Hace mucho tiempo, galaxias muy, muy lejanas

El Telescopio Espacial Hubble nos dio acceso sin precedentes al universo nunca antes visto, pero incluso es ciego a algunas de las piezas más fundamentales del rompecabezas cósmico. Los astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Tokio querían ver algunas cosas que durante mucho tiempo sospecharon que podrían estar allí, pero que Hubble no pudo mostrarles. Nuevas generaciones de observatorios astronómicos finalmente han revelado lo que buscaban.

"Esta es la primera vez que se confirma una población tan grande de galaxias masivas durante los primeros 2 mil millones de años de la vida del universo de 13.7 mil millones de años. Estos eran previamente invisibles para nosotros", dijo el investigador Tao Wang. "Este hallazgo contraviene los modelos actuales para ese período de evolución cósmica y ayudará a agregar algunos detalles, que faltaban hasta ahora".

Pero, ¿cómo puede ser invisible algo tan grande como una galaxia?

"La luz de estas galaxias es muy tenue con largas longitudes de onda invisibles para nuestros ojos e indetectables por Hubble", explicó el profesor Kotaro Kohno. "Así que recurrimos al Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), que es ideal para ver este tipo de cosas. Tengo una larga historia con esa instalación y sabía que ofrecería buenos resultados".

A pesar de que estas galaxias fueron las más grandes de su tiempo, la luz de ellas no solo es débil sino que también se extiende debido a su inmensa distancia. A medida que el universo se expande, la luz que pasa se estira, por lo que la luz visible se alarga y se convierte en infrarroja. La cantidad de estiramiento permite a los astrónomos calcular qué tan lejos está algo, lo que también te dice cuánto tiempo atrás la luz que estás viendo fue emitida por la cosa en cuestión.

"Fue difícil convencer a nuestros pares de que estas galaxias eran tan viejas como sospechábamos que eran. Nuestras sospechas iniciales sobre su existencia provenían de los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer", continuó Wang. "Pero ALMA tiene ojos agudos y reveló detalles en longitudes de onda submilimétricas, la mejor longitud de onda para mirar a través del polvo presente en el universo primitivo. Aun así, tomó más datos del imaginativamente llamado Very Large Telescope en Chile para demostrar realmente que estábamos viendo grandes masas antiguas galaxias donde no se habían visto antes ".

Otra razón por la que estas galaxias parecen tan débiles es porque las galaxias más grandes, incluso en la actualidad, tienden a estar cubiertas de polvo, lo que las oscurece más que sus hermanos galácticos más pequeños.

¿Y qué implica el descubrimiento de estas galaxias masivas?

"Cuanto más masiva es una galaxia, más masivo es el agujero negro supermasivo en su corazón. Por lo tanto, el estudio de estas galaxias y su evolución también nos dirá más sobre la evolución de los agujeros negros supermasivos", dijo Kohno. "Las galaxias masivas también están íntimamente relacionadas con la distribución de materia oscura invisible. Esto juega un papel en la configuración de la estructura y distribución de las galaxias. Los investigadores teóricos necesitarán actualizar sus teorías ahora".

Lo que también es interesante es cómo estas 39 galaxias son diferentes de las nuestras. Si nuestro sistema solar estuviera dentro de uno de ellos y tu miraras al cielo en una noche despejada, verías algo muy diferente al patrón familiar de la Vía Láctea.

"Por un lado, el cielo nocturno parecería mucho más majestuoso. La mayor densidad de estrellas significa que habría muchas más estrellas cercanas al parecer más grandes y brillantes", explicó Wang. "Pero a la inversa, la gran cantidad de polvo significa que las estrellas más lejanas serían mucho menos visibles, por lo que el fondo de estas brillantes estrellas cercanas podría ser un gran vacío oscuro".

Como esta es la primera vez que se descubre una población de galaxias de este tipo, las implicaciones de su estudio solo ahora se están dando cuenta. Puede haber muchas sorpresas por venir.

"Estas gigantescas galaxias son invisibles en longitudes de onda ópticas, por lo que es extremadamente difícil hacer una espectroscopía, una forma de investigar las poblaciones estelares y la composición química de las galaxias. ALMA no es bueno en esto y necesitamos algo más", concluyó Wang. "Estoy ansioso por que los próximos observatorios como el telescopio espacial James Webb espacial nos muestren de qué están hechas realmente estas bestias primordiales".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de tokio. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.