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El telescopio Subaru detecta la aparición repentina de siete galaxias

El hallazgo podría ayudar a comprender la reionización cósmica del inicio del Universo


Un equipo de astrónomos han captado la aparición repentina de siete galaxias en el universo temprano, hace 13.000 millones de años. Lo han hecho usando la Cámara Subaru Prime Focus del telescopio Subaru. El hallazgo arroja luz sobre un proceso acaecido al inicio de la historia del Universo.





Evolución de la luminosidad Lyman-alpha de las galaxias. Fuente: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Evolución de la luminosidad Lyman-alpha de las galaxias. Fuente: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Un equipo de astrónomos, utilizando la Cámara Subaru Prime Focus (Suprime-Cam) del telescopio Subaru, el telescopio más importante del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (ubicado en Hawái), han observado cómo era el universo hace 13 mil millones de años (cuanto más lejos se mira, más atrás en el tiempo se ve por lo que tarda la luz de los cuerpos celestes en alcanzarnos). Y se han topado con siete galaxias aparecidas de repente, hace unos 700 millones de años tras el Big Bang, la explosión que dio lugar al cosmos.

El equipo, dirigido por Akira Konno y el Dr. Masami Ouchi (Profesor Asociado del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos –ICRR- de la Universidad de Tokio) estaba buscando un tipo específico de galaxia conocido como emisor Lyman-alfa (LAE), para comprender su papel en un evento llamado "reionización cósmica".

Estas galaxias están iluminadas por una fuerte excitación de hidrógeno (emisión Lyman-alfa). Su descubrimiento a una distancia de 13,1 mil millones de años luz sugiere que las galaxias LAE habrían aparecido repentinamente en el universo temprano.

Recombinación y reonización

El universo surgió con el Big Bang hace unos 13.800 millones años. En sus primeras épocas, estaba compuesto por una "sopa" caliente de protones y electrones cargados.

A medida que el universo recién nacido se expandía, su temperatura fue disminuyendo uniformemente. Así cuando tenía 400.000 años de edad, sus condiciones eran lo suficientemente frías como para permitir que los protones y los electrones se uniesen y formasen átomos de hidrógeno neutro. Ese evento ha sido denominado como "recombinación", y fue el que dio lugar a un universo repleto de una "nube" de dichos átomos neutros.

Con el tiempo, las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse, y su luz ultravioleta ionizó (energetizó) a los átomos de hidrógeno, lo que a su vez dividió al hidrógeno neutro, de nuevo en protones y electrones. Cuando esto pasó, la "nube" de átomos neutros fue desapareciendo. Los astrónomos llaman a este proceso "reionización cósmica" y piensan que terminó hace unos 12.800 millones años (cerca mil millones de años después del Big Bang). El calendario de este evento - cuando empezó y cuánto duró- es una de las grandes preguntas de la astronomía.

Las imágenes rojas entre dos líneas blancas representan las galaxias LAE encontradas. Fuente: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Las imágenes rojas entre dos líneas blancas representan las galaxias LAE encontradas. Fuente: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Galaxias desveladas

Para investigar la reionización cósmica, el equipo buscó galaxias tempranas LAE a una distancia de 13.100 millones de años luz.

El descubrimiento de siete galaxias como las halladas a semejante distancia representa todo un hito para el telescopio Subaru, porque encontrar estas galaxias tan distantes resulta muy difícil, por su debilidad.

El logro ha sido alcanzado gracias al desarrollo de un filtro especial capaz de encontrar las LAE débiles. El filtro fue acoplado en la Suprime-Cam para hacer la búsqueda, explican los astrónomos en un comunicado del Observatorio Astronómico Nacional de Japón.

Aunque en principio se esperaba encontrar, gracias a este sistema, decenas de galaxias LAE, solo se hallaron siete, lo que decepcionó a los astrónomos. Pero estos luego se dieron cuenta de que las galaxias halladas habían tenido una aparición repentina, algo que supone un hallazgo emocionante.

De acuerdo con el análisis realizado, una de las causas de la veloz aparición de estas siete LAE fue la reionización cósmica. Ocultas durante un tiempo por la niebla de hidrógeno neutro, al disiparse esta hace 13.000 millones de años las LAE habrían aparecido por primera vez. Por eso, el hallazgo resulta importante para la comprensión de la reionización cósmica y las propiedades de estas galaxias en el universo temprano.

Referencia bibliográfica:

Akira Konno, Masami Ouchi, Yoshiaki Ono, Kazuhiro Shimasaku, Takatoshi Shibuya, Hisanori Furusawa, Kimihiko Nakajima, Yoshiaki Naito, Rieko Momose, Suraphong Yuma, Masanori Iye. Accelerated Evolution of Lyα Luminosity Function at z≳7 Revealed by the Subaru Ultra-Deep Survey for Lyα Emitters at z=7.3".


Miércoles, 19 de Noviembre 2014
Redacción T21
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