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El polvo estelar más lejano

Los elementos químicos que forman todo lo que conocemos en la naturaleza —incluyéndonos— se crearon en el interior o al final de la vida de las estrellas (todos excepto el hidrógeno y helio que se formaron después del Big Bang). Esta transformación comienza con las reacciones nucleares que transmutan hidrógeno en helio y las siguientes que van generando elementos más pesados. Cuando las estrellas mueren, lanzan estos materiales al interior de sus galaxias formando, después de millones de años, polvo interestelar.

This artist’s impression shows what the very distant young galaxy A2744_YD4 might look like. Observations using ALMA have shown that this galaxy, seen when the Universe was just 4% of its current age, is rich in dust. Such dust was produced by an earlier generation of stars and these observations provide insights into the birth and explosive deaths of the very first stars in the Universe.

¿Y cuales fueron las primeras estrellas que hicieron eso? Bueno, la respuesta no es sencilla y es necesario remontarse miles de millones de años en el pasado. De hecho, la respuesta final al respecto, sigue siendo uno de los temas abiertos en la ciencia.

Por eso, cuando los astrónomos encuentran galaxias sumamente lejanas (tanto que apenas son detectables), intentan estudiarlas con todos los instrumentos a su alcance, pero también comparan lo que ven con modelos teóricos y simulaciones computacionales.

Antenas del Observatorio ALMA (ALMA/ESO/NAOJ)

En un artículo publicado hoy en la revista Astrophysical Journal Letters, un grupo internacional analizó lo que parece ser la galaxia más joven y lejana detectada hasta ahora por el grupo de antenas ALMA. Ubicadas en la planicie de Chajnantor, a 5000 msnm, en Chile, ALMA observa radiación en microondas que revela la composición de los materiales que emitieron ese tipo de luz.

En este caso, la galaxia llamada A2744_YD4 reveló una gran cantidad de polvo interestelar, producto de las violentas explosiones de supernovas allá. A2744_YD4 está a poco más de 13,000 millones de años luz, lo que significa que sus estrellas y el material detectado se formaron apenas 600 millones de años después del Big Bang. Hasta el momento, se trata de la detección más lejana de polvo cósmico, formado principalmente de micro granos de carbono, silicio, aluminio, magnesio y otros. Además, ALMA reveló apenas, grandes cantidades de oxígeno ionizado, rompiendo el récord de distancia de sus anteriores observaciones.

Imagen del espectacular cúmulo de galaxias Abell 2744 (NASA/ESA Hubble Space Telescope). En el recuadro vemos a la lejana, joven y polvorosa A2744_YD4, magnificada por el lente gravitacional de Abell 2744.

La detección de A2744_YD4 se hizo gracias al efecto llamado de lente gravitacional, producido por el famoso y enorme cúmulo de galaxias Abell 2744. Este cúmulo contiene tanta masa, que la luz lejana proveniente de A2744_YD4, siguió la curvatura del espacio-tiempo modificado por Abell 2744, llegando a nosotros magnificada (igual que pasa con los lentes convencionales).

Los datos obtenidos por los astrónomos también sirvieron para encontrar que la joven y polvorosa galaxia está produciendo estrellas a tasas 20 veces superiores que nuestra propia Vía Láctea. Tomando en cuenta que la producción de polvo dura unos 200 millones de años, las supernovas que lo generaron tienen que ser por lo menos tan antiguas como eso. Estos primeros materiales fueron los precursores de todas las demás generaciones de estrellas, incluyendo al Sol.

Si pensamos que la Tierra y los seres vivos estamos formados de elementos químicos comunes, creados por estrellas hace miles de millones de años, A2744_YD4 es una de las protagonistas de esas primeras transformaciones. Al estudiar estas galaxias tan lejanas, en realidad estamos estudiando e intentando comprender nuestros propios orígenes.

Más información en la nota de prensa de la ESO.

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