Un equipo internacional de astrónomos, con investigadores del Observatorio de Leiden desempeñando un papel de liderazgo, ha mapeado el combustible para la formación de galaxias en el icónico Hubble Ultra Deep Field. Los resultados de la investigación han sido aceptados para su publicación en El diario astrofísico .

La investigación muestra cómo se han formado las galaxias y cómo crecen. También muestra por qué el período entre 10 y 13 mil millones de años representó la edad de oro para la formación de galaxias.

Los astrónomos trabajaron juntos como parte del programa ASPECS. ASPECS es uno de los primeros grandes proyectos internacionales realizados con el telescopio ALMA. Cuatro investigadores de Leiden jugaron un papel importante en el proyecto. Los investigadores combinaron 200 horas de observaciones del telescopio ALMA en Chile con espectroscopía del instrumento MUSE en el Very Large Telescope del European Southern Observatory. ESO (también en Chile).

Estudios anteriores han demostrado que la formación de estrellas y galaxias alcanzó su punto máximo hace unos 10 mil millones de años. Pero la causa y el tamaño de esa ola de nacimientos han sido un misterio hasta ahora. Esto se debió a que los telescopios que se utilizaron no eran capaces de ver a través del polvo y detectar directamente el combustible para la formación de estrellas. Pero el telescopio ALMA puede hacer precisamente eso.

Materia prima para estrellas

Los astrónomos buscaron la línea de emisión de monóxido de carbono en el campo ultraprofundo del Hubble. De esto, pudieron deducir la cantidad de hidrógeno molecular, la materia prima para la formación de estrellas. Para hacer sus inferencias lo más precisas posible, necesitaban saber la cantidad de elementos pesados ​​en el gas, la densidad y la temperatura, y la fuerza del campo de radiación que brilla sobre el monóxido de carbono. El Leiden Ph.D. El candidato Leindert Boogaard realizó esta tarea utilizando el instrumento MUSE.

Boogaard dice:"Combinando las observaciones del gas frío con las del gas cálido y la luz de las estrellas, obtenemos una vista única de las galaxias distantes. Combinando estas muchas piezas del rompecabezas, somos capaces de comprender todo el proceso de crecimiento y formación de las galaxias ".

Se descubrió que las galaxias en el campo ultraprofundo del Hubble con más combustible eran principalmente galaxias normales. con masas estelares promedio y tasas de formación estelar. Otras galaxias son las llamadas galaxias starburst, con una actividad de formación de estrellas inusualmente alta, o galaxias en reposo, con actividad inusualmente baja.

edad de oro

La investigación muestra que la cantidad de hidrógeno molecular en el universo aumentó de manera constante hasta hace aproximadamente 10 mil millones de años, frente a hace 13.800 millones de años, que fue la época del Big Bang. El astrónomo Rychard Bouwens dice:"Así que esa fue la edad de oro de la formación estelar, con mucha materia prima necesaria para formar nuevas estrellas y galaxias. La mitad de las estrellas que aún existen hoy nacieron durante ese breve período de la historia cósmica ".

En el futuro, los astrónomos quieren observar las galaxias individuales con más detalle. Una vista tan detallada será posible utilizando el modo de alta resolución de los telescopios ALMA en combinación con las observaciones del futuro telescopio espacial James Webb.

Los resultados se describen en varios artículos que han sido aceptados para su publicación en el Diario astrofísico .