Los astrónomos espían a los vecinos de la Vía Láctea, estimando la cantidad de luz que escapa de ellos y cómo se relaciona con las propiedades físicas de cada galaxia.
Este estudio profundo de nuestro universo local podría ayudar a los científicos a comprender mejor las primeras galaxias distantes que se están observando actualmente. Telescopio espacial James Webb (JWST) y el Telescopio Espacial Hubble.
porque las galaxias universo primitivo Como son increíblemente débiles y, por lo tanto, difíciles de observar, un equipo de astrónomos dirigido por Jens Melinder de la Universidad de Estocolmo en Suecia se propuso crear una muestra de referencia de galaxias en nuestro vecindario. vía Láctea.
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Específicamente, Melinder y sus colegas recopilaron y combinaron datos de estas galaxias locales en una longitud de onda específica de radiación ultravioleta conocida como luz Lyman alfa.
Luz alfa Lyman se encuentra a la luz del gas que rodea a las estrellas más calientes, lo que significa que se encuentra especialmente en las galaxias en formación estelar. El pico de formación de estrellas en el universo ocurrió hace unos 10 mil millones de años, por lo que la luz alfa de Lyman es una excelente manera de estudiar las galaxias que existían cuando el universo tenía solo 4 mil millones de años. (El: una gran explosión que creó nuestro universo sucedió hace unos 13.800 millones de años).
Pero descifrar la información transmitida por esta luz puede ser difícil, al igual que el camino hacia los instrumentos. Hubble y JWST es complejo.
La luz alfa de Lyman viaja alrededor del universo
La longitud de onda exacta de la luz Lyman alfa y la dirección en la que viaja son factores que afectan los procesos físicos que encuentra cuando sale de su fuente. galaxia. Las regiones de estas galaxias con diferentes condiciones físicas a través de las cuales pasa la luz Lyman alfa pueden cambiar la ruta de los fotones individuales que componen la luz, cambiar su longitud de onda e incluso absorber parte de la luz.
El hecho de que la luz Lyman alfa pueda encontrarse con regiones calientes o regiones polvorientas o regiones de nubes de gas que fluyen con fuerza en su galaxia de origen y en su viaje significa que, cuando nos alcanza, puede ser difícil de interpretar.
Sin embargo, si es posible interpretar con precisión esta luz después de su complejo viaje, puede revelar una cantidad significativa de información sobre las propiedades físicas de las galaxias de las que se origina.
Para comprender mejor estas emisiones y crear su muestra de referencia Lyman Alpha (LARS), el equipo seleccionó 45 galaxias locales que tienen una gran formación de estrellas al observarlas en todo el espectro electromagnético. Esto permitió al equipo inferir cuánta luz Lyman alfa se emite desde cada galaxia y cómo esta fracción se correlaciona con las propiedades físicas de esa galaxia.
Uno de los descubrimientos más importantes que han hecho los astrónomos es la relación entre la cantidad de gas, plasma (que es un gas súper caliente cargado eléctricamente) y las envolturas de polvo que rodean las galaxias que estudian y la cantidad de luz Lyman alfa que emiten.
«Existe una relación clara entre la cantidad de polvo cósmico en una galaxia y su emisión Lyman». Melinder dijo en un comunicado. «Esto se esperaba porque el polvo absorbe la luz, pero ahora hemos cuantificado el efecto».
Los científicos también han logrado averiguar cómo se distribuye este gas en las galaxias y cómo se mueve a través de ellas.
El equipo encontró una conexión entre la masa total estrellas por la cantidad de luz Liman alfa en una galaxia que es capaz de escapar de ella, aunque esta relación es menos clara que la relación entre el gas y la salida de esta luz.
Lo que no parece estar relacionado con el escape de la luz Lyman alfa en las galaxias es la velocidad a la que esas galaxias forman nuevas estrellas.
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La luz alfa de Lyman «encoge» las galaxias
Una cosa que el equipo descubrió que podría ser particularmente significativa es el hecho de que estas galaxias de repente parecen significativamente más grandes cuando se ven en otras longitudes de onda de luz. Este es un efecto que los astrónomos han visto antes.
«Vemos el mismo efecto en las simulaciones por computadora de galaxias, calculando cómo Lyman alfa viaja a través de las nubes de gas en el espacio interestelar», dijo Peter Laursen, investigador del Cosmic Dawn Center en Dinamarca, en la misma declaración. «Esto confirma que tenemos una comprensión teórica bastante buena de la física».
Es importante tener en cuenta este efecto cuando se observan galaxias tempranas y distantes, ya que la luz de sus alrededores puede ser demasiado débil para ser detectada o puede estar más allá del alcance de los detectores que las observan. Eso significa que estudiar y cuantificar este efecto, como se ve con LARS, podría ayudar a los astrónomos a visualizarlo mejor y, por lo tanto, a determinar con mayor precisión los tamaños de las primeras galaxias.
«Estos resultados ayudarán a interpretar las observaciones de galaxias muy distantes pero similares observadas por los telescopios espaciales Hubble y James Webb», concluyó Melinder. «Comprender la astrofísica detallada de este tipo de galaxias es crucial para desarrollar teorías sobre la formación y evolución de las primeras galaxias».
La investigación del equipo se publicó a principios de este mes. Serie de suplementos de revistas astrofísicas.
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