Un equipo de astrónomos europeos, liderados desde el Osservatorio Astrofisico di Arcetri (Italia), han encontrado por primera vez una evidencia directa de que las galaxias jóvenes pueden crecer succionando el gas frío que hay a su alrededor y usarlo como combustible para la formación de muchas estrellas nuevas. El hallazgo, que hoy se publica en Nature, ha sido posible gracias a las nuevas observaciones del telescopio VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile.
Las primeras galaxias se formaron cuando el Universo tenía una edad inferior a mil millones de años y eran mucho más pequeñas que los gigantescos sistemas (incluida la Vía Láctea) que podemos ver en la actualidad. En los primeros miles de millones de años después del Big Bang, la masa de una galaxia típica aumentó espectacularmente. Comprender porqué sucedió esto es uno de los problemas cruciales en la astrofísica moderna.
De algún modo, el tamaño medio de las galaxias ha ido aumentando conforme el Universo ha seguido su evolución. Es habitual que las galaxias choquen entre sí y se fusionen dando lugar a sistemas más grandes y este proceso es un importante mecanismo de crecimiento. Sin embargo, se propone la existencia de otra forma adicional de crecimiento más moderado o apacible.
Un equipo europeo de astrónomos ha utilizado el telescopio VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, para poner a prueba una novedosa idea: que las galaxias también aumentan de tamaño succionando las corrientes frías del gas hidrógeno y helio que ocupaba el Universo primitivo y formando nuevas estrellas a partir de este material. Del mismo modo que una empresa comercial puede ampliarse fusionándose con otras empresas o contratando más personal, las galaxias jóvenes quizás pudieran crecer de dos formas distintas: fusionándose con otras galaxias o mediante la acreción de material. Los resultados aparecen esta semana en la revista Nature.
El jefe del equipo, Giovanni Cresci, del Osservatorio Astrofisico di Arcetri en Italia, explica: “Los nuevos resultados del VLT son la primera prueba directa de que la acreción de gas prístino sucedió realmente y fue suficiente para potenciar una enérgica formación estelar y el crecimiento de galaxias masivas en el Universo joven”. El descubrimiento puede tener un importante impacto en la comprensión de la evolución del Universo desde el Big Bang hasta el momento actual. Es posible que haya que revisar las teorías de formación y evolución galáctica.
El grupo comenzó seleccionando tres galaxias muy distantes para ver si podían encontrar pruebas del flujo de gas prístino desde el espacio circundante y la formación asociada de nuevas estrellas. Fueron muy cuidadosos para asegurarse de que las galaxias de muestra no se vieran afectadas por interacciones con otras galaxias. Las galaxias seleccionadas eran discos regulares que giran con suavidad, similares a la Vía Láctea y se observaron unos dos mil millones de años después del Big Bang (con un desplazamiento al rojo cercano a tres).
En las galaxias del Universo moderno, los elementos pesados son más abundantes cerca del centro. Pero cuando el equipo de Cresci cartografió las galaxias distantes seleccionadas con el espectrógrafo SINFONI en el VLT observó con entusiasmo que en los tres casos existía una zona de la galaxia, cercana al centro, con menos elementos pesados, pero donde tenía lugar una enérgica formación estelar, lo que sugiere que el material que alimenta dicha formación estelar procedía del gas prístino circundante donde hay muy pocos elementos pesados. Se trata de la prueba que ofrece la mejor evidencia hasta el momento de que las galaxias jóvenes acumulan gas primitivo y lo utilizan para formar nuevas generaciones de estrellas.
Como explica Cresci: “Este estudio sólo ha sido posible gracias al extraordinario rendimiento del instrumento SINFONI en el VLT. Ha abierto una nueva ventana para el estudio de las propiedades químicas de galaxias muy distantes. SINFONI no sólo ofrece información en dos dimensiones espaciales, sino además en una tercera dimensión espectral, que nos permite ver los movimientos internos dentro de las galaxias y estudiar la composición química del gas interestelar”.
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Referencia bibliográfica:
G. Cresci, F. Mannucci, R. Maiolino, A. Marconi, A. Gnerucci y L. Magrini. “Gas accretion as the origin of chemical abundance gradients in distant galaxies”. Nature 467, 14 de octubre de 2010. Doi: 10.1038/nature09451.
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