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Descubren una de las galaxias que acabó con la 'edad oscura' del Universo

Corresponde al periodo de la reionización cósmica del hidrógeno primitivo


Astrónomos de EE.UU. han descubierto la galaxia del Universo primitivo más lejana nunca vista hasta ahora. Corresponde al periodo de la reionización cósmica, en el cual las estrellas ionizaron el hidrógeno del Universo temprano, y acabando con la 'edad oscura', en la que el universo era opaco a la radiación.





Imagen compuesta de la galaxia obtenida por tres filtros del Telescopio Hubble. Los gráficos de la izquierda, cuyos picos coinciden, corresponden a cada una de las tres imágenes. Abajo a la derecha, los telescopios del Observatorio Keck. Imagen: M. Bradac. Fuente: Telescopio Hubble/Observatorio Keck.
Imagen compuesta de la galaxia obtenida por tres filtros del Telescopio Hubble. Los gráficos de la izquierda, cuyos picos coinciden, corresponden a cada una de las tres imágenes. Abajo a la derecha, los telescopios del Observatorio Keck. Imagen: M. Bradac. Fuente: Telescopio Hubble/Observatorio Keck.
Un equipo internacional de científicos, entre ellos dos profesores y tres estudiantes de posgrado de UCLA (Universidad de California en Los Ángeles, EE.UU.), ha detectado y confirmado la más remota galaxia del Universo primitivo nunca vista.

Utilizando el Observatorio W. M. Keck de la cima de Mauna Kea en Hawai, los investigadores detectaron la galaxia, según era hace 13 millones de años. Los resultados se han publicado en la revista Astrophysical Journal Letters.

Tommaso Treu, profesor de física y astronomía y co-autor de la investigación, dice en la nota de prensa de UCLA que el descubrimiento podría ser un paso para desentrañar uno de los mayores misterios de la astronomía: cómo finalizó un período conocido como la edad oscura del Universo.

Los investigadores hicieron el descubrimiento utilizando un efecto llamado lente gravitatoria para ver el increíblemente débil objeto, que nació justo después del Big Bang. La lente gravitatoria la predijo por primera vez Albert Einstein hace casi un siglo; el efecto es similar a la de una imagen detrás de una lente de cristal que aparece distorsionada debido a la forma en que la lente desvía la luz.

La galaxia detectada estaba detrás del cúmulo galáctico conocido como MACS2129.4-0741, el cual es bastante masivo para crear tres imágenes diferentes de la galaxia.

Edad oscura

De acuerdo con la teoría del Big Bang, el universo se enfrió medida que se expandía. A medida que eso ocurría, dice Treu, los protones capturaron electrones para formar átomos de hidrógeno, que hicieron al universo opaco a la radiación, dando lugar a la edad oscura cósmica.

"En algún momento, unos pocos cientos de millones de años después, las primeras estrellas se formaron y comenzaron a producir luz ultravioleta capaz de ionizar el hidrógeno", dice Treu. "Con el tiempo, cuando hubo suficientes estrellas, puede que fueran capaces de ionizar todo el hidrógeno intergaláctico y crear el universo como lo vemos ahora".

Ese proceso, llamado reionización cósmica, ocurrió hace unos 13 millones de años, pero hasta ahora los científicos no han podido determinar si había suficientes estrellas para hacerlo o si fuentes más exóticas, como el gas que cae en los agujeros negros supermasivos, podrían haber sido las responsables.

"En la actualidad, el sospechoso más probable son las estrellas de las galaxias tenues que son demasiado débiles para ser vistas con nuestros telescopios, sin aumento de lente gravitatoria", dice Treu. "Este estudio explota la lente gravitatoria para demostrar la existencia de tales galaxias, y es por lo tanto un paso importante hacia la solución de este misterio."

El equipo de investigación estuvo dirigido por Marusa Bradac, profesora de la Universidad de California en Davis. Los co-autores incluyen a Mateo Malkan, profesor de física y astronomía de UCLA, y los estudiantes de posgrado de UCLA Charlotte Mason, Takahiro Morishita y Xin Wang.

Los espectros ampliados de la galaxia se detectaron de forma independiente tanto por el observatorio Keck como con datos del Telescopio Espacial Hubble.

Referencia bibliográfica:

Kuang-Han Huang, Brian C. Lemaux, Kasper B. Schmidt, Austin Hoag, Maruša Bradač, Tommaso Treu, Mark Dijkstra, Adriano Fontana, Alaina Henry, Matthew Malkan, Charlotte Mason, Takahiro Morishita, Laura Pentericci, Russell E. Ryan, Michele Trenti, Xin Wang: Detection of Lyman-alpha emission from a triply imaged z=6.85 galaxy behind Macs J2129.4−0741. The Astrophysical Journal (2016). DOI: 10.3847/2041-8205/823/1/L14


Martes, 24 de Mayo 2016
UCLA/T21
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