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    GMRT actualizado mide la masa de hidrógeno en galaxias distantes

    Una imagen de la señal apilada de 21 cm detectada con el GMRT actualizado, que surge del gas hidrógeno atómico en galaxias a 22 mil millones de años luz de distancia. Crédito:Chowdhury et al.

    Un equipo de astrónomos del Centro Nacional de Radioastrofísica (NCRA-TIFR) en Pune, y el Instituto de Investigación Raman (RRI), en Bangalore, ha utilizado el radiotelescopio Giant Metrewave (GMRT) mejorado para medir el contenido de hidrógeno atómico de las galaxias vistas como eran hace 8 mil millones de años, cuando el universo era joven. Ésta es la época más antigua del universo para la que existe una medida del contenido de gas atómico de las galaxias. Esta investigación ha sido publicada en el número del 14 de octubre de 2020 de la revista Naturaleza .

    Las galaxias del universo están compuestas principalmente de gas y estrellas, con gas que se convierte en estrellas durante la vida de una galaxia. Por tanto, comprender las galaxias nos obliga a determinar cómo cambian con el tiempo las cantidades de gas y de estrellas. Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que las galaxias formaban estrellas a un ritmo mayor cuando el universo era joven que en la actualidad. La actividad de formación de estrellas en las galaxias alcanzó su punto máximo hace unos 8-10 mil millones de años y ha ido disminuyendo constantemente hasta hoy. Se desconoce la causa de este declive, principalmente porque no hemos tenido información sobre la cantidad de gas hidrógeno atómico, el combustible principal para la formación de estrellas, en las galaxias en estos primeros tiempos.

    "Tenemos, por primera vez, midió el contenido de gas hidrógeno atómico de galaxias formadoras de estrellas hace unos 8 mil millones de años, utilizando el GMRT actualizado. Dada la intensa formación de estrellas en estas primeras galaxias, su gas atómico sería consumido por la formación de estrellas en sólo mil o dos mil millones de años. Y, si las galaxias no pudieran adquirir más gas, su actividad de formación estelar disminuiría, y finalmente cesar, "dijo Aditya Chowdhury, un doctorado estudiante de NCRA-TIFR y autor principal del estudio. "La disminución observada en la actividad de formación de estrellas puede explicarse por el agotamiento del hidrógeno atómico".

    Una antena GMRT por la noche. Crédito:Rakesh Rao

    La medición de la masa de hidrógeno atómico de galaxias distantes se realizó utilizando el GMRT mejorado para buscar una línea espectral en el hidrógeno atómico. A diferencia de las estrellas que emiten luz intensamente en longitudes de onda ópticas, la señal de hidrógeno atómico se encuentra en las longitudes de onda de radio, a una longitud de onda de 21 cm, y solo se puede detectar con radiotelescopios. Desafortunadamente, esta señal de 21 cm es muy débil, y difícil de detectar desde galaxias individuales distantes incluso con telescopios potentes como el GMRT mejorado. Para superar esta limitación, el equipo utilizó una técnica llamada "apilamiento" para combinar las señales de 21 cm de casi 8, 000 galaxias que se habían identificado anteriormente con telescopios ópticos. Este método mide el contenido medio de gas de estas galaxias.

    K. S. Dwarakanath de RRI, un coautor del estudio, mencionó "Usamos el GMRT en 2016, antes de su actualización, para realizar un estudio similar. Sin embargo, el estrecho ancho de banda antes de la actualización de GMRT significaba que podíamos cubrir solo alrededor de 850 galaxias en nuestro análisis, y, por lo tanto, no eran lo suficientemente sensibles para detectar la señal "." El gran salto en nuestra sensibilidad se debe a la actualización del GMRT en 2017, "dijo Jayaram Chengalur, de NCRA-TIFR, coautor del artículo. "Los nuevos receptores de banda ancha y la electrónica nos permitieron utilizar 10 veces más galaxias en el análisis de apilamiento, dando suficiente sensibilidad para detectar la señal débil promedio de 21 cm ".


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