Un equipo internacional de astrónomos detectó por primera vez una gigantesca reserva de gas molecular frío en REBELS-25, una galaxia masiva observada cuando el Universo tenía aproximadamente 700 millones de años, equivalente a cerca del 5% de su edad actual. El hallazgo aporta nuevas evidencias sobre cómo algunas de las primeras galaxias lograron crecer con rapidez durante las etapas iniciales del cosmos.
La investigación contó con la participación del investigador asociado del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y académico de la Universidad Diego Portales, Manuel Aravena, quien integró el equipo que combinó observaciones realizadas con el Very Large Array (VLA), en Estados Unidos, y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile.
Mediante la detección de monóxido de carbono (CO), molécula utilizada como trazador del gas molecular, los científicos identificaron una enorme cantidad de material capaz de alimentar la formación de nuevas estrellas. Según el estudio, esta constituye la observación más lejana lograda hasta ahora de este tipo de señal.
"REBELS-25 es especial porque la estamos viendo cuando el Universo tenía apenas unos 700 millones de años. Y aun así, no parece una galaxia en sus primeras etapas de formación, sino un sistema ya bastante desarrollado", explicó Manuel Aravena.
El investigador agregó que el principal valor del descubrimiento radica en que ese gas molecular constituye el combustible directo para generar nuevas estrellas, lo que demuestra que algunas galaxias del Universo primitivo fueron capaces de acumular grandes cantidades de material en un tiempo muy breve.
Una ventana al Universo temprano
REBELS-25 pertenece a la denominada Época de la Reionización, periodo en que las primeras estrellas y galaxias comenzaron a ionizar el hidrógeno neutro, permitiendo que la luz pudiera propagarse libremente por el Universo.
Hasta ahora, la presencia de grandes cantidades de gas molecular en galaxias tan lejanas solo podía estimarse mediante métodos indirectos. La detección directa de CO permite confirmar con mayor precisión que estos sistemas disponían del material necesario para sostener una intensa formación estelar.
Superando los límites de observación
Detectar gas frío a una distancia tan extrema representa un importante desafío, debido a la debilidad de la señal y al efecto del fondo cósmico de microondas, que reduce el contraste de la emisión observada.
Para superar esa dificultad, los investigadores combinaron observaciones del VLA, que permitió detectar la transición CO(3-2), con mediciones de ALMA, que registró la transición CO(7-6) y aportó información adicional sobre el polvo y el carbono ionizado (CII).
Próximos desafíos
El equipo espera ampliar este tipo de observaciones hacia un mayor número de galaxias de la Época de la Reionización para determinar si enormes reservas de gas como la encontrada en REBELS-25 son frecuentes o corresponden a un caso excepcional.
Además, el estudio destaca el potencial del futuro Next Generation Very Large Array (ngVLA), instrumento que permitirá medir con mayor rapidez y sensibilidad el contenido de gas frío en galaxias del Universo primitivo y avanzar hacia estudios estadísticos sobre su evolución.
Enlace a investigación: https://academic.oup.com/mnras/article/549/3/stag924/8704346?login=false
Fuente: Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).
