Una galaxia formando estrellas con rapidez cuando el universo tenía 700 millones de años

Dibujo20131023 Images of z8_GND_5296 - HST - optical - IR - nature com

Se publica en Nature el descubrimiento de la sexta galaxia con corrimiento al rojo z > 7 cuya línea de emisión Lyman-α del hidrógeno ha sido observada por espectroscopía de infrarrojo. Tiene z = 7,5078 ± 0,0004, se ha descubierto tras estudiar 43 galaxias con z > 6,5 con el espectrógrafo MOSFIRE en el telescopio Keck I de 10 metros y presenta una alta tasa de formación de estrellas (alrededor de 330 masas solares por año, más de 100 veces la tasa actual de la Vía Láctea). La nueva galaxia, llamada z8_GND_5296, es muy brillante, con una magnitud aparente de 25,6 y una masa de (1,0 ± 0,2) × 109 masas solares. Su tasa de formación de estrellas es muy alta, unas diez veces mayor que una galaxia típica con z ≈ 7,  y se estima que dobla su masa cada 4 millones de años. El artículo técnico es S. L. Finkelstein et al., “A galaxy rapidly forming stars 700 million years after the Big Bang at redshift 7.51,” Nature 502: 524–527, 24 Oct 2013arXiv:1310.6031 [astro-ph.CO]. Más información divulgativa en Maggie McKee, “Light from farthest galaxy yet discovered breaks through cosmic fog,” Nature News, 23 Oct 2013, y Dominik A. Riechers, “Astronomy: New distance record for galaxies,” Nature 502: 459–460, 24 Oct 2013.

Dibujo20131023 The observed NIR spectrum of the galaxy z8_GND_5296 - nature com

¿Por qué no se ha detectado la línea de emisión Lyman-α (Lyα ) en las otras 42 galaxias con z > 6,5 que han sido estudiadas? No se sabe, pero una posible explicación está asociada a la alta tasa de formación estelar observada en z8_GND_5296. Esta galaxia debe tener una reserva de gas unas 50 veces más masiva que su masa estelar. La formación de esta gran reserva de gas debe haber sido posible porque en una época más temprana la formación estelar estaba inhibida por alguna razón. Como la mecha que prende la formación estelar es la “metalicidad” (la presencia de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, como el oxígeno, el silicio o el hierro), debe ocurrir que esta galaxia ha pasado por un periodo de baja metalicidad. Quizás las demás galaxias con z > 6,5 que se han estudiado se encuentran en ese periodo de baja metalicidad y están formando su propia reserva de gas, lo que impide la observación de la línea de emisión Lyα del hidrógeno. La causa exacta de la posible inhibición de la formación estelar mientras se acumula una gran reserva de gas no es conocida.

Dibujo20131022 An artist s impresison of z8_GND_5296 the farthest galaxy yet discovered

Esta impresión artística muestra cómo podría ser la galaxia z8_GND_5296. Este tipo de galaxias será observada en gran número cuando el telescopio espacial James Webb sea lanzado al espacio en 2018. El JWST promete revolucionar nuestro conocimiento sobre las primeras galaxias en la edad oscura del universo.

Dibujo20131022 Cosmic history and the first galaxies

A los 380.000 años tras el inicio de la expansión cósmica (Big Bang) se produjo la recombinación (protones y electrones se unieron para formar hidrógeno), el universo se volvió transparente a los fotones y apareció el fondo cósmico de microondas. Se inició la edad oscura (porque la línea Lyman-α del hidrógeno era imposible de observar). A los 270 millones de años tras el Big Bang aparecieron las primeras estrellas y las primeras galaxias, con lo que el universo se reionizó y la línea de emisión Lyman-α pudo ser observable. Esta época de reionización finalizó cuando el universo tenía unos 1000 millones años. La línea Lyα permite investigar la evolución de las galaxias y la formación de las grandes estructuras cósmicas.

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3 pensamientos en “Una galaxia formando estrellas con rapidez cuando el universo tenía 700 millones de años

    • M.I., se han observado galaxias con z=10, cuando el universo tenía unos 450 millones de años, pero no se han observado gracias a la línea Lyman-alfa.

      • Ahhh, esa es la diferencia. El que ponen títulos que llevan al error, en especial el último enlace de Nature de Riechers. Gracias.

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