Identifican el conjunto de galaxias más compacto encontrado hasta ahora en el Universo

Antenas del Northern Extended Millimeter Array de Francia | foto IRAM-gre en Wikimedia Commons

Mientras desarrollaba y probaba un software astronómico con los datos existentes, un estudiante de máster en astronomía descubrió por casualidad un grupo de galaxias en el universo primitivo. Además de demostrar el potencial del software, el hallazgo permite conocer el ensamblaje de estructuras masivas, así como la forma en que algunas galaxias dejan de formar estrellas.

Al igual que la mayoría de los humanos, a las galaxias no les gusta viajar solas por el cosmos. En su lugar, tienden a reunirse en grupos más pequeños o en cúmulos gigantescos que residen dentro de las concentraciones más masivas de materia oscura.

El descubrimiento y el estudio de los cúmulos y de los miembros de las galaxias que los componen proporcionan información clave sobre la evolución de las galaxias, pero también sobre la distribución subyacente de la materia oscura y la geometría de nuestro universo.

El (proto)cúmulo de galaxias, visto 12.000 millones de años atrás. La luz es emitida por la estrella de las galaxias y es, de hecho, infrarroja. Como esta luz es invisible para el ojo humano, los colores se han «traducido» a rojo, verde y azul. Los contornos amarillos muestran la emisión de ondas de radio procedentes del polvo estelar mezclado con el gas entre las estrellas | foto N. Silassen

Un descubrimiento fortuito

Mientras desarrollaba un nuevo software para la detección automática de cúmulos de galaxias distantes, Nikolaj Sillassen, estudiante de máster en DTU Space y miembro del Cosmic Dawn Center (DAWN), que es una colaboración entre el Instituto Niels Bohr y DTU Space, descubrió un grupo de galaxias extraordinario.

El grupo fue bautizado como «HPC1001» y está formado por diez galaxias que se ven 12.000 millones de años atrás, cuando el universo tenía sólo 1.700 millones de años.

Uno de los colaboradores de Nikolaj Sillassen es Shuowen Jin, becario Marie Curie en DAWN. Dice: Los grupos de galaxias tan tempranos en la historia del Universo son muy raros. Hasta ahora sólo se han encontrado un par de ellos. Nuestro descubrimiento es interesante no sólo porque HPC1001 es uno de los grupos más distantes, sino también porque es el conjunto de galaxias más compacto identificado hasta ahora en nuestro Universo.

Estaba probando el software en un nuevo conjunto de datos, para verificar que el algoritmo que había desarrollado era aplicable a una amplia gama de datos, obtenidos por diferentes telescopios y en diferentes longitudes de onda. La emisión en el infrarrojo cercano de la estructura HPC1001 destacó inmediatamente entre los cientos de miles de otras galaxias detectadas en la misma parte del cielo, explica Nikolaj Sillassen.

Vista panorámica del Northern Extended Millimeter Array de Francia | foto IRAM-gre en Wikimedia Commons

Galaxias moribundas

Mientras que algunas galaxias se dedican activamente a la formación de estrellas, otras dejan de hacerlo de forma repentina. Uno de los objetivos clave del Cosmic Dawn Center es investigar las razones y la evolución de esta fase.

Y también en este contexto, HPC1001 demostró ser un cofre del tesoro: Sorprendentemente, el miembro más masivo de la galaxia en esta estructura está ‘muriendo’ -su actividad de formación estelar está disminuyendo, dice Georgios Magdis, que es profesor asociado en DAWN y participante en el estudio. Este es un indicador importante para la evolución de las estructuras masivas, y si se confirma, HPC1001 sería la estructura más temprana descubierta en fase de maduración.

La distancia y el tiempo de retrospección a HPC1001 se determinan mediante una técnica algo incierta que depende de los colores observados de las galaxias individuales. Para confirmar sus mediciones, los astrónomos harán un seguimiento de su detección con observaciones espectroscópicas más precisas.

Estas futuras observaciones, obtenidas con el Atacama Large Millimeter Array de Chile y el Northern Extended Millimeter Array de Francia, así como con otras instalaciones astronómicas, revelarán la naturaleza completa de esta estructura, incluyendo si HPC1001 se mantendrá como un pequeño grupo o evolucionará eventualmente hacia un cúmulo masivo de hasta 1.000 galaxias.


Fuentes

Niels Bohr Institute | N. B. Sillassen et al., A galaxy group candidate at z ~ 3.7 in the COSMOS field, Astronomy & Astrophysics (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244661