PRIMERAS GALAXIAS JUEGAN A LAS ESCONDIDAS…ALMA LAS ENCUENTRA

Un esquema de los resultados de esta investigación. ALMA reveló una galaxia hasta ahora no descubierta ya que está enterrada profundamente en el polvo (impresión del artista en la parte superior derecha) en una región donde el Telescopio Espacial Hubble no podía ver nada (izquierda). Los investigadores descubrieron por casualidad la nueva galaxia oculta mientras observaban una galaxia joven típica ya conocida (impresión del artista en la parte inferior derecha) Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA / ESA Hubble Space Telescope

Mientras investigaba los datos de galaxias jóvenes y distantes observadas con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), Yoshinobu Fudamoto de la Universidad de Waseda y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón notó emisiones inesperadas provenientes de regiones aparentemente vacías en el espacio que, según un equipo de investigación global confirmado, provino en realidad de dos galaxias no descubiertas hasta ahora muy oscurecidas por el polvo cósmico. Este descubrimiento sugiere que muchas de estas galaxias aún podrían estar ocultas en el Universo temprano, muchas más de las que esperaban los investigadores.

Cuando los astrónomos miran profundamente en el cielo nocturno, observan cómo era el Universo hace mucho tiempo. Debido a que la velocidad de la luz es finita, estudiar las galaxias observables más distantes nos permite vislumbrar miles de millones de años en el pasado, cuando el Universo era muy joven y las galaxias recién comenzaban a formar estrellas. El estudio de este “Universo temprano” es una de las últimas fronteras de la astronomía y es esencial para construir modelos astrofísicos precisos y consistentes. Un objetivo clave de los científicos es identificar todas las galaxias en los primeros mil millones de años de la historia cósmica y medir la velocidad a la que las galaxias crecían formando nuevas estrellas.

Se han realizado varios esfuerzos durante las últimas décadas para observar galaxias distantes, que se caracterizan por emisiones electromagnéticas que se desplazan fuertemente hacia el rojo (desplazadas hacia longitudes de onda más largas) antes de llegar a la Tierra. Hasta ahora, nuestro conocimiento de las primeras galaxias se ha basado principalmente en observaciones con el Telescopio Espacial Hubble (HST) y grandes telescopios terrestres, que sondean su emisión ultravioleta (UV). Sin embargo, recientemente, los astrónomos han comenzado a utilizar la capacidad única del telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para estudiar galaxias distantes en longitudes de onda submilimétricas. Esto podría ser particularmente útil para estudiar galaxias polvorientas no detectadas en los levantamientos del HST debido a la emisión de rayos ultravioleta que absorbe el polvo. Dado que ALMA observa en longitudes de onda submilimétricas,

En un gran programa en curso llamado REBELS (Reionization-Era Bright Emission Line Survey), los astrónomos están usando ALMA para observar las emisiones de 40 galaxias objetivo en el amanecer cósmico. Usando este conjunto de datos, han descubierto recientemente que las regiones alrededor de algunas de estas galaxias contienen más de lo que parece.

Al analizar los datos observados para dos galaxias REBELS, Fudamoto notó una fuerte emisión de polvo y carbono ionizado individualmente en posiciones sustancialmente compensadas con respecto a los objetivos iniciales. Para su sorpresa, incluso los equipos altamente sensibles como el HST no pudieron detectar ninguna emisión de rayos ultravioleta en estos lugares. Para comprender estas misteriosas señales, Fudamoto y sus colegas investigaron el asunto más a fondo.

En su último artículo publicado en  Nature , los astrónomos presentaron un análisis exhaustivo, revelando que estas emisiones inesperadas provenían de dos galaxias previamente desconocidas ubicadas cerca de los dos objetivos REBELS originales. Estas galaxias no son visibles en las longitudes de onda UV o visibles, ya que están casi completamente oscurecidas por el polvo cósmico. Uno de ellos representa la galaxia oscurecida por el polvo más distante descubierta hasta ahora.

Lo más sorprendente de este hallazgo fortuito es que las galaxias recién descubiertas, que se formaron hace más de 13 mil millones de años, no son extrañas en absoluto en comparación con las galaxias típicas de la misma época. “ Estas nuevas galaxias se perdieron no porque sean  extremadamente  raras, sino solo porque están completamente oscurecidas por el polvo ”, explica Fudamoto. Sin embargo, es poco común encontrar galaxias tan “polvorientas” en el período temprano del Universo (menos de mil millones de años después del Big Bang), lo que sugiere que el censo actual de formación de galaxias temprano es muy probablemente incompleto y requeriría más información , encuestas a ciegas. “Es posible que nos hayamos perdido hasta una de cada cinco galaxias en el Universo temprano hasta ahora”, agrega Fudamoto.

Los investigadores esperan que la capacidad sin precedentes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y su fuerte sinergia con ALMA conduzcan a avances significativos en este campo en los próximos años. “Completar nuestro censo de las primeras galaxias con las  galaxias oscurecidas por el polvo que faltan actualmente , como las que encontramos esta vez, será uno de los principales objetivos de los estudios de JWST y ALMA en el futuro cercano ”, afirma Pascal Oesch de la Universidad de Ginebra.

En general, este estudio constituye un paso importante para descubrir cuándo comenzaron a formarse las primeras galaxias en el Universo temprano, lo que a su vez nos ayudará a comprender dónde nos encontramos hoy.

Fuente ALMA

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