Un equipo internacional de astrónomos de Japón, México y la Universidad de Massachusetts Amherst que estudian una "galaxia monstruosa" a 12.400 millones de años luz de distancia informan hoy que sus instrumentos han logrado una resolución angular 10 veces mayor que nunca. revelando detalles estructurales de la galaxia previamente desconocidos por completo. También pudieron analizar propiedades dinámicas que no se podían probar antes. Los detalles aparecen en Naturaleza .

Se cree que las llamadas "galaxias monstruosas" o galaxias con destellos extremos son antepasados ​​de galaxias masivas como la Vía Láctea en el universo actual. por lo que estos hallazgos sobre la galaxia conocida como COSMOS-AzTEC-1 allanan el camino para comprender su formación y evolución, dicen los investigadores.

Coautor Min Yun, profesor de astronomía en UMass Amherst y miembro del equipo que descubrió esta galaxia utilizando un instrumento construido por UMass llamado AzTEC en Chile en 2007, agrega, "Una verdadera sorpresa es que esta galaxia vista hace casi 13 mil millones de años tiene una ordenó el disco de gas que está en rotación regular en lugar de lo que esperábamos, lo que habría sido una especie de accidente de tren desordenado que la mayoría de los estudios teóricos habían predicho ".

Dicho eso él añade, observaron que este disco de gas es dinámicamente inestable ahora, lo que significa que todo el disco de gas que forma esta galaxia se está fragmentando y sufriendo un episodio gigantesco de estallido estelar, lo que ayuda a explicar su enorme tasa de formación estelar, más de 1, 000 veces mayor que la de la Vía Láctea.

Estos descubrimientos observacionales más recientes de COSMOS-AzTEC-1 fueron posibles gracias al Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), un telescopio y una instalación operados por una asociación internacional en Chile. Ken-ichi Tadaki es el autor principal del artículo de esta semana e investigador postdoctoral en la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia y el Observatorio Astronómico Nacional de la nación. Él dice, "Una de las mejores partes de las observaciones de ALMA es ver galaxias tan lejanas con una resolución sin precedentes".

Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo por qué las galaxias monstruosas pueden formar estrellas a un ritmo tan sorprendente. Para empezar a entender necesitaban caracterizar el entorno alrededor de los viveros estelares. Dibujar mapas detallados de nubes moleculares es un paso importante, ellos dicen.

Tadaki y el equipo descubrieron que COSMOS-AzTEC-1 es rico en ingredientes de estrellas, pero todavía era difícil averiguar la naturaleza del gas cósmico en la galaxia. Utilizaron la alta resolución y alta sensibilidad de ALMA para observar la galaxia y obtener un mapa detallado de la distribución y el movimiento del gas para hacer el mapa de gas molecular de mayor resolución de una galaxia monstruosa distante jamás creado.

"Descubrimos que hay dos nubes grandes distintas a varios miles de años luz de distancia del centro, "explica Tadaki." En la mayoría de las galaxias de explosión estelar distantes, las estrellas se forman activamente en el centro. Por eso es sorprendente encontrar nubes descentradas ".

Yun agrega, "Cómo estas galaxias han podido amasar una cantidad tan grande de gas en primer lugar y luego esencialmente convertir toda la reserva de gas en estrellas en un abrir y cerrar de ojos, cosmológicamente hablando, era una pregunta completamente desconocida sobre la que solo podíamos especular. Tenemos las primeras respuestas ahora ".

Él dice, "Hasta que llegó este resultado de ALMA, nadie sabía cómo la naturaleza creó masiva, Las galaxias jóvenes se formaron solo mil millones de años después del Big Bang. Encontrarlos por primera vez utilizando el instrumento AzTEC hace 10 años fue un descubrimiento real, pero desafió toda explicación ".

Con las nuevas observaciones, Los miembros del equipo ahora creen que la galaxia monstruosa está impulsada por "un disco extremadamente pesado de gas que de alguna manera se mantiene estable hasta que se acumula suficiente gas. Todavía no sabemos cuánto gas se recolecta tan rápido y qué mantuvo este enorme gas reserva de encenderse y convertirse en estrellas, como se sabe que hace el gas en el universo local, Yun agrega.

Los astrónomos encontraron que las nubes de gas en COSMOS-AzTEC-1 son muy inestables, lo cual es inusual. En una situación normal, ellos señalan, la gravedad hacia adentro y la presión hacia afuera están equilibradas. Una vez que la gravedad supera la presión, la nube de gas colapsa y forma estrellas a un ritmo rápido. Luego, las estrellas y las explosiones de supernovas al final del ciclo de vida estelar expulsan gases, que aumentan la presión exterior. Como resultado, la gravedad y la presión alcanzan un estado equilibrado y la formación de estrellas continúa a un ritmo moderado. De esta forma, la formación de estrellas en las galaxias se autorregula.

Pero en COSMOS-AzTEC-1, la presión es mucho más débil que la gravedad y difícil de equilibrar. Por lo tanto, esta galaxia muestra una formación estelar descontrolada y se ha transformado en una galaxia monstruo imparable. Tadaki, Yun y sus colegas estiman que el gas en COSMOS-AzTEC-1 se consumirá por completo en 100 millones de años, que es 10 veces más rápido que en otras galaxias formadoras de estrellas.

Aún no está claro por qué el gas en COSMOS-AzTEC-1 es tan inestable, pero un fenómeno llamado "fusión de galaxias" es una posible causa. La colisión de galaxias puede haber transportado eficientemente el gas a un área pequeña y haber provocado una intensa formación de estrellas. Tadaki dice:"En este momento, no tenemos evidencia de fusión en esta galaxia. Pero al observar otras galaxias similares con ALMA, queremos revelar la relación entre las fusiones de galaxias y las galaxias monstruosas ".