“Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas, ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensábamos”, dijo Bhatawdekar. “Esto también respalda firmemente la idea de que las galaxias débiles / de baja masa en el Universo temprano son responsables de la reionización”.
Madrid, 4 de junio (Europa Press).- La primera generación de estrellas en el Universo temprano, conocidas como Población III, fueron forjadas a partir del material primordial que surgió del Big Bang –hidrógeno, helio y litio–, los únicos elementos que existían antes de que los procesos en los núcleos de estas estrellas pudieran crear elementos más pesados, como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro.
Un equipo de investigadores europeos, dirigido por Rachana Bhatawdekar de la Agencia Espacial Europea, se propuso estudiar el Universo temprano, desde aproximadamente 500 millones a 1,000 millones de años después del Big Bang, al estudiar el cúmulo MACSJ0416 y su campo paralelo con el Telescopio Espacial Hubble (con datos de apoyo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Very Large Telescope con base en el Observatorio Europeo Austral). “No encontramos evidencia de estas estrellas de Población III de primera generación en este intervalo de tiempo cósmico”, dijo Bhatawdekar sobre los nuevos resultados, lo que sugiere que esas estrellas se formaron antes de lo pensado hasta ahora, con material primordial resultado del Big Bang.
El resultado se logró utilizando la cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble y la cámara avanzada para encuestas, como parte del programa Hubble Frontier Fields. Este programa (que observó seis cúmulos de galaxias distantes de 2012 a 2017) produjo las observaciones más profundas jamás hechas de cúmulos de galaxias y las galaxias ubicadas detrás de ellas, que fueron magnificadas por el efecto de lente gravitacional, revelando galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las observadas anteriormente. Las masas de cúmulos de galaxias en primer plano son lo suficientemente grandes como para doblar y magnificar la luz de los objetos más distantes detrás de ellos. Esto le permite al Hubble usar estas lupas cósmicas para estudiar objetos que están más allá de sus capacidades operativas nominales.
Bhatawdekar y su equipo desarrollaron una nueva técnica que elimina la luz de las galaxias brillantes en primer plano que constituyen estas lentes gravitacionales. Esto les permitió descubrir galaxias con masas más bajas que nunca antes observadas con Hubble, a una distancia correspondiente a cuando el Universo tenía menos de mil millones de años. En este momento en el tiempo cósmico, la falta de evidencia de poblaciones estelares exóticas y la identificación de muchas galaxias de baja masa respalda la sugerencia de que estas galaxias son los candidatos más probables para la reionización del Universo. Este periodo de reionización en el Universo temprano es cuando el medio intergaláctico neutral fue ionizado por las primeras estrellas y galaxias.
“Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas, ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensábamos”, dijo Bhatawdekar. “Esto también respalda firmemente la idea de que las galaxias débiles / de baja masa en el Universo temprano son responsables de la reionización”.
Estos resultados –publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society— también sugieren que la formación más temprana de estrellas y galaxias ocurrió mucho antes de lo que se puede probar con el telescopio espacial Hubble. Esto deja un área emocionante de investigación adicional para el próximo telescopio espacial James Webb de NASA / ESA / CSA, para estudiar las primeras galaxias del Universo.
