Artículos de última hora

Las primeras galaxias en formarse fueron mucho más brillantes de lo que se pensaba


Los nuevos datos de los telescopios espaciales Spitzer y Hubble muestran que en algunas longitudes de onda específicas de luz infrarroja, algunas de las primeras galaxias que se formaron en el Universo, menos de mil millones de años después del Big Bang, fueron considerablemente más brillantes de lo que anticipaban los astrónomos.

Cosmología
Nadie sabe con certeza cuando las primeras estrellas en nuestro Universo cobraron vida. Pero la evidencia sugiere que entre aproximadamente 100 millones y 200 millones de años después del Big Bang, el Universo se llenó principalmente con gas de hidrógeno neutro que tal vez apenas había comenzado a incorporarse en las estrellas, que luego comenzaron a formar las primeras galaxias.

Alrededor de mil millones de años después del Big Bang, el Universo se había convertido en un firmamento brillante. Algo más había cambiado también: los electrones del omnipresente gas de hidrógeno neutro se habían eliminado en un proceso conocido como ionización.

La época de la reionización, que es esencialmente el cambio del universo lleno de hidrógeno neutro a uno lleno de hidrógeno ionizado, está bien documentada.

Antes de esta transformación de todo el Universo, las formas de luz de onda larga, como las ondas de radio y la luz visible, atravesaban el Universo más o menos de forma libre. Pero las longitudes de onda más cortas de la luz, incluida la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, fueron interrumpidas por átomos de hidrógeno neutros. Estas colisiones eliminarían los átomos de hidrógeno neutro de sus electrones, ionizándolos en el proceso.

Pero, ¿qué podría haber producido suficiente radiación ionizante para afectar todo el hidrógeno en el Universo? ¿Estrellas individuales? o quizás, ¿Galaxias gigantes?

Si cualquiera de los dos fuera el responsable, esos colonizadores cósmicos tempranos habrían sido diferentes a la mayoría de las estrellas y galaxias modernas, que normalmente no liberan altas cantidades de radiación ionizante. Por otra parte, tal vez algo más causó el evento, como por ejemplo, los quásares.

Observaciones del Telescopio Espacial Spitzer

Para mirar atrás en el tiempo, justo antes de que terminara la Época de Reionización, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA observó a dos regiones del cielo durante más de 200 horas cada una, lo que permitió al telescopio recolectar la luz que había viajado durante más de 13 mil millones de años, hasta alcanzarnos en el espacio-tiempo.

Así como algunas de las observaciones científicas más extensas realizadas por el telescopio espacial Spitzer, estas observaciones formaron parte de una campaña de observación llamada Tesorería de Grandes Áreas de la Era de Reionización de Spitzer (GREATS, por sus siglas en inglés).

El estudio
Utilizando las observaciones de Spitzer y datos del Telescopio Espacial Hubble, el astrónomo de la Universidad de Ginebra, Stephane De Barros y sus colegas de investigación estudiaron 135 galaxias distantes.

Los investigadores encontraron que estas galaxias eran particularmente brillantes en dos longitudes de onda específicas de luz infrarroja producidas por la radiación ionizante que interactúa con los gases de hidrógeno y oxígeno dentro de las galaxias.

Esto implica que las galaxias estaban dominadas por estrellas jóvenes y masivas compuestas principalmente de hidrógeno y helio. Contienen cantidades muy pequeñas de elementos pesados, como nitrógeno, carbono y oxígeno, en comparación con las estrellas que se encuentran en las galaxias modernas promedio.

Estas estrellas no fueron las primeras estrellas en formarse en el Universo (la primera generación de estrellas habría estado compuesta únicamente de hidrógeno y helio), pero aún así, estas estrellas detectadas eran miembros de una generación muy temprana de estrellas.

La Época de Reionización no fue un evento instantáneo, así que mientras los nuevos resultados no son suficientes para cerrar el libro sobre esta edad cósmica, sí brindan nuevos detalles sobre cómo evolucionó el Universo en este momento y cómo se desarrolló la transición.

"Estos resultados de Spitzer son ciertamente un paso más para resolver el misterio de la reionización cósmica", dijo el miembro del equipo, el Dr. Pascal Oesch, también de la Universidad de Ginebra.

"Ahora sabemos que las condiciones físicas en estas galaxias tempranas eran muy diferentes a las de las galaxias típicas de hoy".

Referencia del documento científico:
Stephane De Barros et al. GREATS Hβ + [O III] Función de luminosidad y propiedades de la galaxia en z∼8: Caminando el camino del JWST. MNRAS, publicado en línea el 4 de abril de 2019; doi: 10.1093 / mnras / stz940

No hay comentarios.