Un equipo de astrónomos dirigido por los Observatorios de la Universidad de California (UCO) ha estudiado con gran detalle una galaxia tan débil y en tan prístina condición que ha actuado como una cápsula del tiempo. sellado poco después del amanecer de nuestro universo solo para ser abierto por la tecnología más nueva en el Observatorio W. M. Keck.

Usando el Keck Cosmic Web Imager (KCWI), el equipo descubrió un extraño galaxia ultradifusa solitaria (UDG).

Este transparente galaxia fantasmal, llamado DGSAT I, contradice la teoría actual sobre la formación de UDG. Todos los UDG estudiados previamente han estado en cúmulos de galaxias, que informó la base de la teoría de que alguna vez fueron galaxias "normales", pero con el tiempo se han convertido en un lío esponjoso debido a eventos violentos dentro del grupo.

"Parecía haber una imagen relativamente ordenada de los orígenes de las galaxias, de espirales a elípticas, y de gigantes a enanos, "dijo el autor principal Ignacio Martín-Navarro, becario postdoctoral en la UCO. "Sin embargo, el reciente descubrimiento de las UDG planteó nuevas preguntas sobre cuán completa es esta imagen. Todos los UDG que se han estudiado en detalle hasta ahora estaban dentro de cúmulos de galaxias:regiones densas de interacción violenta donde las características de las galaxias al nacer han sido revueltas por una adolescencia difícil ".

Los resultados del equipo se publicarán el 11 de abril de Edición de 2019 de la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y ahora está disponible en línea.

Debido a que DGSAT I es una rara excepción de un UDG que se encuentra fuera de un clúster, puede proporcionar una ventana más clara al pasado. No ha habido mucha actividad a su alrededor que pudiera manchar su composición y evolución. Para descubrir qué causó que esta galaxia fuera tan escasa a la luz de las estrellas, el equipo usó KCWI para mapear la composición de la galaxia.

"La composición química de una galaxia proporciona un registro de las condiciones ambientales cuando se formó, como la forma en que los oligoelementos en el cuerpo humano pueden revelar una vida de hábitos alimenticios y exposición a contaminantes, "dijo el coautor Aaron Romanowsky, astrónomo de la UCO y profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de San José.

DGSAT I sorprendió a los investigadores con su composición química. Las galaxias de hoy suelen tener elementos más pesados ​​en ellas, como el hierro y el magnesio, en comparación con las galaxias antiguas nacidas justo después del Big Bang. Pero KCWI reveló que DGSAT I parece estar anémico; el contenido de hierro de la galaxia es notablemente bajo, como si se formara a partir de una nube de gas casi prístina que no fue contaminada por la muerte de supernova de estrellas anteriores. Y, sin embargo, los niveles de magnesio de DGSAT I son normales, coherente con lo que los astrónomos esperan encontrar en las galaxias modernas. Esto es extraño porque ambos elementos se liberan en eventos de supernovas; normalmente no se encuentra uno sin el otro.

"No entendemos esta combinación de contaminantes, pero una de nuestras ideas es que las explosiones extremas de supernovas hicieron que la galaxia pulsara en tamaño durante su adolescencia, de una manera que retiene el magnesio preferentemente al hierro, "dijo Romanowsky.

Las UDG son una clase relativamente nueva de galaxias que se descubrieron por primera vez en 2015. Son tan grandes como la Vía Láctea pero tienen entre 100 y 1000 veces menos estrellas que nuestra propia galaxia. haciéndolos apenas visibles y difíciles de estudiar.

KCWI está diseñado para superar ese obstáculo con su extrema sensibilidad y capacidad para capturar espectros de alta resolución de los objetos más lejanos y débiles de nuestro universo como los UDG.

"Solo hay otro instrumento en el mundo con las capacidades de KCWI que nos permite medir la composición química de galaxias de bajo brillo superficial, "dijo el coautor Jean Brodie, Catedrático de Astronomía y Astrofísica de la UCO. "Pero ese está en el hemisferio sur, donde no tenemos una buena vista de DGSAT I, que se encuentra en el norte ".

KCWI realiza un tipo de observación llamada espectroscopia de campo integral, que captura datos en 3-D en lugar de 2-D. Tradicionalmente, los astrónomos tenían dos formas de estudiar los objetos celestes, ya sea a través de imágenes o mediante espectroscopia. Este instrumento rompe la barrera entre los dos. En una sola observación, KCWI captura tanto la imagen, así como el espectro de cada píxel de la imagen, que revela las propiedades físicas del objeto, como la composición, temperatura, velocidad, y más.

"Es este tipo de observaciones para las que construimos KCWI; para continuar empujando la frontera de obtener la mayor cantidad de información de los objetos más débiles, "dijo John O'Meara, científico jefe del Observatorio Keck. "Estamos muy emocionados de ver cuántos objetos más como DGSAT I podemos estudiar con Keck y continuar transformando nuestra comprensión de cómo se forman y cambian las galaxias con el tiempo".

Los investigadores planean usar KCWI nuevamente, esta vez para realizar una observación más profunda de otra UDG similar a DGSAT I; planean desentrañar su composición con mayor detalle con la esperanza de desentrañar más datos que podrían ayudar a los astrónomos a concentrarse en el origen de las UDG.

"Se han presentado varias ideas, de lo mundano a lo exótico. Una posibilidad intrigante es que algunas de estas galaxias fantasmales son fósiles vivientes de los albores del universo cuando las estrellas y galaxias emergieron en un entorno muy diferente al de hoy. ", dijo Romanowsky." Su nacimiento es verdaderamente un misterio fascinante que nuestro equipo está trabajando para resolver ".