Mirando profundamente en el espacio, un asombroso 90 por ciento del camino a través del universo observable, los astrónomos han sido testigos del comienzo de una gigantesca acumulación cósmica, la inminente colisión de 14 galaxias jóvenes y explosivas.
Esta antigua megafusión está destinada a evolucionar hacia una de las estructuras más masivas del universo conocido: un cúmulo de galaxias, unidas gravitacionalmente por materia oscura y nadando en un mar de gas caliente e ionizado.
Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, un equipo internacional de científicos ha descubierto una concentración sorprendentemente densa de 14 galaxias que están listas para fusionarse, formando el núcleo de lo que eventualmente se convertirá en un cúmulo de galaxias colosal.
Este smashup galáctico estrechamente unido, conocido como protocontrolador, se encuentra a aproximadamente 12.4 mil millones de años luz de distancia, lo que significa que su luz comenzó a viajar hacia nosotros cuando el universo tenía solo 1.4 mil millones de años, o aproximadamente una décima parte de su edad actual.galaxias individuales están formando estrellas hasta 1,000 veces más rápido que nuestra galaxia local y están apiñadas dentro de una región del espacio de solo tres veces el tamaño de la Vía Láctea. El cúmulo de galaxias resultante eventualmente rivalizará con algunos de los cúmulos más masivos que vemos enel universo hoy.
Los resultados se publican en la revista Naturaleza .
"Habiendo capturado un cúmulo de galaxias masivo en medio de la formación es espectacular en sí mismo", dijo Scott Chapman, astrofísico de la Universidad Dalhousie en Halifax, Canadá, que se especializa en cosmología observacional y estudia los orígenes de la estructura en el universo yLa evolución de las galaxias.
"Pero, el hecho de que esto esté sucediendo tan temprano en la historia del universo plantea un desafío formidable para nuestra comprensión actual de la forma en que se forman las estructuras en el universo", dijo.
Durante los primeros millones de años de historia cósmica, la materia normal y la materia oscura comenzaron a acumularse en concentraciones cada vez más grandes, y finalmente dieron lugar a cúmulos de galaxias, los objetos más grandes del universo conocido. Con masas comparables a un millón de billones de soles,los cúmulos pueden contener hasta mil galaxias, grandes cantidades de materia oscura, gigantescos agujeros negros y gases emisores de rayos X que alcanzan temperaturas de más de un millón de grados.
Sin embargo, la teoría actual y los modelos informáticos sugieren que los protoprotectores tan masivos como el observado por ALMA, sin embargo, deberían haber tardado mucho más en evolucionar.
"Cómo este conjunto de galaxias se hizo tan grande tan rápido es un misterio, no se construyó gradualmente durante miles de millones de años, como los astrónomos podrían esperar", dijo Tim Miller, un candidato a doctorado en la Universidad de Yale y coautoren el papel.
"Este descubrimiento ofrece una oportunidad increíble para estudiar cómo los cúmulos de galaxias y sus galaxias masivas se unieron en estos entornos extremos".
Este protocolo de galaxia galáctico en particular, designado SPT2349-56, se observó por primera vez como una tenue mancha de luz de longitud de onda milimétrica en 2010 con el Telescopio del Polo Sur de la National Science Foundation. Las observaciones de seguimiento con el telescopio Experimento Atacama Pathfinder APEX ayudaron a confirmarque de hecho era una fuente galáctica extremadamente distante y digna de observaciones de seguimiento con ALMA. La resolución y sensibilidad superiores de ALMA permitieron a los astrónomos distinguir no menos de 14 objetos individuales en una región sorprendentemente pequeña del espacio, confirmando que el objeto era el ejemplo arquetípicode un prototipo en una etapa muy temprana de desarrollo.
La distancia extrema de este grupo y los componentes claramente definidos ofrecen a los astrónomos una oportunidad sin precedentes para estudiar algunos de los primeros pasos de la formación de grupos menos de 1.500 millones de años después del Big Bang. Al utilizar los datos de ALMA como condiciones iniciales para simulaciones sofisticadas por computadora, elLos investigadores pudieron demostrar cómo esta colección actual de galaxias probablemente crecerá y evolucionará durante miles de millones de años.
"ALMA nos dio, por primera vez, un claro punto de partida para predecir la evolución de un cúmulo de galaxias. Con el tiempo, las 14 galaxias que observamos dejarán de formar estrellas y colisionarán y se unirán en una única galaxia gigantesca", dijoChapman.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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