Galaxias lejanas revelan el final de la edad oscura cósmica
12/7/2017 de National Optical Astronomy Observatory / Astrophysical Journal Letters
Imagen en falso color de una región de 2 grados cuadrados del campo estudiado, creada con imágenes tomadas en el óptico a 500 nm (azul), el infrarrojo cercano a 920 nm (rojo) y en un filtro de banda estrecha centrado en 964 nm (verde). Este último es sensible a la emisión Lyman alfa a z~7. Los cuadrados pequeños marcan las 23 galaxias emisoras en Lyman alfa descubiertas en esta investigación. Los recuadros amarillos muestran con más detalle las dos más brillantes. Crédito: Zhen-Ya Zheng (SHAO) & Junxian Wang (USTC).
Un equipo de astrónomos que estudia el Universo lejano ha descubierto que las galaxias pequeñas con formación de estrellas eran abundantes en el Universo cuando éste tenía sólo 800 millones de años de edad, un porcentaje muy pequeño de su edad actual. Los resultados sugieren que las galaxias más tempranas, que iluminaron e ionizaron el Universo, se formaron en épocas todavía más anteriores.
Hace mucho tiempo, unos 300 000 años después del comienzo del Universo (el Big Bang) el Universo era oscuro. No había todavía estrellas y galaxias y el Universo estaba lleno de gas hidrógeno neutro. En un momento dado aparecieron las primeras galaxias y su radiación de alta energía ionizó sus alrededores, el gas intergaláctico, iluminando y transformando el Universo.
Aunque este cambio dramático se sabe que tuvo lugar en algún momento en el intervalo entre los 300 millones de años y los 1000 millones de años después del Big Bang, determinar cuándo se formaron las primeras galaxias es un reto. El gas intergaláctico, que era inicialmente neutro, absorbe fuertemente y dispersa la luz ultravioleta emitida por las galaxias, haciendo que sean difíciles de detectar.
Para determinar cuándo se produjo la transformación los astrónomos realizan estudios demográficos de las galaxias pequeñas con formación estelar para determinar cuándo fue ionizado el gas interestelar, y a partir de ahí deducen cuándo se formaron las fuentes ionizantes, es decir, las primeras galaxias. Si las galaxias formadoras de estrellas, que brillan con la luz correspondiente a la línea Lyman alfa del hidrógeno, están rodeadas por gas hidrógeno neutro, los fotones Lyman alfa son dispersados, de modo parecido a lo que ocurre con la luz de los faros del coche cuando hay niebla, oscureciendo las galaxias. Pero cuando el gas está ionizado, la niebla se levanta y las galaxias son más fáciles de detectar.
El nuevo studio ha detectado 23 galaxias candidatas a ser emisores Lyman alfa, que estaban presentes en el Universo 800 millones de años después del Big Bang (a un redshift z ~7), constituyendo la mayor muestra detectada en esa época. Sin embargo, son unas 4 veces menos que las que había un corto tiempo después, a 1000 millones de años (z~7.5). Esto implica que el proceso de ionización empezó pronto y era aún incompleto a los 800 millones de años, con la mitad del gas intergaláctico ionizado y la otra mitad no.
