Ciencia Chile , Chile, Miércoles, 25 de abril de 2018 a las 17:00

Descubierto el cúmulo de galaxias en formación más denso que se conoce

Científicos chilenos participan en una investigación internacional publicada hoy en ‘Nature’

José Pichel Andrés/DICYT Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un protocluster o protocúmulo de galaxias, es decir, una agrupación de galaxias en proceso de formación de características muy singulares. Un artículo publicado hoy en la revista Nature revela que probablemente es el sistema más masivo y denso conocido hasta ahora, así como uno de los más distantes.

 

“Este protocúmulo es tan denso que nuestras observaciones muestran 14 galaxias masivas en un espacio comparable a la distancia entre la Vía Láctea y nuestra galaxia más cercana, la Nube de Magallanes”, explica a DiCYT Manuel Aravena, científico del Núcleo de Astronomía de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Diego Portales, en Santiago de Chile.

 

Aravena ha participado en este hallazgo junto a otros investigadores de Australia, Canadá, Francia, Alemania, Reino Unido y Estados Unidos, liderados por Tim Miller, de la Universidad de Yale. “Estudiar y descubrir estos objetos nos permite saber cuándo y cómo se formaron y evolucionan los sistemas más masivos del universo”, comenta.

 

En este caso, es un cúmulo de galaxias que se encontraba en una etapa avanzada de formación tan sólo unos 1.400 millones de años después del Big Bang y su descubrimiento se produjo en varias fases. En primer lugar, los científicos encontraron este sistema usando el Telescopio del Polo Sur (en inglés, South Pole Telescope o SPT), ubicado en la base Amundsen-Scott, casi en el polo sur geográfico, el cual apuntó hacia una gran área del cielo austral en longitudes de onda milimétricas.

 

“Esto le permite observar directamente el polvo frío proveniente de galaxias distantes. Sin embargo, la resolución angular del SPT es muy baja, por lo que posteriormente fue necesario hacer seguimiento con el telescopio APEX, el Atacama Pathfinder Experiment telescope, en Chile, y esto nos reveló que se trataba de un sistema extremadamente lejano y que posiblemente se trataba de un grupo de galaxias”, comenta el experto.

 

Para confirmar este hallazgo, “usamos el observatorio ALMA aprovechando que tiene mucha mayor resolución angular, entre 10 y 30 veces mayor que APEX, y más de 100 veces mayor sensibilidad, lo que nos permitió averiguar que en realidad se trataba de un protocúmulo de galaxias, todas físicamente ligadas, y formando uno de los sistemas más masivos del Universo”.


Formación mucho más rápida que la de la Vía Láctea

 

Uno de los aspectos más extraordinarios de este descubrimiento es que todas las galaxias del protocúmulo están formando estrellas entre 50 a 1.000 veces más rápido que nuestra Vía Láctea. “Esta diferencia se da por que estas galaxias tempranas son mucho más ricas en gas molecular que la Vía Láctea, el cual constituye el combustible para la formación de nuevas estrellas”, señala el investigador de la Universidad Diego Portales.

 

Por otro lado, la compresión espacial del gas incentiva el colapso gravitacional de las estrellas, y así su formación. “Para medir esto, usamos el hecho de que la luz proveniente de las estrellas recién formadas se produce fundamentalmente en longitudes de onda ultravioleta e infrarroja y, por lo tanto, la emisión observada y detectada con ALMA nos da una estimación directa de la tasa de formación estelar”, agrega.

 

Liderazgo chileno

 

En este sentido, “desde Chile estamos liderando una campaña para observar el gas molecular frío”, trazado por el monóxido de carbono (CO) con el observatorio ATCA (Australia Telescope Compact Array) ubicado en el desierto de Australia. “Estas observaciones nos permitieron medir directamente la cantidad de gas molecular disponible para la formación de futuras generaciones de estrellas en las galaxias que forman este sistema”, apunta Aravena.


Observar este tipo de sistemas permite a los científicos estimar cuándo comenzó la formación de los cúmulos de galaxias y las galaxias gigantescas en sus centros, que son los sistemas más masivos en el Universo. “Tenemos dos objetivos principales de ahora en adelante, intentar describir en detalle las propiedades de cada una de las galaxias descubiertas e intentar descubrir otros sistemas similares usando el mismo procedimiento usado para este protocúmulo”, asegura.

 

Referencia bibliográfica 

 

A massive core for a cluster of galaxies at a redshift of 4.3. T. B. Miller, S. C. Chapman, M. Aravena, M. L. N. Ashby, C. C. Hayward, J. D. Vieira, A. Weiß, A. Babul, M. Béthermin, C. M. Bradford, M. Brodwin, J. E. Carlstrom, Chian-Chou Chen, D. J. M. Cunningham, C. De Breuck, A. H. Gonzalez, T. R. Greve, J. Harnett, Y. Hezaveh, K. Lacaille, K. C. Litke, J. Ma, M. Malkan, D. P. Marrone, W. Morningstar, E. J. Murphy, D. Narayanan, E. Pass, R. Perry, K. A. Phadke, D. Rennehan, K. M. Rotermund, J. Simpson, J. S. Spilker, J. Sreevani, A. A. Stark, M. L. Strandet & A. L. Strom. Nature, 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0025-2