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Miércoles 20 mayo de 2020 | Publicado a las 15:24
Disco Wolfe: observatorio ALMA descubre enorme disco giratorio en universo primitivo
Por Denisse Charpentier
La información es de Comunicado de Prensa
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En nuestro Universo de 13.800 millones de a√Īos, la mayor√≠a de las galaxias como nuestra V√≠a L√°ctea se forman gradualmente y se vuelven masivas relativamente tarde.

Sin embargo, un nuevo hallazgo del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que observó una galaxia espiral en una región donde el Universo tenía solo un 10% de su edad actual, pone en entredicho los modelos tradicionales de formación de las galaxias. Los resultados de este estudio se publicaron este 20 de mayo de 2020 en la revista Nature.

La galaxia DLA0817g, apodada Disco Wolfe en homenaje al astrónomo Arthur M. Wolfe, es la galaxia espiral giratoria más distante observada a la fecha. La capacidad sin parangón de ALMA permitió observarla girando a 272 kilómetros por segundo, una velocidad similar a la de nuestra Vía Láctea.

‚ÄúAunque otros estudios ya hab√≠an revelado indicios de la existencia de estas galaxias espirales giratorias llenas de gas, gracias a ALMA ahora tenemos pruebas fehacientes de que ya exist√≠an tan solo unos 1.500 millones de a√Īos despu√©s del Big Bang‚ÄĚ, se√Īala el autor principal del art√≠culo, Marcel Neeleman, del Instituto Max Planck de Astronom√≠a de Heidelberg (Alemania).

¬ŅC√≥mo se form√≥ el Disco Wolfe?

El descubrimiento del Disco Wolfe contradice muchas simulaciones de formaci√≥n gal√°ctica seg√ļn las cuales las galaxias masivas en ese momento de la evoluci√≥n del cosmos son el resultado de numerosas fusiones entre galaxias m√°s peque√Īas y bolsas de gas caliente.

‚ÄúLa mayor√≠a de las galaxias observadas en los albores del Universo tienen un aspecto ca√≥tico porque sufrieron fusiones reiteradas y muchas veces violentas‚ÄĚ, explica Neeleman. ‚ÄúEstos procesos de fusi√≥n calientes dificultan la formaci√≥n de discos giratorios fr√≠os y ordenados como los que se ven en el Universo actual‚ÄĚ.

En la mayor√≠a de los modelos de formaci√≥n gal√°ctica, las galaxias solo empiezan a parecer discos bien formados cerca de unos 6.000 millones de a√Īos despu√©s del Big Bang. El hecho de que los astr√≥nomos hayan observado una galaxia espiral donde el Universo ten√≠a solo un 10 % de su edad actual significa que deben haber prevalecido otros procesos de formaci√≥n.

‚ÄúCreemos que el Disco Wolfe se form√≥ principalmente mediante una acreci√≥n constante de gas fr√≠o‚ÄĚ, propone el coautor del art√≠culo J. Xavier Prochaska, de la Universidad de California en Santa Cruz (EE. UU.). ‚ÄúA√ļn queda por explicar c√≥mo se acumula una masa de gas tan grande mientras se mantiene un disco giratorio relativamente estable‚ÄĚ.

Imagen de radio del Disco Wolfe obtenida por ALMA
Imagen de radio del Disco Wolfe obtenida por ALMA

Formación estelar

El equipo usó el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos y el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA para estudiar los procesos de formación estelar en el Disco Wolfe.

Se usaron longitudes de onda de radio para observar los movimientos de la galaxia y la masa de polvo y gas atómicos con ALMA y medir la cantidad de masa molecular (que alimenta la formación de las estrellas) con el VLA. En tanto, el telescopio Hubble observó estrellas masivas en luz UV.

‚ÄúLa tasa de formaci√≥n estelar en el Disco Wolfe es al menos 10 veces superior a la de nuestra galaxia‚ÄĚ, explica Prochaska. ‚ÄúDebe ser una de las galaxias espirales m√°s productivas del Universo primitivo‚ÄĚ.

Una galaxia ‚Äúnormal‚ÄĚ

El Disco Wolfe fue descubierto por ALMA en 2017. Neeleman y su equipo descubrieron la galaxia mientras estudiaban la luz de un cu√°sar m√°s distante. La luz del cu√°sar era absorbida al pasar a trav√©s de una enorme bolsa de gas de hidr√≥geno que rodeaba la galaxia, y que en √ļltima instancia delat√≥ su presencia. En vez de observar la luz directa de galaxias m√°s raras pero extremadamente brillantes, los astr√≥nomos usaron este m√©todo de absorci√≥n para detectar galaxias m√°s tenues y ‚Äúnormales‚ÄĚ en el Universo primitivo.

‚ÄúEl hecho de que hayamos encontrado el Disco Wolfe usando este m√©todo es un indicio de que forma parte de la poblaci√≥n normal de galaxias presentes al comienzo del Universo‚ÄĚ, afirma Neeleman. ‚ÄúCuando nuestras observaciones m√°s recientes con ALMA revelaron, para nuestra sorpresa, que estaba girando, nos dimos cuenta de que las galaxias espirales giratorias no son tan escasas en el Universo primitivo como pens√°bamos, y que debe haber muchas m√°s‚ÄĚ.

‚ÄúEsta observaci√≥n muestra a la perfecci√≥n c√≥mo nuestros conocimientos del Universo aumentan con la gran sensibilidad que ALMA aporta a la radioastronom√≠a‚ÄĚ, comenta Joe Pesce, director del programa de astronom√≠a de la Fundaci√≥n Nacional de Ciencia de EE. UU., que financia el telescopio. ‚ÄúALMA nos permite realizar hallazgos inesperados pr√°cticamente en cada observaci√≥n‚ÄĚ.

Los resultados de esta investigaci√≥n se consignaron en el art√≠culo titulado ‚ÄúA Cold, Massive, Rotating Disk 1.5 Billion Years after the Big Bang‚ÄĚ (‚ÄėUn disco giratorio fr√≠o y masivo 1.500 millones de a√Īos despu√©s del Big Bang‚Äô), de Marcel Neeleman & J. Xavier Prochaska et al., publicado en la revista Nature.

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