Primeros y espectaculares resultados de ALMA

El universo primitivo era mucho más exótico que el actual. Las galaxias por entonces no tenían una dinámica bien estabilizada como la que tienen ahora, por lo que fenómenos como grandes brotes de formación estelar (starburst), o acreciones de material en los agujeros negros supermasivos de los centros de las galaxias (cuásar) eran muy frecuentes.

La forma que tenemos de poder observar el universo primitivo es a través de observaciones de objetos que se encuentran muy lejos. La distancia a la que observamos es equivalente al tiempo pasado, ya que si miramos a una galaxia que se encuentra, por ejemplo a 10,000 millones de años luz, lo que estamos observando es como era esa galaxia hace 10,000 millones de años, pues es el tiempo que ha tardado la luz en llegar a nosotros. Todo esto se encuentra mejor explicado en la entrada de este blog “¿Qué lugar ocupamos en el universo?”

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Debido a las grandes distancias a las que se encuentran objetos de aquel tiempo, la luz que nos llega de ellos es extremadamente débil, por lo que sólo podemos observar objetos que sean extremadamente brillantes. Los cuásares son los objetos más energéticos que se conocen, por lo que a su vez son los objetos más lejanos que hemos sido capaces de observar, y los únicos medibles a tales distancias. ¿Es posible por tanto observar otro tipo de objetos que no son tan luminosos?, la respuesta es si, mediante la técnica de lente gravitacional.

Uno de los primeros resultados de ALMA ha sido este estudio en el que se ha encontrado, mediante una lente gravitatoria, una región de galaxias con una muy alta formación estelar, de unas decenas de miles de nuevas estrellas por año. La cantidad de estas galaxias es mayor, y a una edad del universo menor, de lo que se pensaba.

Esta imagen combina datos de ALMA y del Hubble. En rojo la galaxia primitiva con grandes brotes de formación estelar distorsionada por el efecto de lente gravitatoria de la galaxia en azul.

Esta imagen combina datos de ALMA y del Hubble. En rojo la galaxia primitiva con grandes brotes de formación estelar distorsionada por el efecto de lente gravitatoria de la galaxia en azul. La imagen en rojo corresponde a ALMA y en azul la de Hubble. Crédito: Dan Marrone

Ilustración que muestra el efecto de lente gravitatoria producido

Ilustración que muestra el efecto de lente gravitatoria producido. Crédito: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ, L. Calcada (ESO), Y. Hezaveh et al.

Los brotes más intensos de formación estelar (starburst), se piensan que ocurrieron en el universo primitivo, en masivas y brillantes galaxias. Estas galaxias starburst convierten enormes cantidades de gas cosmológico en nuevas estrellas, a un ritmo cientos de veces mayor que en galaxias de edad actual, como por ejemplo nuestra Vía Láctea.

Lo que debería de ser luz de una frecuencia de UV y visible de esas regiones de formación estelar, debido a la gran distancia, por su desplazamiento al rojo cosmológico, se encuentra desplazada al radio, por lo que ALMA es el instrumento usado para tal observación.

Telescopio Polo Sur de 10m

Telescopio Polo Sur de 10m

El grupo internacional de científicos que descubrió esta región utilizó en un primer momento el Telescopio Polo Sur de 10 metros, para después utilizar ALMA en una observación de mayor resolución. Estas observaciones sorprendieron a los científicos pues encontraron que muchas de estas galaxias, con muy altos niveles de formación estelar, están mucho más lejos (más primitivas) de lo que se pensaba, a unos 12,000 millones de años luz, cuando el universo solo tenía unos 2,000 millones de años, unos 1,000 millones antes de lo que se pensaba.

El número de galaxias observadas en este estudio es de 26, observadas a una longitud de onda de unos 3 mm, correspondientes a la emisión del marcador CO muy desplazado al rojo. Midiendo este desplazamiento es posible la obtención de las distancias a las que se encuentran estos objetos.

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Dos de las galaxias observadas son las más distantes de su tipo jamás observadas, una de ellas hospeda el mayor brote de formación estelar observado hasta la fecha. Moléculas de agua han sido detectadas en esta galaxia siendo a su vez la detección de agua más lejana realizada.

Son sin duda unos resultados espectaculares, de los primeros producidos por el array de telescopios ALMA, lo que muestra su enorme potencial y le brinda un futuro más que prometedor en el campo de la astrofísica.

[Referencias: Dusty starburst galaxies in the early Universe as revealed by gravitational lensing. 13 Mar 2013. Nature]

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