[/subtítulo]

Tome una nube de hidrógeno molecular, agregue un poco de turbulencia y obtendrá la formación de estrellas, esa es la ley. La eficiencia de la formación de estrellas (cuán grandes y pobladas se vuelven) depende en gran medida de la densidad de la nube inicial.

A nivel galáctico o de cúmulo estelar, una baja densidad de gas generará una población dispersa de estrellas generalmente pequeñas y tenues, mientras que una alta densidad de gas debería dar como resultado una población densa de estrellas grandes y brillantes. Sin embargo, todo esto es la cuestión clave de la metalicidad, que actúa para reducir la eficiencia de la formación de estrellas.

En primer lugar, la fuerte relación entre la densidad del hidrógeno molecular (H2) y la eficiencia de formación estelar se conoce como la Ley Kennicutt-Schmidt. No se considera que el hidrógeno atómico sea capaz de soportar la formación de estrellas, porque hace demasiado calor. Solo cuando se enfría para formar hidrógeno molecular puede comenzar a agruparse, después de lo cual podemos esperar que sea posible la formación de estrellas. Por supuesto, esto crea cierto misterio sobre cómo las primeras estrellas podrían haberse formado dentro de un universo primitivo más denso y cálido. Quizás la materia oscura jugó un papel clave allí.

Sin embargo, en el universo moderno, el gas no unido puede enfriarse más fácilmente a hidrógeno molecular debido a la presencia de metales, que han sido agregados al medio interestelar por poblaciones anteriores de estrellas. Los metales, que son elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, pueden absorber un rango más amplio de niveles de energía de radiación, dejando el hidrógeno menos expuesto al calentamiento. Por lo tanto, es más probable que una nube de gas rica en metal forme hidrógeno molecular, que entonces es más probable que apoye la formación de estrellas.

Pero esto no significa que la formación de estrellas sea más eficiente en el universo moderno, y nuevamente esto se debe a los metales. Un artículo reciente sobre la dependencia de la formación de estrellas de la metalicidad propone que se desarrolle un grupo de estrellas a partir de H2 agrupándose dentro de una nube de gas, primero formando núcleos prestelares que atraen más materia a través de la gravedad, hasta que se convierten en estrellas y luego comienzan a producir viento estelar.

En poco tiempo, el viento estelar comienza a generar "retroalimentación", contrarrestando la caída de más material. Una vez que el empuje hacia afuera del viento estelar logra la unidad con la atracción gravitacional hacia adentro, cesa el crecimiento de las estrellas, y las estrellas de clase O y B más grandes eliminan cualquier gas restante de la región del cúmulo, de modo que se apaga toda la formación de estrellas.

La dependencia de la eficiencia de la formación estelar de la metalicidad surge del efecto de la metalicidad en el viento estelar. Las estrellas de metales altos siempre tienen vientos más poderosos que cualquier masa equivalente, pero estrellas de metales más bajos. Por lo tanto, un cúmulo estelar, o incluso una galaxia, formado a partir de una nube de gas con alta metalicidad, tendrá una menor formación de estrellas de eficiencia. Esto se debe a que el crecimiento de todas las estrellas se ve inhibido por su propia retroalimentación del viento estelar en las últimas etapas de crecimiento y las grandes estrellas de clase O o B eliminarán cualquier gas no unido restante más rápidamente que sus bajos equivalentes metálicos.

Es probable que este efecto de metalicidad sea el producto de la 'aceleración de la línea radiactiva', que surge de la capacidad de los metales para absorber la radiación en una amplia gama de niveles de energía de radiación, es decir, los metales presentan muchas más líneas de absorción de radiación que el hidrógeno por sí solo. . La absorción de la radiación por un ion significa que parte de la energía de momento de un fotón se imparte al ion, en la medida en que tales iones pueden ser expulsados ​​de la estrella como viento estelar. La capacidad de los metales para absorber más energía de radiación que la del hidrógeno, significa que siempre debe obtener más viento (es decir, más iones expulsados) de las estrellas de metales altos.

Otras lecturas:
Dib y col. La dependencia de las leyes de formación de estrellas galácticas sobre la metalicidad.