Utilizando el interferómetro ALMA (Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array) y el experimento APEX (Atacama Pathfinder
Experiment), dos equipos internacionales de científicos, liderados por Tim
Miller (de la Universidad de Dalhousie de Canadá y la Universidad de Yale en
los Estados Unidos) y por Iván Oteo (de la Universidad de Edimburgo, Reino
Unido) han descubierto concentraciones de galaxias sorprendentemente densas que
están a punto de fusionarse, formando los núcleos de lo que finalmente se
convertirá en colosales cúmulos de galaxias.
Estudiando el 90% de todo el universo
observable, el equipo de Miller observó un protocúmulo de galaxias llamado
SPT2349-56. La luz de este objeto comenzó a viajar hacia nosotros cuando el
universo tenía alrededor de una décima parte de su edad actual.
Las galaxias individuales de esta densa
acumulación cósmica son galaxias con brotes de
formación estelar(conocidas en inglés como galaxias starburst)
y la concentración de esta vigorosa formación estelar en una región tan
compacta la convierte en la zona más activa jamás observada en el universo
joven. Allí nacen cada año miles de estrellas, mientras que, en comparación, en
nuestra Vía Láctea nace tan solo una al año.
Combinando observaciones de ALMA y APEX, el
equipo de Oteo ya había descubierto una
megafusión similar formada por diez galaxias polvorientas con formación
estelar, apodadas un "núcleo rojo polvoriento" debido a su intenso
color rojo.
Iván Oteo explica por qué estos objetos son
inesperados: “Se cree que la duración de los brotes de formación estelar
polvorientos es relativamente corta, ya que consumen el gas a un ritmo
extraordinario. En cualquier momento, en cualquier rincón del universo, estas
galaxias suelen ser minoría. Por lo tanto, encontrar numerosos brotes de
formación estelar polvorientos brillando al mismo tiempo de ese modo es muy
desconcertante, y algo que todavía necesitamos comprender”.
Estos cúmulos de galaxias en formación se
detectaron primero como débiles manchas de luz usando el Telescopio del Polo Sur y el Observatorio Espacial Herschel.
Posteriores observaciones de ALMA y APEX demostraron que tenían una estructura
inusual y confirmaron que su luz se originó mucho antes de lo esperado, sólo
1.500 millones de años después del Big Bang.
Finalmente, las nuevas observaciones de alta
resolución de ALMA, revelaron que las dos manchas de brillo tenue no eran
objetos individuales, sino que estaban compuestas por catorce y diez galaxias
masivas individuales respectivamente, cada una dentro de un radio comparable a
la distancia entre la Vía Láctea y las vecinas Nubes de Magallanes.
“Estos descubrimientos hechos con ALMA son sólo
la punta del iceberg. Más observaciones llevadas a cabo con APEX muestran que
el número real de galaxias con formación estelar probablemente es tres veces
mayor. Otras observaciones en curso hechas con el instrumento MUSE, instalado
en el VLT de ESO, también están identificando más galaxias”,
comenta Carlos De Breuck, astrónomo de ESO.
Los modelos teóricos y computacionales actuales
sugieren que este tipo de protocúmulos tan masivos habrían necesitado mucho más
tiempo para evolucionar. Utilizando datos de ALMA, con su superior resolución y
sensibilidad, incorporados a sofisticadas simulaciones por ordenador, los
investigadores son capaces de estudiar la formación de cúmulos menos de 1.500
millones de años después del Big Bang.
“Aún no sabemos cómo este conjunto de galaxias
creció tanto y tan rápido. No se formó de manera gradual a lo largo de miles de
millones de años, como podrían suponer los astrónomos. Este descubrimiento
ofrece una gran oportunidad para estudiar cómo se unieron galaxias masivas para
formar enormes cúmulos de galaxias”, afirma Tim Miller, doctorando
en la Universidad de Yale y autor principal de uno de los artículos.
Este montaje muestra tres vistas de un grupo
distante de galaxias en interacción y en proceso de fusión en el universo
temprano. La imagen de la izquierda es una visión de amplio campo del Telescopio del Polo Sur que revela
sólo un punto brillante. La imagen central es de APEX (Atacama Pathfinder
Experiment) y revela más detalles. La imagen de la derecha es de ALMA (Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array) y revela que el objeto es, en
realidad, un grupo de 14 galaxias fusionándose en el proceso de formación de un
cúmulo de galaxias.
Crédito: ESO/ALMA
(ESO/NAOJ/NRAO)/Miller et al.
Ilustración de una megafusión de galaxias antiguas
Esta ilustración muestra a un grupo de galaxias
fusionándose y en interacción en el universo temprano. Estas fusiones se han
visto usando los telescopios ALMA y APEX y representan la formación de cúmulos
de galaxias, los objetos más masivos del universo moderno. Los astrónomos
creían que estos eventos tuvieron lugar unos 3.000 millones de años después del
Big Bang, por lo que se sorprendieron cuando las nuevas observaciones revelaron
que esto sucedió cuando el universo tenía tan sólo la mitad de esa edad.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
