Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), capturado en un panorama fenomenal de 5, 000 metros en el Altiplano chileno - las tierras altas de la Cordillera de los Andes. La Vía Láctea estaba pasando por su cenit en ese mismo momento, y la luz zodiacal también es visible en la parte inferior de la imagen, con Venus brillando también. Crédito:Yuri Beletsky, Observatorios Carnegie
Todo el mundo tiene una historia de fondo incluso nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Y al igual que las redes sociales, la imagen no siempre es tan bonita como parece en la superficie actual, dice el astrónomo de la Universidad Texas A&M Casey Papovich.
Papovich señala que las grandes galaxias de disco como nuestra propia Vía Láctea no siempre fueron las bien ordenadas, como un molinillo estructuras espirales que vemos en el universo hoy. De lo contrario, él y otros expertos internacionales que se especializan en la formación y evolución de galaxias creen que hace unos 8 a 10 mil millones de años, los progenitores de la Vía Láctea y galaxias de disco / espirales similares eran más pequeñas y menos organizadas, pero muy activo en su juventud.
En investigaciones anteriores financiadas por la NASA y la National Science Foundation, Papovich y sus colaboradores demostraron que estas versiones más jóvenes de tales galaxias estaban produciendo nuevas estrellas más rápido que en cualquier otro momento de su vida. sugiriendo que deben ser sorprendentemente ricos en material de formación de estrellas. Y ahora, tienen pruebas contundentes:el equivalente galáctico de una pistola humeante.
Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía, una enorme Conjunto de radiotelescopios altamente sofisticado situado en 16, 500 pies de altitud en el desierto alto de Chile:un equipo de astrónomos dirigido por Papovich estudió cuatro versiones muy jóvenes de galaxias como la Vía Láctea que están a 9 mil millones de años luz de distancia. lo que significa que el equipo podía verlos como se veían hace aproximadamente 9 mil millones de años. Descubrieron que cada galaxia era increíblemente rica en monóxido de carbono, un conocido trazador de gas molecular, que es el combustible para la formación de estrellas.
Los hallazgos del equipo se informan en un artículo publicado en arXiv y se publicarán en la edición inaugural de Astronomía de la naturaleza en Enero.
"Usamos ALMA para detectar versiones adolescentes de la Vía Láctea y descubrimos que tales galaxias tienen cantidades mucho más altas de gas molecular, que alimentaría la rápida formación de estrellas, "dijo Papovich, autor principal del artículo y miembro del Instituto George P. y Cynthia Woods Mitchell de Física Fundamental y Astronomía. "Comparo estas galaxias con un ser humano adolescente que consume cantidades prodigiosas de alimentos para impulsar su propio crecimiento durante su adolescencia".
Además de Papovich, el equipo de investigación también incluye a los astrónomos de Texas A&M Ryan Quadri y Kim-Vy Tran, así como astrónomos del Observatorio de Leiden en Holanda, Universidad Swinburne y Universidad Macquarie en Australia, el Observatorio Nacional de Astronomía Óptica (NOAO), la Universidad de Texas en Austin, Observatorio de Lyon en Francia y el Instituto Max Plank de Astronomía en Alemania.
Imagen compuesta del gas molecular (indicado en rojo), superpuesto a las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de las cuatro galaxias jóvenes parecidas a la Vía Láctea estudiadas por el astrónomo de Texas A&M Casey Papovich y sus colaboradores usando ALMA. Estas imágenes del Hubble son mucho más nítidas que las imágenes del gas de ALMA. Por lo tanto, mientras el gas aparece como un halo aquí, Papovich dice que es más probable que sea coespacial con la luz de las estrellas en las galaxias. Crédito:Observatorio Nacional de Radioastronomía
Aunque la abundancia relativa de gas formador de estrellas es extrema en estas galaxias, Papovich dice que aún no están completamente formadas y son bastante pequeñas en comparación con la Vía Láctea como la vemos hoy. Los nuevos datos de ALMA indican que la gran mayoría de la masa en estas galaxias está en gas molecular frío en lugar de estrellas, una situación que Papovich dice que se invierte en la actualidad en nuestra Vía Láctea. donde la masa de las estrellas supera a la del gas por un factor de 10 a 1. Estas observaciones, él nota, están ayudando a construir una imagen completa de cómo evolucionó la materia en las galaxias del tamaño de la Vía Láctea y cómo se formó nuestra propia galaxia.
"La mayoría de las estrellas existen hoy en galaxias como la Vía Láctea, así que al estudiar cómo se formaron las galaxias como la nuestra, hemos llegado a comprender las ubicaciones más típicas de las estrellas en el universo, "dijo Papovich, miembro desde 2008 del Departamento de Física y Astronomía de Texas A&M, donde es co-titular de la Cátedra Marsha L. '69 y Ralph F. Schilling '68 en Física Experimental. "Nuestra investigación actual muestra que las galaxias con masa de la Vía Láctea parecen acumular la mayor parte de su gas durante sus primeros miles de millones de años de historia. En esa etapa, tienen la mayor parte del combustible que necesitan para producir las estrellas que actualmente engloban en el presente ".
La presencia de extensos depósitos de gas respalda las observaciones anteriores del equipo que proporcionaron las primeras imágenes tangibles que muestran la historia de vida sin precedentes de la evolución de la galaxia de la Vía Láctea. Entre otros detalles, su estudio anterior reveló una tasa de natalidad estelar 30 veces más alta que en la Vía Láctea en la actualidad, aproximadamente una por año, en comparación con alrededor de 30 cada año hace 9.500 millones de años.
"Gracias a ALMA y otros instrumentos innovadores que nos permiten mirar 9 mil millones de años hacia el pasado para analizar galaxias que probablemente sean similares al progenitor de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, De hecho, podemos probar lo que muestran nuestras observaciones, "Dijo Papovich.
Papovich y su equipo recientemente han obtenido un tiempo más competitivo con ALMA para estudiar la temperatura y la densidad del gas de formación de estrellas. permitiéndoles medir y mapear sus transiciones y fases e idealmente los impactos relacionados dentro de las galaxias.
"Esto comenzará a decirnos cómo estas galaxias formaron estrellas a un ritmo tan rápido, en comparación con las condiciones actuales, " él dijo.
Papovich, Quadri y Tran se encuentran entre aproximadamente dos docenas de astrónomos de todo el mundo que han pasado años estudiando galaxias distantes cuidadosamente seleccionadas, similares en masa a la progenitora de nuestra propia Vía Láctea que se encontraron en dos estudios de programas de cielo profundo del universo. la Encuesta de legado extragaláctico profundo del infrarrojo cercano de Cosmic Assembly (CANDELS) y la Encuesta de evolución de galaxias FourStar (ZFOURGE). Más allá de ALMA, La investigación del equipo ha utilizado observaciones de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA y del Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea. Las imágenes del Hubble de la encuesta CANDELS también proporcionaron información estructural sobre el tamaño de las galaxias y cómo evolucionaron. Las observaciones de luz infrarroja lejana de Spitzer y Herschel ayudaron a los astrónomos a rastrear la tasa de formación de estrellas.
El papel del equipo, Grandes reservorios moleculares de gas en los antepasados de las galaxias de masa de la Vía Láctea hace 9 mil millones de años, se puede ver en línea junto con imágenes y leyendas relacionadas.
