ALMA descubre un disco giratorio masivo en el universo primitivo

• Fecha : 20 de mayo de 2020
• Fuente : Observatorio Nacional de Radioastronomía
• Resumen : En nuestro universo de 13.8 mil millones de años, la mayoría de las galaxias como nuestra Vía Láctea se forman gradualmente, alcanzando su gran masa relativamente tarde. Pero un nuevo descubrimiento hecho con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA de una galaxia de disco giratorio masivo, visto cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual, desafía los modelos tradicionales de formación de galaxias.

En nuestro universo de 13.8 mil millones de años, la mayoría de las galaxias como nuestra Vía Láctea se forman gradualmente, alcanzando su gran masa relativamente tarde. Pero un nuevo descubrimiento hecho con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA de una galaxia de disco giratorio masivo, visto cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual, desafía los modelos tradicionales de formación de galaxias. Esta investigación aparece el 20 de mayo de 2020 en la revista Naturaleza .

Galaxy DLA0817g, apodado el Disco Wolfe en honor al fallecido astrónomo Arthur M. Wolfe, es la galaxia de disco giratorio más distante jamás observada. El poder incomparable de ALMA hizo posible ver esta galaxia girando a 170 millas 272 kilómetros por segundo, similar a nuestra Vía Láctea.

"Si bien los estudios anteriores insinuaron la existencia de estas primeras galaxias de disco ricas en gases rotativas, gracias a ALMA ahora tenemos evidencia inequívoca de que ocurren tan pronto como 1.500 millones de años después del Big Bang", dijo el autor principal Marcel Neeleman, delInstituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania.

¿Cómo se formó el disco Wolfe?

El descubrimiento del Disco Wolfe ofrece un desafío para muchas simulaciones de formación de galaxias, que predicen que las galaxias masivas en este punto de la evolución del cosmos crecieron a través de muchas fusiones de galaxias más pequeñas y acumulaciones calientes de gas.

"La mayoría de las galaxias que encontramos al principio del universo parecen naufragios de trenes porque se fusionaron de manera consistente y a menudo 'violenta'", explicó Neeleman. "Estas fusiones calientes dificultan la formación de discos rotativos fríos bien ordenados como observamos"en nuestro universo actual "

En la mayoría de los escenarios de formación de galaxias, las galaxias solo comienzan a mostrar un disco bien formado alrededor de 6 mil millones de años después del Big Bang. El hecho de que los astrónomos encontraron una galaxia de disco cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual, indicaque otros procesos de crecimiento deben haber dominado.

"Creemos que el disco Wolfe ha crecido principalmente a través de la acumulación constante de gas frío", dijo J. Xavier Prochaska, de la Universidad de California, Santa Cruz y coautor del artículo. "Aún así, una de las preguntas que quedan escómo ensamblar una masa de gas tan grande mientras se mantiene un disco giratorio relativamente estable ".

formación estelar

El equipo también utilizó la matriz muy grande Karl G. Jansky de la National Science Foundation VLA y el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA para obtener más información sobre la formación de estrellas en el disco Wolfe. En longitudes de onda de radio, ALMA observó los movimientos de la galaxia ymasa de gas atómico y polvo, mientras que el VLA midió la cantidad de masa molecular, el combustible para la formación de estrellas. En la luz ultravioleta, Hubble observó estrellas masivas ". La tasa de formación de estrellas en el disco Wolfe es al menos diez veces mayor que ennuestra propia galaxia ", explicó Prochaska." Debe ser una de las galaxias de disco más productivas del universo primitivo ".

Una galaxia 'normal'

ALMA descubrió el Disco Wolfe por primera vez en 2017. Neeleman y su equipo encontraron la galaxia cuando examinaron la luz de un quásar más distante. La luz del cuásar fue absorbida al pasar a través de un enorme depósito de gas de hidrógeno que rodea elgalaxia, que es como se reveló. En lugar de buscar luz directa de galaxias extremadamente brillantes, pero más raras, los astrónomos utilizaron este método de 'absorción' para encontrar galaxias más débiles y más 'normales' en el universo primitivo.

"El hecho de que encontramos el Disco Wolfe usando este método, nos dice que pertenece a la población normal de galaxias presentes en los primeros tiempos", dijo Neeleman. "Cuando nuestras observaciones más recientes con ALMA mostraron sorprendentemente que está girando, nosotrosnos dimos cuenta de que las primeras galaxias de disco giratorio no son tan raras como pensábamos y que debería haber muchas más ".

"Esta observación personifica cómo se mejora nuestra comprensión del universo con la sensibilidad avanzada que ALMA aporta a la radioastronomía", dijo Joe Pesce, director del programa de astronomía de la National Science Foundation, que financia el telescopio. "ALMA nos permite hacerhallazgos nuevos e inesperados con casi todas las observaciones ".

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Marcel Neeleman y J. Xavier Prochaska, et al. Un disco giratorio frío, masivo, 1,5 mil millones de años después del Big Bang . Naturaleza , 2020 DOI: 10.1038 / s41586-020-2276-y