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Observan una de las primeras galaxias que se formaron, hace 12.800 millones de años

Madrid, Europa Press
6/nov/17 17:05 PM
eldia.es

Astrónomos informan este lunes en 'Nature Astronomy' de la detección de la segunda galaxia polvorienta más lejana y formadora de estrellas encontrada en el Universo, de hace 12.800 millones de años, mil millones de años después de que surgiera el Big Bang, evento que tuvo lugar hace 13.700 millones de años.

Para la detección, los astrónomos han utilizado el Large Millimeter Telescope (Gran Telescopio Milimétrico o LMT, por sus siglas en inglés), que es operado conjuntamente por la Universidad de Massachusetts Amherst y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México.

Este objeto, al que han denominado G09 83808, es el más antiguo jamás detectado por el LMT, según afirma el astrofísico Min Yun, de la UMass Amherst, y el segundo más antiguo observado en todo el Universo.

"El Big Bang ocurrió hace 13.700 millones de años, y ahora estamos viendo esta galaxia desde hace 12.800 millones de años, por lo que se estaba formando dentro de los primeros mil millones de años después del Big Bang", señala el investigador, que señala que ver un objeto dentro de los primeros 1.000 millones de años es "notable" porque el universo, por entonces, estaba completamente ionizado, es decir, "hacía demasiado calor y era demasiado uniforme para formar algo durante los primeros 400 millones de años".

Por este motivo, la mejor suposición de los astrónomos es que las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros se formaron dentro de los primeros 500 millones a 1.000 millones de años. "Este nuevo objeto está muy cerca de ser una de las primeras galaxias en formarse", sugieren los expertos.

Según Min Yun, este resultado "no es una sorpresa", porque para eso se construyó el LMT, pero el equipo está muy "entusiasmado". "Estos altos desplazamientos al rojo, objetos muy distantes, son una clase de bestias míticas en astrofísica --detalla--. Siempre supimos que había algunos que eran enormemente grandes y brillantes, pero que son invisibles en el espectro de luz visible porque están oscurecidos por las gruesas nubes de polvo que rodean a sus jóvenes estrellas; paradójicamente, las galaxias formadoras de estrellas más prolíficas y, por tanto, las más luminosas son también las más difíciles de estudiar utilizando telescopios ópticos tradicionales como el Telescopio Espacial Hubble, porque también son las más oscurecidas por el polvo".

El científico explica que determinar el desplazamiento extremadamente alto al rojo --que mide la velocidad de expansión del universo-- de este objeto con ondas milimétricas es un resultado destacado del LMT, ya que este instrumento puede ver a través del polvo en las longitudes de onda de radio y de milímetro. "Su capacidad para estudiar estos objetos muy distantes es una de sus habilidades más destacadas, casi únicas en el mundo", apunta.

AYUDA DEL TELESCOPIO HERSCHEL Y DEL CENTRO HARVARD-SMITHSONIAN

El nuevo objeto fue detectado por primera vez por los astrónomos utilizando el telescopio espacial Herschel, pero ese instrumento sólo puede tomar "imágenes muy borrosas que casi no dieron información" cuando se trata de objetos tan distantes, comenta Yun. Entonces, los astrónomos de Herschel transmitieron su información al director del LMT, David Hughes, sabiendo que el nuevo instrumento en México era "el mejor del mundo para confirmarlo". El estudiante graduado de Hughes en ese momento, Jorge Zavala, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Texas, es el primer autor del nuevo artículo.

El LMT, ubicado en la cima de un volcán extinto de 15.000 pies (más de 4.500 metros) en el estado central de Puebla, México, comenzó a recoger su primera luz en 2011 como un radiotelescopio de 32 metros de longitud de onda milimétrica. Desde entonces, se ha construido con su diámetro total de 50 metros y, cuando esté en pleno funcionamiento este invierno, será el instrumento de apertura única más grande y sensible de su tipo en el mundo. Se espera que esté a la vanguardia de los nuevos descubrimientos sobre los objetos más antiguos y más distantes del universo.

Yun, uno de los expertos mundiales en analizar datos de tales objetos, explica que la forma en que se puede decir que este objeto es muy distante es midiendo su desplazamiento al rojo, una medida de la velocidad de expansión del universo. Los objetos más distantes tienen un corrimiento al rojo más grande. "Para medir el desplazamiento al rojo, se utiliza una línea espectral de átomos o moléculas, y cada una de ellas tiene una firma o huella digital reconocible y discreta --describe--. Históricamente, hemos medido esto con luz visible, pero como no puedes ver estos objetos polvorientos distantes y muy antiguos con luz visible, tienes que hacer otra cosa".

En la longitud de onda milimétrica, una de las líneas espectrales más comunes y fáciles de detectar es la del monóxido de carbono (CO), algo para lo que el LMT fue diseñado. Para la confirmación independiente del desplazamiento al rojo grande que los científicos observaron, Zavala, Yun y sus colegas solicitaron la ayuda de astrónomos en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica para realizar observaciones adicionales utilizando el telescopio Smithsonian Submillimeter Array, ubicado en Mauna Kea, Hawaii. Esa triangulación permitió a los investigadores crear una imagen más detallada del nuevo objeto y confirmar su desplazamiento al rojo con una línea de emisión de carbono.

La observación fue posible gracias a un fenómeno llamado lente gravitacional, que magnifica la luz que pasa cerca de objetos masivos, tal y como predice la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Una gran galaxia entre la Tierra y G09 83808 actuó como una lupa gigante y provocó que este objeto distante se viera cerca de diez veces más brillante y más cercana de lo que es, señala Yun.

Con el LMT funcionando completamente en línea en los próximos meses, Yun indica que su mayor resolución y sensibilidad permitirá encontrar objetos "esencialmente en el límite del universo", objetos muy pequeños y débiles "pero extremadamente interesantes" como la galaxia recientemente observada. Yun, que considera que para hacer este tipo de trabajo hay que ser "optimista sin esperanzas", cree que "es posible" que haya muchos objetos muy distantes en el Universo y que, hasta ahora, no se hayan podido ver, pero opina que con el LMT, quizás estos "comiencen a aparecer". "Estamos en el campo del descubrimiento", concluye.