Una galàxia envellida en un jove univers. ALMA i VLT estudien una galàxia inesperadament evolucionada i plena de pols

Un equip d’astrònoms, liderat per Darach Watson, de la Universitat de Copenhaguen, ha utilitzat l’instrument X-shooter, instal·lat en el Very Large Telescope, juntament amb ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array), per observar una de les galàxies més remota i més jove mai trobada. Es van sorprendre en descobrir un sistema molt més evolucionat del que s’esperava, ja que tenia una fracció de pols similar a una galàxia com la Via Làctia, molt més evolucionada. Aquesta pols és vital per a la vida, ja que ajuda a la formació de planetes, molècules complexes i estrelles normals.

L’objecte es diu A1689-zD1 [1]. Podem veure-ho gràcies a que una lent gravitatòria (en forma d’espectacular cúmul de galàxies – Abell 1689 – que es troba entre la jove galàxia i la Terra) amplifica la seva brillantor més de nou vegades. Sense aquest fenomen gravitacional, la resplendor d’aquesta llunyana galàxia hauria estat massa feble per detectar-ho.

Estem veient a A1689-zD1 quan l’univers tenia només uns 700 milions d’anys (el cinc per cent de la seva edat actual [2]). És un sistema relativament modest, molt menys massiu i lluminós que molts altres objectes que s’han estudiat abans en aquesta etapa de l’univers d’hora i, per tant, un exemple més típic d’una galàxia en aquell moment.

A1689-zD1 està sent observada tal com era durant el període de reionització, quan les primeres estrelles van portar amb si una alba còsmic, il·luminant per primera vegada un immens i transparent univers i acabant amb el prolongat estancament de les èpoques fosques. Els observadors esperaven veure un sistema amb aparença d’haver-se format recentment, però la galàxia els va sorprendre per la seva rica complexitat química i per la seva abundància de pols interestel·lar.

“Després de confirmar la distància de la galàxia utilitzant el VLT”, afirma Darach Watson, “ens vam adonar que havia estat observada prèviament amb ALMA. No esperàvem trobar molt, però t’asseguro que estàvem tots molt emocionats quan ens vam adonar que ALMA no només l’havia observat, sinó que havia fet una clara detecció. Un dels principals objectius de l’Observatori ALMA era trobar galàxies en l’univers d’hora a partir de les seves emissions de gas i pols freds – i aquí està! “.

Aquesta galàxia estava en la seva infància còsmica, però va resultar ser precoç. A aquesta edat, se suposa que havia de tenir pocs elements químics pesants – en astronomia, qualsevol element més pesat que l’hidrogen o l’heli, es defineix com a metall. Aquests es produeixen a l’interior de les estrelles i es dispersen i allunyen una vegada que les estrelles exploten o arriben al final de les seves vides d’una altra manera. Cal que aquest procés es repeteixi durant moltes generacions estel·lars per produir una gran abundància dels elements més pesats com el carboni, l’oxigen i el nitrogen.

Sorprenentment, la galàxia A1689-zD1 semblava estar emetent una gran quantitat de radiació en l’infraroig llunyà [3], indicant que ja havia produït moltes de les seves estrelles i quantitats significatives de metalls, revelant que no només contenia pols sinó que tenia una proporció pols -gas similar a la de galàxies molt més madures.

Segons explica Darach Watson, “Encara que l’origen exacte de la pols galàctic segueix sent un misteri, els nostres resultats indiquen que la seva producció és molt ràpida, en un marge de només 500 milions anys des del començament de la formació d’estrelles en l’univers. En termes cosmològics, és un termini molt curt, atès que la majoria de les estrelles viuen milers de milions d’anys. ”

Els resultats suggereixen que A1689-zD1 ha estat formant estrelles uniformement a un ritme moderat des 560 milions d’anys després del Big Bang, o bé ha passat de forma molt ràpida per la seva fase de brot estel·lar (starburst) abans d’entrar en una etapa de declivi quant a formació d’estrelles.

Abans d’aquest resultat, els astrònoms temien que fos impossible detectar aquest tipus de galàxies distants utilitzant aquestes tècniques, però A1689-zD1 ha estat detectada usant tan sols breus observacions dutes a terme per ALMA.

Kirsten Knudsen (Universitat Tecnològica de Chalmers, Suècia), coautor de l’article, ha afegit, “aquesta galàxia increïblement polsegosa sembla haver-se vist en un compromís per fer les seves primeres generacions d’estrelles. En el futur, ALMA serà capaç d’ajudar-nos a trobar més galàxies com aquesta i aprendre així per què estan tan ansioses per créixer “.
Notes

[1] Aquesta galàxia va ser descoberta anteriorment en les imatges del Hubble i se sospita que està molt lluny, però en aquell moment no va poder mesurar-se la distància amb precisió.

[2] Això es correspon amb un desplaçament al vermell de 7,5.

[3] Per quan arriba a la Terra, i causa de l’expansió de l’univers, aquesta radiació s’ha “estirat”, desplaçant cap a la longitud d’ona del rang mil·limètric, pel que és possible detectar-amb ALMA.
Informació addicional

Aquest treball de recerca s’ha presentat a l’article científic titulat “A dusty, normal galaxy in the epoch of reionization”, per D. Watson et al., I apareix en línia a la revista Nature del 2 març 2015.

L’equip està format per: D. Watson (Institut Niels Bohr, Universitat de Copenhaguen, Dinamarca); L. Christensen (Universitat de Copenhaguen); KK Knudsen (Universitat Tecnològica de Chalmers, Suècia); J. Richard (CRAL, Observatori de Lió, Sant Genis Laval, França); A. Gallazzi (INAF-Observatori Astrofísic d’Arcetri, Florència, Itàlia) i MJ Michalowski (SUPA, Institut d’Astronomia, Universitat d’Edimburg, Reial Observatori, Edimburg, Regne Unit).

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s