Un estudio, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y realizado con OSIRIS, un instrumento en el Gran Telescopio Canarias (GTC), ha encontrado el cúmulo de galaxias más densamente poblado en formación en el universo primitivo. Los investigadores predicen que esta estructura, que está a una distancia de 12.5 mil millones de años luz de nosotros, habrá evolucionado convirtiéndose en un cúmulo similar al de Virgo, un vecino del Grupo Local de galaxias al que pertenece la Vía Láctea. El estudio se publica en la revista especializada Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (MNRAS) .

Los cúmulos de galaxias son grupos de galaxias que permanecen juntos debido a la acción de la gravedad. Para comprender la evolución de estas "ciudades de galaxias", los científicos buscan estructuras en formación, los llamados protocolos de galaxias, en el universo temprano.

En 2012, un equipo internacional de astrónomos hizo una determinación precisa de la distancia de la galaxia HDF850.1, conocida como una de las galaxias con la mayor tasa de formación de estrellas en el universo observable. Para su sorpresa, los científicos también descubrieron que esta galaxia, que es una de las regiones más estudiadas del cielo, conocido como Hubble Deep Field / GOODS-North, es parte de un grupo de alrededor de una docena de protogalaxias que se habían formado durante los primeros mil millones de años de la historia cósmica. Antes de su descubrimiento, solo se conocía otro grupo primordial similar.

Ahora, gracias a una nueva investigación con el instrumento OSIRIS en el Gran Telescopio Canarias (GTC, o GRANTECAN), el equipo ha demostrado que es una de las regiones más densamente pobladas con galaxias en el Universo primitivo, y han realizado por primera vez un estudio detallado de las propiedades físicas de este sistema. "Sorprendentemente, hemos descubierto que todos los miembros del clúster estudiaron hasta ahora, alrededor de dos docenas, son galaxias con formación estelar normal, y que la galaxia central parece dominar la producción de estrellas en esta estructura ", explica Rosa Calvi, ex investigador postdoctoral en el IAC y primer autor del artículo.

Testigos de la infancia del Universo local

Este reciente estudio muestra que este cúmulo de galaxias en formación está formado por varios componentes, o "zonas" con diferencias en su evolución. Los astrónomos predicen que esta estructura cambiará gradualmente hasta convertirse en un cúmulo de galaxias similar a Virgo, la región central del supercúmulo del mismo nombre en el que se encuentra el Grupo Local de galaxias al que pertenece la Vía Láctea. "Vemos esta ciudad en construcción como si fuera 12, Hace 500 millones de años, cuando el Universo tenía menos del 10% de su edad actual, por lo que estamos viendo la infancia de un cúmulo de galaxias como las que son típicas en el Universo local ", señala Helmut Dannerbauer. un investigador del IAC que es coautor de este artículo.

La distancia medida a estas fuentes estudiadas concuerda perfectamente con las predicciones basadas en observaciones fotométricas tomadas previamente en GRANTECAN por Pablo Arrabal Haro, ex estudiante de doctorado en el IAC, supervisado por José Miguel Rodríguez Espinosa, un investigador del IAC y Secretario General Adjunto de la Unión Astronómica Internacional (IAU), y Casiana Muñoz-Tuñón, investigadora y subdirectora del IAC, todos ellos coautores del presente artículo. Arrabal desarrolló un método para seleccionar galaxias con tasas normales de formación de estrellas, basado en la encuesta fotométrica SHARDS (encuesta para fuentes muertas y rojas de absorción de alta z), un Gran Programa del Observatorio Europeo Austral (ESO) llevado a cabo en el GTC. "Estoy muy feliz de ver que el método desarrollado durante mi tesis doctoral funciona tan bien para encontrar y confirmar una región altamente poblada de galaxias en el Universo distante", afirma Arrabal.

El programa SHARDS ha sido liderado por Pablo Pérez-González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y también autor del artículo. Como explica Pérez-González, "midiendo exactamente cómo se forman estas estructuras, especialmente al comienzo del Universo, no es fácil, y necesitamos datos excepcionales como los que estamos tomando con el telescopio GTC como parte de los proyectos SHARDS y SHARDS Frontier Fields, que nos permiten determinar distancias a galaxias y entre galaxias en el borde del Universo con una precisión nunca antes alcanzada ".

Además, Stefan Geier, El astrónomo de apoyo de GTC y coautor del artículo señala que "este resultado tan sorprendente no hubiera sido posible sin la extraordinaria capacidad de OSIRIS junto con la gran área de recolección del GRANTECAN, el telescopio óptico e infrarrojo más grande del mundo ".

El Gran Telescopio Canarias y los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares de España.