Hallan EGS77, el grupo de galaxias más lejano conocido hasta hoy

Un equipo de astrónomos ha encontrado EGS77, el grupo de galaxias más lejano conocido hasta la fecha Este trío de galaxias está transformando el oscuro universo primitivo en el que observamos hoy, según informó la Nasa en la 235 reunión de la American Astronomical Society en Honolulu

Un equipo internacional de astrónomos financiado parcialmente por la Nasa ha encontrado el grupo de galaxias más alejado identificado hasta la fecha. Llamado EGS77, el trío de galaxias data de una época en que el universo tenía solo 680 millones de años, o menos del 5% de su edad actual de 13.800 millones de años.

Más significativamente, las observaciones muestran que las galaxias son participantes en un amplio cambio cósmico llamado reionización. La era comenzó cuando la luz de las primeras estrellas cambió la naturaleza del hidrógeno en todo el universo de manera similar a la fusión de un lago congelado en la primavera. Esto transformó el cosmos temprano oscuro que apaga la luz en el que vemos a nuestro alrededor hoy.

«El joven universo se llenó de átomos de hidrógeno, que atenúan tanto la luz ultravioleta que bloquean nuestra visión de las primeras galaxias», dijo James Rhoads en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland, quien presentó los hallazgos el pasado domingo en la 235 reunión de la American Astronomical Society en Honolulu. «EGS77 es el primer grupo de galaxias atrapado en el acto de despejar esta niebla cósmica«.

Si bien se han observado galaxias individuales más distantes, EGS77 es el grupo de galaxias más alejado hasta la fecha que muestra las longitudes de onda específicas de la luz ultravioleta lejana revelada por la reionización. Esta emisión, llamada Lyman alpha light, es prominente en todos los miembros de EGS77.

En su primera fase, el universo era un plasma brillante de partículas, incluidos electrones, protones, núcleos atómicos y luz. Los átomos aún no pueden existir. El universo estaba en un estado ionizado, similar al gas dentro de un letrero de neón iluminado o un tubo fluorescente.

Después de que el universo se expandió y se enfrió durante aproximadamente 380.000 años, los electrones y protones se combinaron en los primeros átomos, más del 90% de ellos hidrógeno. Cientos de millones de años después, este gas formó las primeras estrellas y galaxias. Pero la presencia misma de este abundante gas plantea desafíos para detectar galaxias en el universo primitivo.

Los átomos de hidrógeno absorben fácilmente y reemiten rápidamente la luz ultravioleta lejana conocida como emisión alfa de Lyman, que tiene una longitud de onda de 121,6 nanómetros. Cuando se formaron las primeras estrellas, parte de la luz que produjeron coincidía con esta longitud de onda. Como la luz alfa de Lyman interactuaba fácilmente con los átomos de hidrógeno, no podía viajar mucho antes de que el gas la dispersara en direcciones aleatorias.

Los átomos de hidrógeno, también llamados hidrógeno neutro, dispersan fácilmente la luz ultravioleta, evitando que viaje muy lejos de sus fuentes. Poco a poco, la intensa luz UV de las estrellas y galaxias separó los átomos de hidrógeno, creando burbujas en expansión de gas ionizado. A medida que estas burbujas crecieron y se superpusieron, la niebla cósmica se levantó. Los astrónomos llaman a este proceso reionización. Aquí, las regiones ya ionizadas son azules y translúcidas, las áreas sometidas a ionización son rojas y blancas, y las regiones de gas neutro son oscuras y opacas.

«La luz intensa de las galaxias puede ionizar el gas de hidrógeno circundante, formando burbujas que permiten que la luz de las estrellas viaje libremente», dijo el miembro del equipo Vithal Tilvi, investigador de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. “EGS77 ha formado una gran burbuja que permite que su luz viaje a la Tierra sin mucha atenuación. Eventualmente, burbujas como estas crecieron alrededor de todas las galaxias y llenaron el espacio intergaláctico, reionizando el universo y despejando el camino para que la luz viaje a través del cosmos «.

EGS77 fue descubierto como parte de la investigación Cosmic Deep and Wide Narrowband (Cosmic DAWN), para la cual Rhoads sirve como investigador principal. El equipo tomó una imagen de un área pequeña en la constelación de Boötes usando un filtro personalizado en la cámara infrarroja de campo extremadamente amplio del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica (NEWFIRM), que se conectó al telescopio Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson, Arizona.