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.

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Publicado en Nature: ALMA, PdBI, y el gas molecular galáctico en el que se forman las estrellas

Galaxias con z=1,2; arriba, fotos del Hubble; abajo, distribución de CO observada en el PdBI. (c) Nature.

Las estrellas de las galaxias se forman en nubes de gas molecular denso y frío, con temperaturas entre 10 y 100 K, lo que dificulta mucho su observación astronómica. Una vez formada una estrella, su presión de radiación expulsa este gas de su entorno, lo que facilita su observación en el infrarrojo. Sin embargo, la mayor parte de dicho gas es hidrógeno molecular (H2), invisible en esta región del espectro, en la que sólo podemos observar moléculas polarizadas, como el monóxido de carbono (CO). A partir de modelos predictivos, la distribución de masa total de la galaxia y la distribución observada de CO se puede estimar la distribución de H2. Usando este procedimiento, el español Santiago García-Burillo, del Observatorio Astronómico Nacional, y sus colaboradores han determinado la distribución de gas molecular galáctico en dos muestras de galaxias con un corrimiento al rojo de z≈1 y z≈2, las épocas en las que el universo tenía el 40% y el 24%, respectivamente, de su edad actual, épocas en las que sólo se habían formado el 50% y el 25%, resp., de todas las estrellas observadas hoy en día. Han descubierto que la masa de gas disponible para la formación de estrellas en dichas épocas es mucho mayor que en la actualidad (el 44% de la masa galáctica para z=2,3 y el 34% para z=1,2). Han utilizado el interferómetro milimétrico Plateau de Bure Interferometer (PdBI), uno de los más sensibles del mundo situado a 2550 m. de altura en los Alpes franceses, que utiliza la tecnología más reciente desarrollada para el futuro interferómetro Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), actualmente en construcción en Chile. Todo apunta a que cuando ALMA, que está a mayor altura que PdBI, esté en funcionamiento en 2011 se nos abrirá una nueva ventana al universo. Nos lo cuenta Andrew Blain, «Astrophysics: Less greedy galaxies gulp gas,» News and Views, Nature 463: 745-746, 11 February 2010, que se hace eco del artículo técnico de L. J. Tacconi et al., «High molecular gas fractions in normal massive star-forming galaxies in the young Universe,» Nature 463: 781-784, 11 February 2010 [disponible gratuitamente en ArXiv].