Gigantescas nubes de gas iluminan estructura a gran escala en el Universo temprano          

Por Jesús A. Guerrero O.

Asociación Larense de Astronomía, ALDA.

Julio 2006.

Un equipo de astrónomos japoneses, haciendo uso de los telescopios Subaru y Keck II, en la cima del Mauna Kea, Hawai, han descubierto lo que hasta ahora es la estructura de mayor tamaño detectada en el Universo.

Extendiéndose cerca de unos 200 millones de años-luz (recuerde que la distancia entre la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda es de unos 2 millones de años-luz), estos descomunales filamentos de gas, probablemente se formaron en los primeros 2.000 millones de años de existencia del Universo y podrían constituir la materia progenitora de las grandes galaxias que observamos en la actualidad.

Estructura de los filamentos de gas en tres dimensiones.

Crédito: Subaru Telescope.

Los astrónomos usaron el telescopio Subaru para realizar un estudio detallado de una región situada a unos 12.000 millones de años-luz de distancia la cual posee una gran concentración de galaxias, alrededor de unas cuatro veces mayor que la densidad media de galaxias en el Universo. Para ello usaron la cámara SSC (Subaru Suprime-Cam) con filtros especiales para detectar la luz de las galaxias a esa distancia y descubrieron que las mismas constituían una sección de una estructura a mayor escala. En esa alejada región del Universo encontraron treinta y tres concentraciones de gas, que poseen masas equivalentes que van desde 1 a 10 veces la de la Vía Láctea.

Ryosuke Yamauchi, de la Universidad de Tohoku, ha dicho que el descubrimiento le aporta a los científicos nuevas visiones sobre las estructuras a gran escala en el Universo. “… Usualmente, los astrónomos esperan encontrarse con un Universo muy sencillo cuando se observa hacia sus inicios. Estas estructuras tan grandes y densas, son muy extrañas en el Universo temprano. Estas inmensas nubes de gas y otras similares a ellas, son muy probablemente las precursoras de los grandes conglomerados que contienen múltiples cúmulos de galaxias que observamos en la actualidad…”.

Distribución de galaxias en el filamento. Los círculos de color negro son galaxias “líneas de emisión”. Los círculos rojos, representan galaxias “absorción”. Los cuadrados azules son concentraciones de gas, llamadas “gotas Lyman Alpha”. La región con gran concentración de galaxias está punteada en verde. El cuadrado de color naranja es una región previamente estudiada por otros astrónomos.

Haciendo uso de la Cámara y Espectrógrafo de Objetos Débiles del telescopio Subaru (FOCAS, Faint Object Camera and Spectrograph), los astrónomos trazaron un estudio en tres dimensiones en donde descubrieron tres filamentos que se solapan formando una inmensa estructura.

Los astrónomos sabían que la región contenía al menos dos grandes concentraciones de gas. Una de ellas, mostradas a continuación, con un tamaño equivalente a cuatro veces la galaxia de Andrómeda.

Una comparación entre una “gota Lyman Alpha” y la galaxia de Andrómeda. El dibujante proyectó una imagen de la galaxia de Andrómeda (en el borde superior derecho de la imagen) al tamaño que tendría, comparándola con la nube de gas. Los círculos en rojo indican gigantescas “burbujas” descubiertas en las primeras observaciones con el telescopio Subaru.

Cortesía: Universidad de Tokio. Observatorio Kiso.

Los astrónomos piensan que tales “gotas de Lyman Alpha”, llamadas así ya que fueron detectadas en la línea de emisión Lyman Alpha del hidrógeno, están relacionadas con el nacimiento de grandes galaxias. En el modelo “gravitatorio”, estas “gotas” son regiones en donde el gas está colapsando bajo su propia gravedad para formar una galaxia. En el modelo de “protoionización” se atribuye a las emisiones del gas, ionizado por la luz ultravioleta de las estrellas recién nacidas o por los agujeros negros. En el modelo del “choque térmico” o “supervientos galácticos” se postula la hipótesis que el gas se enciende a causa de la muerte temprana de estrella masivas, que explotaron como supernovas, calentando el gas a su alrededor.

Observaciones realizadas con el espectrógrafo DEIMOS, del telescopio Keck II revelaron que el gas en el interior de la gota se desplaza a unos 500 Km por segundo. La extensión de las concentraciones de gas y sus velocidades sugieren que estas gotas pueden alcanzar hasta diez veces la masa de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Las gotas presentan una gran variedad de formas y brillos. Algunas presentan unas estructuras en forma de burbuja que encuadran con simulaciones de vientos galácticos realizadas en computadora por Masao Mori (Universidad de Senshu) y Masayuki Umemura (Universidad de Tsukuba).

Los resultados fueron publicados en varios trabajos en la revista Astronomical Journal and the Astrophysical Journal.

Los miembros del equipo de científicos son: Hayashino, Tomoki (Tohoku University); Yamada, Toru (NAOJ); Matsuda, Yuichi (Kyoto University); Tamura, Hajime (Tohoku University); Yamauchi, Ryosuke (Tohoku University); Nakamura, Yuki (Tohoku University); Taniguchi, Yoshiaki (Ehime University); Murayama, Takashi (Tohoku University); Shioya, Yasuhiro (Ehime University) ; Nagao, Tohru (Osservatorio Astrofisico di Arcetri); Ajiki, Masaru (Tohoku University); Fujita, Shinobu S. (Tohoku University) ; Okamura, Sadanori (University of Tokyo); Shimasaku, Kazuhiro (University of Tokyo); Ouchi, Masami (Space Telescope Science Institute); Ohta, Kouji (Kyoto University).

Más información en:

http://subarutelescope.org/Pressrelease/2006/07/26/index.html

http://www.universetoday.com/2006/07/27/the-largest-structure-in-the-universe/