Desvelando nuevos detalles en la astroquímica estelar
Por: Universidad Tecnológica de Chalmers
14 de diciembre de 2023
La ilustración muestra representaciones de las moléculas encontradas en la galaxia distante NCv1.143, superpuestas a una imagen de una galaxia similar en el universo cercano (NGC 572) tomada en luz visible por el telescopio Hubble. Crédito: ESA/Hubble, NASA, L. Ho; Jmol (moléculas); R. Cumming (montaje).
Un equipo de científicos dirigido por la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia ha estudiado dos galaxias del universo primitivo, que contienen fábricas de estrellas extremadamente productivas. Los investigadores creen que estudios como este podrían revolucionar nuestra comprensión de la vida de las galaxias más activas cuando el Universo era joven. Cuando el universo era joven, las galaxias eran muy diferentes de las majestuosas espirales actuales, que están llenas de soles suavemente brillantes y coloridas nubes de gas. Nuevas estrellas estaban naciendo a un ritmo cientos de veces más rápido que en el Universo actual.
La mayor parte, sin embargo, estaba oculta detrás de gruesas capas de polvo, lo que hacía que fuera un desafío para los científicos descubrir las fábricas de estas estrellas, secretas hasta ahora. Al estudiar las galaxias más distantes visibles con potentes telescopios, los astrónomos pueden vislumbrar cómo estas fábricas han logrado crear tantas estrellas. En un nuevo estudio, publicado en la revista Astronomy &. Astrophysics, un equipo de científicos dirigido por el astrónomo de Chalmers Chentao Yang, utilizó los telescopios de NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array) en Francia para descubrir más sobre cómo estas primeras fábricas de estrellas lograron crear tantas estrellas.
Yang y sus colegas midieron la luz de dos galaxias luminosas en el universo primitivo, una de ellas clasificada como cuásar y ambas con altas tasas de formación de estrellas. "Sabíamos que estas galaxias eran prodigiosas fábricas de estrellas, quizás entre las más grandes que el universo haya visto jamás. Para poder descubrir cómo funcionan, medimos su luz en longitudes de onda de alrededor de un milímetro, con la esperanza de recopilar nuevas pistas", añade Chentao Yang.
Las mediciones demostraron ser exitosas más allá de las expectativas de los científicos. Expectativas. A la luz que registraron de ambas galaxias, identificaron rastros de muchos tipos diferentes de moléculas. Desde lo más profundo de estas galaxias, se emite luz en muchas longitudes de onda diferentes desde las nubes de gas y polvo donde nuevas estrellas nacen. Al analizar el espectro de cada galaxia (los colores individuales de su luz), los científicos pudieron identificar 13 moléculas, varias de las cuales nunca antes se habían visto en galaxias tan distantes.
Cada molécula proporciona diferentes pistas sobre la temperatura, la presión y la densidad en el espacio entre las estrellas y sobre cómo interactúan la luz de las estrellas, la radiación y la materia, lo que proporciona nueva información clave sobre las condiciones físicas y químicas de estas galaxias. "Interpretar las señales es un desafío. Estamos viendo parte del espectro electromagnético que es difícil de observar en galaxias cercanas. Pero gracias a la expansión del universo, la luz de galaxias distantes como estas se desplaza a longitudes de onda más largas que podemos ver con radiotelescopios que observan en niveles submilimétricos”, dice Chentao Yang.
Se han detectado más de cien moléculas diferentes en el espacio interestelar. En este estudio, los astrónomos identificaron moléculas de monóxido de carbono (CO), radical ciano (CN), radical etinilo (CCH), cianuro de hidrógeno (HCN), el catión formilo (HCO+), isocianuro de hidrógeno (HNC), monosulfuro de carbono (CS), agua, el ion hidronio (H3O+), óxido nítrico (NO), diazenilio (N2H+), el radical metilidina (CH) y el ciclopropenilideno (c-C3H2). Varios de estos compuestos nunca antes se habían visto a distancias tan grandes.
Las dos galaxias del estudio tienen los números de catálogo APM 08279+5255 y NCv1.143. Estudios anteriores han demostrado que están tan lejos que su luz viaja hacia nosotros durante casi 13 mil millones de años, lo que corresponde a desplazamientos al rojo de 3,911 y 3,565, respectivamente. El corrimiento al rojo significa que la expansión del Universo extiende la luz de las galaxias distantes a longitudes de onda más largas, lo que se puede observar con radiotelescopios.
A pesar de su distancia, las galaxias brillan intensamente en longitudes de onda de radio. Sus señales se amplifican gracias a cúmulos de otras galaxias que se encuentran a lo largo del camino de la luz, un efecto conocido como lentes gravitacionales. Una de las galaxias, APM 08279+5255, es también un cuásar, una galaxia cuyo centro brilla intensamente desde ondas de radio hasta rayos X debido al material que gira alrededor de un agujero negro supermasivo. NCv1.143 también puede contener un agujero negro central.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-12-unexpected-chemistry-reveals-cosmic-star.html