Una vez más, las galaxias lucen sorprendentemente maduras poco después del comienzo del universo

Una galaxia joven con el nombre pegadizo y desenfadado A1689-zD1 tiene a los expertos en formación galáctica hablando. Observaciones recientes muestran que esta galaxia, vista como se habría visto solo 700 millones de años después del Big Bang, es más grande de lo que se creía inicialmente, con importantes salidas de gas caliente de su núcleo y un halo de gas frío que emana de su borde exterior. A1689-zD1 se considera representativa de las galaxias “normales” jóvenes (a diferencia de las galaxias “masivas”), y las nuevas observaciones sugieren que la adolescencia de las galaxias normales puede ser más bulliciosa de lo que sugieren los modelos anteriores.

A1689-zD1 fue observado por primera vez en 2007 por el Telescopio Espacial Hubble, y en ese momento era un competidor para la galaxia más distante descubierta hasta ahora (un récord que ha sido superado varias veces, más recientemente en abril de 2022). De hecho, es tan distante que la única razón por la que es posible obtener una vista tan buena de él es que está convenientemente ubicado detrás de una galaxia mucho más cercana, cuya interacción gravitacional con el espacio-tiempo crea un efecto de lente, magnificando el distante A1689- zD1 detrás de él. El Telescopio Espacial Spitzer pudo observar la galaxia junto con el Hubble, pero las imágenes más claras de la galaxia se obtuvieron dentro del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que se especializa en longitudes de onda invisibles a simple vista y muy adecuadas para objetos enormemente distantes. .

Los datos de ALMA cuentan una historia enterrada en los detalles que Hubble y Spitzer no pudieron ver.

“La emisión del gas de carbono en A1689-zD1 está mucho más extendida que lo que se observó con el telescopio espacial Hubble”, dice Seiji Fujimoto, becario postdoctoral en el Instituto Niels Bohr, “y esto podría significar que las galaxias tempranas no son tan pequeñas. como aparecen. Si, de hecho, las galaxias tempranas son más grandes de lo que creíamos anteriormente, esto tendría un gran impacto en la teoría de la formación y evolución de galaxias en el Universo temprano”.

El Observatorio ALMA, ubicado en el desierto de Atacama en Chile. Crédito: ESO/C. Pontoni (Wikimedia Commons)

Junto a la sorprendente circunferencia de A1689-zD1, parece estar experimentando un nivel sorprendentemente alto de formación de estrellas en un halo de gas de carbono que rodea la galaxia, aunque este gas también podría ser un signo de una fusión galáctica que ocurrió durante las primeras etapas de la galaxia. formación de galaxias. De cualquier manera, sugiere una fase temprana inesperadamente dinámica de formación de galaxias.

Más cerca del núcleo de la galaxia, el equipo también vio signos de gas caliente e ionizado que típicamente representan eventos energéticos extremos como explosiones de supernovas o chorros poderosos del disco de acreción de un agujero negro. Esta salida de gas caliente puede estar relacionada con el halo de gas frío más allá, y tiene intrigados a los investigadores. Por lo menos, no esperaban verlo en una galaxia tan joven. “Hemos visto este tipo de emisión de halo de gas extendido de galaxias que se formaron más tarde en el Universo, pero verlo en una galaxia tan temprana significa que este tipo de comportamiento es universal incluso en las galaxias más modestas que formaron la mayoría de las estrellas en el Universo. Universo primitivo”, dice Darach Watson, profesor asociado del Instituto Niels Bohr. “Comprender cómo ocurrieron estos procesos en una galaxia tan joven es fundamental para comprender cómo ocurre la formación de estrellas en el Universo primitivo”.

A1689-zD1, una galaxia con formación de estrellas ubicada en el cúmulo de la constelación de Virgo, vista por ALMA. Las lentes gravitacionales hacen que la joven galaxia parezca nueve veces más luminosa. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/H. Akins (Grinnell College), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Por supuesto, no es probable que esta única observación reescriba los libros de texto todavía. Los investigadores continuarán observando el universo primitivo en busca de galaxias de edad similar, para determinar si A1689-zD1 es típico en tamaño y actividad, o si es un caso atípico.

El Telescopio Espacial James Webb, que, como ALMA, es muy adecuado para observar galaxias jóvenes a esta distancia, pronto debería proporcionar una muestra más grande para el estudio. está configurado para conectarse más tarde este verano – aunque también se basará en algunas lentes gravitacionales fortuitas para encontrar y estudiar las galaxias más antiguas.

Puedes ver la nota de prensa completa aquíy lea la preimpresión en ArXiv.

Imagen destacada: Concepción artística de A1689-zD1. Mucho más allá del centro de la galaxia, que se muestra aquí en rosa, hay un halo abundante de gas de carbono frío. Para los científicos, esta característica poco común indica que la galaxia puede ser mucho más grande de lo que se creía anteriormente y que las primeras etapas de la formación normal de galaxias pueden haber sido más activas y dinámicas de lo que se pensaba. Arriba a la izquierda y abajo a la derecha hay salidas de gas ionizado caliente que empuja hacia afuera desde el centro de la galaxia, que se muestra aquí en rojo. Los científicos creen que es posible que estos flujos tengan algo, aunque aún no saben qué hacer con la presencia de gas de carbono frío en los confines de la galaxia. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B Saxton (NRAO/AUI/NSF)

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