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(7 Abril, 2022 - ALMA/CA) Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto la candidata a ser la galaxia más distante observada hasta la fecha, a la que llamaron HD1, ubicada a unos 13.500 millones de años luz de distancia. Este descubrimiento implica que los sistemas estelares brillantes como las galaxias tipo HD1 ya existían 300 millones de años después del Big Bang.

Imagen arriba: Imagen de tres colores de HD1, la candidata a galaxia más distante encontrada hasta la fecha. Fue creada con datos del telescopio VISTA. El objeto rojo en el centro de la imagen ampliada es HD1. Crédito: Harikane et al.

Esta galaxia es uno de los objetivos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), lanzado a fines del año pasado y si sus observaciones confirman su distancia, HD1 será la galaxia más distante que conozcamos.

Para comprender cómo y cuándo se formaron las galaxias en el Universo primitivo, los astrónomos buscan galaxias distantes más allá de las capacidades de los telescopios que observan en luz visible. Debido a la expansión del Universo la luz emitida por las galaxias ubicadas más allá de los 3.000 millones de años luz es estirada a frecuencias del infrarrojo o el submilimétrico, invisibles a nuestra vista. Esto hace que el cielo sea negro, las galaxias están allí, pero no las vemos ya que nuestra vista no ve la radiación infrarroja ni submilimétrica; es la llamada Paradoja de Olbers.

La actual poseedora del récord de la galaxia más distante es GN-z11, una galaxia ubicada a 13.400 millones de años luz, o z=11₁, descubierta con el Telescopio Espacial Hubble (HST) en el infrarrojo. Sin embargo, HD1 está más allá del límite de sus capacidades de detección.

La nueva candidata a galaxia más temprana o distante, HD1, fue descubierta a partir de más de 1.200 horas de datos de observación tomados por los telescopios Subaru, VISTA₂, el Infrarrojo del Reino Unido y el espacial Spitzer, telescopios que observan en el infrarrojo en la región de la constelación de El Sextante. «Fue un trabajo duro encontrar HD1 entre más de 700.000 objetos», dice el Dr. Yuichi Harikane de la Universidad de Tokio y líder del equipo de descubridores. «El color rojo de HD1 coincidió sorprentemente bien con las características esperadas de una galaxia ubicada a 13.500 millones de años luz de distancia (z=13), lo que me puso la piel de gallina cuando la encontré».

Imagen arriba: Las primeras estrellas y galaxias se formaron en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, que se muestra aquí en esta ilustración de la evolución del universo. Crédito: Harikane et al., NASA, ESA y P. Oesch (Universidad de Yale).

El equipo realizó observaciones de seguimiento utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para confirmar la distancia de HD1. Akio Inoue, profesor de la Universidad de Waseda y quien dirigió las observaciones de ALMA, señaló: «Encontramos una señal débil en la frecuencia en la que se esperaba una línea de emisión de oxígeno. La significancia estadística de la señal es del 99,99%. Si esta señal es real, hay evidencia de que HD1 existe a 13.500 millones de años luz de distancia (z=13.27), pero no podemos estar seguros sin una significancia igual o superior a 99,999%».

"Las primeras galaxias se formaron unos cien millones de años después del Big Bang. Eran una millonésima parte de la masa de la Vía Láctea y mucho más densas", dijo Avi Loeb, investigador del estudio y astrofísico de Harvard,

HD1 es muy brillante, lo que sugiere que los objetos brillantes ya existían en el Universo solo 300 millones de años después del Big Bang.

HD1 también parece estar creciendo a un ritmo vertiginoso: alrededor de 100 estrellas cada año, o al menos 10 veces la tasa prevista para las galaxias con formación de estrellas que se sabe que producen estrellas a un ritmo extraordinariamente alto.

Estas estrellas también eran más masivas, más brillantes (emitían su luz en longitudes de onda ultravioleta) y más calientes que las estrellas más jóvenes, encontraron los investigadores.

NOTAS:
1: z es la medida del corrimiento al rojo de una línea espectral observada con respecto a la posición de esa línea medida en el laboratorio, en este caso se utiliza la línea del límite de Lyman emitida en el ultravioleta en una longitud de onda de 91,2 nm y que hoy es observada en el rango de las ondas infrarrojas, con z = 13,27.
Los objetos más distantes exhiben corrimientos hacia el rojo más grandes correspondientes al flujo de expansión del universo. El corrimiento al rojo más grande observado, correspondiente a la mayor distancia y más atrás en el tiempo que es posible observar, es el de la radiación de fondo cósmico de microondas; cuyo valor numérico de su corrimiento al rojo es aproximadamente z = 1089 (con z=0 corresponde al tiempo presente), y muestra el estado del universo hace unos 13,800 millones de años y 379.000 años después de los momentos iniciales del Big Bang. (Wikipedia).

2: VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) es un telescopio de reconocimiento de campo amplio especializado, de la clase de 4 m para el hemisferio sur ubicado en el Observatorio de ESO en Cerro Paranal. Antofagasta, Chile. Está equipado con la cámara de infrarrojo cercano VIRCAM (VISTA InfraRed CAMera) que tiene un campo visual de 1,65 grados y que contiene 67 millones de píxeles.

Ubicación de HD1:
R.A.: 10:01:51.31
Dec.: 02:32:50.0

Información Adicional:
Esta investigación se publicará en la edición del 8 de abril de 2022 de The Astrophysical Journal por Yuichi Harikane et al. en un artículo titulado "A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16".

NUESTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN:

Observatorio Europeo Austral - ESO.

Atacama Large Millimeter (Submillimeter) Array - ALMA.

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