Los científicos descubren accidentalmente dos galaxias completamente ocultas que se formaron cuando el Universo tenía solo el 5% de su edad actual.

Mientras investigaban nuevos datos de galaxias jóvenes y extremadamente distantes observadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, los astrónomos observaron emisiones inesperadas provenientes de regiones aparentemente vacías del espacio. La colaboración de investigación global llamada REBELS, que incluye a dos miembros de la Universidad de Chile y la Universidad Diego Portales, descubrió que la radiación se emitió hace miles de millones de años desde dos galaxias previamente invisibles, completamente ocultas por nubes de gas cósmico y polvo. Este descubrimiento sugiere que el censo actual de galaxias en el Universo temprano es todavía muy incompleto.  Los resultados de este trabajo fueron publicados en la prestigiosa revista Nature.

Cuando los astrónomos miran profundamente en el cielo nocturno, observan cómo era el Universo hace mucho tiempo. Debido a que la luz viaja a través del tiempo cósmico, las imágenes de las galaxias observables más distantes nos proporcionan una visión de miles de millones de años en el pasado.

En un programa a gran escala de ALMA llamado REBELS (Reionization-Era Bright Emission Line Survey), los astrónomos están utilizando las capacidades únicas de este telescopio para estudiar galaxias distantes en longitudes de onda de aproximadamente un milímetro. Un objetivo clave es medir qué tan rápido crecen las galaxias jóvenes formando nuevas estrellas.

“Cómo las galaxias más jóvenes del Universo comenzaron a formar las primeras estrellas, es una de las  preguntas más importantes de la astronomía actual”, comenta el Prof. Valentino González de la Universidad de Chile e investigador del Centro de Astronomía y Tecnologías Afines (CATA), quien es co-autor del estudio

El equipo de REBELS observó 40 galaxias distantes en un momento en que el Universo tenía solo el 5% de su edad actual. Mientras analizaban las imágenes de dos de las galaxias, los astrónomos notaron una misteriosa y fuerte emisión  en longitudes de onda milimétricas lejos de los objetivos previstos. Para su sorpresa,  el Telescopio Espacial Hubble, que sondea el cielo en longitudes de onda visibles más cortas, no pudo ver nada en estos lugares.

Para comprender estos resultados contradictorios, los investigadores de REBELS investigaron el asunto más a fondo. El análisis detallado de las señales mostró que estas eran, de hecho, otras galaxias, repletas de estrellas y que habían sido completamente pasadas por alto. El autor principal, el Dr. Fudamoto  (Universidad de Waseda  y Observatorio Astronómico Nacional de Japón) explica: «Estas nuevas galaxias se perdieron no porque sean extremadamente raras, sino solo porque están completamente oscurecidas por el polvo.”   ALMA pudo resolver el rompecabezas porque en longitudes de onda milimétricas puede detectar la emisión de átomos de polvo y carbono en el gas que rodea las galaxias. Una de las galaxias representa la galaxia oscurecida por el polvo más distante descubierta hasta ahora. 

Lo sorprendente de este hallazgo accidental es que las galaxias recién descubiertas, que existieron hace 13 mil millones de años, son similares a las galaxias que se sabe que existen en épocas posteriores. Sin embargo, fue inesperado encontrar tales galaxias envueltas en polvo tan temprano, menos de 1.000 millones de años después del Big Bang. El coautor Prof. Manuel Aravena (Universidad Diego Portales) aclara: «El polvo cósmico y el gas que permea y envuelve a estas galaxias hace que no sean fácilmente visibles con telescopios ópticos. Sólo el poder y sensibilidad de ALMA a este polvo nos ha permitido develar la existencia de estas galaxias.”

En general, este estudio constituye un paso importante para descubrir la verdadera naturaleza e historia del Universo primitivo, lo que a su vez nos ayudará a comprender dónde estamos parados hoy.

Referencia

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en nombre de sus Estados Miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología(MOST) y por NINS en cooperación con la Academia  Sinica  (AS) en Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencia Espacial de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son dirigidas por ESO en nombre de sus Estados Miembros; por el National Radio Astronomy Observatory (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto de ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados dela construcción,  puesta en marcha y operación de ALMA.