ALMA detecta las primeras trazas de «niebla» de carbono permeando las atmósferas interestelares de las primeras galaxias
29/6/2015 de NRAO / Nature
Empleando ALMA los astrónomos estudiaron un conjunto de galaxias normales observadas cuando el universo sólo tenía mil millones de años de edad. Detectaron el resplandor del carbono ionizado llenando el espacio entre las estrellas, indicando que estas galaxias estaban plenamente formadas aunque eran químicamente inmaduras comparadas con galaxias similares unos pocos miles de millones de años más tarde. Aquí se muestran los datos de ALMA de cuatro de estas galaxias en relación con los objetos correspondientes del campo de COSMOS observados con el telescopio espacial Hubble. Crédito: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), P. Capak; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), NASA/ESA Hubble.
Los astrónomos estudian los elementos repartidos entre las estrellas para aprender acerca de como funcionan las galaxias, sus movimientos y química. Hasta la fecha, sin embargo, los intentos de detectar la señal en radio del carbono en el universo muy temprano se han visto frustradas quizás (según especulan algunos) por la necesidad de permitir unos pocos miles de millones de años más para que las estrellas fabriquen cantidades suficientes que puedan ser observadas a estas vastas distancias cósmicas.
Pero nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) han detectado ya las primeras trazas de átomos de carbono que permean las atmósferas interestelares de galaxias consideradas normales, observadas tan solo mil millones de años después del Big Bang. Esto sugiere que aunque las galaxias normales del universo primitivo ya rebosaban con carbono, no estaban tan evolucionadas químicamente como galaxias similares observadas solo unos pocos miles de millones de años después. En estas últimas galaxias la mayor parte del carbono ionizado ha condensado en granos de polvo, formando moléculas orgánicas simples como el monóxido de carbono (CO).
Cuando las galaxias se ensamblaron por primera vez, durante un periodo a menudo llamado el «Amanecer Cósmico», la mayor parte del espacio entre las estrellas estaba lleno de una mezcla de hidrógeno y helio producido en el Big Bang. A medida que generaciones siguientes de estrellas masivas acababan sus breves pero brillantes vidas como supernovas, sembraron el medio interestelar con un polvo fino de elementos pesados, principalmente carbono, silicio y oxígeno, que se formaron en sus hornos nucleares.
«La señal espectral particular del carbono ionizado ha sido considerada durante mucho tiempo una herramienta potencialmente potente para estudiar el enriquecimiento de las galaxias con elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Es también un modo único de estudiar la dinámica de las galaxias tempranas», afirma el coautor Chris Carilli del National Radio Astronomy Observatory en Socorro (Nuevo México).
Los astrónomos también emplearon los datos de las mismas observaciones como cámara de velocidad intergaláctica, consiguiendo cronometrar el gas interestelar de estas galaxias corriendo a 380 kilómetros por segundo. «Esta es una medida que era imposible previamente para galaxias tan lejanas», destaca Peter Capak, director del trabajo.
