Descubren una fábrica estelar sobrecalentada en el universo primitivo

Astrónomos han descubierto un tipo de fábrica de estrellas extrema, hasta ahora desconocida, al medir la temperatura de una galaxia distante con el telescopio ALMA. La galaxia brilla intensamente en polvo cósmico sobrecalentado mientras forma estrellas 180 veces más rápido que nuestra Vía Láctea. El descubrimiento indica cómo las galaxias pudieron crecer rápidamente cuando el universo era muy joven, resolviendo un antiguo enigma para los astrónomos.

Las primeras generaciones de estrellas se formaron en condiciones muy diferentes a las de cualquier lugar que podamos observar en el universo cercano hoy en día. Los astrónomos estudian estas diferencias utilizando potentes telescopios capaces de detectar galaxias tan lejanas que su luz ha viajado hacia nosotros durante miles de millones de años.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos, liderado por Tom Bakx de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, ha medido la temperatura de una de las fábricas de estrellas más distantes conocidas. La galaxia, conocida como Y1, está tan lejos que su luz ha tardado más de 13 mil millones de años en llegar hasta nosotros.

“Estamos observando una época en la que el universo creaba estrellas mucho más rápido que hoy. Observaciones previas revelaron la presencia de polvo en esta galaxia, convirtiéndola en la más lejana de la que jamás hayamos detectado directamente la luz de polvo brillante. Esto nos hizo sospechar que esta galaxia podría albergar un tipo diferente de fábrica de estrellas, supercalentada. Para confirmarlo, nos propusimos medir su temperatura”, afirma Tom Bakx.

Estrellas como nuestro Sol se forjan en enormes y densas nubes de gas en el espacio. La Nebulosa de Orión y la Nebulosa de Carina son dos ejemplos de estas fábricas de estrellas. Brillan intensamente en el cielo nocturno, impulsadas por sus estrellas más jóvenes y masivas, que iluminan nubes de gas y polvo con multitud de colores.

En longitudes de onda superiores al espectro visible para el ojo humano, las fábricas de estrellas brillan intensamente gracias a la enorme cantidad de diminutos granos de polvo cósmico, calentados por la luz estelar.

“Una fábrica de estrellas extrema”

Para poder sondear la temperatura de la galaxia, los científicos necesitaban la sensibilidad superior de ALMA. Uno de los telescopios más grandes del mundo, ALMA, gracias a su ubicación seca y a gran altitud en Chile, pudo obtener imágenes de la galaxia con el color preciso, a una longitud de onda de 0,44 milímetros, utilizando su instrumento de la Banda 9.

«A longitudes de onda como esta, la galaxia se ilumina mediante ondulantes nubes de granos de polvo brillantes. Cuando vimos lo brillante que resplandece esta galaxia en comparación con otras longitudes de onda, supimos de inmediato que estábamos ante algo realmente especial», afirma Tom Bakx.

La detección reveló que el polvo de la galaxia brillaba a una temperatura de 90 Kelvin, aproximadamente -180 grados Celsius.

“La temperatura es sin duda fría en comparación con el polvo doméstico de la Tierra, pero es mucho más cálida que la de cualquier otra galaxia comparable que hayamos observado. Esto confirma que se trata de una auténtica fábrica de estrellas. Aunque es la primera vez que vemos una galaxia así, creemos que podría haber muchas más. Las fábricas de estrellas como Y1 podrían haber sido comunes en el universo primitivo”, afirma Yoichi Tamura, astrónomo de la Universidad de Nagoya, Japón, y miembro del equipo.

Y1 está formando estrellas a un ritmo vertiginoso de más de 180 masas solares por año, una velocidad insostenible que no puede durar mucho. En promedio, nuestra galaxia, la Vía Láctea, crea solo alrededor de una masa solar por año. Los científicos sospechan que breves y sutiles episodios de formación estelar, como los que se observan en Y1, podrían haber sido comunes en el universo primitivo.

«Desconocemos la frecuencia de estas fases en el universo primitivo, por lo que en el futuro buscaremos más ejemplos de fábricas estelares como esta. También planeamos utilizar las capacidades de alta resolución de ALMA para estudiar con mayor detalle el funcionamiento de esta galaxia», afirma Tom Bakx.

Podría ayudar a resolver otro misterio cósmico

El equipo de Bakx cree que la galaxia Y1 podría ayudar a resolver otro misterio cósmico. Estudios previos han demostrado que las galaxias del universo primitivo parecen tener mucho más polvo del que sus estrellas podrían haber producido en el corto tiempo que han estado brillando.

Los astrónomos se han sentido desconcertados por este fenómeno, pero la temperatura inusual de Y1 apunta a una solución. Laura Sommovigo, astrofísica del Instituto Flatiron y la Universidad de Columbia (EE. UU.), miembro del equipo, nos cuenta más.

“Las galaxias del universo primitivo parecen demasiado jóvenes para la cantidad de polvo que contienen. Esto resulta extraño, ya que carecen de suficientes estrellas viejas, alrededor de las cuales se crea la mayor parte del polvo. Sin embargo, una pequeña cantidad de polvo caliente puede ser tan brillante como grandes cantidades de polvo frío, y eso es precisamente lo que observamos en Y1. Aunque estas galaxias aún son jóvenes y no contienen muchos elementos pesados ​​ni polvo, lo que sí poseen es caliente y brillante”, concluye.