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    Descubrimiento de una galaxia luminosa que reioniza el medio intergaláctico local hace 13 mil millones de años

    La galaxia A370p_z1 en las imágenes del Hubble y un zoom en cada filtro. La no detección en los tres primeros declarantes, seguido de detecciones en todo el filtro más rojo es una firma típica de galaxias distantes. Crédito:NASA, ESA, Z. Levay (STSci)

    Los astrónomos han descubierto una galaxia luminosa atrapada en el acto de reionizar el gas circundante solo 800 millones de años después del Big Bang. La investigación, dirigido por Romain Meyer, Doctor. estudiante de la UCL en Londres, REINO UNIDO, ha sido presentado hoy en la reunión anual virtual de la Sociedad Astronómica Europea (EAS).

    Estudiar las primeras galaxias que se formaron hace 13 mil millones de años es esencial para comprender nuestros orígenes cósmicos. Uno de los temas más candentes de la astronomía extragaláctica es la 'reionización cósmica', el proceso en el que se ionizó el gas intergaláctico (átomos despojados de sus electrones). La reionización cósmica es similar a un asesinato sin resolver:tenemos pruebas claras de ello, pero quien lo hizo ¿cómo y cuándo? Ahora tenemos una fuerte evidencia de que la reionización del hidrógeno se completó hace unos 13 mil millones de años, en los primeros mil millones de años del Universo, con burbujas de gas ionizado que crecen lentamente y se superponen. Sin embargo, los objetos capaces de crear tales burbujas de hidrógeno ionizado han permanecido misteriosos hasta ahora:el descubrimiento de una galaxia luminosa en la que escapan del 60 al 100% de los fotones ionizantes, es probablemente responsable de ionizar su burbuja local. Esto sugiere que el caso está más cerca de resolverse.

    Los dos principales sospechosos de la reionización cósmica suelen ser 1) una población de numerosas galaxias débiles que filtran ~ 10% de sus fotones energéticos, y 2) una 'oligarquía' de galaxias luminosas con un porcentaje mucho mayor (> 50%) de fotones que escapan de cada galaxia. En cualquier caso, estas primeras galaxias eran muy diferentes a las de hoy:las galaxias en el Universo local son fugas muy ineficientes, con solo <2-3% de fotones ionizantes que escapan de su anfitrión. Para comprender qué galaxias gobernaron la reionización cósmica, los astrónomos deben medir las llamadas fracciones de escape de las galaxias en la era de la reionización.

    La detección de luz de átomos de hidrógeno excitados (la llamada línea Lyman-alfa) se puede utilizar para inferir la fracción de fotones que escapan. Por un lado, tales detecciones son raras porque las galaxias de la era de la reionización están rodeadas de gas neutro que absorbe esa emisión característica de hidrógeno. Por otra parte, si se detecta esta señal de hidrógeno, representa una 'pistola humeante' para una gran burbuja ionizada, lo que significa que hemos capturado una galaxia reionizando su entorno. El tamaño de la burbuja y la luminosidad de la galaxia determina si es la única responsable de crear esta burbuja ionizada o si se necesitan cómplices invisibles.

    El descubrimiento de una galaxia luminosa 800 millones de años después del Big Bang respalda el escenario en el que una 'oligarquía' de fugas brillantes emite la mayoría de los fotones ionizantes. "Es la primera vez que podemos señalar un objeto responsable de crear una burbuja ionizada, sin la necesidad de una contribución de galaxias invisibles, "comenta Meyer." Observaciones adicionales con el próximo telescopio espacial James Webb nos permitirán estudiar más a fondo lo que probablemente sea uno de los mejores sospechosos del caso no resuelto de la reionización cósmica ".


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