Los astrónomos han utilizado el poder combinado de múltiples observatorios astronómicos en todo el mundo y en el espacio para descubrir un tesoro de galaxias masivas antiguas desconocidas hasta ahora. Este es el primer descubrimiento múltiple de este tipo, y tal abundancia de este tipo de galaxias desafía los modelos actuales del universo. Estas galaxias también están íntimamente conectadas con los agujeros negros supermasivos y la distribución de la materia oscura.

El telescopio espacial Hubble ofreció un acceso sin precedentes al universo nunca antes visto, pero incluso él es ciego para algunas de las piezas más fundamentales del rompecabezas cósmico. Los astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Tokio querían observar objetos que sospechaban durante mucho tiempo que estaban allí, pero que Hubble no pudo revelar. Las nuevas generaciones de observatorios astronómicos finalmente han revelado lo que buscaban.

"Esta es la primera vez que se confirmó una población tan grande de galaxias masivas durante los primeros 2 mil millones de años de la vida del universo de 13,7 mil millones de años. Estas eran previamente invisibles para nosotros, ", dijo el investigador Tao Wang." Este hallazgo contraviene los modelos actuales para ese período de evolución cósmica, y ayudará a agregar algunos detalles, que han estado ausentes hasta ahora ".

Pero, ¿cómo puede algo tan grande como una galaxia ser invisible para empezar?

"La luz de estas galaxias es muy tenue, con longitudes de onda largas invisibles a nuestros ojos e indetectables por Hubble, "explicó el profesor Kotaro Kohno." Así que recurrimos al Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), que es ideal para ver este tipo de cosas. Tengo una larga trayectoria con esa facilidad, y por eso sabía que daría buenos resultados ".

A pesar de que estas galaxias fueron las más grandes de su tiempo, su luz no solo es débil, pero también estirado debido a su inmensa distancia. A medida que el universo se expande la luz que pasa se estira, para que la luz visible se alargue, eventualmente convirtiéndose en infrarrojos. La cantidad de estiramiento permite a los astrónomos calcular qué tan lejos está algo, que también revela cuánto tiempo hace que la luz fue emitida por el objeto.

"Fue difícil convencer a nuestros compañeros de que estas galaxias eran tan antiguas como sospechábamos. Nuestras sospechas iniciales sobre su existencia provienen de los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer, ", dijo Wang." Pero ALMA tiene ojos agudos, y revela detalles en longitudes de onda submilimétricas, las mejores longitudes de onda para mirar a través del polvo presente en el universo temprano. Aún así, se necesitaron más datos del imaginativamente llamado Very Large Telescope en Chile para demostrar realmente que estábamos viendo antiguas galaxias masivas donde no se había visto ninguna antes ".

Otra razón por la que estas galaxias parecen tan débiles es porque las galaxias más grandes, incluso en la actualidad, tienden a estar envueltos en polvo, lo que los oscurece más que a sus hermanos galácticos más pequeños.

¿Y qué implica el descubrimiento de estas galaxias masivas?

"Cuanto más masiva es una galaxia, cuanto más masivo es el agujero negro supermasivo en su corazón. Entonces, el estudio de estas galaxias y su evolución nos dirá más sobre la evolución de los agujeros negros supermasivos, también, "dijo Kohno." Las galaxias masivas también están íntimamente conectadas con la distribución de materia oscura invisible. Esto juega un papel en la configuración de la estructura y distribución de las galaxias. Los investigadores teóricos deberán actualizar sus teorías ahora ".

Los astrónomos también están interesados ​​en cómo estas 39 galaxias se diferencian de las nuestras. Si nuestro sistema solar estuviera dentro de uno de ellos y tuvieras que mirar al cielo en una noche clara, vería algo bastante diferente al patrón familiar de la Vía Láctea.

"Por una cosa, el cielo nocturno parecería mucho más majestuoso. La mayor densidad de estrellas significa que habría muchas más estrellas cercanas al parecer más grandes y brillantes. "explicó Wang." Pero a la inversa, la gran cantidad de polvo significa que las estrellas distantes serían mucho menos visibles, por lo que el fondo de estas brillantes estrellas cercanas podría ser un vasto vacío oscuro ".

Como es la primera vez que se descubre una población de galaxias de este tipo, las implicaciones de su estudio recién ahora se están comprendiendo. Puede haber muchas sorpresas por venir.

"Estas gigantescas galaxias son invisibles en longitudes de onda ópticas, por lo que es extremadamente difícil hacer espectroscopía, una forma de investigar las poblaciones estelares y la composición química de las galaxias. ALMA no es buena en esto, y necesitamos algo mas ", concluyó Wang." Estoy ansioso por que los próximos observatorios, como el telescopio espacial James Webb, nos muestren de qué están hechas realmente estas bestias primordiales ".