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(noticias nanowerk) Un equipo de científicos dirigido por la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia ha estudiado dos galaxias del universo primitivo que contienen fábricas de estrellas extremadamente productivas. Utilizando potentes telescopios, los científicos separaron la luz de las galaxias en colores individuales y, para su sorpresa, descubrieron luz procedente de muchas moléculas diferentes, más que nunca a distancias similares. Los investigadores creen que estudios como este podrían revolucionar nuestra comprensión de la vida de las galaxias más activas cuando el universo era joven.
Cuando el universo era joven, las galaxias eran muy diferentes de las majestuosas espirales actuales, llenas de soles suavemente brillantes y coloridas nubes de gas. Nuevas estrellas nacían cientos de veces más rápido que en el universo actual. Sin embargo, la mayor parte estaba oculta detrás de gruesas capas de polvo, lo que hacía que fuera un desafío para los científicos descubrir los secretos de estas fábricas de estrellas. Al estudiar las galaxias visibles más distantes con potentes telescopios, los astrónomos pueden comprender cómo estas fábricas lograron crear tantas estrellas.
En un nuevo estudio publicado en la revista Astronomía y astrofísica. (“SUNRISE: The Rich Molecular Inventory of High-Redshift Dusty Galaxies Revealed by Broadband Spectral Line Surveys”), un equipo de científicos dirigido por el astrónomo de Chalmers, Chentao Yang, utilizó telescopios NOEMA (NORthern Extended Millimeter Array) en Francia para obtener más información sobre cómo Estas primeras fábricas de estrellas lograron crear tantas estrellas. Yang y sus colegas midieron la luz de dos galaxias brillantes en el universo temprano, una de las cuales estaba clasificada como un cuásar y ambas tenían altas tasas de formación de estrellas.
“Sabíamos que estas galaxias eran fábricas de estrellas masivas, quizás las más grandes que el universo haya visto jamás. Para descubrir cómo funcionan, medimos su luz en longitudes de onda de alrededor de un milímetro y esperamos reunir nuevas pistas”, afirma Chentao Yang.
La dramática química en galaxias distantes entusiasma a los astrónomos
Las mediciones resultaron exitosas y superaron las expectativas de los científicos. A la luz que registraron de ambas galaxias, identificaron rastros de muchos tipos diferentes de moléculas. En lo profundo de estas galaxias, las nubes de gas y polvo donde se están formando nuevas estrellas emiten luz en muchas longitudes de onda diferentes.
“Es una asombrosa explosión de color en tonos que el ojo humano no puede ver. Pero combinando nuestras observaciones con nuestros conocimientos de física y química, podemos entender qué significan los colores y ver qué diferencias hay entre las diferentes galaxias”, explica Sergio Martín, astrónomo de ESO y del Observatorio Conjunto ALMA en Chile y miembro de la investigación. grupo.
Al analizar el espectro de cada galaxia (los colores individuales de su luz), los científicos pudieron identificar 13 moléculas, algunas de las cuales nunca antes se habían visto en galaxias tan distantes. Cada molécula proporciona diferentes pistas sobre la temperatura, la presión y la densidad en el espacio entre las estrellas y cómo interactúan la luz de las estrellas, la radiación y la materia, proporcionando nueva información importante sobre las condiciones físicas y químicas de estas galaxias.
“Interpretar las señales es un desafío. Vemos una parte del espectro electromagnético que es difícil de observar en galaxias cercanas. «Pero a medida que el universo se expande, la luz de galaxias distantes como ésta se desplaza hacia longitudes de onda más largas que podemos ver con radiotelescopios que observan en el rango submilimétrico», dice Chentao Yang.
Más como una ciudad iluminada con luces de neón que una noche bajo las estrellas
Las dos galaxias que estudió el equipo están tan lejos que su luz tarda casi 13 mil millones de años en llegar hasta nosotros.
«Observar estas galaxias se parece menos a una noche bajo las estrellas y más a una ciudad iluminada con luces de neón», dice Susanne Aalto, astrónoma y miembro del equipo de Chalmers.
“Los astrónomos están acostumbrados a tomar fotografías de las fábricas de estrellas de nuestra galaxia, como la Nebulosa de Orión y la Nebulosa Carina”, explica.
“En estas dos galaxias distantes, en cambio, vemos fábricas de estrellas que son más grandes, más brillantes, llenas de polvo y diferentes en muchos aspectos. Las nebulosas de Orión y Carina están iluminadas por luz ultravioleta procedente de estrellas recién nacidas y calientes. En estas dos galaxias distantes, la luz ultravioleta no puede penetrar las capas de polvo. “Gran parte de la iluminación se debe a los rayos cósmicos: partículas de alta energía que pueden producirse en la explosión de estrellas o cerca de un agujero negro supermasivo”, afirma Susanne Aalto.
Las galaxias del universo primitivo ahora pueden contar sus historias
Si bien las galaxias como estas dos son raras, los científicos planean estudiar más de ellas, tanto con NOEMA como con su telescopio hermano aún mayor ALMA (el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile. Ambos telescopios son sensibles a la luz con longitudes de onda de alrededor de un milímetro.
“Nuestros resultados muestran cómo NOEMA, con sus receptores de banda ancha y su potente ordenador correlacionador, ha abierto nuevas posibilidades para estudiar galaxias extremas como ésta en el cielo del norte. Desde el hemisferio sur, las mejoras planificadas en la sensibilidad de la banda ancha de ALMA ofrecerán perspectivas aún más interesantes. Las galaxias más notables del universo primitivo finalmente pueden contar su historia a través de sus moléculas”, afirma Pierre Cox, astrónomo del CNRS y de la Universidad de la Sorbona (Francia).
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