Una galaxia precoz

Una de las preguntas más importantes en la ciencia, y que sigue sin una respuesta completa, es cómo se formaron las primeras estrellas en el Universo, poco después del Big Bang. Pero aún más, se sabe muy poco de los efectos que la radiación estelar tuvo sobre el gas y el polvo que existía en las jóvenes galaxias recién formadas.

Por esto, muchos investigadores buscan desesperadamente capturar imágenes que les den información de lo que ocurría ahí, en una época que los astrónomos llaman “reionización” y que no es otra cosa que las etapas del Universo en que las primeras estrellas comenzaron a brillar.

Pero la luz proveniente de los primeros astros y del gas y polvo en sus alrededores han sido un blanco difícil: es necesario ver muy profundo en el cosmos y utilizar instrumentos de última generación.

Así, un grupo de astrónomos encabezado por Darach Watson de la Universidad de Copenhagen, utilizó observaciones hechas con los telescopios VLT y ALMA, ambos ubicados al norte de Chile, para detectar una de las galaxias más jóvenes y lejanas hasta ahora encontradas.

El difuso y rojizo objeto aparece como una macha alargada entre el tupido cúmulo de galaxias Abell 1648. Pero cuidado, su ubicación ahí es sólo una “ilusión óptica”: en realidad la galaxia llamada A1689-zD1 se encuentra mucho más lejos que el cúmulo. De hecho se encuentra detrás de este, pero la gran cantidad de materia que contiene Abell 1648 produce un fenómeno llamado “lente gravitacional” que nos permite verla magnificada y posibilita a los astrónomos estudiarla.

Imagen de cúmulo de galaxias Abell 1689. El recuadro muestra la galaxia A1689-zD1.
Imagen de cúmulo de galaxias Abell 1689. El recuadro muestra la galaxia A1689-zD1.

Estamos observando a A1689-zD1 cuando el Universo tenía sólo unos 700 millones de años, algo como el 5 por ciento de la edad presente (13 mil 800 millones de años).

“Después de confirmar la distancia de la galaxia usando los [telescopios] VLT, buscamos en observaciones ya hechas con los radiotelescopios ALMA”,

dice Watson.

“No esperábamos encontrar mucho, pero puedo decirte que estuvimos muy emocionados cuando hubo una clara detección [de A1689-zD1]. Uno de los principales objetivos del observatorio ALMA era encontrar la radiación del gas frío y del polvo de galaxias en el Universo temprano. ¡Y nosotros lo conseguimos!”

La galaxia es un infante, pero también ha sido precoz, dice el Observatorio Europeo Austral en su comunicado. A esta edad, los investigadores esperaban encontrar pocos elementos químicos pesados (con masa superior al hidrógeno y helio), como carbono, oxigeno y nitrógeno. Estos se forman por reacciones nucleares en el corazón de las estrellas más grandes y masivas y son dispersados por el espacio en violentas explosiones llamadas supernovas.

Galaxia A1689-zD1.
Galaxia A1689-zD1.

La luz infrarroja de la galaxia A1689-zD1 indica que ya han pasado varias generaciones de estrellas que han “contaminado” con elementos pesados el ambiente. La imagen resulta extraña para los astrónomos: es un poco como ver a un niño pequeño pero con características de adulto.

“Nuestros resultados indican que la producción de polvo ocurrió muy rápido en la galaxia, dentro de los primeros 500 millones de años de comenzada la formación de estrellas en el Universo”,

dice Watson. Es un tiempo muy corto, considerando que las estrellas más grandes y masivas viven pocos miles de millones de años.

Antes de este resultado, había cierta preocupación entre los astrónomos de que el observatorio ALMA no pudiera detectar galaxias del tipo de A1689-zD1. Kirsten Knudsen de la Universidad Tecnológica Chalmers, en Suecia, y colaboradora en el trabajo de investigación, concluye,

“Esta sorprendente galaxia polvorosa parece haber estado en una carrera por formar, a toda prisa, sus primeras generaciones de estrellas. En el futuro, ALMA nos ayudará a encontrar más galaxias como esta y a entender que les motiva a crecer así.”

El artículo científico sobre A1689-zD1 aparece ya en la versión digital de la prestigiosa revista Nature.

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