ALMA ha detectado emisiones de iones de carbono en la galaxia. Los brazos espirales son visibles a ambos lados de la región brillante compacta en el centro de la galaxia. Fuente: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), T. Tsukui & S. Iguchi
Al analizar los datos del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), los científicos descubrieron una galaxia con una morfología en espiral solo 1.400 millones de años después del Big Bang. Es la galaxia más antigua de su tipo jamás observada. El descubrimiento de una galaxia espiral en una etapa tan temprana es una pista importante para las preguntas clásicas de la astronomía: “¿Cómo y cuándo surgieron las galaxias espirales?”
“Estaba emocionado porque nunca había visto una evidencia tan clara de un disco giratorio, una estructura en espiral y una estructura de masa centralizada en una galaxia distante en ninguna literatura anterior”, dice Takafumi Tsukui, graduado de SOKENDAI y autor principal del estudio, un artículo publicado en el diario Ciencias. “La calidad de los datos de ALMA fue tan buena que pude ver tantos detalles que pensé que era una galaxia cercana”.
La galaxia de la Vía Láctea en la que vivimos es una galaxia espiral. Las galaxias espirales son objetos fundamentales en el universo y representan hasta el 70% del número total de galaxias. Sin embargo, otros estudios han encontrado que el porcentaje de galaxias espirales está cayendo en picado cuando miramos hacia atrás en la historia del universo. Entonces, ¿cuándo surgieron las galaxias espirales?
Tsukui y su supervisor Satoru Iguchi, profesor de SOKENDAI y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, vieron una galaxia llamada BRI 1335-0417 en el Archivo Científico de ALMA. La galaxia existió hace 12,4 mil millones de años y contenía una gran cantidad de polvo que oscurecía la luz de las estrellas. Esto hace que sea difícil estudiar esta galaxia en detalle en luz visible. Por otro lado, ALMA puede detectar emisiones de radio de iones de carbono en la galaxia, lo que nos permite estudiar lo que está sucediendo en la galaxia.
Los científicos han encontrado una estructura en espiral que se extiende 15.000 años luz desde el centro de la galaxia. Este es un tercio del tamaño de la Vía Láctea. La masa total estimada de estrellas y material interestelar en BRI 1335-0417 es aproximadamente igual a la Vía Láctea.
“Dado que BRI 1335-0417 es un objeto muy distante, es posible que no podamos ver el verdadero borde de la galaxia durante esta observación”, comenta Tsukui. “Para una galaxia que existía en el universo temprano, BRI 1335-0417 era un gigante”.
Entonces la pregunta es, ¿cómo se formó esta estructura en espiral distinta solo 1.400 millones de años después del Big Bang? Los investigadores consideraron muchas causas posibles y sugirieron que podría deberse a una interacción con una galaxia pequeña. BRI 1335-0417 está formando estrellas activamente, y los científicos han descubierto que el gas en la galaxia exterior es gravitacionalmente inestable, lo que favorece la formación de estrellas. Esta situación puede ocurrir cuando se suministra una gran cantidad de gas externamente, posiblemente debido a colisiones con galaxias más pequeñas.
El destino de BRI 1335-0417 también está envuelto en misterio. Se cree que las galaxias que contienen grandes cantidades de polvo y que producen activamente estrellas en el universo antiguo son los antepasados de las galaxias elípticas gigantes del universo actual. En este caso, BRI 1335-0417 cambiará su forma de una galaxia de disco a una elíptica en el futuro. O, contrariamente a la creencia convencional, una galaxia puede seguir siendo una galaxia espiral durante mucho tiempo. BRI 1335-0417 jugará un papel importante en el estudio de la evolución de las formas de galaxias a lo largo de la larga historia del universo.
“Nuestro sistema solar está ubicado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea”, explica Iguchi. “Trazar las raíces de la estructura en espiral nos proporcionará pistas sobre el entorno en el que nació el sistema solar. Espero que esta investigación profundice nuestra comprensión de la historia de la formación de galaxias “.
Estos hallazgos de investigación se presentan en la publicación de T. Tsukui y S. Iguchi “Morfología en espiral en una galaxia de disco de intensa formación estelar hace más de 12 mil millones de años” publicada en Internet por la revista Ciencias el jueves 20 de mayo de 2021
Proporcionado por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales