Los cúmulos están entre los sistemas de galaxias más grandes del Universo, en cada uno de ellos hay miles de éstas alojadas en un volumen limitado, lo que facilita las interacciones que causan cambios en sus componentes, tanto en la estructura como en la actividad de formación de estrellas, que habitan en su interior. En general la masa de las galaxias y el ambiente en el cual están ubicadas contribuyen a regular el nivel de formación estelar.

La galaxias más masivas o rodeadas de otras galaxias, acaban de formar estrellas más rápidamente y pasando de un régimen de alto a un bajo o nulo de formación de estrellas (Galaxias pasivas) en un tiempo menor que en ambientes menos densos. Estas galaxias se ven rojas al observar con un telescopio.

A pesar del ambiente denso de los cúmulos, con muchas galaxias concentradas en un espacio limitado, no está del todo claro si es la masa o el ambiente el responsable principal del agotamiento de formación de estrellas. Esto generó una disputa entre astrónomos que encontraban que era la masa el principal responsable y astrónomos que aseguraban que era el ambiente el factor más importante en determinar la rapidez de las transformaciones en los cúmulos de galaxias.

Es por esto que 2 astrónomos de la Universidad de Concepción, P. Cerulo y R. Demarco junto a los investigadores chilenos e internacionales ; Couch, W. J.; Lidman, C.; Huertas-Company, M.; Mei, S.; Sánchez-Janssen, R.; Barrientos, L. F.; Muñoz, R. P. colaboraron en la tarea de resolver este debate. “Con este trabajo no hemos descartado ninguno de los escenarios, sino que hemos demostrado que el desacuerdo pudo ser ocasionado por las diferencias entre las muestras usadas por los diversos autores” señala el Dr. Cerulo.

Para llegar a estas conclusiones, el grupo de investigación observó una muestra de cúmulos lejanos, (redshift z=1 o aproximadamente 22.000 millones de años luz) que compararon con cúmulos cercanos (Z=0). Por el hecho de que la luz viaja a una velocidad finita, tal comparación permite estudiar las diferencias entre las galaxias tal como eran hace 8 mil millones de años y como lo son hoy. “A través de la comparación entre cúmulos lejanos y cercanos hemos encontrado una diferencia insignificante entre las distribuciones de luminosidades de galaxias rojas y pasivas de las dos muestras, y hemos concluido que la formación estelar ya se había acabado en las galaxias de cúmulos hace 8 mil millones de años” afirma Cerulo.

Los autores compararon también las galaxias de los cúmulos lejanos con galaxias de ambientes menos densos (galaxias de campo) a la misma distancia de los cúmulos. Esta comparación mostró que en ambientes poco densos la formación estelar en galaxias de baja masa está todavía en curso, sugiriendo que el agotamiento de la formación estelar en cúmulos ocurre más rápidamente que en el campo. Los investigadores proponen que la masa de los cúmulos puede ser un factor importante en determinar la rapidez de la trasformación de galaxias desde el régimen de alta al régimen de baja formación estelar. “Nuestros resultados sugieren que galaxias en cúmulos más masivos pasan en menos tiempo desde el régimen de alta formación a poca o nula formación estelar que en cúmulos menos masivos. Esta conclusión necesita ser contrastada usando una muestra de cúmulos más grande, muestra que estamos actualmente constituyendo”, concluye Cerulo.

Para obtener estos resultados el equipo de investigación tomó datos ya existentes en archivos de observatorios (HST, VLT) y los complementaron con nuevos datos obtenidos durante los años 2011 y 2012 en los observatorios Keck y Gemini North en Hawaii.

El artículo resultante de esta investigación fue publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, (Volume 457, Issue 2, p.2209-2235 (MNRAS Homepage).