Por primera vez, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una galaxia masiva, inactiva desde un tiempo cuando el universo tenía sólo 1,65 billones años.
Los astrónomos esperan que la mayoría de las galaxias de esta época sean minnows de baja masa, afanosamente formando estrellas. Sin embargo, esta galaxia es 'un monstruo' e inactiva, según el profesor Karl Glazebrook, director del Centro de Swinburne para astrofísica y la supercomputación, quien dirigió el equipo.
Los investigadores descubrieron que dentro de un corto período de tiempo esta masiva galaxia, conocida como ZF-COSMOS-20115, formó todas sus estrellas (tres veces más que nuestra vía Láctea hoy) a través de un evento extremo de ráfagas de estrellas. Pero dejó de formar estrellas sólo 1 billón de años después del Big Bang para convertirse en una galaxia inamovible o 'rojo y muerta' – común en nuestro universo, pero no se esperaba que existieran en esta época antigua.
La galaxia es también pequeña y muy densa, tiene 300 billones de estrellas apiñadas en una región del espacio, el mismo tamaño que la distancia desde el sol hasta la cercana nebulosa de Orión.
Los astrofísicos aún están debatiendo cómo las galaxias dejan de formar estrellas. Hasta hace poco, los modelos sugirieron que las galaxias muertas o "pepitas rojas" como esta, sólo deberían existir alrededor de 3 billones de años después del Big Bang.
"Este descubrimiento ha establecido un nuevo récord para la galaxia roja masiva más temprana posible. "Es un hallazgo muy raro que plantea un nuevo reto a los modelos de evolución de las galaxias para dar cabida a la existencia de tales galaxias mucho antes en el universo, dice el profesor Glazebrook.
Esta investigación se basa en un anterior estudio de Swinburne que sugirió que tales galaxias muertas podrían existir basadas en encontrar objetos rojo oscuro en imágenes extremadamente profundas del infrarrojo cercano.
Para realizar este último estudio, los astrónomos han utilizado los telescopios W. M. Keck en Hawai para confirmar las firmas de estas galaxias, a través del nuevo y único espectrógrafo MOSFIRE . Tomaron espectros profundos en longitudes de onda del infrarrojo cercano para buscar las características definitivas que significan la presencia de estrellas y la falta de formación estelar activa.
"Utilizamos el telescopio más poderoso del mundo, pero todavía teníamos que mirar a esta galaxia por más de dos noches para revelar su naturaleza extraordinaria," dice el coautor profesor Vy Tran, de Texas A & M University.
Incluso con grandes telescopios como el Keck con un espejo de 10 metros, un tiempo de larga visión es necesario para detectar las líneas de absorción que son muy débiles en comparación con las más prominentes líneas de emisión generadas por las galaxias activas de formación estelar.
"Por la recogida de suficiente luz para medir el espectro de la galaxia, descifrar el relato cósmico de qué estrellas y elementos están presentes en estas galaxias y construir una línea de tiempo de cuando se formaron sus estrellas," dice el profesor Tran.
La tasa de formación estelar observada de esta galaxia produce menos de una quinta parte de la masa del sol al año en nuevas estrellas, pero en su pico, 700 millones años antes, esta galaxia se formó 5000 veces más rápido.
"Esta enorme galaxia se formó como un petardo en menos de 100 millones años, a la derecha en el comienzo de la historia cósmica," dice el profesor Glazebrook.
"Rápidamente se hizo un objeto monstruoso, y luego repentinamente se apagó y se apagó. En cuanto a cómo sucedió esto sólo podemos especular. Esta vida rápida y muerte tan temprana en el universo no está predicho por nuestras teorías de formación de la galaxia moderna."
El coautor Dr. Corentin Schreiber de la Universidad de Leiden, que había medido por primera vez el espectro, especula que estos petardos tempranos se ocultan detrás de un velo de polvo y que futuras observaciones con telescopios de onda sub-milimétrica pueden disfrutar de estos.
"Las ondas sub milimétricas son emitidas por el polvo caliente que bloquea otra luz y nos dirá cuándo estos petardos estallaron y cuánto papel jugaron en el desarrollo del universo primordial," dice el Dr. Schreiber.
Con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb en el 2018, los astrónomos serán capaces de construir grandes muestras de estas galaxias muertas debido a su alta sensibilidad, gran espejo y la ventaja de ninguna atmósfera en el espacio.
Esta investigación ha sido publicada en Nature.
Los astrónomos esperan que la mayoría de las galaxias de esta época sean minnows de baja masa, afanosamente formando estrellas. Sin embargo, esta galaxia es 'un monstruo' e inactiva, según el profesor Karl Glazebrook, director del Centro de Swinburne para astrofísica y la supercomputación, quien dirigió el equipo.
Los investigadores descubrieron que dentro de un corto período de tiempo esta masiva galaxia, conocida como ZF-COSMOS-20115, formó todas sus estrellas (tres veces más que nuestra vía Láctea hoy) a través de un evento extremo de ráfagas de estrellas. Pero dejó de formar estrellas sólo 1 billón de años después del Big Bang para convertirse en una galaxia inamovible o 'rojo y muerta' – común en nuestro universo, pero no se esperaba que existieran en esta época antigua.
La galaxia es también pequeña y muy densa, tiene 300 billones de estrellas apiñadas en una región del espacio, el mismo tamaño que la distancia desde el sol hasta la cercana nebulosa de Orión.
Los astrofísicos aún están debatiendo cómo las galaxias dejan de formar estrellas. Hasta hace poco, los modelos sugirieron que las galaxias muertas o "pepitas rojas" como esta, sólo deberían existir alrededor de 3 billones de años después del Big Bang.
"Este descubrimiento ha establecido un nuevo récord para la galaxia roja masiva más temprana posible. "Es un hallazgo muy raro que plantea un nuevo reto a los modelos de evolución de las galaxias para dar cabida a la existencia de tales galaxias mucho antes en el universo, dice el profesor Glazebrook.
Esta investigación se basa en un anterior estudio de Swinburne que sugirió que tales galaxias muertas podrían existir basadas en encontrar objetos rojo oscuro en imágenes extremadamente profundas del infrarrojo cercano.
Para realizar este último estudio, los astrónomos han utilizado los telescopios W. M. Keck en Hawai para confirmar las firmas de estas galaxias, a través del nuevo y único espectrógrafo MOSFIRE . Tomaron espectros profundos en longitudes de onda del infrarrojo cercano para buscar las características definitivas que significan la presencia de estrellas y la falta de formación estelar activa.
"Utilizamos el telescopio más poderoso del mundo, pero todavía teníamos que mirar a esta galaxia por más de dos noches para revelar su naturaleza extraordinaria," dice el coautor profesor Vy Tran, de Texas A & M University.
Incluso con grandes telescopios como el Keck con un espejo de 10 metros, un tiempo de larga visión es necesario para detectar las líneas de absorción que son muy débiles en comparación con las más prominentes líneas de emisión generadas por las galaxias activas de formación estelar.
"Por la recogida de suficiente luz para medir el espectro de la galaxia, descifrar el relato cósmico de qué estrellas y elementos están presentes en estas galaxias y construir una línea de tiempo de cuando se formaron sus estrellas," dice el profesor Tran.
La tasa de formación estelar observada de esta galaxia produce menos de una quinta parte de la masa del sol al año en nuevas estrellas, pero en su pico, 700 millones años antes, esta galaxia se formó 5000 veces más rápido.
"Esta enorme galaxia se formó como un petardo en menos de 100 millones años, a la derecha en el comienzo de la historia cósmica," dice el profesor Glazebrook.
"Rápidamente se hizo un objeto monstruoso, y luego repentinamente se apagó y se apagó. En cuanto a cómo sucedió esto sólo podemos especular. Esta vida rápida y muerte tan temprana en el universo no está predicho por nuestras teorías de formación de la galaxia moderna."
El coautor Dr. Corentin Schreiber de la Universidad de Leiden, que había medido por primera vez el espectro, especula que estos petardos tempranos se ocultan detrás de un velo de polvo y que futuras observaciones con telescopios de onda sub-milimétrica pueden disfrutar de estos.
"Las ondas sub milimétricas son emitidas por el polvo caliente que bloquea otra luz y nos dirá cuándo estos petardos estallaron y cuánto papel jugaron en el desarrollo del universo primordial," dice el Dr. Schreiber.
Con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb en el 2018, los astrónomos serán capaces de construir grandes muestras de estas galaxias muertas debido a su alta sensibilidad, gran espejo y la ventaja de ninguna atmósfera en el espacio.
Esta investigación ha sido publicada en Nature.