Formação Estelar e Feedback em Galáxias

As galáxias convertem gás frio em estrelas a taxas definidas pelo seu conteúdo de gás, e a energia retornada por essas estrelas regula e, por vezes, interrompe a formação estelar subsequente.

Definition

A formação estelar em galáxias é a conversão de gás interestelar frio em estrelas, enquanto o feedback é o retorno de energia, momento e material enriquecido de estrelas e buracos negros em acreção para o gás circundante, que juntos determinam a rapidez e a duração da formação estelar de uma galáxia.

Scope

Este tópico abrange a lei empírica de formação estelar que relaciona a densidade do gás com a taxa de formação estelar, a ineficiência da conversão de gás em estrelas, a energia e o momento injetados por estrelas massivas e supernovas, o papel dos núcleos galácticos ativos no feedback, e como o feedback molda as massas e o conteúdo de gás das galáxias.

Core questions

• Que relação conecta o conteúdo de gás de uma galáxia à sua taxa de formação estelar?
• Por que a formação estelar é tão ineficiente em escalas galácticas?
• Como as supernovas e as estrelas massivas realimentam energia para o meio interestelar?
• Como o feedback regula o crescimento e o "quenching" (supressão) das galáxias?

Key theories

A lei de Kennicutt-Schmidt

A taxa de formação estelar por unidade de área de uma galáxia escala como uma potência da sua densidade superficial de gás, uma relação empírica que resume como o gás é transformado em estrelas através das galáxias.

Feedback estelar

A radiação, os ventos e as explosões de supernovas de estrelas massivas aquecem e dispersam o gás, limitando a eficiência da formação estelar e impulsionando os fluxos de saída galácticos.

Crescimento de galáxias regulado por feedback

O feedback estelar e de buracos negros combinado é necessário para que os modelos reproduzam a função de massa de galáxias observada, evitando que demasiadas estrelas se formem tanto em galáxias pequenas quanto em galáxias massivas.

Clinical relevance

A formação estelar e o feedback estabelecem as propriedades visíveis das galáxias, o enriquecimento químico do seu gás e as massas nas quais as galáxias param de crescer; capturar o feedback corretamente é o desafio central na simulação de galáxias realistas.

History

A proposta de Schmidt, em meados do século XX, de uma lei que ligava a densidade do gás à formação estelar foi firmemente estabelecida observacionalmente por Kennicutt em 1998. À medida que as simulações amadureceram, o reconhecimento de que o feedback de supernovas e núcleos galácticos ativos é essencial para reproduzir galáxias reais tornou-se um tema definidor do campo.

Key figures

• Robert Kennicutt
• Maarten Schmidt
• Thorsten Naab
• Jeremiah Ostriker

Seminal works

• kennicutt1998
• kennicutt2012
• naab2017

Frequently asked questions

Por que as galáxias não transformam todo o seu gás em estrelas?

A formação estelar é autorregulada. A energia e o momento das jovens estrelas massivas e supernovas aquecem e expelem o gás circundante, de modo que apenas uma pequena fração do gás de uma galáxia é convertida em estrelas por tempo orbital.

O que é feedback na formação de galáxias?

Feedback é o retorno de energia e material de estrelas e buracos negros em acreção para o gás circundante. Ele regula a formação estelar, impulsiona fluxos de saída e é essencial para explicar por que as galáxias não são muito mais massivas do que o observado.