Imagen del Telescopio Espacial Hubble (HST) de ALMA y NASA / ESA de una galaxia joven rodeada por un capullo de carbono gaseoso. El color rojo muestra la distribución del gas de carbono obtenida al combinar los datos de ALMA para 18 galaxias. La distribución estelar fotografiada por HST se muestra en azul. El tamaño de la imagen es 3,8 segundos de arco x 3,8 segundos de arco, que corresponde a 70, 000 años luz x 70, 000 años luz a una distancia de 12,8 mil millones de años luz de distancia. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA, Fujimoto y col.
Los investigadores han descubierto gigantescas nubes de carbono gaseoso que abarcan más de un radio de 30, 000 años luz alrededor de galaxias jóvenes utilizando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Esta es la primera confirmación de que los átomos de carbono producidos dentro de las estrellas en el universo temprano se han extendido más allá de las galaxias. Ningún estudio teórico ha predicho capullos de carbono tan enormes alrededor de galaxias en crecimiento, lo que plantea preguntas sobre nuestra comprensión actual de la evolución cósmica.
"Examinamos el Archivo Científico de ALMA a fondo y recopilamos todos los datos que contienen señales de radio de iones de carbono en las galaxias del universo temprano, solo mil millones de años después del Big Bang, "dice Seiji Fujimoto, el autor principal del artículo de investigación que es astrónomo de la Universidad de Copenhague, y un ex Ph.D. estudiante de la Universidad de Tokio. "Al combinar todos los datos, logramos una sensibilidad sin precedentes. Obtener un conjunto de datos de la misma calidad con una observación tomaría 20 veces más que las observaciones típicas de ALMA, que es casi imposible de lograr ".
Los elementos pesados como el carbono y el oxígeno no existían en el universo en el momento del Big Bang. Posteriormente se formaron por fusión nuclear en estrellas. Sin embargo, aún no se comprende cómo estos elementos se esparcen por el universo. Los astrónomos han encontrado elementos pesados dentro de las galaxias bebés, pero no más allá de esas galaxias, debido a la sensibilidad limitada de sus telescopios. Este equipo de investigación resumió las débiles señales almacenadas en el archivo de datos y traspasó los límites.
"Las nubes de carbono gaseoso son casi cinco veces más grandes que la distribución de estrellas en las galaxias, como se observa con el telescopio espacial Hubble, "explica Masami Ouchi, profesor del Observatorio Astronómico Nacional de Japón y de la Universidad de Tokio. "Vimos nubes difusas pero enormes flotando en el universo negro como el carbón".
Luego, ¿Cómo se formaron los capullos de carbono? "Las explosiones de supernovas en la etapa final de la vida estelar expulsan elementos pesados formados en las estrellas, "dice el profesor Rob Ivison, el Director de Ciencia del Observatorio Europeo Austral. "Los chorros de energía y la radiación de los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias también podrían ayudar a transportar carbono fuera de las galaxias y finalmente a todo el universo. Estamos siendo testigos de este proceso de difusión en curso, la contaminación ambiental más antigua del universo ".
Impresión artística de una galaxia joven rodeada por una enorme nube gaseosa. Crédito:NAOJ
El equipo de investigación señala que en la actualidad los modelos teóricos son incapaces de explicar nubes de carbono tan grandes alrededor de galaxias jóvenes. probablemente indicando que algún nuevo proceso físico debe incorporarse a las simulaciones cosmológicas. "Las galaxias jóvenes parecen expulsar una cantidad de gas rico en carbono que supera con creces nuestras expectativas, "dice Andrea Ferrara, profesor de la Scuola Normale Superiore di Pisa.
El equipo ahora está utilizando ALMA y otros telescopios en todo el mundo para explorar más a fondo las implicaciones del descubrimiento para los flujos galácticos y los halos ricos en carbono alrededor de las galaxias.
