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Las primeras galaxias surgieron en medio de un frenesí cósmico

Las primeras galaxias surgieron en medio de un frenesí cósmico

La formación de las primeras galaxias no fue tranquila, sino el resultado de una agitación desencadenada por eventos cósmicos turbulentos y acumulación de gas. Telescopios naturales, formados en el universo, han ayudado a desvelar el misterio.

Gracias a los telescopios más potentes del mundo, los astrónomos han comprobado que las primeras galaxias de nuestro universo se formaron seguramente en medio de una gran confusión.

Hasta ahora, los astrónomos no han podido averiguar cómo y cuándo se formaron las primeras galaxias y han pensado que ese nacimiento pudo producirse en dos escenarios diferentes.

En el primer escenario, las galaxias se originaron en grandes conglomerados de gas y polvo cósmico: giraban lentamente, fragmentándose en vórtices turbulentos y condensándose en estrellas que terminaron rodeadas de planetas.

En el segundo escenario, el panorama es más caótico: la formación de galaxias fue más violenta y discontinua, con ráfagas de formación estelar intensas, pero de corta duración, desencadenadas por eventos cósmicos turbulentos y el aumento de la acumulación de gas.

Tema relacionado: Nuevos indicios sobre cómo crecen las galaxias

Frenesí comprobado

Una nueva investigación, liderada por el Centro de Astrobiología de España (CAB, CSIC-INTA), y en la que participado también el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en colaboración con investigadores de Reino Unido, México y Chile, ha llegado a la conclusión de que la formación de galaxias fue turbulenta, tal como suponía el segundo escenario.

Lo ha comprobado analizando imágenes inéditas y muy detalladas de algunas de las galaxias más pequeñas y menos brillantes de nuestro vecindario.

Utilizó datos increíblemente precisos recopilados como parte del proyecto Survey for high-z Red and Dead Sources (Shards) llevado a cabo en el Gran Telescopio Canarias (GTC), ubicado en la isla de Palma, justo donde ahora el volcán Cumbre Vieja está en erupción. El proyecto ha contado también con el apoyo de observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble (HST).

Los investigadores combinaron la potencia de estos avanzados telescopios con la información facilitada por los “telescopios naturales”.

Los telescopios naturales se forman en el universo porque algunos cúmulos de galaxias contienen tanta masa que curvan el espacio-tiempo y originan las así llamadas lentes gravitacionales.

Lupa cósmica

Esas lentes se forman cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes, como los cuásares, se curva alrededor de un objeto masivo, situado entre el objeto emisor y el receptor: provoca un aparente desplazamiento de sus posiciones y distorsiona las imágenes recibidas por el observador.

De esta forma, es posible ver galaxias débiles y distantes con mayor brillo, porque parece que están más cerca: la lente gravitacional deforma y amplifica la imagen de las galaxias lejanas produciendo imágenes dobles o múltiples difíciles de alcanzar por los telescopios, así como reflejos de mundos situados más allá de la Vía Láctea.

Por eso a las lentes gravitacionales se las llama también telescopios naturales, porque proporcionan a los astrónomos una especie de lupa construida por el propio universo.

El conjunto de estos telescopios permitió a los astrónomos detectar en estas galaxias débiles y lejanas el gas caliente característico de las estrellas recién formadas.

Este gas caliente emite en determinadas longitudes de onda. El análisis de estas líneas de emisión particulares proporcionó a los investigadores información sobre la formación y evolución de la galaxia.

Los investigadores concluyeron que el inicio de la formación de galaxias tuvo que haber sido irregular, con estallidos esporádicos de actividad y nacimientos de estrellas increíblemente grandes, capaces de deformar la propia galaxia y de hacer cesar su actividad por un tiempo o incluso para siempre.

Sin embargo, todavía no se sabe muy bien por qué la formación de las primeras galaxias siguió ese frenesí cósmico, reconocen los astrónomos.

Causas alternativas

Como consideran poco probable que las fusiones de galaxias hayan jugado un papel sustancial en el desencadenamiento de los estallidos de actividad que originaron las galaxias, están buscando causas alternativas que puedan estar en el origen de la acumulación de los gases primigenios, una cuestión que todavía queda pendiente de resolver.

Los investigadores aclaran que no estudiaron directamente las primeras galaxias que surgieron en nuestro Universo, algo a lo que tampoco renuncian.

“Para eso tendremos que esperar al lanzamiento del telescopio espacial James Webb”, comentó Alex Griffiths, investigador de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), en un comunicado.

Aclara que la luminosidad de estas galaxias es demasiado baja para ser accesible a otros instrumentos que no tienen la capacidad del Webb.

El telescopio espacial James Webb es el más grande de la historia de la astronomía y en su desarrollo participan 17 países. Será operado conjuntamente por la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, para sustituir los telescopios Hubble y Spitzer.

La NASA planea lanzarlo el próximo diciembre y piensa que alterará fundamentalmente nuestra comprensión del universo: también nos permitirá observar por fin cómo se formaron las primeras galaxias.

Referencia

Emission line galaxies in the SHARDS Frontier Fields – I. Candidate selection and the discovery of bursty Hα emitters. Alex Griffiths et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 508, Issue 3, December 2021, Pages 3860–3876. DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/stab2566

Imagen superior: El centro del cúmulo galáctico Abell 370, situado a 6 millones de años luz de la Tierra, visto por GTC (izquierda) y por Hubble (derecha). Los datos de Hubble tienen mejor resolución espacial debido a que no están afectados por las turbulencias de la atmósfera. Los datos de GTC son incluso más profundos, revelando la existencia de algunas galaxias hasta ahora desconocidas y no detectadas por Hubble. Crédito: GRANTECAN/HST.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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