Galaxias muy compactas en el Universo temprano

 Imagine recibir el anuncio del nacimiento de un bebé de 50 centímetros de largo y 80 kg de peso. Seguramente pensaría que los datos están equivocados.

Los astrónomos, usando el telescopio espacial Hubble, realizaron observaciones de jóvenes, sorprendentemente compactas galaxias, cada una de sólo 5.000 años luz, pero pesando 200 mil millones de veces la masa del Sol.

Crédito:NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University), M. Franx (Leiden University, The Netherlands), and G. Illingworth (University of California and Lick Observatory, Santa Cruz)

Los astrónomos, observando galaxias en el Universo distante, recibieron un anuncio similar al encontrar nueve jóvenes y compactas galaxias, tan pequeñas que podrían contenerse en el centro de la Vía Láctea, pero lo suficientemente densas como para pesar 200 mil millones de Soles.

Los astrónomos usaron el Hubble y el W.M.Keck para estudiar las galaxias tal como existieron 11 mil millones de años atrás, cuando el Universo tenía menos de 3 mil millones de años de edad.

"Ver el tamaño compacto de estas galaxias es un enigma", dice Pieter G. van Dokkum, de la Universidad de Yale, líder del estudio. "Ninguna galaxia masiva a esa distancia ha sido observada siendo tan compacta. Estas galaxias debieron cambiar un montón a lo largo de 11 mil millones de años, creciendo cinco veces más. Podrían ser más grandes al colisionar con otras galaxias, pero esas colisiones no serían la respuesta completa".

Para determinar el tamaño de las galaxias, el equipo usó los instrumentos de Hubble como la Cámara de cercano infrarrojo y Espectómetro multi-objeto. Las observaciones de Keck fueron realizadas con la asistencia de un poderoso láser para corregir el desenfoque causado por la atmósfera terrestre. Sólo Hubble, Keck y el VLT de ESO son realmente capaces de medir los tamaños de estas galaxias al ser tan pequeñas y lejanas.

Van Dokkum y sus colegas estudiaron las galaxias en 2006 con el Telescopio Gemini Sur en Cerro Pachón. Esas observaciones proveyeron las distancias a las galaxias y mostraron que las estrellas son de entre 500 millones y 1000 millones de años de edad.

"En el Campo Profundo de Hubble, los astrónomos encontraron que la formación de estrellas en las galaxias es pequeña. Sin embargo, estas galaxias eran también muy bajas en masa. Pesaban mucho menos que nuestra Vía Láctea. Nuestro estudio, que sondeó un área mucho más grande que el Campo Profundo de Hubble, sorprendentemente muestra que las galaxias con el mismo peso que nuestra galaxia también eran pequeñas en el pasado. Todas las galaxias se ven realmente diferentes en tiempos primitivos, incluso las más masivas que formaron sus estrellas tempranamente", dice Marijn Franx de la Universidad Leiden.

Las galaxias ultradensas podrían comprender la mitad de todas las galaxias de esa masa hace 11 mil millones de edad, según van Dokkum, formando los bloques de construcción de las actuales galaxias más grandes.

¿Cómo se formaron estas pequeñas y apiñadas galaxias? Una forma, sugerida por van Dokkum, involucra la interacción de materia oscura e hidrógeno en el Universo primitivo. Poco después del Big Bang, el Universo contenía un paisaje irregular de materia oscura. El gas de hidrógeno quedó atrapado en "bolsillos" de materia oscura y comenzó a rotar rápidamente en el remolino gravitacional de la materia oscura, formando estrellas a una furiosa tasa.

Basado en la masa de las galaxias, derivado de su color, los astrónomos estimaron que las estrellas están rotando alrededor de su disco galáctico a 400 o 500 km/s. En las galaxias actuales, en contraste, viajan a la mitad de esa velocidad porque son más grandes y rotan más lentamente que las galaxias compactas.

Estas galaxias son ideales para ser observadas con la Cámara de Amplio Campo 3, que será instalada en Hubble en la misión de servicio 4, esperada para este año.
Los hallazgos aparecieron en la edición del 10 de abril de of The Astrophysical Journal Letters.

Fuentes y links relacionados

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SpaceTelescope:Compact galaxies in early Universe pack a big punch
HubbleSite:Compact Galaxies in Early Universe Pack a Big Punch
A Near-Infrared Spectroscopic Survey of K-Selected Galaxies at z 2.3: Redshifts and Implications for Broadband Photometric Studies
The Astrophysical Journal, 677:219–237, 2008 April 10
DOI: 10.1086/528945
Mariska Kriek, Pieter G. van Dokkum, et al.

Fuente: Últimas noticias del cosmos