Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) han descubierto el encuentro cercano nunca antes visto entre dos galaxias asombrosamente brillantes y espectacularmente masivas en el universo temprano. Estas galaxias de estallido estelar hiper-luminosas son extremadamente raras en esta época de la historia cósmica — cerca de la época en que se formaron las galaxias por primera vez — y pueden representar uno de los ejemplos más extremos de formación estelar violenta jamás observado.

Los astrónomos capturaron estas dos galaxias en interacción, colectivamente conocido como ADFS-27, cuando comenzaron el proceso gradual de fusionarse en un solo, galaxia elíptica masiva. Un encuentro anterior de deslizamiento lateral entre los dos ayudó a desencadenar sus asombrosas explosiones de formación estelar. Los astrónomos especulan que esta fusión podría eventualmente formar el núcleo de todo un cúmulo de galaxias. Los cúmulos de galaxias se encuentran entre las estructuras más masivas del universo.

"Encontrar una sola galaxia hiper-luminosa con estallido estelar es extraordinario en sí mismo. Encontrar dos de estas raras galaxias tan próximas es realmente asombroso, "dijo Dominik Riechers, astrónomo de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y autor principal en un artículo que aparece en el Diario astrofísico . "Teniendo en cuenta su extrema distancia de la Tierra y la frenética actividad de formación de estrellas dentro de cada una, es posible que estemos presenciando la fusión de galaxias más intensa conocida hasta la fecha ".

El par de galaxias ADFS-27 se encuentra aproximadamente a 12,7 mil millones de años luz de la Tierra en la dirección de la constelación Dorado. A esta distancia Los astrónomos ven este sistema tal como apareció cuando el universo tenía solo mil millones de años.

Los astrónomos detectaron por primera vez este sistema con el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea. Apareció como un único punto rojo en la inspección del telescopio del cielo austral. Estas observaciones iniciales sugirieron que el objeto aparentemente débil era de hecho extremadamente brillante y extremadamente distante. Las observaciones de seguimiento con el telescopio Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) confirmaron estas interpretaciones iniciales y allanaron el camino para las observaciones más detalladas de ALMA.

Con su mayor resolución y mayor sensibilidad, ALMA midió con precisión la distancia a este objeto y reveló que de hecho se trataba de dos galaxias distintas. El emparejamiento de galaxias fenomenalmente raras sugiere que residen dentro de una región particularmente densa del universo en ese período de su historia. dijeron los astrónomos.

Las nuevas observaciones de ALMA también indican que el sistema ADFS-27 tiene aproximadamente 50 veces la cantidad de gas de formación de estrellas que la Vía Láctea. "Gran parte de este gas se convertirá en nuevas estrellas muy rápidamente, ", dijo Riechers." Nuestras observaciones actuales indican que estas dos galaxias de hecho están produciendo estrellas a un ritmo vertiginoso, unas mil veces más rápido que nuestra galaxia natal ".

Las galaxias, que parecerían planas, discos giratorios:rebosan de estrellas azules extremadamente brillantes y masivas. La mayor parte de esta intensa luz de las estrellas, sin embargo, nunca sale de las galaxias mismas; simplemente hay demasiado polvo interestelar oscureciendo en cada uno.

Este polvo absorbe la brillante luz de las estrellas, calentando hasta que brille intensamente en luz infrarroja. Mientras esta luz viaja las vastas distancias cósmicas a la Tierra, la expansión en curso del universo cambia la luz infrarroja una vez en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas más largas, todo gracias al efecto Doppler.

ALMA fue especialmente diseñado para detectar y estudiar luz de esta naturaleza, lo que permitió a los astrónomos resolver la fuente de luz en dos objetos distintos. Las observaciones también muestran las estructuras básicas de las galaxias, revelando rasgos parecidos a una cola que se desprendieron durante su encuentro inicial.

Las nuevas observaciones también indican que las dos galaxias tienen alrededor de 30, 000 años luz de distancia, moviéndose aproximadamente a varios cientos de kilómetros por segundo entre sí. A medida que continúan interactuando gravitacionalmente, cada galaxia eventualmente se ralentizará y caerá hacia la otra, probablemente conduzca a varios encuentros más cercanos antes de fusionarse en uno masivo, galaxia elíptica. Los astrónomos esperan que este proceso lleve unos cientos de millones de años.

"Debido a su gran distancia y polvo, estas galaxias permanecen completamente desapercibidas en longitudes de onda visibles, "señaló Riechers." Con el tiempo, esperamos combinar los exquisitos datos de ALMA con futuras observaciones infrarrojas con el telescopio espacial James Webb de la NASA. Estos dos telescopios formarán el 'equipo de ensueño' de un astrónomo para comprender mejor la naturaleza de este y otros tan excepcionalmente raros, sistemas extremos ".