Ya había galaxias en el Universo antes de cumplir 800 millones de años

Imagen de una galaxia. / Archivo

Los resultados sugieren que las primeras galaxias se formaron incluso en épocas anteriores

EUROPA PRESSMadrid

Astrónomos que estudian el Universo lejano han descubierto que las pequeñas galaxias formadoras de estrellas abundaban cuando el Universo tenía sólo 800 millones de años. Los resultados sugieren que las primeras galaxias, que iluminaron e ionizaron el Universo, se formaron incluso en épocas anteriores.

Hace mucho tiempo, unos 300.000 años después del comienzo del Universo (el Big Bang), el universo era oscuro. Todavía no había estrellas y galaxias, y el universo estaba lleno de gas hidrógeno neutro. En algún momento aparecieron las primeras galaxias, y su radiación enérgica ionizó su entorno, el gas intergaláctico, iluminando y transformando al universo.

Si bien esta transformación dramática se sabe que ocurrió en algún momento en el intervalo entre 300 millones de años y 1.000 millones de años después del Big Bang, determinar cuándo se formaron las primeras galaxias es un desafío. El gas intergaláctico, inicialmente neutro, absorbe y dispersa fuertemente la luz ultravioleta emitida por las galaxias, haciéndolas difíciles de detectar.

Para determinar cuando ocurrió la transformación, los astrónomos toman un enfoque indirecto. Usando la demografía de pequeñas galaxias formadoras de estrellas para determinar cuándo el gas intergaláctico se ionizó, pueden inferir cuándo se formaron las fuentes de ionización, las primeras galaxias. Si las galaxias que forman las estrellas, que brillan a la luz de la línea Lyman alfa del hidrógeno, están rodeadas de gas hidrógeno neutro, los fotones Lyman alfa son fácilmente dispersos, como faros en la niebla, oscureciendo las galaxias. Cuando el gas es ionizado, la niebla se eleva y las galaxias son más fáciles de detectar.

Un estudio nuevo que ha tomado este acercamiento ha descubierto 23 candidatas a galaxias que emiten Lyman alfa (LAEs) que estaban presentes 800 millones de años después del Big Bang, la muestra más grande detectada hasta la fecha en esa época. El estudio 'Galaxias Lyman-Alpha en la Época de Reionización' (LAGER), fue llevado a cabo por un equipo internacional de astrónomos de China, Estados Unidos y Chile utilizando la Cámara de Energía Oscura (DECam) en el telescopio Blanco CTIO 4-m.

Aunque el estudio detectó muchos LAEs, también encontró que eran 4 veces menos comunes en 800 millones de años que un poco tiempo más adelante, en mil millones años. Los resultados implican que el proceso de ionización del Universo comenzó temprano y aún estaba incompleto en 800 millones de años, con el gas intergaláctico medio neutro y medio ionizado en esa época. La baja tasa de incidencia de LAEs en 800 millones de años resulta de la supresión de su emisión de Lyman alfa por el gas intergaláctico neutro.

Investigación

El estudio muestra que "la niebla ya se estaba elevando cuando el universo tenía el 5% de su edad actual", explicó Sangeeta Malhotra (Goddard Space Flight Center y Arizona State University), uno de los codirectores de la investigación.

Junxian Wang (USTC), el organizador del estudio, explicó: "Nuestro hallazgo de que el gas intergaláctico está ionizado al 50% (en el momento referido) implica que una gran fracción de las primeras galaxias que ionizaron e iluminaron el universo se formaron temprano, menos de 800 millones de años después del Big Bang".

Para Zhenya Zheng (Observatorio Astronómico de Shanghái, CAS), el principal autor del documento que describe estos resultados, "800 millones de años es la frontera actual en los estudios de reionización". Aunque cientos de LAEs se han encontrado en épocas posteriores, sólo alrededor de dos docenas de candidatos a LAEs se conocían en 800 millones de años antes del estudio actual. Los nuevos resultados aumentan dramáticamente el número de LAE conocidos en esta época.

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