Tenemos una buena comprensión de los mecanismos fundamentales que regulan la formación de estrellas en las galaxias, desde la materia interestelar hasta las nubes difusas distribuidas en el espacio cuya contracción gravitacional conduce al nacimiento de estrellas dentro de grandes cúmulos estelares. Pero las observaciones de galaxias distantes han cuestionado esta imagen, el tamaño y la masa de estos viveros estelares distantes excedía en gran medida al de sus homólogos locales. Un equipo internacional de astrofísicos dirigido por las Universidades de Ginebra (UNIGE), Suiza, para las observaciones y Zurich (UZH) para las simulaciones ha abordado esta inconsistencia, que parece cuestionar nuestro conocimiento de la formación de estrellas cuando estudiamos el universo temprano, lejos en el tiempo y el espacio. Han encontrado las primeras respuestas gracias a nuevas observaciones de la llamada serpiente cósmica. Su estudio se publica en la revista Astronomía de la naturaleza .

El estudio de la formación de estrellas se basa en el trabajo coordinado de varios equipos internacionales que realizan observaciones a diferentes escalas. El telescopio espacial Hubble, cuando se apunta hacia galaxias de alto corrimiento al rojo, estudia en detalle objetos muy distantes cuando el universo era mucho más joven, lejos en el tiempo y el espacio.

Estas observaciones han desencadenado un debate inesperado entre los astrónomos:en el pasado distante, ¿La formación estelar se regía por diferentes leyes o condiciones físicas? Esto es lo que aparentemente sugieren los datos del Telescopio Espacial Hubble con observaciones de galaxias distantes que revelan la presencia de regiones gigantes de formación de estrellas. cúmulos de gas y estrellas que alcanzan tamaños de hasta 3000 años luz, mil veces más grandes que los observados en el universo cercano. Y estos grupos gigantes curiosamente, parecía ser omnipresente en las galaxias de alto corrimiento al rojo.

La necesidad de un telescopio gravitacional.

La distancia que nos separa de estos objetos impide su observación detallada, pero los astrónomos han superado esta dificultad aprovechando las lentes gravitacionales. El telescopio apunta en la dirección de un objeto extremadamente masivo cuyo campo gravitacional dobla el camino de la luz proveniente de una galaxia más distante ubicada detrás de él. La gravedad del objeto masivo crea así imágenes múltiples y amplificadas de la galaxia distante, exactamente como una lente óptica.

En este caso, los astrónomos apuntaron al Hubble a una enorme lente gravitacional que produce varios Imágenes deformadas y casi superpuestas de una galaxia distante que presenta una verdadera región de "serpiente cósmica" formadora de estrellas. "La imagen amplificada es más precisa, luminoso, y nos permite observar detalles hasta 100 veces más pequeños, "dice Antonio Cava, autor principal del estudio.

El hecho de que la imagen de la galaxia de origen se repita cinco veces en diferentes resoluciones espaciales permitió a los investigadores realizar una observación directa y establecer la estructura intrínseca y el tamaño de los grupos gigantes observados. Los investigadores concluyeron que los grupos gigantes en realidad no son tan grandes y masivos como sugirieron las observaciones previas del Hubble. En lugar de, son intrínsecamente más pequeños o están compuestos por múltiples componentes pequeños no resueltos. Valentina Tamburello del Instituto de Ciencias Computacionales de la UZH, un coautor del estudio, dice, "Gracias a la increíblemente alta resolución de la 'serpiente cósmica, “pudimos comparar nuestros cálculos con las observaciones de UNIGE y confirmar su coincidencia. Fue una suerte increíble para nosotros ".

Este es un paso importante hacia la comprensión de los mecanismos fundamentales que impulsan la formación de estrellas en galaxias distantes, incluso si no explica completamente algunas de las diferencias observadas con respecto a las galaxias locales. "Hemos reducido las diferencias entre lo que observamos en el universo cercano y en galaxias distantes de un factor 1000 a un factor 10, "dice Daniel Schaerer, profesor del Observatorio de Ginebra. También señala la convincente convergencia de observaciones innovadoras y simulaciones sofisticadas de última generación, como los desarrollados por los colaboradores de UZH, lo que sugiere que las diferencias restantes, puede explicarse por la naturaleza turbulenta de las galaxias distantes.