Leyenda: Representación artística de la galaxia BX442 y su galaxia enana compañera (arriba a la izquierda). Crédito: Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica / Joe Bergeron
La antigua luz estelar que viajó durante 10.700 millones de años ha traído una sorpresa: evidencia de una galaxia espiral mucho antes de que se sepa que se han formado otras galaxias espirales.
"Al retroceder en el tiempo hasta el universo primitivo, las galaxias se ven realmente extrañas, grumosas e irregulares, no simétricas", dijo Alice Shapley, profesora asociada de física y astronomía de la UCLA y coautora de un estudio publicado en la revista Nature de hoy. . “La gran mayoría de las galaxias antiguas parecen naufragios de trenes. Nuestro primer pensamiento fue, ¿por qué es tan diferente y tan hermoso?
Las galaxias de hoy vienen en una variedad de formas y tamaños únicos. Algunos, como nuestra Vía Láctea, son discos giratorios de estrellas y gas llamados galaxias espirales. Otras galaxias, llamadas galaxias elípticas, se asemejan a orbes gigantes de estrellas rojizas más antiguas que se mueven en direcciones aleatorias. Luego hay una gran cantidad de galaxias más pequeñas de forma irregular unidas por gravedad pero que carecen de cualquier estructura visible. Una población grande y diversa de este tipo de galaxias irregulares dominó el Universo temprano, dice Shapely.
La luz de esta galaxia espiral increíblemente distante, que viaja a casi seis billones de millas por año, tardó 10.700 millones de años en llegar a la Tierra; solo 3 mil millones de años después de que se creó el Universo en un evento llamado Big Bang.
Según un comunicado de prensa de UCLA, los astrónomos utilizaron los ojos agudos del telescopio espacial Hubble para espiar 300 galaxias muy distantes en el Universo temprano. Originalmente, los científicos pensaron que su galaxia, una de las más masivas en su encuesta con el nombre poco glamoroso de BX442, era una ilusión, tal vez dos galaxias superpuestas entre sí.
"El hecho de que esta galaxia exista es asombroso", dijo David Law, autor principal del estudio y becario postdoctoral del Instituto Dunlap en el Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto. "La sabiduría actual sostiene que tales galaxias espirales de" gran diseño "simplemente no existían en un momento tan temprano en la historia del universo". Una galaxia de "gran diseño" tiene brazos espirales prominentes y bien formados.
Para comprender mejor su imagen, los astrónomos utilizaron un instrumento único y avanzado llamado espectrógrafo OSIRIS en el W.M. Observatorio Keck sobre el inactivo volcán Mauna Kea de Hawai. El instrumento, construido por el profesor de la UCLA James Larkin, les permitió estudiar la luz de unas 3.600 ubicaciones en BX442 y sus alrededores. Estos espectros les dieron las pistas que necesitaban para mostrar que realmente estaban mirando una galaxia espiral giratoria.
Si bien las galaxias espirales abundan en todo el cosmos actual, ese no fue siempre el caso. Las galaxias espirales en el Universo temprano eran raras debido a las frecuentes interacciones. "BX442 parece una galaxia cercana, pero en el universo primitivo, las galaxias colisionaban juntas con mucha más frecuencia", dice Shapely. “Llovía gas del medio intergaláctico y alimentaba estrellas que se estaban formando a un ritmo mucho más rápido de lo que son hoy; Los agujeros negros también crecieron a un ritmo mucho más rápido. La revista Space es aburrida en comparación con esta época temprana ”.
Shapely y Law piensan que el tira y afloja gravitacional entre un compañero de galaxias enanas y BX442 puede ser responsable de su aspecto futurista. El compañero aparece como una pequeña gota en su imagen. Las simulaciones por computadora realizadas por Charlotte Christensen, una estudiante posdoctoral en la Universidad de Arizona y coautora del artículo, presta evidencia a esta idea. Eventualmente, BX442 y la galaxia más pequeña probablemente se fusionarán.
Shapley dijo que BX442 representa un vínculo entre las primeras galaxias que son mucho más turbulentas y las galaxias espirales giratorias que vemos a nuestro alrededor. "De hecho, esta galaxia puede resaltar la importancia de las interacciones de fusión en cualquier época cósmica para crear una estructura en espiral de gran diseño", dijo.
Es probable que estudiar BX442 ayude a los astrónomos a comprender cómo se forman las galaxias espirales como la Vía Láctea, agregó.
Leyenda 2: Imagen compuesta de falso color HST / Keck de la galaxia BX442. Crédito: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
