Los astrónomos acaban de descubrir la galaxia más antigua y distante de la historia

Cuando los astrónomos miran profundamente en el espacio, también ven muy atrás en el tiempo. Ahora, los astrónomos de la Universidad de Tokio pueden haber encontrado la galaxia más antigua y distante jamás vista. Estas observaciones se acercan a revelar las condiciones en el Universo cuando la primera luz observable se extendió por todo el Cosmos.

La antigua galaxia GN-z11 probablemente se formó solo 420 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía solo un tres por ciento de la edad que tiene hoy. Tal edad colocaría a esta familia de estrellas cerca del borde del Universo observable. Esta galaxia se formó en los albores de la era de la reionización cuando la luz llenó por primera vez el Cosmos.

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A medida que los astrónomos miran más allá en el espacio, ven hacia atrás en el tiempo, casi hasta la primera luz del Universo. Esta imagen destaca las profundidades del espacio y el tiempo que verá el próximo Telescopio Espacial James Webb (JWST). Crédito de la imagen: STSci

La galaxia GM-z11 se vio por primera vez en marzo de 2016, y los astrónomos inmediatamente la reconocieron como una de las más antiguas galaxias jamas visto. Sin embargo, este nuevo estudio refina la edad de este objeto distante, revelando su extrema edad y distancia.

“Según estudios previos, la galaxia GN-z11 parece ser la galaxia detectable más lejana de nosotros, a 13.400 millones de años luz, o 134 no millones de kilómetros (134 seguidos de 30 ceros). Pero medir y verificar esa distancia no es una tarea fácil ”, dijo el profesor. Nobunari Kashikawa del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio.

A distancias extremas como las que se utilizan para estudiar galaxias, los astrónomos a menudo hablan en términos del corrimiento al rojo de un objetivo, denotado con la letra z. Este nuevo estudio revela que GN-z11 tiene un valor de desplazamiento al rojo de z = 11, el desplazamiento más alto (y por lo tanto, la mayor distancia) jamás visto.

El análisis de esta antigua familia de estrellas revela algunas propiedades de esta galaxia naciente.

“GN-z11 es luminoso y joven, pero moderadamente masivo, lo que implica una rápida acumulación de masa estelar en el pasado”, describen los investigadores en un artículo que detalla su trabajo, publicado en la revista. Astronomía de la naturaleza.

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El desplazamiento al rojo de las líneas espectrales de GN-z11 (arriba) revela la gran edad, y la magnífica distancia de nosotros, de GN-z11. Crédito de la imagen: Kashikawa et al.

Las firmas químicas se pueden ver en los espectros de un objeto, revelando la composición de un objetivo distante. Estos se pueden ver de dos formas. La primera de ellas, las líneas de emisión, son líneas brillantes causadas por la liberación de fotones de los átomos. El segundo tipo de estas características, líneas de absorción, son oscuros, el resultado de los fotones son absorbidos por los átomos, cuando la luz pasa a través de un gas.

Cuando la luz de cuerpos distantes se divide en los colores que la componen, estas líneas de emisión se desplazan hacia el extremo rojo del espectro. Esto se conoce como corrimiento al rojo.

El objeto más distante de nosotros, el más rápido se ve que está retrocediendo, produciendo un mayor corrimiento hacia el rojo. Por lo tanto, midiendo el desplazamiento hacia el rojo de las galaxias objetivo, los astrónomos pueden calcular su distancia de la Tierra.

“Observamos la luz ultravioleta específicamente, ya que esa es el área del espectro electromagnético que esperábamos encontrar las firmas químicas desplazadas al rojo. El telescopio espacial Hubble detectó la firma varias veces en el espectro de GN-z11. Sin embargo, incluso el Hubble no puede resolver las líneas de emisión ultravioleta en el grado que necesitábamos. Así que recurrimos a un espectrógrafo terrestre más actualizado, un instrumento para medir líneas de emisión, llamado MOSFIRE, que está montado en el telescopio Keck I en Hawái ”. dijo Kashikawa.

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El instrumento MOSFIRE en Keck I permitió a los astrónomos medir cuidadosamente la distancia a la galaxia más distante jamás vista. Crédito de la imagen: Observatorio Keck

MOSFIRE pudo determinar el desplazamiento hacia el rojo de las líneas de emisión de GN-z11 con un detalle 100 veces mayor que nunca. Si las observaciones futuras confirman la distancia encontrada en este estudio, entonces GN-z11 es la galaxia más distante jamás vista en el Cosmos.

“Su posición remota coloca al GN-z11 al comienzo de la era de la reionización. En este período, la luz de las estrellas de las primeras galaxias comenzó a calentarse y a levantar la niebla de gas hidrógeno frío que llenaba el Universo. La anterior galaxia que ostentaba récords fue vista a mediados de esta época, unos 150 millones de años después ”. Informes de la NASA. En el video de arriba, eche un vistazo al Observatorio Keck, de 2015. (Crédito del video: Observatorio Keck)

Los investigadores también encontraron una visión inesperada mientras estudiaban GN-z11: un destello brillante de luz ultravioleta de la galaxia distante.

“En el cielo óptico, los transitorios de minutos de duración desde distancias cosmológicas son raros. Los objetos conocidos que dan lugar a tales transitorios incluyen estallidos de rayos gamma (GRB), las explosiones más luminosas del Universo … Estos GRB de alto corrimiento al rojo y su emisión asociada se pueden utilizar para investigar la formación de estrellas y la historia de reionización en la era cósmica. amanecer ”, describen los investigadores en Astronomía de la naturaleza.

Aunque este destello fue probablemente el resultado de un GRB, los astrónomos no pueden confirmar ese análisis de ultravioleta datos solos. Sin embargo, el equipo pudo eliminar casi cualquier otra posibilidad de observación.

Los instrumentos y observaciones futuros, incluido el telescopio espacial James Webb, podrían revelar a los progenitores de galaxias como GN-z11, que emiten algunas de las luces más antiguas del Universo. Esto sugeriría que los GRB estaban ocurriendo solo 420 millones de años después del Big Bang.

Debido a la expansión del universo, la luz de este cuerpo viajó una distancia de 32 mil millones de años luz para alcanzarnos, aunque GN-z11 tiene solo 13,4 mil millones de años.

¡Ahora ESO está lejos!

Este artículo fue publicado originalmente en El compañero cósmico por James Maynard, fundador y editor de The Cosmic Companion. Es un nativo de Nueva Inglaterra convertido en rata del desierto en Tucson, donde vive con su encantadora esposa, Nicole, y Max the Cat. Puedes leer esta pieza original aquí.

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