Después del Big Bang, el Universo se expandió y, al enfriarse, la materia tomó forma progresivamente. Las primeras estrellas y galaxias se forman varios cientos de miles de años después. Un billón de años más tarde se observa que el Universo se recalentó, y el hidrógeno, elEl elemento más abundante se vuelve a ionizar, como ocurrió poco después del Big Bang. ¿Cómo ha sido posible esta importante transformación, llamada reionización cósmica? Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que las galaxias fueron responsables de este fenómeno. Hoy, un equipo internacional que incluye investigadores deLa Universidad de Ginebra UNIGE ha validado en gran medida esta hipótesis y han descubierto una galaxia compacta que emite una gran cantidad de fotones ionizantes, responsables de esta transformación del Universo. El artículo, publicado en Naturaleza, abre una nueva vía importante para nuestra comprensión del Universo temprano.
La materia normal en el Universo temprano, es decir, hace 14 mil millones de años, consiste principalmente de gas. Las estrellas y los cúmulos de estrellas nacen de nubes de gas, formando así las primeras galaxias. La radiación UV emitida por estas estrellas contiene numerosos fotones ionizantes.Por esta razón, los científicos han sospechado durante mucho tiempo que las galaxias fueron responsables de la reionización cósmica. Sin embargo, para que esto suceda, las galaxias necesitaban "expulsar" estos fotones, que se absorben fácilmente, antes de que pudieran escapar. A pesar de veinte años de investigación intensiva, ninguna galaxiaemitiendo suficiente radiación se había encontrado.
Para resolver este problema, los astrónomos del grupo de investigación de Daniel Schaerer en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias y un equipo internacional propusieron observar galaxias de "guisantes verdes". Descubiertas en 2007, estas galaxias representan una clase especial y rara enel Universo cercano. Siendo muy compactos, podrían albergar explosiones estelares o vientos de poder lo suficientemente fuertes como para "expulsar" los fotones ionizantes. Yuri Izotov, de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania y primer autor del artículo, ha examinado el Sloan Survey:una base de datos de más de 1 millón de galaxias. A partir de esto, el equipo ha identificado aproximadamente cinco mil galaxias que coinciden con sus criterios, es decir, galaxias muy compactas que emiten radiación UV muy intensa. Cinco de ellas fueron elegidas para el experimento.
Utilizando el telescopio espacial Hubble, capaz de detectar la radiación UV, el equipo de investigación descubrió que la galaxia "guisante verde" J0925, ubicada a una distancia de tres mil millones de años luz, de hecho estaba "expulsando" fotones ionizantes, con una intensidad sin precedentes.Este descubrimiento fundamental muestra que las galaxias de este tipo podrían explicar la reionización cósmica, lo que confirma la hipótesis más común. Otras observaciones con Hubble confirmarán este resultado y también ayudarán a comprender mejor el mecanismo de "eyección" de fotones y los tipos específicos de galaxias que conducenreionización cósmica.
Anne Verhamme, investigadora de UNIGE, también descubrió que esta galaxia "guisante verde" muestra una firma muy peculiar. De hecho, su espectro Lyman-alfa, es decir, una de las líneas espectrales de hidrógeno que emite, es mucho más angosto y fuerte queel de la mayoría de las galaxias, lo que confirma sus predicciones teóricas. Estas observaciones proporcionan ahora la base para un nuevo método eficiente para buscar galaxias responsables de la reionización cósmica hace 13 a 14 mil millones de años.
Estos descubrimientos representan un paso importante para los estudios del Universo temprano. La tecnología actual solo nos proporciona una primera visión de las galaxias durante los primeros mil millones de años de existencia del Universo. El futuro telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para 2018,se espera que revolucione el campo. Permitirá a los astrónomos descubrir y estudiar en detalle las primeras galaxias y fuentes de reionización cósmica. En gran parte desconocido hasta ahora, el Universo temprano comienza a revelarse.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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