Newswise – A medida que los telescopios se volvieron más avanzados y poderosos, los astrónomos pudieron detectar más y más galaxias distantes. Estas son algunas de las primeras galaxias que se formaron en nuestro universo que comenzaron a alejarse de nosotros a medida que el universo se expandía. De hecho, cuanto mayor es la distancia, más rápido parece alejarse una galaxia de nosotros. Curiosamente, podemos estimar qué tan rápido se mueve una galaxia y, a su vez, cuándo se formó en función de cuán «desplazada hacia el rojo» aparece su emisión. Esto es similar a un fenómeno llamado «efecto Doppler», donde los objetos que se alejan de un observador emiten luz que parece desplazada a longitudes de onda más largas (de ahí el término «desplazamiento al rojo») para el observador.
El telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en medio del desierto de Atacama en Chile, es particularmente adecuado para observar estos desplazamientos al rojo en las emisiones de galaxias. Recientemente, un equipo de investigadores internacionales, incluido el profesor Akio Inoue y el estudiante graduado Tsuyoshi Tokuoka de la Universidad de Waseda, Japón, el Dr. Takuya Hashimoto de la Universidad de Tsukuba, Japón, el profesor Richard S. Ellis del University College London y el Dr. Un investigador de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, observó emisiones desplazadas hacia el rojo de una galaxia distante, MACS1149-JD1 (en adelante, JD1), lo que los llevó a algunas conclusiones interesantes. «Además de encontrar galaxias con alto corrimiento al rojo, es decir, galaxias muy distantes, estudiar su movimiento interno de gas y estrellas proporciona una motivación para comprender el proceso de formación de galaxias en el universo más temprano posible.”, explica Elisa. Los resultados de su estudio fueron publicados en Las cartas del diario astrofísico.
La formación de galaxias comienza con la acumulación de gas y continúa con la formación de estrellas a partir de ese gas. Con el tiempo, la formación de estrellas progresa desde el centro hacia afuera, se desarrolla un disco galáctico y la galaxia adquiere una forma particular. A medida que continúa la formación estelar, se forman estrellas más jóvenes en el disco giratorio mientras que las estrellas más viejas permanecen en el centro. Al estudiar la edad de los objetos estelares y el movimiento de estrellas y gas en la galaxia, es posible determinar la etapa de evolución que ha alcanzado la galaxia.
Al realizar una serie de observaciones durante un período de dos meses, los astrónomos midieron con éxito pequeñas diferencias en el «desplazamiento al rojo» de una posición a otra dentro de la galaxia y descubrieron que JD1 cumplía con el criterio de una galaxia dominada por la rotación. Luego modelaron la galaxia como un disco giratorio y descubrieron que reproducía muy bien las observaciones. La velocidad de rotación calculada fue de unos 50 kilómetros por segundo, que se comparó con la velocidad de rotación del disco de la Vía Láctea de 220 kilómetros por segundo. El equipo también midió el diámetro de JD1 en solo 3000 años luz, mucho más pequeño que el de la Vía Láctea, que tiene 100 000 años luz de diámetro.
La importancia de su resultado es que JD1 es, con mucho, la fuente más distante y, por lo tanto, más antigua jamás encontrada que tiene un disco giratorio de gas y estrellas. Junto con mediciones similares de sistemas más cercanos en la literatura de investigación, esto permitió al equipo delinear el desarrollo gradual de las galaxias en rotación durante el 95% de nuestra historia cósmica.
Además, la masa estimada a partir de la velocidad de rotación de la galaxia estaba en consonancia con la masa estelar previamente estimada a partir de la firma espectral de la galaxia y provenía predominantemente de estrellas «maduras» que se formaron hace unos 300 millones de años. «Esto muestra que la población estelar de JD1 se formó en un momento incluso anterior en la era cósmica». dice Hashimoto.
«La velocidad de rotación de JD1 es mucho más lenta que la que se encuentra en galaxias en épocas posteriores y en nuestra Galaxia y es probable que JD1 se encuentre en una etapa temprana de desarrollo del movimiento de rotación.dice Inoue. Con el recién lanzado Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos ahora planean identificar las ubicaciones de estrellas jóvenes y más viejas en la galaxia para verificar y actualizar su escenario de formación de galaxias.
¡Sin duda hay nuevos descubrimientos en el horizonte!
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Referencia
DUELE: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac7447
Autores: Tsuyoshi Tokuoka,1 Akio K. Inoue,1.2 Takuya Hashimoto,3 Richard S. Ellis,4 Nicolás Laporte,5.6 yuma sugahara,2.7Hiroshi Matsuo,7yoichi tamura,8Yoshinobu Fudamoto,2.7kana moriwaki,9Guido Roberts-Borsani,10ikko shimizu,11satoshi yamanaka,12Naoki Yoshida,9,13,14,15Erik Zakrisson,dieciséis y Wei Zheng17.
Afiliaciones:
1 Departamento de Física Pura y Aplicada, Universidad de Waseda
dos Instituto de Investigación de Ciencia e Ingeniería de Waseda, Universidad de Waseda
3 Centro Tomonaga para la Historia del Universo (TCHoU), Universidad de Tsukuba
4 Departamento de Física y Astronomía, University College London
5 Instituto Kavli de Cosmología, Universidad de Cambridge
6 Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge
7 Observatorio Astronómico Nacional de Japón
8 División de Ciencias Astrofísicas y de Partículas, Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Nagoya
9 Departamento de Física de la Universidad de Tokio
10 Departamento de Física y Astronomía, Universidad de California
11 Departamento de Literatura, Universidad Shikoku Gakuin
12 Departamento de Educación General, Instituto Nacional de Tecnología, Toba College
13 Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo (WPI), Institutos de Estudios Avanzados de la UT, Universidad de Tokio
14 Centro de Investigación del Universo Temprano, Facultad de Ciencias, Universidad de Tokio
15 Instituto de Física de la Inteligencia, Facultad de Ciencias, Universidad de Tokio
dieciséis Astrofísica observacional, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Uppsala
17 Departamento de Física y Astronomía, Universidad Johns Hopkins
Acerca de la Universidad de Waseda
Ubicada en el corazón de Tokio, la Universidad de Waseda es una universidad de investigación privada líder que se ha dedicado durante mucho tiempo a la excelencia académica, la investigación innovadora y el compromiso cívico a nivel local y global desde 1882. La Universidad es la número uno en Japón en actividades internacionales, que incluyen el número de estudiantes internacionales, con la más amplia gama de programas de grado impartidos íntegramente en inglés. Para obtener más información sobre la Universidad de Waseda, visite https://www.waseda.jp/top/en.
