estás leyendo...
Papers recientes

Sacude el polvo de tus viejas galaxias, ¡tenemos un nuevo descubrimiento!

Crédito de la imagen destacada: ESA, C. Carreau

Al mirar a objetos lejos de la Tierra, podemos estudiar cómo el universo se veía en sus primeras etapas. Las primeras estrellas y galaxias se formaron alrededor de 100 millones de años después del Big Bang y estas irradiaron enormes cantidades de energía. Esto iluminó el universo por primera vez, ya que antes de este momento había sido principalmente compuesto por nubes oscuras de hidrógeno. Sin embargo, la radiación producida por estas primeras estrellas era tan fuerte que causó que los átomos de hidrógeno se dividieran en protones y electrones, formando un plasma ionizado. El siguiente periodo del universo, el cual ocurrió durante el corrimiento al rojo (denotado por la variable z) 6 < z < 15 (entre 250 millones y 1 billon de años después del Big Bang), se le conoce como la época de reionización.

El desarrollo de nuevos y poderosos telescopios en las últimas décadas nos ha dejado investigar estas distantes épocas del universo. Hace 100 años, la Galaxia Sombrero era el objeto más lejano cuya distancia había sido medida por astrónomos (z = 0.003, una distancia de alrededor de 30 millones de años luz). Sin embargo, desde el descubrimiento de cuásares en 1950, más galaxias a mayores distancias han sido detectas recientemente con telescopios como el Hubble. Esto culminó en el 2016 con el descubrimiento de la galaxia GN-z11. Este objeto tiene un corrimiento al rojo de z = 11.1, indicando que estamos viendo una época que ocurrió solamente 400 millones de años después del Big Bang, justo en medio de la época de reionización.

El artículo de hoy utiliza esta nueva habilidad para examinar estas distantes épocas del universo. En este proyecto, los autores detectaron 2 nuevas galaxias que forman estrellas a z = 6.7 y z = 7.4, durante la época de reionización. Aunque otras galaxias han sido encontradas a esta distancia, estas dos resaltan por sus propiedades inusuales, las cuales tienen importantes implicaciones para las próximas investigaciones en el universo lejano.

Escondiéndose detrás de un muro de polvo

Varias galaxias distantes son detectadas en longitudes de ondas ópticas. Esto corresponde a la radiación ultravioleta (UV) que es emitida por la galaxia, y después sufre un corrimiento al rojo a longitudes de ondas ópticas. Frecuentemente, estas galaxias son galaxias con brotes estelares, las cuales son muy brillantes en luz UV.

Aquí es donde comienza el artículo de hoy. Los autores utilizan observaciones del programa REBELS (Reionization-Era Bright Emission Line Survey por sus siglas en inglés) que fue llevado a cabo por el observatorio de ALMA. Este proyecto consiste en estudiar el brillo en ondas de radio de 40 galaxias que brillan en luz UV con un alto corrimiento al rojo. Una fuente con fuerte radiación de radio es un indicador de una galaxia que contiene grandes cantidades de polvo cósmico, lo cual puede extinguir la luz producida por estrellas. Sin embargo, el enfoque de este artículo son dos galaxias que no son parte de este proyecto, pero que se encuentran cerca de dos de estas galaxias brillantes. Estos descubrimientos accidentales son brillantes radio-fuentes que fueron detectadas por ALMA, ¡pero están completamente ausentes de las observaciones originales! Una de estas fuentes se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Imagen óptica de una galaxia de REBELS. La imagen a la izquierda muestra la imagen completa de esta galaxia, la cual puede ser vista en el centro. La imagen abajo a la derecha muestra una imagen ampliada de esta misma galaxia. Arriba a la derecha, esta imagen muestra la parte del cielo donde una de nuestras dos galaxias de este artículo pueden ser encontradas. Las marcas en rojo muestran las posiciones de la emisión del polvo en radio. Esta imagen fue tomada de la Figura 1 del artículo de hoy.

Esta información nos indica que estas dos galaxias contienen mucho polvo. De hecho, contienen tanto polvo que la luz óptica/UV que es producida por estrellas no puede ser observada. En cambio, tenemos dos objetos misteriosos que solamente pueden ser observados en ondas de radio. Un punto interesante es que estas galaxias con mucho polvo tienen tasas de formación estelar comparables con las de galaxias que forman estrellas que típicamente producen 10 estrellas por año. Esto es una gran diferencia con otras galaxias con alto contenido de polvo, las cuales típicamente tienen brotes estelares con grandes tasas de formación estelar y pueden producir millones de estrellas cada año.

Tenemos dos, ¿pero cuántas más hay?

Una pregunta normal que uno se puede hacer es: ¿cuántas de estas galaxias existen? Otras investigaciones han encontrado que estas galaxias con mucho polvo no se encuentran en zonas de alto corrimiento al rojo, pero la detección de estas dos galaxias parece contradecir esto. De hecho, parece sugerir que entre 10% y 25% de toda la formación estelar en z > 6 puede ocurrir en este tipo de galaxias. A esta medida se le conoce como “la tasa cósmica de densidad de la formación de estrellas” (SFRD por sus siglas en inglés) y se define como la masa total de estrellas que se forman por año, por unidad de volumen del universo. El SFRD es de gran interés para astrónomos y se puede utilizar para definir diferentes épocas del universo, incluyendo el medio día cósmico (Figura 2).

Figura 2: Una gráfica que muestra la manera en que el SFRD (eje vertical) cambia a través del tiempo, mostrado por el corrimiento al rojo (eje horizontal inferior). Esta cantidad llega a su máxima alrededor de z = 2, un tiempo al que se le conoce como “el medio día cósmico”. Esta imagen viene de la Figura 9 de Madau & Dickinson (2014).

Para poder estimar qué tan comunes son estas galaxias, requerimos de otros proyectos y observaciones que podrían detectar este tipo de objetos en una zona más grande del cielo. Estas observaciones pueden ser caras y complicadas de organizar, pero nos dejarían investigar más sobre cómo y dónde se formaron las estrellas a principios del universo.

Nota de traducción: al traducir cualquier texto, las traducciones literales no siempre capturan bien el significado de modismos y frases hechas. En casos como este, como traductores hacemos nuestro mejor esfuerzo para mantener el espíritu del artículo original, y no tanto el significado literal de las palabras. También intentamos proporcionar enlaces a conceptos en el idioma traducido en lugar de en el original, siempre que sea posible. De este modo queremos reconocer la naturaleza de nuestras traducciones como una colaboración entre les autores originales y les traductores.

Comentarios

Aún no hay comentarios.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *