ALMA, ayudado por una lente gravitacional, imaginé el flujo de salida, o 'viento, 'de una galaxia vista cuando el universo tenía solo mil millones de años. La imagen de ALMA (llamada con un círculo) muestra la ubicación de las moléculas de hidroxilo (OH). Estas moléculas rastrean la ubicación del gas formador de estrellas mientras huye de la galaxia, impulsado por supernovas o un 'viento' impulsado por un agujero negro. El campo de estrellas de fondo (Blanco Telescope Dark Energy Survey) muestra la ubicación de la galaxia. La circular La forma de doble lóbulo de la galaxia distante se debe a la distorsión causada por el efecto de aumento cósmico de una galaxia intermedia. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), J. Spilker / UT-Austin; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello; AURA / NSF
Por primera vez, Se ha detectado un poderoso "viento" de moléculas en una galaxia ubicada a 12 mil millones de años luz de distancia. Sondeando una época en la que el universo tenía menos del 10 por ciento de su edad actual, La investigación del astrónomo Justin Spilker de la Universidad de Texas en Austin arroja luz sobre cómo las primeras galaxias regularon el nacimiento de estrellas para evitar estallar. La investigación aparecerá en la edición del 7 de septiembre de la revista. Ciencias .
"Las galaxias son complicadas, bestias desordenadas, y creemos que los flujos de salida y los vientos son piezas fundamentales de cómo se forman y evolucionan, regulando su capacidad para crecer, "Dijo Spilker.
Algunas galaxias como la Vía Láctea y Andrómeda tienen tasas de nacimiento de estrellas relativamente lentas y medidas, con aproximadamente una nueva estrella que se enciende cada año. Otras galaxias, conocidas como galaxias starburst, forjar cientos o incluso miles de estrellas cada año. Este ritmo furioso sin embargo, no se puede mantener indefinidamente.
Para evitar quemarse en un breve resplandor de gloria, Algunas galaxias aceleran su nacimiento estelar descontrolado expulsando, al menos temporalmente, grandes reservas de gas en sus halos expansivos. donde el gas escapa por completo o vuelve a llover lentamente sobre la galaxia, desencadenando futuros estallidos de formación estelar.
Hasta ahora, sin embargo, Los astrónomos no han podido observar directamente estos poderosos flujos en el universo temprano, donde tales mecanismos son esenciales para evitar que las galaxias crezcan demasiado, demasiado rapido.
Las observaciones de Spilker con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), muestran, por primera vez, un poderoso viento galáctico de moléculas en una galaxia vista cuando el universo tenía solo mil millones de años. Este resultado proporciona información sobre cómo ciertas galaxias en el universo temprano pudieron autorregular su crecimiento para poder continuar formando estrellas a lo largo del tiempo cósmico.
Los astrónomos han observado vientos del mismo tamaño, velocidad y masa en galaxias cercanas con explosiones de estrellas, pero la nueva observación de ALMA es la salida inequívoca más distante jamás vista en el universo primitivo.
Una impresión artística de una salida de gas molecular de una galaxia activa en formación de estrellas. Crédito:NRAO / AUI / NSF, D. Berry
La galaxia, conocido como SPT2319-55, está a más de 12 mil millones de años luz de distancia. Fue descubierto por el Telescopio del Polo Sur de la Fundación Nacional de Ciencias.
ALMA pudo observar este objeto a una distancia tan tremenda con la ayuda de una lente gravitacional proporcionada por una galaxia diferente que se encuentra casi exactamente a lo largo de la línea de visión entre la Tierra y SPT2319-55. Las lentes gravitacionales (la curvatura de la luz debido a la gravedad) magnifican la galaxia de fondo para que parezca más brillante. lo que permite a los astrónomos observarlo con más detalle de lo que podrían hacerlo de otra manera. Los astrónomos utilizan programas informáticos especializados para descifrar los efectos de las lentes gravitacionales para reconstruir una imagen precisa del objeto más distante.
Esta vista asistida por lentes reveló un poderoso viento de gas formador de estrellas que sale de la galaxia a casi 800 kilómetros por segundo. En lugar de una constante, suave brisa, el viento se aleja en grupos discretos, eliminando el gas de formación de estrellas tan rápido como la galaxia puede convertir ese gas en nuevas estrellas.
El flujo de salida fue detectado por la firma de longitud de onda milimétrica de una molécula llamada hidroxilo (OH), que apareció como una línea de absorción:esencialmente, la sombra de una huella dactilar OH en la brillante luz infrarroja de la galaxia.
Los vientos moleculares son una forma eficiente para que las galaxias autorregulen su crecimiento, señalan los investigadores. Estos vientos probablemente se desencadenan por los efectos combinados de todas las explosiones de supernovas que acompañan a los rápidos, formación de estrellas masivas, o por una poderosa liberación de energía cuando parte del gas de la galaxia cae sobre el agujero negro supermasivo en su centro.
"Hasta aquí, solo hemos observado una galaxia a una distancia cósmica tan notable, pero nos gustaría saber si vientos como estos también están presentes en otras galaxias para ver qué tan comunes son. "Concluyó Spilker." Si ocurren básicamente en todas las galaxias, sabemos que los vientos moleculares son ubicuos y también una forma muy común de que las galaxias autorregulen su crecimiento ".
Esta investigación se presenta en un artículo titulado "Fast Molecular Outflow from a Dusty Star-Forming Galaxy in the Early Universe, "por J.S. Spilker et al. en la revista Ciencias .
