ALMA descubre la galaxia con morfología espiral más antigua

Al analizar los datos obtenidos con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), los investigadores encontraron una galaxia con una morfología en espiral solo 1.400 millones de años después del Big Bang. Esta es la galaxia más antigua de su tipo jamás observada. El descubrimiento de una galaxia con una estructura en espiral en una etapa tan temprana es una pista importante para resolver las preguntas clásicas de la astronomía: "¿Cómo y cuándo se formaron las galaxias espirales?"

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"Estaba emocionado porque nunca había visto una evidencia tan clara de un disco giratorio, una estructura en espiral y una estructura de masa centralizada en una galaxia distante en ninguna literatura anterior", dice Takafumi Tsukui, estudiante de posgrado en SOKENDAI y autor principal de la investigación. artículo publicado en la revista Science . "La calidad de los datos de ALMA fue tan buena y pude ver tantos detalles que pensé que era una galaxia cercana".

La Vía Láctea, donde vivimos, es una galaxia espiral. Las galaxias espirales son objetos fundamentales en el Universo y representan hasta el 70% del número total de galaxias. Sin embargo, otros estudios han demostrado que la proporción de galaxias espirales disminuye rápidamente a medida que miramos hacia atrás a través de la historia del Universo. Entonces, ¿cuándo se formaron las galaxias espirales?

Tsukui y su supervisor Satoru Iguchi, profesor de SOKENDAI y del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, notaron una galaxia llamada BRI 1335-0417 en el Archivo Científico de ALMA. La galaxia existió hace 12,4 mil millones de años y contenía una gran cantidad de polvo, que oscurece la luz de las estrellas . Esto hace que sea difícil estudiar esta galaxia en detalle con luz visible. Por otro lado, ALMA puede detectar emisiones de radio de iones de carbono en la galaxia, lo que nos permite investigar qué está sucediendo en la galaxia.

Los investigadores encontraron una estructura en espiral que se extiende a 15.000 años luz desde el centro de la galaxia. Este es un tercio del tamaño de la Vía Láctea. La masa total estimada de las estrellas y la materia interestelar en BRI 1335-0417 es aproximadamente igual a la de la Vía Láctea.

"Como BRI 1335-0417 es un objeto muy distante, es posible que no podamos ver el verdadero borde de la galaxia en esta observación", comenta Tsukui. "Para una galaxia que existió en el Universo temprano, BRI 1335-0417 era un gigante".

Entonces la pregunta es, ¿cómo se formó esta estructura en espiral distinta en solo 1.400 millones de años después del Big Bang? Los investigadores consideraron múltiples causas posibles y sugirieron que podría deberse a una interacción con una pequeña galaxia. BRI 1335-0417 está formando estrellas activamente y los investigadores encontraron que el gas en la parte exterior de la galaxia es gravitacionalmente inestable, lo que favorece la formación de estrellas. Es probable que esta situación ocurra cuando se suministra una gran cantidad de gas desde el exterior, posiblemente debido a colisiones con galaxias más pequeñas.

El destino de BRI 1335-0417 también está envuelto en misterio. Se cree que las galaxias que contienen grandes cantidades de polvo y producen activamente estrellas en el Universo antiguo son los antepasados de las galaxias elípticas gigantes del Universo actual. En ese caso, BRI 1335-0417 cambia su forma de una galaxia de disco a una elíptica en el futuro. O, contrariamente a la visión convencional, la galaxia puede seguir siendo una galaxia espiral durante mucho tiempo. BRI 1335-0417 jugará un papel importante en el estudio de la evolución de la forma de las galaxias a lo largo de la larga historia del Universo.

"Nuestro Sistema Solar está ubicado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea", explica Iguchi. "Rastrear las raíces de la estructura en espiral nos proporcionará pistas sobre el entorno en el que nació el Sistema Solar. Espero que esta investigación avance aún más nuestra comprensión de la historia de formación de las galaxias".

Estos resultados de investigación se presentan en "Morfología en espiral en una galaxia de disco de intensa formación estelar hace más de 12 mil millones de años" de T. Tsukui & S. Iguchi, publicado en línea por la revista Science el jueves 20 de mayo de 2021.

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