Jóvenes galaxias fusionándose cerca del ‘Alba Cósmica’
21 Noviembre, 2013 / Tiempo de lectura: 6 minutes
Gracias a las funcionalidades combinadas del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y del telescopio espacial Hubble de la NASA, un equipo de astrónomos descubrió un trío de galaxias muy antiguas situadas dentro de una enorme capa de gas primigenio a cerca de 13.000 millones de años-luz de la Tierra.
"Este sistema triple, extremadamente raro, perteneciente a una época en que el Universo tenía solo 800 millones de años, proporciona información importante sobre las primeras etapas de formación de galaxias durante un período conocido como Alba Cósmica, cuando el Universo se llenó por primera vez de luz estelar", indica Richard Ellis, profesor Steele de astronomía en el California Institute of Technology y parte del equipo a cargo de la investigación. "Lo más interesante es que estas galaxias parecen destinadas a fusionarse en una galaxia gigante que podría terminar convirtiéndose en algo similar a la Vía Láctea", agrega.
Los investigadores habían detectado por primera vez este objeto, que entonces parecía ser una burbuja gigante de gas ionizado caliente, en 2009. Bautizado con el nombre de Himiko (en homenaje a una reina mítica del Japón antiguo), este objeto es casi 10 veces más grande que las galaxias típicas de esa época, pues tiene un tamaño similar al de la Vía Láctea. Durante las observaciones subsiguientes hechas con el telescopio espacial Spitzer se descubrió que Himiko podría ser una sola galaxia, con lo cual habría sido anormalmente grande para ese período del Universo temprano.
"Las nuevas observaciones han revelado que, más que una galaxia, Himiko contiene tres objetos luminosos distintos, donde una intensa actividad de formación estelar calienta e ioniza esta ingente nube de gas", señala Masami Ouchi, profesor asociado de la Universidad de Tokio, quien dirigió el equipo internacional de astrónomos japoneses y estadounidenses.
Normalmente las áreas con tanta actividad de formación estelar rebosan de elementos pesados como el carbono y el silicio, así como de oxígeno. Estos elementos se forjan en los hornos nucleares de estrellas masivas de vida corta como las que se forman dentro de las tres galaxias detectadas por el telescopio Hubble. Al término de su vida relativamente corta, estas estrellas explotan y se convierten en supernovas, y de esa forma esparcen un fino polvo de elementos pesados en el entorno intergaláctico.
"Cuando este polvo es calentado por la radiación ultravioleta de estrellas masivas recién nacidas, el polvo vuelve a irradiar en longitudes de onda de radio fácilmente detectadas por ALMA", comenta Kotaro Kohno, otro miembro del equipo, también afiliado a la Universidad de Tokio. "En Himiko, sin embargo, no se detectó dicha radiación", agrega.
"Para nuestra sorpresa, las observaciones de ALMA revelaron una ausencia total de señal proveniente de carbono, que las jóvenes estrellas sintetizan rápidamente. Este es un hecho realmente notable, avalado por la sensibilidad de ALMA", manifiesta Ouchi. Y agrega que "cuesta entender exactamente cómo la composición química tan primitiva de Himiko puede traducirse en actividad tan intensa".
Los astrónomos plantean que Himiko podría estar constituido casi únicamente de gas primigenio, una mezcla de dos elementos livianos: el hidrógeno y el helio, que se formaron con el Big Bang. De ser cierto, este hallazgo sería un hito en la historia de la astronomía, al tratarse de una galaxia primigenia observada durante su formación.
El profesor Ellis resume la situación de la siguiente forma: "Los astrónomos siempre se entusiasman cuando detectan la señal de un objeto, pero en este caso, ¡es la ausencia de la señal normalmente emitida por elementos pesados la que ha sido objeto de entusiasmo".
Los datos recabados por ALMA se enmarcan en el programa de Ciencia Inicial, en el que se ha usado apenas una parte del conjunto total de 66 antenas. Las futuras investigaciones que se realizarán con el telescopio completo y con observatorios terrestres y espaciales de punta permitirán mirar más lejos en el pasado y comprender mejor los orígenes y la evolución de las primeras estrellas y galaxias. Estos resultados fueron aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal.
Información adicional
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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