Aprovechando la extrema sensibilidad del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, los astrónomos han observado directamente un par de galaxias similares a la Vía Láctea cuando el universo tenía solo el ocho por ciento de su edad actual. Estos progenitores de la espiral gigante actualLas galaxias están rodeadas de "súper halos" de gas hidrógeno que se extienden decenas de miles de años luz más allá de sus discos polvorientos y llenos de estrellas.
Los astrónomos inicialmente detectaron estas galaxias al estudiar la luz intensa de los cuásares aún más distantes. A medida que esta luz viaja a través de una galaxia interviniente en su camino hacia la Tierra, puede recoger la firma espectral única del gas de la galaxia. Esta técnica,sin embargo, normalmente evita que los astrónomos vean la luz real emitida por la galaxia, que se ve abrumada por la emisión mucho más brillante del quásar de fondo.
"Imagine una pequeña luciérnaga junto a una luz de búsqueda de alto poder. A eso se enfrentan los astrónomos cuando se trata de observar estas versiones juveniles de nuestra galaxia de origen", dijo Marcel Neeleman, un becario postdoctoral en la Universidad de California, Santa Cruzy autor principal en un artículo que aparece en la revista ciencia . "Ahora podemos ver las galaxias en sí, lo que nos brinda una oportunidad increíble de aprender sobre la historia más temprana de nuestra propia galaxia y otras similares".
Con ALMA, los astrónomos finalmente pudieron observar el "brillo" natural de longitud de onda milimétrica emitido por el carbono ionizado en las densas y polvorientas regiones de formación de estrellas de las galaxias. Sin embargo, esta firma de carbono se compensa considerablemente con el gas primerodetectado por absorción quásar. Esta separación extrema indica que el contenido de gas de las galaxias se extiende mucho más allá de sus discos llenos de estrellas, lo que sugiere que cada galaxia está incrustada en un monstruoso halo de gas de hidrógeno.
"Esperábamos ver emisiones débiles justo encima del cuásar, y en cambio vimos una fuerte emisión de carbono brillante de las galaxias en grandes separaciones de sus quásares de fondo", dijo J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica enUC Santa Cruz y coautor del artículo. La separación del cuásar a la galaxia observada es de aproximadamente 137,000 años luz para una galaxia y aproximadamente 59,000 años luz para la otra.
Según los investigadores, el gas de hidrógeno neutro revelado por su absorción de luz cuasar probablemente sea parte de un gran halo o quizás un disco extendido de gas alrededor de la galaxia. "No es donde está la formación de estrellas, y para verlo asímucho gas que lejos de la región de formación estelar significa que hay una gran cantidad de hidrógeno neutro alrededor de la galaxia ", dijo Neeleman.
Los nuevos datos de ALMA muestran que estas galaxias jóvenes ya están girando, que es una de las características distintivas de las galaxias espirales masivas que vemos hoy en el universo. Las observaciones de ALMA revelan que ambas galaxias están formando estrellas a tasas moderadamente altas: másmás de 100 masas solares por año en una galaxia y alrededor de 25 masas solares por año en la otra.
"Estas galaxias parecen ser sistemas masivos, polvorientos y de rápida formación de estrellas, con grandes y extendidas capas de gas", dijo Prochaska.
"ALMA ha resuelto una pregunta de décadas sobre la formación de galaxias", dijo Chris Carilli, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Socorro, NM, y coautor del artículo ". Ahora sabemos que al menos algunosLas primeras galaxias tienen halos que están mucho más extendidos de lo que se consideraba anteriormente, lo que puede representar el material futuro para el crecimiento de galaxias ".
Las galaxias, que se designan oficialmente como ALMA J081740.86 + 135138.2 y ALMA J120110.26 + 211756.2, están cada una a unos 12 mil millones de años luz de la Tierra. Los cuásares de fondo están aproximadamente a 12,5 mil millones de años luz de la Tierra.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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