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miércoles, febrero 8, 2023
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Los astrónomos capturan la señal de radio de la antigua galaxia a una distancia récord

La detección de la longitud de onda de radio especial de la galaxia más distante significa que los astrónomos pueden estar listos para investigar cómo se forman las primeras estrellas.

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Los astrónomos han detectado una señal de radio de la galaxia más distante hasta el momento.

La señal se detectó en una longitud de onda especial y significativa conocida como «línea de 21 centímetros» o «línea de hidrógeno», que es emitida por átomos de hidrógeno neutro. La detección de la línea de hidrógeno de una galaxia tan lejana  —  y, por lo tanto, tan temprana en el universo  —  por el radiotelescopio gigante de ondas métricas en India podría significar que los astrónomos están listos para comenzar a investigar la formación de las primeras estrellas y galaxias.

El radiotelescopio gigante de ondas métricas en Pune, India. (Crédito de la imagen: Centro Nacional de Radioastrofísica)

La señal de la galaxia de formación estelar SDSSJ0826+5630 se emitió cuando nuestra galaxia de 13.800 millones de años tenía solo 4.900 millones de años. La señal permitió a los astrónomos medir el contenido de gas de la galaxia y determinar que su masa es el doble de la de las estrellas visibles de la galaxia primitiva.

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Las galaxias emiten radiación electromagnética, o luz, en una amplia gama de longitudes de onda de radio, pero hasta ahora las ondas de radio de 21 cm de longitud de onda solo se han visto desde fuentes galácticas cercanas y, por lo tanto, más recientes.

«Es el equivalente a una mirada retrospectiva de 8.800 millones de años», dijo el autor principal y cosmólogo postdoctoral del Departamento de Física de la Universidad McGill, Arnab Chakraborty, sobre el avance en una declaración (se abre en una pestaña nueva). «Una galaxia emite diferentes tipos de señales de radio. Hasta ahora, solo ha sido posible capturar esta señal en particular de una galaxia cercana, lo que limita nuestro conocimiento a aquellas galaxias más cercanas a la Tierra».

La dificultad para detectar estas longitudes de onda desde galaxias más distantes se debe al hecho de que, a medida que la radiación electromagnética de las primeras galaxias viaja grandes distancias hacia la Tierra, la expansión del universo estira su longitud de onda y hace que su energía se reduzca. Eso significa que los telescopios aquí en la Tierra necesitan un impulso natural para ver ondas de radio de baja energía y longitud de onda larga como la señal de la línea de hidrógeno.

Una ilustración que muestra la detección de ondas de radio de galaxias a diferentes distancias. (Crédito de la imagen: Swadha Pardesi)
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Sin embargo, el equipo pudo hacer la detección sin precedentes utilizando un fenómeno predicho como parte de la teoría de la relatividad general, la teoría geométrica de la gravedad de Einstein, sugerida por primera vez en 1915.

La gravedad como ventana al universo primitivo
La relatividad general sugiere que los objetos con masa deforman el espacio-tiempo de forma similar a como una pelota colocada sobre una hoja de goma estirada la pesaría en el centro, y al igual que en esa analogía, cuanto mayor es la masa, más extrema es la curvatura.

Eso significa que un objeto tremendamente masivo como un agujero negro o una galaxia provoca una curvatura extrema en el espacio-tiempo, al igual que una bola de boliche causaría la curvatura extrema de la lámina de goma en la analogía.

Esta curvatura del espacio-tiempo hace que la luz se desvíe al pasar junto a objetos de enorme masa. Un fenómeno conocido como lente gravitacional ocurre cuando un objeto en primer plano o en lente de gran masa se encuentra entre un observador y una fuente de fondo, lo que hace que la luz del objeto de fondo se curve y tome diferentes caminos a través y alrededor del objeto en lente. Esto no solo puede hacer que un solo objeto aparezca en múltiples puntos del cielo, sino que también puede tener el efecto de aumentar esta luz.

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La imagen del Telescopio Espacial Hubble conocida como la «Cruz de Einstein» muestra la luz de un quásar distante después de que una galaxia cercana lo haya doblado actuando como una lente gravitacional. (Crédito de la imagen: NASA/ESA/STSci)

En el caso de SDSSJ0826+5630, la señal de la onda de radio fue magnificada por otra galaxia entre las primeras galaxias que actuaba como un cuerpo de lente. «Esto resulta efectivamente en la ampliación de la señal por un factor de 30, lo que permite que el telescopio la capte», dijo el coautor y profesor asociado en el Departamento de Física del Instituto Indio de Ciencias, Nirupam Roy.

El equipo de astrónomos cree que la detección de la señal de la línea de hidrógeno de esta galaxia temprana demuestra que es factible observar señales de radio de otras galaxias distantes durante la época temprana del universo.

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Esto, a su vez, podría abrir una nueva forma de utilizar radiotelescopios de longitud de onda larga para investigar la evolución de las estrellas y las galaxias y cómo evolucionó el universo primitivo hasta convertirse en el cosmos que vemos a nuestro alrededor en su era actual.

La investigación del equipo se detalla en un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Con información de Space.com

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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