Los astrónomos han encontrado una enorme y brillante gota de gas en el universo distante, sin una fuente obvia de energía para la luz que está emitiendo. Llamada una "enorme nebulosa Lyman-alfa" ELAN, es la más brillante y una de las másel más grande de estos objetos raros, de los cuales solo se han observado algunos.
Los ELAN son enormes burbujas de gas que rodean y se extienden entre las galaxias en el medio intergaláctico. Se cree que son partes de la red de filamentos que conectan las galaxias en una vasta red cósmica. Los ELAN descubiertos anteriormente probablemente estén iluminados por la intensa radiación de los cuásares,pero no está claro qué está causando que el gas de hidrógeno en la nebulosa recién descubierta emita radiación Lyman-alfa una longitud de onda característica de la luz absorbida y emitida por los átomos de hidrógeno.
La nebulosa recién descubierta se encontró a una distancia de 10 mil millones de años luz en el medio de una región con una concentración extraordinaria de galaxias. Los investigadores descubrieron esta sobrecarga masiva de galaxias tempranas, llamada "protocontrolador", a través de un nuevo proyecto de investigación dirigidopor Zheng Cai, becario postdoctoral de Hubble en la UC Santa Cruz.
"Nuestra encuesta no estaba tratando de encontrar nebulosas. Estamos buscando los entornos más densos en el universo primitivo, las grandes ciudades donde hay muchas galaxias", dijo Cai. "Encontramos esta enorme nebulosa en medio deel prototipo, cerca de la densidad máxima "
Cai es el primer autor de un artículo sobre el descubrimiento aceptado para su publicación en el Revista astrofísica . Su proyecto de estudio se llama Mapeo de las sobredensidades más masivas a través del hidrógeno MAMMOTH, y el ELAN recién descubierto se conoce como MAMMOTH-1.
El coautor J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz, dijo que los ELAN descubiertos previamente se han detectado en los estudios de cuásar. En esos casos, la intensa radiación de un cuásar iluminó el gas de hidrógeno en la nebulosa, haciendo que emitieraRadiación Lyman-alfa. El equipo de Prochaska descubrió la primera ELAN, denominada la "Nebulosa Slug", en 2014. MAMMOTH-1 es la primera que no está asociada con un cuásar visible, dijo.
"Es extremadamente brillante, y probablemente es más grande que la Nebulosa Slug, pero no hay nada más visible excepto la débil mancha de una galaxia. Por lo tanto, es un fenómeno terriblemente enérgico sin una fuente de energía obvia", dijo Prochaska.
Igualmente impresionante es el enorme protocolo en el que reside, dijo. Los protocolos son los precursores de los cúmulos de galaxias, que consisten en cientos a miles de galaxias unidas por la gravedad. Porque los protocolos se extienden sobre un área mucho más grande del cielo, son mucho más difíciles de encontrar que los cúmulos de galaxias.
El protocolo que aloja la nebulosa MAMMOTH-1 es masivo, con una concentración inusualmente alta de galaxias en un área de unos 50 millones de años luz de diámetro. Debido a que está muy lejos 10 mil millones de años luz, los astrónomos están mirando hacia atrásEs hora de ver el protocolo como hace 10 mil millones de años, o alrededor de 3 mil millones después del Big Bang, durante la época pico de formación de galaxias. Después de evolucionar durante 10 mil millones de años más, este protocolo sería hoy un cúmulo de galaxias maduro, tal vez soloun millón de años luz de diámetro, habiéndose colapsado en un área mucho más pequeña, dijo Prochaska.
El modelo cosmológico estándar de formación de estructuras en el universo predice que las galaxias están incrustadas en una red cósmica de materia, la mayor parte de la cual es materia oscura invisible. El gas que se colapsa para formar galaxias y estrellas traza la distribución de la materia oscura y se extiende más allálas galaxias a lo largo de los filamentos de la red cósmica. La nebulosa MAMMOTH-1 parece tener una estructura filamentaria que se alinea con la distribución de galaxias en la estructura a gran escala del protocolo, apoyando la idea de que los ELAN son segmentos iluminados de la red cósmica,Dijo Cai
"A partir de la distribución de galaxias podemos inferir dónde están los filamentos de la red cósmica, y la nebulosa está perfectamente alineada con esa estructura", dijo.
Cai y sus coautores consideraron varios mecanismos posibles que podrían estar impulsando la emisión de Lyman-alfa de la nebulosa. Las explicaciones más probables involucran radiación o salidas de un núcleo galáctico activo AGN que está fuertemente oscurecido por el polvo, de modo que solo un desmayose puede ver la fuente asociada con la nebulosa. Un AGN está alimentado por un agujero negro supermasivo que se alimenta activamente de gas en el centro de una galaxia, y generalmente es una fuente de luz extremadamente brillante los cuásares son los AGN más luminosos en luz visible.
La intensa radiación de un AGN puede ionizar el gas a su alrededor llamado fotoionización, y este puede ser un mecanismo en funcionamiento en MAMMOTH-1. Cuando el hidrógeno ionizado en la nebulosa se recombina, emitiría radiación Lyman-alfa. Otro posible mecanismoAlimentar las emisiones de Lyman-alpha es calentar los golpes por una potente salida de gas del AGN.
Los investigadores describieron varias líneas de evidencia que respaldan la existencia de un AGN oculto que energiza la nebulosa, incluida la dinámica del gas y las emisiones de otros elementos además del hidrógeno, especialmente el helio y el carbono.
"Tiene todas las características de un AGN, pero no vemos nada en nuestras imágenes ópticas. Espero que haya un cuásar que está tan oscurecido por el polvo que la mayor parte de su luz está oculta", dijo Prochaska.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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