Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, los astrónomos encontraron una galaxia bebé en rotación 1/100 del tamaño de la Vía Láctea en un momento en que el Universo tenía solo el siete por ciento de su edad actual. Gracias a la ayuda de la gravedadefecto lente, el equipo pudo explorar por primera vez la naturaleza de las "galaxias normales" pequeñas y oscuras en el Universo temprano, representativas de la población principal de las primeras galaxias, lo que avanza en gran medida nuestra comprensión de la fase inicial de la evolución de las galaxias..
"Muchas de las galaxias que existieron en el Universo temprano eran tan pequeñas que su brillo está muy por debajo del límite de los telescopios más grandes actuales en la Tierra y en el Espacio, lo que dificulta el estudio de sus propiedades y estructura interna", dice Nicolás Laporte.Kavli Senior Fellow en la Universidad de Cambridge. "Sin embargo, la luz proveniente de la galaxia llamada RXCJ0600-z6, fue muy magnificada por lentes gravitacionales, lo que la convierte en un objetivo ideal para estudiar las propiedades y la estructura de las galaxias bebés típicas".
La lente gravitacional es un fenómeno natural en el que la luz emitida por un objeto distante es desviada por la gravedad de un cuerpo masivo como una galaxia o un cúmulo de galaxias ubicado en primer plano. El nombre "lente gravitacional" se deriva del hecho de quela gravedad del objeto masivo actúa como una lente. Cuando miramos a través de una lente gravitacional, la luz de los objetos distantes se intensifica y sus formas se estiran. En otras palabras, es un "telescopio natural" flotando en el espacio.
El equipo de ALMA Lensing Cluster Survey ALCS utilizó ALMA para buscar una gran cantidad de galaxias en el Universo temprano que se agrandan mediante lentes gravitacionales. Combinando el poder de ALMA, con la ayuda de los telescopios naturales, los investigadores puedenpara descubrir y estudiar galaxias más débiles.
¿Por qué es crucial explorar las galaxias más débiles en el Universo temprano? La teoría y las simulaciones predicen que la mayoría de las galaxias formadas unos cientos de millones de años después del Big-Bang son pequeñas y, por lo tanto, débiles. Aunque varias galaxias en el Universo temprano hanComo se ha observado anteriormente, los estudiados se limitaron a los objetos más masivos, y por lo tanto a las galaxias menos representativas, en el Universo temprano, debido a las capacidades de los telescopios.formación de galaxias, es centrarse en las galaxias más débiles y numerosas.
El equipo de ALCS realizó un programa de observación a gran escala que tomó 95 horas, que es un tiempo muy largo para las observaciones de ALMA, para observar las regiones centrales de 33 cúmulos de galaxias que podrían causar lentes gravitacionales. Uno de estos cúmulos, llamado RXCJ0600-2007, se encuentra en la dirección de la constelación de Lepus, y tiene una masa 1000 billones de veces la del Sol. El equipo descubrió una sola galaxia distante que está siendo afectada por la lente gravitacional creada por este telescopio natural. ALMA detectó la luza partir de iones de carbono y polvo de estrellas en la galaxia y, junto con los datos tomados con el telescopio Gemini, determinaron que la galaxia se ve como era unos 900 millones de años después del Big Bang hace 12,9 mil millones de años. Un análisis adicional de estos datos sugirió queuna parte de esta fuente se ve 160 veces más brillante de lo que es intrínsecamente.
Al medir con precisión la distribución de masa del cúmulo de galaxias, es posible "deshacer" el efecto de lente gravitacional y restaurar la apariencia original del objeto ampliado. Combinando datos del Telescopio Espacial Hubble y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo AustralCon un modelo teórico, el equipo logró reconstruir la forma real de la galaxia distante RXCJ0600-z6. La masa total de esta galaxia es aproximadamente 2 a 3 mil millones de veces la del Sol, que es aproximadamente una centésima parte del tamaño de nuestrapropia galaxia de la Vía Láctea.
Lo que asombró al equipo es que RXCJ0600-z6 está rotando. Tradicionalmente, se pensaba que el gas en las galaxias jóvenes tenía un movimiento aleatorio y caótico. Solo recientemente ALMA descubrió varias galaxias jóvenes en rotación que han desafiado el marco teórico tradicional, pero estas fueronvarios órdenes de magnitud más brillante más grande que RXCJ0600-z6.
"Nuestro estudio demuestra, por primera vez, que podemos medir directamente el movimiento interno de galaxias tan débiles menos masivas en el Universo temprano y compararlo con las predicciones teóricas", dice Kotaro Kohno, profesor de la Universidadde Tokio y líder del equipo de la ALCS.
"El hecho de que RXCJ0600-z6 tenga un factor de aumento muy alto también genera expectativas para futuras investigaciones", explica Seiji Fujimoto, miembro de DAWN en el Instituto Niels Bohr. "Esta galaxia ha sido seleccionada, entre cientos, para ser observada porel telescopio espacial James Webb JWST, el telescopio espacial de próxima generación que se lanzará este otoño. A través de observaciones conjuntas con ALMA y JWST, revelaremos las propiedades del gas y las estrellas en una galaxia bebé y sus movimientos internos.Se completan el telescopio y el telescopio extremadamente grande, pueden ser capaces de detectar cúmulos de estrellas en la galaxia y posiblemente incluso resolver estrellas individuales. Hay un ejemplo de lente gravitacional que se ha utilizado para observar una sola estrella 9,5 mil millones de años luzde distancia, y esta investigación tiene el potencial de extender esto a menos de mil millones de años después del nacimiento del Universo ".
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Materiales proporcionado por Institutos Nacionales de Ciencias Naturales . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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