El telescopio ALMA debuta reescribiendo la historia del 'baby boom' estelar

MADRID 13 Mar. (EUROPA PRESS) -

Nuevas observaciones con 'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array' (ALMA), un conjunto de 66 radiotelescopios ubicados en el desierto seco y despejado de Atacama, en Chile, muestran que las ráfagas más vigorosas del nacimiento de las estrellas en el cosmos tuvieron lugar mucho antes de lo que se pensaba.

Los resultados de la investigación, que se publican en una serie de documentos en las revistas 'Nature' y 'Astrophysical Journal', son el ejemplo más reciente de los descubrimientos procedentes del nuevo observatorio internacional ALMA, que celebra su inauguración este miércoles.

Las explosiones más intensas del nacimiento de estrellas se cree que se han producido en los inicios del universo, en las galaxias masivas y brillantes. Estas galaxias de estallido estelar convierten vastas reservas de gas y polvo cósmico en nuevas estrellas a un ritmo vertiginoso, cientos de veces más rápido que en las galaxias espirales señoriales como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

El equipo internacional de científicos descubrió por primera vez el estallido estelar distante y enigmático de estas galaxias con un telescopio de diez metros de la 'National Science Foundation Polo Sur' (SPT) de Estados Unidos. Los investigadores utilizaron entonces ALMA para acercar las galaxias con el fin de explorar el auge de la natalidad estelar en el Universo joven.

"Cuanto más lejana está una galaxia, cuanto más atrás en el tiempo se busca, mediante la medición de las distancias podemos reconstruir una cronología de cómo vigorosamente el Universo estaba haciendo nuevas estrellas en diferentes etapas de sus 13,7 mil millones años de historia", dijo Joaquín Vieira investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), en Pasadena (Estados Unidos), que lideró el equipo.

Los astrónomos se sorprendieron al encontrar que muchas de estas distantes y polvorientas galaxias de formación estelar están aún más lejos de lo esperado, es decir, que los estallidos de formación de estrellas tuvieron lugar hace 12 millones de años, cuando el universo tenía algo menos de dos millones de años, lo que hace un total de mil millones de años antes de lo que se pensaba. Los resultados indican que estas nuevas galaxias están formando 1.000 estrellas por año, en comparación con sólo una para la Vía Láctea.

Dos de estas galaxias son las más distantes de su tipo jamás vistas, tan distantes que su luz comenzó su viaje cuando el Universo tenía sólo mil millones de años de antigüedad. Además, en uno de estos registros automáticos, el agua es una de las moléculas detectadas, marcando las observaciones más distantes del agua en el cosmos publicados hasta la fecha.

El equipo utilizó la sensibilidad sin igual de ALMA para captar la luz de 26 de estas galaxias en longitudes de onda de alrededor de tres milímetros. La luz en longitudes de onda característica es producida por las moléculas de gas en estas galaxias y las longitudes de onda son estiradas por la expansión del Universo a través de los miles de millones de años que tarda la luz en llegar hasta nosotros. Mediante esta medición, los astrónomos pueden calcular cuánto tiempo ha durado el viaje de la luz y colocar cada galaxia en el punto correcto de la historia cósmica.

"La sensibilidad de ALMA y el rango de longitudes de onda significa que podríamos hacer nuestras mediciones en sólo unos pocos minutos por galaxia, un centenar de veces más rápido que antes", dijo Axel Weiss, del 'Max-Planck-Institut für Radioastronomie' en Bonn, Alemania, que dirigió el trabajo de medir las distancias a las galaxias.

En la mayoría de los casos, las observaciones de ALMA por sí solas podrían determinar con precisión las distancias, pero para algunas galaxias el equipo combinó los datos de ALMA con mediciones de otros telescopios, como el 'Atacama Pathfinder Experiment' (APEX), el Conjunto Compacto de Telescopios de Australia (ATCA), el Telescopio Muy Grande (VLT) y el conjunto submilimétrico (SMA).

SÓLO CON 16 ANTENAS DE ALMA

Los astrónomos estaban utilizando sólo un conjunto parcial de 16 de las 66 antenas gigantes de ALMA, porque el observatorio estaba en construcción a una altitud de 5.000 metros en la meseta de Chajnantor, en los Andes chilenos. Cuando se haya completado, ALMA será aún más sensible y capaz de detectar galaxias aún más débiles.

Por ahora, los astrónomos se centraron en las más brillantes y también se aprovecharon de la naturaleza, usando lentes gravitacionales, un efecto predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein, donde la luz de una galaxia distante se ve distorsionada por la influencia gravitacional de una galaxia en primer plano más cercana, que actúa como una lente y hace que la fuente distante parezca más brillante. El equipo hizo imágenes más nítidas de las galaxias usando observaciones en mayores longitudes de onda en ALMA, de alrededor de 0,9 milímetros.

"Estas bellas imágenes de ALMA muestran las galaxias de fondo deformado en múltiples arcos de luz conocidos como anillos de Einstein, que rodean a las galaxias en primer plano", dijo Yashar McGill Hezaveh, que dirigió el estudio sobre el efecto de lente gravitacional. "Estamos utilizando la enorme cantidad de materia oscura que rodea las galaxias a medio camino a través del Universo como un telescopio cósmico para hacer que incluso las galaxias más distantes se vean más grandes y más brillantes", afirmó.

El análisis de la distorsión revela que algunas de las lejanas galaxias formadoras de estrellas son tan brillantes como 40 billones (40.000.000 millones) de soles, y que lla ente gravitatoria lo ha magnificado hasta en 22 veces. "Sólo unas pocas galaxias con lentes gravitacionales se han encontrado antes en estas longitudes de onda submilimétricas, pero ahora SPT y ALMA han descubierto docenas de ellas", destacó Carlos De Breuck, del Observatorio Europeo Austral (ESO).

"Este es un gran ejemplo de cómo astrónomos de todo el mundo colaboran para hacer un descubrimiento asombroso con un equipamiento de última generación", destacó el miembro del equipo Daniel Marrone, de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos. Según este experto, esto es sólo el comienzo de ALMA en relación al estudio de estas galaxias de estallido estelar, por lo que el próximo paso es estudiar estos objetos en mayor detalle y averiguar exactamente cómo y por qué están formando estrellas a precios tan prodigiosos.