Descubrimiento de una galaxia primordial hace 13.300 millones de años, la más distante jamás observada

Después del Big Bang, poco a poco surgieron los primeros galaxias. Debido a la expansión del Universo, estos galaxias lejos de nosotros. Un equipo internacional de astrónomos ha detectado signos de rotación en un galaxia apareció 500 millones de años después del Big Bang, la galaxia más distante jamás observada, utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Este descubrimiento sugiere que la galaxia apenas está comenzando a girar, lo que ayudará a los científicos a comprender mejor el proceso de formación y evolución de las galaxias en el Universo primitivo.

La expansión del Universo después de la Big Bang hizo que las galaxias se alejaran unas de otras, induciendo un corrimiento hacia el rojo en sus emisiones (cambio a longitudes de onda más largas). Al estudiar estos desplazamientos, es posible caracterizar el «movimiento» dentro de las galaxias, así como su distancia.

Con el avance tecnológico de los telescopios, haciéndolos cada vez más poderosos, los astrónomos pudieron detectar galaxias más distantes. Lo más destacado es sin duda la entrada en funcionamiento del telescopio espacial más grande y potente del mundo, james webb. También pudo proporcionar laimagen más profunda del Universo ya obtenido, revelando galaxias que tienen más de 13 mil millones de años: el Big Bang ocurrió hace unos 13,8 mil millones de años.

En un nuevo estudio, los astrónomos de la Universidad de Waseda ahora han revelado un probable movimiento giratorio de una galaxia distante, que data de hace 13,3 millones de años, o 500 millones de años después del Big Bang, gracias al telescopio terrestre Atacama Large Millimeter/submillimeter. Matriz (ALMA). Sus trabajos se publican en la revista Las cartas del diario astrofísico.

Una imagen al milímetro

Ubicado en la meseta de Chajnantor en los Andes chilenos, ALMA es un telescopio de última generación dedicado al estudio de la radiación de los objetos más fríos del Universo. Consta de 66 antenas de alta precisión separadas por varios kilómetros (hasta 16 km). La radiación observada se denomina «milimétrica/submilimétrica» ​​porque tiene una longitud de onda del orden de milímetros o menos entre la radiación infrarroja y las ondas de radio.

En estas longitudes de onda, la radiación emana de gigantescas nubes frías interestelares con temperaturas de algunas decenas de grados por encima del cero absoluto, pero también de las primeras galaxias. Los astrónomos miden esta radiación para estudiar las condiciones químicas y físicas en las nubes moleculares, las regiones densas de gas y polvo donde nacen las estrellas. Estas regiones son oscuras y opacas en luz visible, pero transparentes en la parte milimétrica y submilimétrica del espectro electromagnético.

Por lo tanto, ALMA es especialmente adecuado para observar los desplazamientos hacia el rojo en las emisiones de las galaxias. Recientemente, el equipo de investigadores internacionales observó las emisiones desplazadas hacia el rojo de una galaxia distante, MACS1149-JD1. El equipo incluía al Prof. Akio Inoue y el estudiante graduado de la Universidad de Waseda (Japón) Tsuyoshi Tokuoka, el Dr. Takuya Hashimoto de la Universidad de Tsukuba (Japón), Prof. Richard S. Ellis del University College London y el Dr. Nicolas Laporte, investigador de la Universidad de Cambridge (Reino Unido).

Ellis afirma en comunicado : » Además de la búsqueda de galaxias con alto corrimiento al rojo, es decir, muy distantes, el estudio del movimiento interno de gas y estrellas brinda motivación para comprender el proceso de formación de galaxias en la galaxia. «.

Al realizar una serie de observaciones durante un período de dos meses entre octubre de 2018 y diciembre de 2018, para un total de casi 10 horas de observación, los astrónomos midieron con éxito pequeñas diferencias en el corrimiento al rojo de una posición a otra dentro de la propia galaxia. En otras palabras, la galaxia gira, gira.

Luego modelaron la galaxia como un disco giratorio, replicando las observaciones. La velocidad de rotación calculada fue de unos 50 kilómetros por segundo (la del disco de la Vía Láctea es de 220 kilómetros por segundo). El equipo también midió el diámetro de MACS1149-JD1 en solo 3000 años luz. Por lo tanto, es mucho más pequeño que el de la Vía Láctea, que tiene 100.000 años luz de diámetro. Esta galaxia estaría por tanto justo al principio de su rotación.

Trazando la historia del universo.

Según los autores, el origen de la rotación de las galaxias está en su proceso de formación. Por tanto, es necesario encontrar las primeras galaxias para reconstruir la historia del Universo.

Debes saber que la formación de galaxias comienza con la acumulación de gas y continúa con la formación de estrellas a partir de ese gas. Con el tiempo, la formación de estrellas progresa desde el centro hacia el exterior, crece un disco galáctico y la galaxia adquiere una configuración particular. A medida que continúa la formación de estrellas, se forman nuevas estrellas en el disco giratorio mientras que las más antiguas permanecen en la parte central. Al estudiar la edad y el movimiento de las estrellas y el gas en la galaxia, es posible determinar la etapa de evolución alcanzada por este último.

Gracias a su modelado, los autores pudieron determinar el tipo de estrellas que componen la galaxia. De hecho, la masa estimada a partir de la velocidad de rotación de la galaxia corresponde a la masa estelar resultante de la firma espectral de la galaxia. Según los autores, proviene principalmente de muchas estrellas maduras, de unos 300 millones de años y, por tanto, formada hace más de 13.500 millones de años. Dr. Takuya Hashimoto, coautor del estudio, señala: Esto muestra que la población estelar de JD1 se formó incluso antes en la era cósmica. «.

Los autores concluyen: velocidad de rotación [de cette galaxie] es mucho más débil que los medidos en galaxias de épocas posteriores y nuestra galaxia, y es probable que se encuentre en una etapa temprana de desarrollo de movimiento de rotación. «.

Con el Telescopio Espacial James Webb, que nos ha dado una idea de sus extraordinarias capacidades, los astrónomos planean verificar y posiblemente actualizar los modelos de formación de galaxias.

Fuente: Las cartas del diario astrofísico