Detectan la sombra de una nube de gas en un antiguo protocúmulo
30/3/2017 de Subaru Telescope / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
La distribución de galaxias en la región del protosupercúmulo hace 11500 millones de años (arriba izquierda), y la imagen de la cámara Suprime Cam del telescopio Subaru utilizada en este trabajo (derecha, imagen grande). El color rojo indica regiones más densas de hidrógeno neutro. Los cuadrados cian marcan las galaxias que pertenecen al protosupercúmulo. La distribución de gas de hidrógeno neutro no se alinea perfectamente con las galaxias. Crédito: Osaka Sangyo University/NAOJ.
Un equipo liderado por investigadores de la Universidad Osaka Sangyo ha utilizado la cámara Suprime Cam del telescopio Subaru para crear el mayor mapa de gas de hidrógeno neutro en el Universo temprano, descubriendo una nube que parece que ocupa 160 millones de años-luz, dentro y fuera de una estructura clasificada como un protocúmulo. Una nube de gas tan enorme es extremadamente valiosa para estudiar la formación de estructura a gran escala y la evolución de galaxias a partir de gas en el Universo temprano.
Las estrellas se juntan para formar galaxias, y las galaxias se agrupan formando estructuras mayores como cúmulos o supercúmulos. La materia del Universo actual está estructurada de una manera jerárquica en escalas de unos 100 millones de años-luz. Sin embargo, no podemos observar estructuras inhomogéneas en ninguna dirección o distancia a escalas mayores que esa. Un problema importante de la astronomía moderna es clarificar lo perfectamente que se mantiene la uniformidad y homogeneidad de la distribución de la materia. Además, los astrónomos pretenden investigar las propiedades de las semillas de las estructuras de gran escala (es decir, las fluctuaciones iniciales de la materia) que existían al principio del Universo. Una comparación detallada entre las distribuciones espaciales de galaxias y gas durante las épocas tempranas del Universo es muy importante para comprender el proceso de la formación de galaxias a partir de las concentraciones de gas poco brillantes del Universo temprano.
El Dr. Ken Mawatari (Universidad de Osaka Sangyo) y sus colaboradores han desarrollado un método para analizar la distribución espacial del gas de hidrógeno neutro utilizando imágenes de galaxias en épocas tempranas. Su estrategia les permite utilizar numerosas galaxias normales como fuentes de luz que iluminan desde detrás el gas que existe entre ellas y nosotros, permitiendo investigar la distribución de dicho gas. Además, la cámara Suprime-cam está ajustada de modo que detecta la absorción de esta luz por el gas de hidrogeno neutro (el efecto de ‘imagen de la sombra’).
Los astrónomos investigaron el campo de SSA22, el antecesor de un supercúmulo de galaxias (un protosupercúmulo), en el que se formaban galaxias jóvenes de manera activa, hace 11500 millones de años, en el Universo temprano. Los resultados muestran que la absorción por gas de hidrógeno neutro es significativamente más intensa en el campo completo del protocúmulo SSA22 que en campos normales (SXDS and GOODS-N), confirmando que el entorno del protosupercúmulo es rico en hidrógeno neutro, el componente principal de las galaxias. Además, la distribución del gas no se alinea perfectamente con la distribución de las galaxias, extendiéndose difusamente por el espacio intergaláctico, ocupando toda el área estudiada, lo que significa que esta estructura de gas tiene un tamaño que excede los 160 millones de años-luz. El descubrimiento de que una estructura de gas de este tamaño ya existía en el Universo hace 11500 millones de años es uno de los resultados sorprendentes de este estudio.
