Cuando las primeras galaxias comenzaron a formarse unos cientos de millones de años después del Big Bang, el Universo estaba lleno de una niebla de gas de hidrógeno. Pero a medida que más y más fuentes brillantes, tanto estrellas como cuásares alimentados por enormes agujeros negros,comenzaron a brillar, despejaron la niebla e hicieron que el Universo fuera transparente a la luz ultravioleta [1]. Los astrónomos llaman a esto la época de la reionización, pero se sabe poco sobre estas primeras galaxias, y hasta ahora solo se han visto como gotas muy débiles.Pero ahora nuevas observaciones usando el poder de ALMA están comenzando a cambiar esto.
Un equipo de astrónomos dirigido por Roberto Maiolino Laboratorio Cavendish e Instituto Kavli de Cosmología, Universidad de Cambridge, Reino Unido entrenó a ALMA en galaxias que se sabía que se veían solo unos 800 millones de años después del Big Bang [2].Los astrónomos no buscaban la luz de las estrellas, sino el tenue resplandor de carbono ionizado [3] proveniente de las nubes de gas a partir de las cuales se formaban las estrellas. Querían estudiar la interacción entre una generación joven de estrellas y el frío.grupos que se estaban reuniendo en estas primeras galaxias.
Tampoco buscaban los objetos raros extremadamente brillantes, como los quásares y las galaxias con tasas muy altas de formación estelar, que se habían visto hasta ahora. En cambio, se concentraron en algo menos dramático, pero mucho más común,galaxias que reionizaron el Universo y se convirtieron en la mayor parte de las galaxias que vemos a nuestro alrededor ahora.
De una de las galaxias, dada la etiqueta BDF 3299, ALMA podría captar una señal débil pero clara del carbón incandescente. Sin embargo, este resplandor no provenía del centro de la galaxia, sino de un lado.
El coautor Andrea Ferrara Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia explica la importancia de los nuevos hallazgos: "Esta es la detección más distante de este tipo de emisión desde una galaxia 'normal', vista hace menos de mil millones de añosdespués del Big Bang. Nos da la oportunidad de observar la acumulación de las primeras galaxias. ¡Por primera vez estamos viendo galaxias tempranas no solo como pequeñas gotas, sino como objetos con estructura interna! "
Los astrónomos piensan que la ubicación descentrada del resplandor se debe a que las nubes centrales están siendo interrumpidas por el entorno hostil creado por las estrellas recién formadas, tanto su radiación intensa como los efectos de las explosiones de supernovas, mientras que el resplandor de carbonoestá rastreando gas frío fresco que se está acumulando del medio intergaláctico.
Al combinar las nuevas observaciones de ALMA con simulaciones por computadora, ha sido posible comprender en detalle los procesos clave que ocurren dentro de las primeras galaxias. Los efectos de la radiación de las estrellas, la supervivencia de las nubes moleculares, el escape de la radiación ionizante y el complejoLa estructura del medio interestelar ahora se puede calcular y comparar con la observación. Es probable que BDF 3299 sea un ejemplo típico de las galaxias responsables de la reionización.
"Hemos estado tratando de entender el medio interestelar y la formación de las fuentes de reionización durante muchos años. Finalmente, para poder probar predicciones e hipótesis sobre datos reales de ALMA es un momento emocionante y abre un nuevo conjunto de preguntas.Este tipo de observación aclarará muchos de los espinosos problemas que tenemos con la formación de las primeras estrellas y galaxias en el Universo ", agrega Andrea Ferrara.
Roberto Maiolino concluye: "Este estudio hubiera sido simplemente imposible sin ALMA, ya que ningún otro instrumento podría alcanzar la sensibilidad y la resolución espacial requeridas. Aunque esta es una de las observaciones más profundas de ALMA hasta ahora, aún está lejos de alcanzar sus capacidades finalesEn el futuro, ALMA tomará una imagen de la estructura fina de las galaxias primordiales y rastreará en detalle la acumulación de las primeras galaxias ".
Notas
[1] El gas de hidrógeno neutro absorbe de manera muy eficiente toda la luz ultravioleta de alta energía emitida por estrellas jóvenes calientes. En consecuencia, estas estrellas son casi imposibles de observar en el Universo temprano. Al mismo tiempo, la luz ultravioleta absorbida ioniza el hidrógeno, haciéndolo completamente transparente. Por lo tanto, las estrellas calientes están tallando burbujas transparentes en el gas. Una vez que todas estas burbujas se fusionan para llenar todo el espacio, la reionización se completa y el Universo se vuelve transparente.
[2] Tenían desplazamientos al rojo que iban de 6.8 a 7.1.
[3] Los astrónomos están particularmente interesados en el carbono ionizado ya que esta línea espectral particular transporta la mayor parte de la energía inyectada por las estrellas y permite a los astrónomos rastrear el gas frío del que se forman las estrellas. Específicamente, el equipo estaba buscando la emisión decarbono ionizado individualmente conocido como [C II]. Esta radiación se emite a una longitud de onda de 158 micrómetros, y cuando se expande por la expansión del Universo, llega a ALMA en la longitud de onda correcta para que se detecte enuna longitud de onda de aproximadamente 1.3 milímetros.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :