias a lo largo del tiempo, prestando especial atención al desencadenamiento de estallidos violentos de FE en las galaxias con metalicidades más bajas.
iv) explicar cómo SB muy compactos y masivos pueden evolucionar en el denominado modo de retroalimentación positiva, dando cuenta de los SB extremos, así como la retroalimentación por FE en galaxias locales, análogas a las presentes en el universo primigenio.
