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ALMA contempla la Vía Láctea más distante jamás vista

Esta joven galaxia similar a la Vía Láctea es sorprendentemente ordenada, lo que contradice las teorías sobre galaxias caóticas en el Universo temprano.

13 agosto 2020 | Fuente: ALMA/ESO

Los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el que es socio el Observatorio Europeo Austral (ESO), han revelado una galaxia extremadamente distante y muy joven que se parece sorprendentemente a nuestra Vía Láctea. La galaxia está tan lejos que su luz ha tardado más de 12 mil millones de años en llegar a nosotros: la vemos como era cuando el Universo tenía solo 1.400 millones de años. También es sorprendentemente poco caótica, lo que contradice la teoría de que todas las galaxias del Universo temprano eran turbulentas e inestables. Este descubrimiento inesperado desafía nuestra comprensión sobre cómo se forman las galaxias, brindando nuevos conocimientos sobre el pasado de nuestro Universo.

"Este resultado representa un gran avance en el campo de la formación de galaxias, mostrando que las estructuras que observamos en las galaxias espirales cercanas y en nuestra Vía Láctea ya estaban en su lugar hace 12 mil millones de años", explica Francesca Rizzo, estudiante de doctorado del Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania, quien dirigió la investigación publicada ayer en la revista Nature. Si bien la galaxia que estudiaron los astrónomos, llamada SPT0418-47, no parece tener brazos espirales, tiene al menos dos características típicas de nuestra Vía Láctea: un disco giratorio y una protuberancia formada por el gran grupo de estrellas que se aprietan alrededor del centro de la galaxia. Esta es la primera vez que se ve una protuberancia así tan temprano en la historia del Universo, lo que hace que la galaxia SPT0418-47 sea como la Vía Láctea más distante.

"La gran sorpresa fue descubrir que esta galaxia es en realidad bastante similar a las galaxias cercanas, contrariamente a todas las expectativas de los modelos y observaciones anteriores, menos detalladas", dice el coautor Filippo Fraternali, del Instituto Astronómico Kapteyn de la Universidad de Groningen en los Países Bajos. En el Universo temprano, las galaxias jóvenes todavía estaban en proceso de formación, por lo que los investigadores esperaban que fueran caóticas y carecieran de las estructuras distintivas típicas de las galaxias más maduras como la Vía Láctea.

El estudio de galaxias distantes como SPT0418-47 es fundamental para comprender cómo se formaron y evolucionaron las galaxias. Esta galaxia está tan lejos que la vemos cuando el Universo tenía solo el 10% de su edad actual, porque su luz tardó 12 mil millones de años en llegar a la Tierra. Al estudiarla, nos remontamos a una época en la que estas galaxias bebés apenas comenzaban a desarrollarse.

Debido a su lejanía, las observaciones detalladas, incluso con los telescopios más poderosos, son casi imposibles ya que las galaxias parecen pequeñas y débiles. El equipo superó este obstáculo utilizando una galaxia cercana como si fuera una poderosa lupa, un efecto conocido como lente gravitacional, que permite a ALMA ver el pasado distante con un detalle sin precedentes. Por este efecto, la atracción gravitacional de la galaxia cercana distorsiona y dobla la luz de la galaxia distante, haciendo que parezca deformada y magnificada.

galaxia similar a la vía láctea más lejanaLas observaciones indican que SPT0418-47 es una galaxia de disco con una protuberancia central y el material en ella gira alrededor del centro. El gas que se aleja de nosotros se muestra en rojo, mientras que el gas que se mueve en la dirección del observador se muestra en azul/ Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Rizzo et al

La galaxia distante con lentes gravitacionales aparece como un anillo de luz casi perfecto alrededor de la galaxia cercana, gracias a su alineación casi exacta. El equipo de investigación reconstruyó la forma real de la galaxia distante y el movimiento de su gas a partir de los datos de ALMA utilizando una nueva técnica de modelado por ordenador. "Cuando vi por primera vez la imagen reconstruida de SPT0418-47 no podía creerlo: se estaba abriendo un cofre del tesoro", añade Rizzo.

"Lo que encontramos fue bastante desconcertante; a pesar de que se forman estrellas a un ritmo rápido y, por lo tanto, ocurren procesos altamente energéticos, SPT0418-47 es el disco de galaxias mejor ordenado jamás observado en el Universo temprano", afirma la coautora Simona. Vegetti, también del Instituto Max Planck de Astrofísica. "Este resultado es bastante inesperado y tiene importantes implicaciones sobre cómo pensamos que evolucionan las galaxias". Los astrónomos señalan, sin embargo, que aunque SPT0418-47 tiene un disco y otras características similares a las de las galaxias espirales que vemos hoy, esperan que evolucione hacia una galaxia muy diferente a la Vía Láctea y se una a la clase de las galaxias elípticas, otro tipo de galaxias que, junto a las espirales, habitan hoy en el Universo.

Este descubrimiento inesperado sugiere que el Universo temprano puede no ser tan caótico como se creía y plantea muchas preguntas sobre cómo se pudo haber formado una galaxia bien ordenada tan pronto después del Big Bang. Este hallazgo de ALMA precede al anterior descubrimiento, anunciado en mayo, de un enorme disco giratorio visto a una distancia similar. SPT0418-47 se ve con más detalle, gracias al efecto de lente, y tiene una protuberancia, además de un disco, lo que lo hace aún más similar a nuestra Vía Láctea actual que a la estudiada anteriormente.

Los estudios futuros, incluido el Extremely Large Telescope de ESO, buscarán descubrir cómo de típicas son realmente estas galaxias de disco 'bebés' y si habitualmente son menos caóticas de lo predicho, abriendo nuevas vías para que los astrónomos descubran cómo evolucionaron las galaxias.

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