Detectan indicios de agua en una galaxia a 12.800 millones de años luz
Esta representación artística muestra la pareja de galaxias conocida como SPT0311-58. Imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO
La detección de estas dos sustancias químicas en
grandes cantidades permite deducir que el universo molecular ya estaba muy
activo al poco tiempo de que se formaran elementos químicos en las primeras
estrellas. El nuevo estudio comprende el análisis más detallado a la fecha del
contenido de gas molecular en una galaxia del universo primitivo y corresponde
a la detección más distante de H2O en una incubadora de estrellas común.
SPT0311-58 en realidad está compuesta de dos
galaxias, y fue observada por primera vez por científicos de ALMA en 2017 en
este lugar, o época, de la Era de la Reionización. Este periodo corresponde a
un momento en que el universo tenía apenas 780 millones de años, o cerca de un
5% de su edad actual, y recién estaban naciendo las primeras estrellas y
galaxias. Los astrónomos creen que las dos galaxias pueden estar fusionándose y
que el rápido proceso de formación estelar allí observado puede estar
consumiendo su gas, que sirve de combustible para formar estrellas, pero que
podrían terminar convirtiéndose en galaxias elípticas masivas como las que se
observan en el universo local.
“Gracias a las observaciones del gas molecular de
las galaxias conocidas juntas como SPT0311-58, realizadas en alta resolución
con ALMA, detectamos moléculas de agua y monóxido de carbono en la galaxia más
grande de las dos. El oxígeno y el carbono son elementos de primera generación,
y las moléculas de monóxido de carbono y agua que ayudan a formar son
fundamentales para la existencia de la vida tal como la conocemos”, señala
Sreevani Jarugula, astrónoma de la Universidad de Illinois en Estados Unidos e
investigadora principal del nuevo estudio. “Esta es la galaxia más masiva
conocida hasta ahora en el alto desplazamiento al rojo, o la época en que el
universo aún era muy joven. Tiene más polvo y gas que otras galaxias del
universo primitivo, lo cual podría darnos muchas oportunidades para observar
una gran cantidad de moléculas y entender mejor cómo estos elementos básicos de
la vida incidieron en el desarrollo del universo primitivo”.
El agua es la tercera molécula más abundante del
universo, después del hidrógeno y el monóxido de carbono. En estudios
anteriores de las galaxias del universo local y las del primitivo se habían
correlacionado las emisiones de agua y las emisiones de polvo en el infrarrojo
lejano. “El polvo absorbe la radiación ultravioleta de las estrellas de la
galaxia y la reemite bajo la forma de fotones en el infrarrojo lejano”, explica
Sreevani Jarugula. “Esto excita las moléculas de agua y provoca las emisiones
de agua que los científicos pueden observar. En este caso, el fenómeno nos
ayudó a detectar emisiones de agua en esta galaxia masiva. Esta correlación
podría servir para usar el agua como marcador de los procesos de formación
estelar, y luego aplicarlo a otras galaxias a escala cosmológica”.
Al estudiar las primeras galaxias que se formaron en
el universo, los científicos logran entender mejor el nacimiento, el
crecimiento y la evolución del universo y todo lo que contiene, incluidos
nuestro sistema solar y la Tierra. “Las primeras galaxias fabricaban estrellas
a un ritmo mil veces mayor que la Vía Láctea”, apunta Sreevani Jarugula. “Al
estudiar el polvo y el gas presentes en estas galaxias muy jóvenes obtenemos
información sobre sus propiedades, como cuántas estrellas se están formando
allí, la velocidad a la que el gas se convierte en estrellas y cómo las
galaxias interactúan entre ellas y con el medio interestelar, entre otras”.
Al estudiar las primeras galaxias que se formaron en
el universo, los científicos logran entender mejor el nacimiento, el crecimiento
y la evolución del universo y todo lo que contiene, incluidos nuestro sistema
solar y la Tierra. “Las primeras galaxias fabricaban estrellas a un ritmo mil
veces mayor que la Vía Láctea”, apunta Sreevani Jarugula. “Al estudiar el polvo
y el gas presentes en estas galaxias muy jóvenes obtenemos información sobre
sus propiedades, como cuántas estrellas se están formando allí, la velocidad a
la que el gas se convierte en estrellas y cómo las galaxias interactúan entre
ellas y con el medio interestelar, entre otras”.
“Este resultado alentador, que pone de manifiesto el
poder de ALMA, se suma a una creciente colección de observaciones del universo
primitivo”, celebra el astrofísico Joe Pesce, del ALMA y la Fundación Nacional
de Ciencia de Estados Unidos. “Estas moléculas tan importantes para la
existencia de la vida en la Tierra se forman tan pronto como pueden, y su
observación nos permite atisbar los procesos fundamentales de un universo muy
diferente del que habitamos hoy”.
Los resultados de esta investigación se han
publicado en la revista académica The Astrophysical Journal. (Fuente:
Observatorio ALMA y NCYT Amazings)
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