En busca de la galaxia oculta

Un ser misterioso y muy distante, en un universo tal como era solo dos mil millones de años después del Big Bang, escondiéndose incluso de las máquinas más avanzadas. Sus características fueron finalmente descritas por un equipo de SISSA en un estudio publicado recientemente en The Astrophysical Journal.

Un cuerpo celeste muy distante en un universo aún joven, una sexta parte del tamaño del universo actual. Un objeto tan oscuro que es casi invisible, incluso para dispositivos muy sofisticados. Su naturaleza ha sido durante mucho tiempo un tema de debate, pero a través de encuestas realizadas con el interferómetro ALMA, el grupo de investigación SISSA dirigido por el profesor Andrea Lappi, que realiza investigaciones sobre la formación y evolución de galaxias, logró identificar sus características clave. Es una galaxia pequeña, contiene grandes cantidades de polvo interestelar y está formando estrellas a un ritmo casi 1000 veces mayor que el de la Vía Láctea. Una descripción de esta galaxia será útil para revelar más acerca de este objeto muy distante y apuntar a nuevos enfoques para estudiar otros cuerpos celestes «oscuros». La investigación recién publicada en The Astrophysical Journal proporcionará nuevos conocimientos para el desarrollo de modelos avanzados de formación y evolución de galaxias.

Lejos, oscuros e invaluables: las galaxias más lejanas

«Las galaxias muy distantes son verdaderas minas de información sobre la evolución pasada y futura del universo», explica la primera autora Marika Golletti, quien estudia astrofísica y cosmología en SISSA. Sin embargo, son muy difíciles de estudiar. Son muy compactos y por lo tanto difíciles de notar. Además, debido a la distancia, recibimos una luz muy débil de ellos. Este oscurecimiento es causado por la presencia masiva de polvo interestelar, que intercepta el visible. luz de estrellas jóvenes, y hace que sea difícil de detectar con instrumentos ópticos, y la transmite a longitudes de onda más largas donde solo se puede observar con potentes interferómetros en los rangos (sub)milimétricos y de ondas de radio».
Tales objetos oscuros no son particularmente raros: «En los últimos años», explica Goleti, «se han descubierto muchas galaxias oscurecidas particularmente distantes, que parecen completamente invisibles incluso para los instrumentos ópticos más potentes, como el telescopio espacial Hubble».

lente gravitacional

La herramienta utilizada en estos casos es la llamada lente gravitatoria, una solución con un gran potencial científico. El principio es simple: la relatividad general significa que los objetos espaciales más cercanos a nosotros que tienen mucha masa distorsionan la luz de fuentes más distantes y están perfectamente alineados con ella. «De esta manera, los grandes cuerpos celestes actúan como una especie de lente cósmica que hace que las galaxias de ‘fondo’ parezcan más grandes y brillantes, lo que permite identificarlas y estudiarlas», continúa Goleti. Durante la última década se han implementado muchos programas de vigilancia con este enfoque. «Hasta ahora se han descubierto alrededor de cien, pero podría haber más».

Un ser verdaderamente especial

En una de estas investigaciones, dice Giuletti, se identificó el objetivo principal de este estudio actual: «Este era un cuerpo celeste muy especial. Es muy brillante y es probable que tenga lentes, pero esto solo ocurre en longitudes de onda específicas, posiblemente porque hay Hay grandes cantidades de polvo en el medio». Estrellas. Su estudio es, por lo tanto, muy complejo. Las observaciones realizadas con ALMA, un interferómetro submilimétrico muy moderno ubicado en el desierto de Atacama en Chile, nos han permitido identificar sus características. Hemos estudiado este objeto extraño al adoptar ciertos símbolos que nos permitieron reconstruir la forma original de la fuente de fondo y también comprender ciertas propiedades de la lente misma. Las observaciones también proporcionaron información valiosa sobre el contenido de gas de esta fuente, y pudimos determinar cómo se distribuye. Nuestro análisis mostró que este objeto es muy compacto, presumiblemente joven, y está formando estrellas a un ritmo muy alto. En el futuro, el telescopio SpaceX de James Webb revelará más sobre esta galaxia, que es lo único que él puede hacer en este momento».

El profesor Labbe, coautor del artículo, concluye enfatizando la importancia de este estudio: «Las galaxias distantes pequeñas y compactas, que tienen una fuerte formación estelar, están en gran parte oscurecidas por el polvo y que poseen reservas muy ricas de gas particulado, son los precursores de las galaxias masivas y masivas que vemos en el universo local y, por lo tanto, brindan información muy valiosa sobre los procesos que llevaron a la formación y evolución de estas estructuras a lo largo de la historia del universo».

“Me gustaría enfatizar”, continúa el profesor, “que el éxito de esta investigación se logró gracias a la sinergia entre el Grupo de Astrofísica y Cosmología de SISSA y el Centro Regional ALMA ubicado en el INAF – Instituto de Radioastronomía de Bolonia (en particular a través de la colaboración con la Dra. Marcella Massardi, coautora del estudio), lo que permite a nuestros estudiantes acceder al archivo de datos de ALMA y aprender a usarlo de manera efectiva, una verdadera mina de oro para la investigación astrofísica actual».