ALMA ha visto la galaxia polvorienta más distante poco después del Big Bang
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Imagen de radio de ALMA de la polvorienta galaxia de
formación estelar llamada MAMBO-9. La galaxia consta de dos partes, y está en
proceso de fusión. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), C.M. Casey y col .; NRAO
/ AUI / NSF, B. Saxton.
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Los astrónomos han visto la luz de una galaxia masiva vista tan solo 970 millones de años después del Big Bang usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Esta galaxia, llamada MAMBO-9, es la galaxia polvorienta más distante que se haya observado sin la ayuda de una lente gravitacional.
Las polvorientas galaxias formadoras de estrellas son los viveros estelares más intensos del universo. Forman estrellas a una velocidad de hasta unos miles de veces la masa del Sol por año (la tasa de formación de estrellas de nuestra Vía Láctea es de solo tres masas solares por año) y contienen cantidades masivas de gas y polvo. No se espera que tales galaxias monstruosas se hayan formado temprano en la historia del universo, pero los astrónomos ya han descubierto varias de ellas como se vio cuando el cosmos tenía menos de mil millones de años. Una de ellas es la galaxia SPT0311-58, que ALMA observó en 2018.
Debido a su comportamiento extremo, los astrónomos piensan que estas galaxias polvorientas juegan un papel importante en la evolución del universo. Pero encontrarlas es más fácil decirlo que hacerlo. "Estas galaxias tienden a esconderse a simple vista", dijo Caitlin Casey de la Universidad de Texas en Austin y autora principal de un estudio publicado en el Astrophysical Journal. "Sabemos que están ahí afuera, pero no son fáciles de encontrar porque su luz estelar está oculta en nubes de polvo".
La luz del MAMBO-9 ya fue detectada hace diez años por el coautor Manuel Aravena, utilizando el instrumento Max-Planck Millimeter BOlometer (MAMBO) en el telescopio IRAM de 30 metros en España y el interferómetro Plateau de Bure en Francia. Pero estas observaciones no fueron lo suficientemente sensibles como para revelar la distancia de la galaxia. "Teníamos dudas sobre si era real, porque no podíamos encontrarlo con otros telescopios. Pero si era real, tenía que estar muy lejos", dice Aravena, que en ese momento era estudiante de doctorado en Alemania y Actualmente trabaja para la Universidad Diego Portales en Chile.
Gracias a la sensibilidad de ALMA, Casey y su equipo ahora han podido determinar la distancia de MAMBO-9. "Encontramos la galaxia en un nuevo sondeo de ALMA diseñada específicamente para identificar galaxias polvorientas formadoras de estrellas en el universo temprano", dijo Casey. "Y lo que es especial acerca de esta observación, es que esta es la galaxia polvorienta más distante que hemos visto sin obstrucciones".
La luz de las galaxias distantes a menudo es obstruida por otras galaxias más cercanas a nosotros. Estas galaxias en frente funcionan como una lente gravitacional: doblan la luz de la galaxia más distante. Este efecto de lente facilita a los telescopios detectar objetos distantes (así es como ALMA pudo ver la galaxia SPT0311-58). Pero también distorsiona la imagen del objeto, lo que hace que sea más difícil distinguir los detalles.
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Impresión artística de cómo se vería MAMBO-9 con luz visible.
La galaxia tiene mucho polvo y aún no ha construido la mayoría de sus estrellas.
Crédito: NRAO / AUI / NSF, B. Saxton.
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En este estudio, los astrónomos vieron MAMBO-9 directamente, sin lente, y esto les permitió medir su masa. "La masa total de gas y polvo en la galaxia es enorme: diez veces más que todas las estrellas en la Vía Láctea. Esto significa que todavía tiene que construir la mayoría de sus estrellas", explicó Casey. La galaxia consta de dos partes, y está en proceso de fusión.
Casey espera encontrar galaxias polvorientas más distantes en el sondeo de ALMA, que dará una idea de lo comunes que son, cómo se formaron estas galaxias masivas tan temprano en el universo y por qué son tan polvorientas. "El polvo es normalmente un subproducto de las estrellas moribundas", dijo. "Esperamos cien veces más estrellas que polvo. Pero MAMBO-9 aún no ha producido tantas estrellas y queremos descubrir cómo se puede formar polvo tan rápido después del Big Bang".
"Las observaciones con tecnología nueva y más capaz pueden producir resultados inesperados como MAMBO-9", dijo Joe Pesce, Oficial de Programas de la Fundación Nacional de Ciencias para NRAO y ALMA. "Si bien es difícil explicar una galaxia tan masiva tan temprano en la historia del universo, los descubrimientos como este permiten a los astrónomos desarrollar una mejor comprensión y hacer más preguntas sobre el universo".
La luz de MAMBO-9 viajó unos 13 mil millones de años para llegar a las antenas de ALMA (el universo tiene hoy aproximadamente 13,8 mil millones de años). Eso significa que podemos ver cómo era la galaxia en el pasado.
(Este vídeo explica cómo funciona ALMA como máquina del tiempo).
Hoy, la galaxia probablemente sería aún más grande, conteniendo cien veces más estrellas que la Vía Láctea, residiendo en un cúmulo de galaxias masivo.
Fuente: Observatorio Nacional De Radioastronomía NRAO,
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