Rareza espacial: descubren la galaxia con disco giratorio más distante
Un equipo de investigadores e investigadoras ha descubierto la galaxia similar a la Vía Láctea más distante observada hasta ahora. Apodada REBELS-25, esta galaxia de disco parece tan ordenada como las galaxias actuales, pero la vemos tal como era cuando el universo tenía solo 700 millones de años. Esto resulta sorprendente ya que, de acuerdo con nuestra comprensión actual de la formación de galaxias, se espera que estas galaxias tempranas parezcan más caóticas. La rotación y la estructura de REBELS-25 se revelaron utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que es socio el Observatorio Europeo Austral (ESO).
Las galaxias que vemos hoy en día han recorrido un largo camino desde esos orígenes caóticos y grumosos que la comunidad astronómica suele observar cuando estudia el universo temprano. "De acuerdo con nuestra comprensión de la formación de galaxias, esperamos que la mayoría de las galaxias tempranas sean pequeñas y parezcan choques de trenes", afirma Jacqueline Hodge, astrónoma de la Universidad de Leiden (Países Bajos) y coautora del estudio.
Estas galaxias tempranas y desordenadas se fusionan entre sí y luego evolucionan hacia formas más suaves a un ritmo increíblemente lento. Las teorías actuales sugieren que, para que una galaxia sea tan ordenada como nuestra propia Vía Láctea (un disco giratorio con estructuras tan definidas como son los brazos espirales), deben haber transcurrido miles de millones de años de evolución. La detección de REBELS-25, sin embargo, desafía esa escala de tiempo.
En el estudio, aceptado para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el equipo descubrió que REBELS-25 es la galaxia más distante jamás descubierta con un disco en intensa rotación. La luz que nos llega desde esta galaxia se emitió cuando el universo tenía solo 700 millones de años, apenas el cinco por ciento de su edad actual (13.800 millones), lo que hace que la rotación ordenada de REBELS-25 sea algo inesperado. "Ver una galaxia con tales similitudes con nuestra propia Vía Láctea, que está fuertemente dominada por la rotación, desafía nuestra comprensión sobre la rapidez con la que evolucionan las galaxias del universo temprano hasta convertirse en las galaxias ordenadas que vemos en el cosmos actual", declara Lucie Rowland, estudiante de doctorado en la Universidad de Leiden y primera autora del estudio.
REBELS-25 fue detectado inicialmente en observaciones previas del mismo equipo, también realizadas con ALMA (que se encuentra en el desierto de Atacama, en Chile). En ese momento, fue un descubrimiento emocionante que mostraba indicios de rotación, pero la resolución de los datos no era lo suficientemente fina como para estar seguros. Para discernir adecuadamente la estructura y el movimiento de la galaxia, el equipo realizó observaciones de seguimiento con ALMA a una resolución más alta, lo que confirmó su naturaleza de récord. "ALMA es el único telescopio existente que cuenta con la sensibilidad y resolución necesarias para lograr esto", dice Renske Smit, investigadora de la Universidad John Moores de Liverpool (Reino Unido) y también coautora del estudio.
Sorprendentemente, los datos también ofrecieron indicios de características más desarrolladas, similares a las de la Vía Láctea, como una barra central alargada e incluso brazos espirales, aunque se necesitarán más observaciones para confirmarlo. "Encontrar más evidencia de estructuras más evolucionadas sería un descubrimiento emocionante, ya que sería la galaxia más distante con tales estructuras observadas hasta la fecha", aclara Rowland.
Estas futuras observaciones de REBELS-25, junto con otros descubrimientos de galaxias tempranas en rotación, tendrán el potencial de transformar nuestra comprensión tanto de la formación temprana de galaxias como de la evolución del universo en su conjunto.
Información adicional
Esta investigación se presenta en un artículo científico titulado " REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z=7.31", que aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Las observaciones se llevaron a cabo como parte del Gran Programa de ALMA llamado REBELS: Reionization Era Bright Emission Lines Survey.
El equipo está compuesto por L. E. Rowland (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Países Bajos [Leiden]); J. Hodge (Leiden); R. Bouwens (Leiden); P. M. Piña (Leiden); A. Hygate (Leiden); H. Algera (Centro de Ciencias Astrofísicas, Universidad de Hiroshima, Japón [HASC]; Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Japón); M. Aravena (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile); R. Bowler (Centro de Astrofísica Jodrell Bank, Universidad de Manchester, Reino Unido); E. da Cunha (Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía, Universidad de Australia Occidental, Australia; Centro de Excelencia ARC para toda la astrofísica del cielo en 3 dimensiones); P. Dayal (Instituto Astronómico Kapteyn, Universidad de Groningen, Países Bajos); A. Ferrara (Escuela Normal Superior, Italia [SNS]); T. Herard-Demanche (Leiden); H. Inami (HASC); I. van Leeuwen (Leiden); I. de Looze (Observatorio Sterrenkundig, Universidad de Gante, Bélgica); P. Oesch (Departamento de Astronomía, Universidad de Ginebra, Suiza; Cosmic Dawn Center, Dinamarca); A. Pallottini (SNS); S. Phillips (Instituto de Investigación en Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido [LJMU]); M. Rybak (Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Delft, Países Bajos; Leiden; Instituto Neerlandés de Investigaciones Espaciales, Países Bajos); S. Schouws (Leiden); R. Smit (LJMU); L. Sommovigo (Centro de Astrofísica Computacional, Instituto Flatiron, EE.UU.); M. Stefanon (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Universidad de Valencia, España; Grupo de Astrofísica Extragaláctica y Cosmología, Universidad de Valencia, España); P. van der Werf (Leiden).
El conjunto ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC, National Science and Technology Council) de Taiwán, y por el NINS, en cooperación con la Academia Sínica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute). La construcción y operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus países miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, National Astronomical Observatory of Japan) en representación de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operaciones de ALMA.
La galaxia REBELS-25
Imagen de ALMA y movimiento del gas frío en REBELS-25 (una junto a la otra)
Imagen de ALMA del gas frío presente en REBELS-25
Movimiento del gas frío en REBELS-25 visto por ALMA
Imagen infrarroja de estrellas y galaxias cerca de la galaxia REBELS-25
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