Cuanto más profundo miras en el Universo, más lejos en el tiempo regresas. A veces incluso puedes profundizar demasiado y ver galaxias "jóvenes" que se parecen a la Vía Láctea, ubicadas a 12 mil millones de años de nosotros.
Una interpretación artística del predecesor de la Vía Láctea en el Universo temprano. Colocado contra el telón de fondo de un quásar que brilla a través del "superhalo" de hidrógeno gaseoso que rodea la galaxia.
Escaneando objetos antiguos del Universo, los astrónomos logran entender cómo se veía nuestra galaxia en su juventud.
Con la ayuda del enrejado de gran alcance milimétrico de Atakam (ALMA), los investigadores pudieron encontrar "moldes" de galaxias como la nuestra, cuando su formación estelar solo estaba ganando velocidad. Entonces el universo creció a 2 mil millones de años. Como la luz tiene velocidad, mirar hacia el espacio significa que literalmente miras hacia el pasado, admirando las galaxias a 12 mil millones de años de distancia de la Tierra. El cosmos moderno tiene 13.8 billones de años.
Teniendo en cuenta dos galaxias antiguas en longitudes de onda infrarrojas, los científicos notaron que en el desarrollo temprano tenían discos de gas hidrógeno alargados que eran significativamente superiores a áreas más pequeñas de formaciones de estrellas en su interior. También vieron discos giratorios de gas y polvo y estrellas en rápida formación (hasta 100 masas solares por año). Para ver las galaxias ALMA J081740.86 + 135138.2 y ALMA J120110.26 + 211756.2, fue necesario usar la luz de dos quásares en el fondo. Estos son agujeros negros supermasivos rodeados por discos de acreción brillantes. Son considerados centros de galaxias activas.
Imagen de composición de una galaxia joven, similar a la Vía Láctea, separada por 12 mil millones de años luz, así como un fondo de quásar, ubicado a 12.5 mil millones de años luz.
Por lo general, es difícil mirar las galaxias antes de un quásar, porque los quásares son muy brillantes y la galaxia joven es débil. Pero ALMA pudo rastrear la luz infrarroja del carbono ionizado de las galaxias, brillando por sí misma, así como la silueta del hidrógeno en el resplandor de los quásares. El carbono, que emite luz a una longitud de onda de 158 micrómetros (región del infrarrojo lejano), caracteriza la estructura de cada galaxia y las emisiones de luz infrarroja del polvo muestran áreas de nacimiento estelar.
El carbono luminoso también dio pistas sobre la estructura de las galaxias. Resultó que cambió del gas de hidrógeno, que fue visto originalmente por los astrónomos. Esto significa que los gases galácticos se extienden lejos de una región densa de carbono, lo que indica que cada galaxia está dotada de un gran halo de hidrógeno.
Teniendo en cuenta los objetos en primer plano, "esperábamos ver un estallido débil directamente sobre el quásar, y en su lugar notamos galaxias brillantes a una gran distancia del quasar", dijo el astrofísico J. Xavier Prohaska de la Universidad de California (Santa Cruz). Los datos también mostraron que las galaxias jóvenes ya han comenzado a girar, y esto es un signo de galaxias espirales, como la Vía Láctea.
La búsqueda de tales galaxias tempranas comenzó en 2003, cuando Prohaska estaba trabajando en la idea de utilizar los espectros de los quásares y las longitudes de onda de la luz que emiten para encontrarse en el primer plano de la galaxia. Este método se denomina sistemas amortiguados Lyman-alfa, porque el gas de hidrógeno bloquea ciertas longitudes de onda de la luz del cuásar, lo que revela la presencia y la extensión del gas.
"ALMA ayudó a resolver un debate de varios años sobre la formación de galaxias", dice Chris Carilli, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Socorro, Nuevo México. "Resultó que algunas galaxias muy tempranas tienen halos que se expanden mucho más de lo que se pensaba anteriormente", dijo, y agregó que estos halos "pueden representar material futuro para el crecimiento de la galaxia".
