Astrónomos descubren un proto-cúmulo de galaxias de 13 mil millones de años, el más antiguo hasta la fecha

El proto-cumulo más distante descubierto por el telescopio Subaru. Crédito: NAOJ / Harikane et al.

Utilizando los telescopios Subaru, Keck y Gemini, un equipo internacional de astrónomos descubrió una colección de 12 galaxias que existieron hace unos 13 mil millones de años. Este es el más temprano proto-cumulo más antiguo jamás encontrado. Una de las 12 galaxias es un objeto gigante, conocido como Himiko, que fue descubierto hace una década por el Telescopio Subaru y llamado así por una reina mitológica en el antiguo Japón. Este descubrimiento sugiere que ya existían grandes estructuras, como los proto-cúmulos, cuando el Universo tenía solo unos 800 millones de años, el 6 por ciento de su edad actual. 

En el Universo actual, los cúmulos de galaxias pueden contener cientos de miembros, pero la forma en que se forman estos cúmulos es una gran pregunta en astronomía. Para comprender la formación de grupos, los astrónomos buscan posibles progenitores en el Universo antiguo. Un proto-cúmulo es un sistema denso de docenas de galaxias en el Universo temprano, que se convierten en un cúmulo. 

La gran estructura en forma de burbuja que se muestra aquí, llamada Himiko en honor a la legendaria antigua reina de Japón. Crédito: NASA / JPL-Caltech / STScI / NAOJ / Subaru.

Yuichi Harikane, miembro de JSPS en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón que dirigió el equipo de astrónomos, explica: “Un proto-cúmulo es un sistema raro y especial con una densidad extremadamente alta y no es fácil de encontrar. Para superar este problema, utilizamos el amplio campo de visión del Telescopio Subaru para rastrear una gran área del cielo y buscar proto-cúmulos.” 

En el mapa del Universo realizado por el Telescopio Subaru, el equipo descubrió un candidato a proto-cúmulo, z66OD, donde las galaxias están 15 veces más concentradas de lo normal para esa época. Luego, el equipo realizó observaciones espectroscópicas de seguimiento utilizando el Observatorio WM Keck y el telescopio Gemini North, y confirmó 12 galaxias que existieron hace 13 mil millones de años, lo que lo convierte en el primer prototipo de la mayoría de los proto-cúmulos conocidos hasta la fecha. 

El proto-cumulo más distante descubierto por el telescopio Subaru. El sombreado azul muestra la extensión calculada del protocolo, y el color más azul indica la mayor densidad de galaxias en el protocolo. Los objetos rojos en las figuras con zoom son las 12 galaxias que se encuentran en él. (Crédito: NAOJ / Harikane et al.) 

Curiosamente, una de las 12 galaxias en z66OD era un objeto gigante con un enorme cuerpo de gas, conocido como Himiko, que fue encontrado previamente por el Telescopio Subaru en 2009. "Es razonable encontrar un proto-cúmulo cerca de un objeto masivo, como Himiko Sin embargo, nos sorprende ver que Himiko no se encuentra en el centro del proto-cúmulo, sino en el borde a 500 millones de años luz de distancia del centro ", dijo Masami Ouchi, miembro del equipo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón y la Universidad de Tokio, quien descubrió a Himiko en 2009. Irónicamente, también se dice que la reina mitológica Himiko vivió enclavada lejos de su pueblo. Ouchi continúa: “Todavía no se entiende por qué Himiko no se encuentra en el centro. Estos resultados serán clave para comprender la relación entre los cúmulos y las galaxias masivas ". 

Esta investigación fue publicada el 30 de septiembre de 2019 en The Astrophysical Journal como Yuichi Harikane, et al. "SILVERRUSH. VIII. Identificaciones espectroscópicas de estructuras tempranas a gran escala con proto-cúmulos de más de 200 Mpc en z ~ 6-7: fuertes asociaciones de galaxias formadoras de estrellas polvorientas". 

Fuente: Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón,