Un objeto misterioso y muy distante, en un universo tal como era ‘solo’ dos mil millones de años después del Big Bang, se esconde incluso de los instrumentos más avanzados. Sus características finalmente han sido descritas por un equipo de SISSA en un estudio publicado recientemente en The Astrophysical Journal.
Un cuerpo celeste extremadamente remoto en un universo aún joven, una sexta parte del tamaño del actual. Un objeto tan oscuro que es casi invisible, incluso para instrumentos muy sofisticados. Su naturaleza ha sido objeto de debate durante mucho tiempo, pero mediante sondeos realizados con el interferómetro ALMA, el grupo de investigación del SISSA liderado por el profesor Andrea Lapi que investiga la formación y evolución de las galaxias finalmente logró identificar sus principales propiedades.
Compacta y que contiene grandes cantidades de polvo interestelar, es una galaxia joven que forma estrellas a una velocidad 1000 veces mayor que la de la Vía Láctea. La descripción de esta galaxia será útil para revelar más sobre este objeto tan distante e indicar nuevos enfoques para el estudio de otros cuerpos celestes ‘oscuros’. La investigación recién publicada en The Astrophysical Journal también proporcionará nuevos conocimientos para desarrollar modelos avanzados de formación y evolución de galaxias.
Remotas, oscuras e invaluables: Las galaxias más lejanas
“Las galaxias muy distantes son verdaderas minas de información sobre la evolución pasada y futura de nuestro universo”, explica la primera autora Marika Giulietti, estudiante de Astrofísica y Cosmología en el SISSA.
“Sin embargo, estudiarlos es muy desafiante. Son muy compactos y, por lo tanto, difíciles de observar. Además, debido a la distancia, recibimos una luz muy débil de ellos. La causa de este oscurecimiento es la presencia masiva de polvo interestelar, que intercepta la luz visible. de estrellas jóvenes, y hace que sea difícil de detectar con instrumentos ópticos, y lo vuelve a emitir en longitudes de onda más grandes donde solo se puede observar con potentes interferómetros en las bandas de ondas (sub)milimétricas y de radio”.
Estos cuerpos oscuros no son particularmente raros: “En los últimos años”, explica Giulietti, “se han descubierto varias galaxias distantes que están particularmente oscurecidas, pareciendo completamente invisibles incluso para los instrumentos ópticos más potentes, como el telescopio espacial Hubble”.
lente gravitacional
Una herramienta utilizada en estos casos es la llamada lente gravitacional, una solución de gran potencial científico. El principio es simple: la relatividad general significa que los objetos espaciales más cercanos a nosotros que tienen una gran masa distorsionan la luz proveniente de fuentes más distantes que están perfectamente alineadas con ellos.
Giulietti continúa: “De esta manera, los grandes cuerpos celestes actúan como una especie de enorme lente cósmica que hace que las galaxias del ‘fondo’ parezcan más grandes y brillantes, lo que permite identificarlas y estudiarlas”. Durante la última década se han llevado a cabo muchos programas de observación con este enfoque. “Hasta ahora se han descubierto alrededor de cien, pero podría haber muchos más”.
Un objeto verdaderamente especial.
Fue en una de estas investigaciones, dice Giulietti, que se identificó el objeto principal de este estudio actual: “Este era un cuerpo celeste muy especial. Es muy brillante y potencialmente sujeto a lentes, pero esto ocurre solo en ciertas longitudes de onda precisas, probablemente debido a la presencia de grandes cantidades de polvo interestelar, por lo que estudiarlo es muy complejo. Las observaciones realizadas con ALMA, un interferómetro submilimétrico muy moderno ubicado en el desierto de Atacama en Chile, nos permitieron determinar sus características”.
“Estudiamos este objeto peculiar mediante la adopción de códigos particulares que nos permitieron reconstruir la forma original de la fuente de fondo y también comprender ciertas propiedades de la lente en sí. Las observaciones también proporcionaron información valiosa sobre el contenido de gas de esta fuente, y estábamos capaz de determinar cómo se distribuye”.
“Nuestro análisis mostró que este objeto es muy compacto, presumiblemente joven, y forma estrellas a un ritmo extremadamente alto. En el futuro, el Telescopio Espacial James Webb revelará mucho más sobre esta galaxia, algo que solo él puede hacer en este momento”. “
El Prof. Lapi, coautor de la investigación, concluye destacando la importancia de este estudio: “Galaxias distantes que son jóvenes, compactas, caracterizadas por una formación estelar vigorosa y en gran parte oscurecidas por el polvo, y que poseen una reserva muy rica de energía molecular gas, son precursores de las galaxias inactivas masivas que vemos en el universo local y, por lo tanto, brindan información muy valiosa sobre los procesos que conducen a la formación y evolución de estas estructuras durante la historia del Cosmos”.
“Me gustaría enfatizar”, continúa el profesor, “que el éxito de esta investigación se logró gracias a la sinergia entre el grupo de Astrofísica y Cosmología de SISSA y el Centro Regional ALMA con sede en el INAF – Instituto de Radioastronomía de Bolonia (en particular a través de colaboración con la Dra. Marcella Massardi, coautora del estudio), lo que permitió a nuestros estudiantes acceder y aprender a usar de manera efectiva el archivo de datos de ALMA, una verdadera mina de oro para la investigación astrofísica en la actualidad”.
Con información de The Astrophysical Journal
