Descubiertas algunas de las primeras galaxias del universo

Un nuevo estudio ha encontrado 22 de las primeras galaxias en formarse en el universo, confirmando la edad de una en apenas 787 millones de años tras el teórico Big Bang.

Esta es una imagen compuesta en falso color de las galaxias encontradas en una época antigua alrededor de 800 millones de años tras el Big Bang. El panel arriba a la izquierda presenta la galaxia confirmada en 787 millones de años de antigüedad del universo. Estas galaxias están en el Campo Profundo de Subaru. Crédito: M. Ouchi et al.

Éstas y otras galaxia de la infancia del universo podrían ayudar a arrojar luz sobre las condiciones que gobernaron sus inicios.

Con los recientes avances tecnológicos, los astrónomos han sido capaces de observar más de la conocida como era de la re-ionización, lo más atrás en el tiempo que pueden observar los astrónomos.

La primera luz del universo

Durante los primeros cientos de miles de años desde el Big Bang (que tuvo lugar hace aproximadamente 13 700 millones de años), el universo era un caos caliente y turbio, sin irradiar luz. Debido a que no hay luz residual procedente de dicha época, los científicos no pueden observar rastros de ella.

Pero aproximadamente 400 000 años después del Big Bang, las temperaturas del universo se enfriaron, los electrones y protones se unieron para formar hidrógeno neutro (es decir, sin carga), y se aclaró la turbiedad. Algún tiempo antes de 1000 millones de años tras el Big Bang, el hidrógeno neutro comenzó a formar sus estrellas en las primeras galaxias, las cuales irradiaban energía y cambiaron el hidrógeno a su forma onizada, o cargada. Esto es lo que los astrónomos conocen como el periodo de re-ionización.

Pero aunque los astrónomos saben que este periodo terminó aproximadamente cuando el universo tenía 1000 millones de años, no saben exactamente cuándo comenzó — cuándo las primeras estrellas y galaxias empezaron a iluminar el universo. Tampoco saben si la re-ionización empezó gradualmente o fue instantánea.

Para ayudar a resolver estas preguntas, un equipo de astrónomos liderado por Masami Ouchi de los Observatorios Carnegie usó una técnica para encontrar algunas de las primeras galaxias extremadamente lejanas.

“Buscamos las galaxias ‘retiradas’”, dice Ouchi. “Usamos filtros cada vez más rojos que revelan el incremento en la longitud de onda de la luz y obsevamos qué galaxias desaparecen o “se retiran” de las imágenes haciendo uso de esos filtros”.

Galaxias retiradas

Las longitudes de onda de luz específicas en las que aparecen las galaxias “retiradas” pueden decir a los astrónomos su distancia y edad.

Ouchi y sus colegas estudiaron un área unas 100 veces mayor que ningún otro estudio anterior y por tanto obtuvieron una muestra mayor de galaxias.

“Además, fuimos capaces de confirmar la edad de una galaxia”, dice Ouchi. “Dado que todas las galaxias se encontraron usando la misma técnica de retirado, es probable que todas tengan la misma edad”.

Las observaciones del equipo se realizaron entre 2006 y 2009 con la cámara de gran angular del Telescopio Subaru de 8,3 metros en Hawai.

Ouchi y su equipo compararon sus observaciones con aquellas procedentes de otros estudios que observaron el índice de formación estelar, el cual puede deducido a partir de datos sobre la densidad y brillo de las galaxias, y encontró que era drásticamente menor desde los 800 millones de años a aproximadamente 1000 millones de años tras el Big Bang, que a partir de entonces.

De acuerdo a esto, calcularon que el índice de ionización sería muy bajo durante esta época, debido a este bajo índice de formación estelar.

“Quedamos verdaderamente sorprendidos de que el índice de ionización pareciera tan bajo, lo que constituiría una contradicción con la afirmación del satélite WMAP de la NASA. Concluyó que la re-ionización empezó no más tarde de 600 millones de años tras el Big Bang”, dijo Ouchi.

“Pensamos que este acertijo podría explicarse a través de unos índices de producción de fotones ionizados más eficiente en las primeras galaxias”, añade. “La formación de estrellas masivas puede hacer sido mucho más vigorosa que en las galaxias actuales. Menos estrellas masivas producen más fotones ionizados que más estrellas menores”

Los hallazgos de Ouchi se detallarán en el ejemplar de diciembre de la revista Astrophysical Journal.

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Autor: Plantilla de Space.com
Fecha Original: 6 de noviembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija