Un equipo de investigadores de Caltech que ha pasado años buscando los primeros objetos del universo ahora informa la detección de lo que podría ser la galaxia más distante que se haya encontrado. En un artículo publicado el 28 de agosto de 2015 en Letras del diario astrofísico , Adi Zitrin, un Académico Postdoctoral de la NASA Hubble en Astronomía, y Richard Ellis, quien recientemente se retiró después de 15 años en la facultad Caltech y ahora es profesor de astrofísica en el University College de Londres, describen la evidencia de una galaxia llamada EGS8p7eso tiene más de 13.200 millones de años. El universo mismo tiene aproximadamente 13.800 millones de años.
A principios de este año, EGS8p7 había sido identificado como candidato para una investigación adicional basada en datos recopilados por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer. Usando el espectrómetro de objetos múltiples para exploración infrarroja MOSFIRE en el Observatorio WM Keck en Hawai, los investigadores realizaron un análisis espectrográfico de la galaxia para determinar su desplazamiento hacia el rojo. Redshift resulta del efecto Doppler, el mismo fenómeno que hace que la sirena de un camión de bomberos caiga en tono cuando el camión pasa. Sin embargo, con los objetos celestes esluz que se está "estirando" en lugar de sonido; en lugar de una disminución audible del tono, hay un cambio del color real a las longitudes de onda más rojas.
Redshift se usa tradicionalmente para medir la distancia a las galaxias, pero es difícil de determinar cuando se observan los objetos más distantes del universo, y por lo tanto los primeros. Inmediatamente después del Big Bang, el universo era una sopa de partículas cargadas: electronesy protones - y luz fotones. Debido a que estos fotones fueron dispersados por electrones libres, el universo primitivo no podía transmitir la luz. Por 380,000 años después del Big Bang, el universo se había enfriado lo suficiente para que los electrones y protones libres se combinaran en hidrógeno neutroátomos que llenaron el universo, permitiendo que la luz viaje a través del cosmos. Luego, cuando el universo tenía entre 500 y 100 millones de años, las primeras galaxias se encendieron y reionizaron el gas neutro. El universo permanece ionizado hoy.
Sin embargo, antes de la reionización, las nubes de átomos de hidrógeno neutros habrían absorbido cierta radiación emitida por galaxias jóvenes de reciente formación, incluida la llamada línea Lyman-alfa, la firma espectral del gas de hidrógeno caliente que ha sido calentado por los rayos ultravioletaemisión de nuevas estrellas y un indicador de formación de estrellas de uso común.
Debido a esta absorción, no debería, en teoría, haber sido posible observar una línea Lyman-alpha de EGS8p7.
"Si observa las galaxias en el universo primitivo, hay una gran cantidad de hidrógeno neutro que no es transparente a esta emisión", dice Zitrin. "Esperamos que la mayor parte de la radiación de esta galaxia sea absorbida por el hidrógenoen el espacio intermedio. Sin embargo, todavía vemos Lyman-alpha de esta galaxia ".
Lo detectaron utilizando el espectrómetro MOSFIRE, que captura las firmas químicas de todo, desde estrellas hasta galaxias distantes a longitudes de onda del infrarrojo cercano 0,97-2,45 micras, o millonésimas de metro.
"El aspecto sorprendente del presente descubrimiento es que hemos detectado esta línea Lyman-alfa en una galaxia aparentemente débil a un desplazamiento al rojo de 8.68, correspondiente a un momento en que el universo debería estar lleno de nubes de hidrógeno absorbentes", dice Ellis.Antes de su descubrimiento, la galaxia más lejana detectada tenía un desplazamiento al rojo de 7.73.
Una posible razón por la cual el objeto puede ser visible a pesar de las nubes que absorben hidrógeno, dicen los investigadores, es que la reionización del hidrógeno no ocurrió de manera uniforme. "La evidencia de varias observaciones indica que el proceso de reionización probablemente sea irregular", dice Zitrin"Algunos objetos son tan brillantes que forman una burbuja de hidrógeno ionizado. Pero el proceso no es coherente en todas las direcciones".
"La galaxia que hemos observado, EGS8p7, que es inusualmente luminosa, puede ser alimentada por una población de estrellas inusualmente calientes, y puede tener propiedades especiales que le permitieron crear una gran burbuja de hidrógeno ionizado mucho antes de lo que es posible paragalaxias más típicas en estos tiempos ", dice Sirio Belli, un estudiante graduado de Caltech que trabajó en el proyecto.
"Actualmente estamos calculando más a fondo las posibilidades exactas de encontrar esta galaxia y ver esta emisión a partir de ella, y entender si necesitamos revisar la línea de tiempo de la reionización, que es una de las principales preguntas clave para responder en nuestro entendimientode la evolución del universo ", dice Zitrin.
El documento fue escrito por Ivo Labbe, Rychard Bouwens, Guido Roberts-Borsani, Daniel P. Stark, Pascal A. Oesch y Renske Smit. La investigación fue patrocinada por la NASA a través de una beca Hubble, el Instituto de Astronomía enla Universidad de Edimburgo y la National Science Foundation. MOSFIRE fue posible gracias a la financiación proporcionada por la National Science Foundation y los benefactores de astronomía Gordon y Betty Moore. Las instituciones colaboradoras incluyen la Universidad de Yale, la Universidad de Arizona, el University College de Londres, la Universidad de Leiden Países Bajos y la Universidad de Durham Reino Unido.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Original escrito por Rod Pyle. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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