Las galaxias masivas ya estaban mucho más maduras en el universo temprano de lo que se esperaba anteriormente. Esto fue demostrado por un equipo internacional de astrónomos que estudiaron 118 galaxias distantes con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA.
La mayoría de las galaxias se formaron cuando el universo aún era muy joven. Nuestra propia galaxia, por ejemplo, probablemente comenzó a formarse hace 13.600 millones de años, en nuestro universo de 13.800 millones de años. Cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual 1-1,5 mil millones de años después del Big Bang, la mayoría de las galaxias experimentaron un "crecimiento acelerado". Durante este tiempo, acumularon la mayor parte de su masa estelar y otras propiedades, como polvo, contenido de elementos pesados y disco espiral.formas, que vemos en las galaxias de hoy. Por lo tanto, si queremos aprender cómo se formaron las galaxias como nuestra Vía Láctea, es importante estudiar esta época.
En una encuesta llamada ALPINE el Gran Programa ALMA para investigar C + en los primeros tiempos, un equipo internacional de astrónomos estudió 118 galaxias que experimentaron un "brote de crecimiento" en el universo temprano. "Para nuestra sorpresa, muchas de ellas eranmás maduro de lo que esperábamos ", dijo Andreas Faisst del Centro de análisis y procesamiento de infrarrojos IPAC del Instituto de Tecnología de California Caltech.
Las galaxias se consideran más "maduras" que "primordiales" cuando contienen una cantidad significativa de polvo y elementos pesados. "No esperábamos ver tanto polvo y elementos pesados en estas galaxias distantes", dijo Faisst. Polvo yLos elementos pesados definidos por los astrónomos como todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se consideran un subproducto de las estrellas moribundas. Pero las galaxias del universo temprano aún no han tenido mucho tiempo para construir estrellas, por lo que los astrónomos no esperanvea mucho polvo o elementos pesados allí.
"De estudios anteriores, comprendimos que estas galaxias jóvenes son pobres en polvo", dijo Daniel Schaerer de la Universidad de Ginebra en Suiza. "Sin embargo, encontramos que alrededor del 20 por ciento de las galaxias que se ensamblaron durante esta época temprana ya son muypolvoriento y una fracción significativa de la luz ultravioleta de las estrellas recién nacidas ya está oculta por este polvo ", añadió.
También se consideró que muchas de las galaxias eran relativamente adultas porque mostraban una diversidad en sus estructuras, incluidos los primeros signos de discos con soporte rotacional, que luego pueden conducir a galaxias con una estructura en espiral como se observa en galaxias comocomo nuestra Vía Láctea. Los astrónomos generalmente esperan que las galaxias en el universo temprano se vean como restos de trenes porque a menudo chocan. "Vemos muchas galaxias que chocan, pero también vemos algunas de ellas girando de manera ordenada sin signos de colisión", dijo John Silverman del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo en Japón.
ALMA ha detectado galaxias muy distantes antes, como MAMBO-9 una galaxia muy polvorienta y el Disco de Wolfe una galaxia con un disco giratorio. Pero era difícil decir si estos descubrimientos fueron únicos o si hubomás galaxias como ellas. ALPINE es el primer estudio que permitió a los astrónomos estudiar una cantidad significativa de galaxias en el universo temprano, y muestra que podrían evolucionar más rápido de lo esperado. Pero los científicos aún no entienden cómo crecieron estas galaxiastan rápido, y por qué algunos de ellos ya tienen discos giratorios.
Las observaciones de ALMA fueron cruciales para esta investigación porque el radiotelescopio puede ver la formación de estrellas que está oculta por el polvo y rastrear el movimiento del gas emitido desde las regiones de formación de estrellas. Los estudios de galaxias en el universo temprano comúnmente usan telescopios ópticos e infrarrojosEstos permiten medir la formación estelar despejada y las masas estelares. Sin embargo, estos telescopios tienen dificultades para medir las regiones oscurecidas por el polvo, donde se forman las estrellas, o los movimientos del gas en estas galaxias. Y algunas veces no ven una galaxia en absoluto."Con ALMA descubrimos algunas galaxias distantes por primera vez. A estas las llamamos Hubble oscuras, ya que no se pudieron detectar ni siquiera con el telescopio Hubble", dijo Lin Yan de Caltech.
Para obtener más información sobre las galaxias distantes, los astrónomos quieren apuntar con ALMA a galaxias individuales durante más tiempo. "Queremos ver exactamente dónde está el polvo y cómo se mueve el gas. También queremos comparar las galaxias polvorientas con otrasa la misma distancia y averiguar si podría haber algo especial en sus entornos ", agregó Paolo Cassata de la Universidad de Padua en Italia, anteriormente en la Universidad de Valparaíso en Chile.
ALPINE es el primer y más grande estudio de galaxias de múltiples longitudes de onda en el universo temprano. Para una gran muestra de galaxias, el equipo recopiló mediciones en las áreas óptica incluidos Subaru, VISTA, Hubble, Keck y VLT, infrarroja Spitzer,y radio ALMA. Se necesitan estudios de longitudes de onda múltiples para obtener una imagen completa de cómo se forman las galaxias. "Un estudio tan grande y complejo solo es posible gracias a la colaboración entre múltiples institutos en todo el mundo", dijo Matthieu Béthermin deLaboratoire d'Astrophysique de Marseille en Francia.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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