Un equipo internacional de astrónomos financiado en parte por la NASA ha encontrado el grupo de galaxias más alejado identificado hasta la fecha. Llamado EGS77, el trío de galaxias data de una época en que el universo tenía solo 680 millones de años, o menos del 5% de suedad actual de 13.8 mil millones de años.
Más significativamente, las observaciones muestran que las galaxias son participantes en un amplio cambio cósmico llamado reionización. La era comenzó cuando la luz de las primeras estrellas cambió la naturaleza del hidrógeno en todo el universo de manera similar a un lago congelado derritiéndose en la primavera. Estotransformó el cosmos oscuro oscuro que apaga la luz en el que vemos a nuestro alrededor hoy.
"El universo joven estaba lleno de átomos de hidrógeno, que atenúan la luz ultravioleta de tal manera que bloquean nuestra visión de las galaxias tempranas", dijo James Rhoads en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien presentó los hallazgos el 5 de enero enla 235ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Honolulu. "EGS77 es el primer grupo de galaxias atrapado en el acto de despejar esta niebla cósmica".
Si bien se han observado galaxias individuales más distantes, EGS77 es el grupo de galaxias más alejado hasta la fecha que muestra las longitudes de onda específicas de la luz ultravioleta lejana revelada por la reionización. Esta emisión, llamada luz alfa de Lyman, es prominente en todos los miembros de EGS77.
En su primera fase, el universo era un plasma brillante de partículas, incluidos electrones, protones, núcleos atómicos y luz. Los átomos aún no podían existir. El universo estaba en un estado ionizado, similar al gas dentro de un letrero de neón iluminadoo tubo fluorescente.
Después de que el universo se expandió y se enfrió durante unos 380,000 años, los electrones y los protones se combinaron en los primeros átomos, más del 90% de ellos hidrógeno. Cientos de millones de años después, este gas formó las primeras estrellas y galaxias. Pero el mismola presencia de este abundante gas plantea desafíos para detectar galaxias en el universo primitivo.
Los átomos de hidrógeno absorben fácilmente y reemiten rápidamente la luz ultravioleta lejana conocida como emisión alfa de Lyman, que tiene una longitud de onda de 121,6 nanómetros. Cuando se formaron las primeras estrellas, parte de la luz que produjeron coincidía con esta longitud de onda. Debido a que la luz alfa de Lyman es fácilinteractuó con átomos de hidrógeno, no pudo viajar mucho antes de que el gas lo dispersara en direcciones aleatorias.
"La luz intensa de las galaxias puede ionizar el gas de hidrógeno circundante, formando burbujas que permiten que la luz de las estrellas viaje libremente", dijo el miembro del equipo Vithal Tilvi, investigador de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. "EGS77 ha formado una gran burbuja que permite su luzviajar a la Tierra sin mucha atenuación. Eventualmente, burbujas como estas crecieron alrededor de todas las galaxias y llenaron el espacio intergaláctico, reionizando el universo y despejando el camino para que la luz viaje a través del cosmos ".
EGS77 fue descubierto como parte de la encuesta Cosmic Deep and Wide Narrowband Cosmic DAWN, para la cual Rhoads sirve como investigador principal. El equipo fotografió un área pequeña en la constelación de Boötes usando un filtro personalizado en el Observatorio Nacional de Astronomía ÓpticaImagen infrarroja de campo extremadamente amplio NEWFIRM, que se conectó al telescopio Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona.
Debido a que el universo se está expandiendo, la luz alfa de Lyman de EGS77 se ha extendido durante sus viajes, por lo que los astrónomos realmente la detectan en longitudes de onda del infrarrojo cercano. No podemos ver estas galaxias en luz visible ahora porque esa luz comenzó a una distancia más cortalongitudes de onda que Lyman alfa y se dispersaron por la niebla de átomos de hidrógeno.
Para ayudar a seleccionar candidatos distantes, los investigadores compararon sus imágenes con los datos disponibles públicamente de la misma región tomados por los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA. Las galaxias que aparecían brillantemente en imágenes de infrarrojo cercano fueron marcadas como posibles, mientras que las que aparecían en luz visible eranrechazado por estar demasiado cerca.
El equipo confirmó las distancias a las galaxias de EGS77 utilizando el Espectrómetro de Objetos Múltiples para Exploración Infrarroja MOSFIRE en el telescopio Keck I en el Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawaii. Las tres galaxias muestran líneas de emisión alfa de Lyman enlongitudes de onda ligeramente diferentes, que reflejan distancias ligeramente diferentes. La separación entre las galaxias adyacentes es de aproximadamente 2,3 millones de años luz, o un poco más cerca que la distancia entre la galaxia de Andrómeda y nuestra propia Vía Láctea.
Se ha enviado un documento que describe los resultados, dirigido por Tilvi El diario astrofísico .
"Si bien este es el primer grupo de galaxias identificado como responsable de la reionización cósmica, las futuras misiones de la NASA nos dirán mucho más", dijo la coautora Sangeeta Malhotra en Goddard. "El próximo telescopio espacial James Webb es sensible a la emisión alfa de Lymanincluso de galaxias más débiles a estas distancias y pueden encontrar más galaxias dentro de EGS77 ".
Los astrónomos esperan que las burbujas de reionización similares de esta era sean raras y difíciles de encontrar. El Telescopio de Estudio Infrarrojo de Campo Amplio WFIRST planeado por la NASA puede ser capaz de descubrir ejemplos adicionales, iluminando aún más esta importante transición en la historia cósmica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Original escrito por Francis Reddy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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