Los astrónomos que buscan determinar cuándo tuvo lugar la reozonación del Universo han encontrado algunas de las primeras galaxias unos 800 millones de años después del Big Bang. La edad de una galaxia fue confirmada por una característica firma de hidrógeno neutro a 787 millones de años después del Big Bang. El hallazgo es la primera confirmación de la edad de una llamada galaxia abandonada en ese momento distante y señala cuándo probablemente comenzó la época de reionización.
El período de reionización es el más lejano en el tiempo que los astrónomos pueden observar. El Big Bang, hace 13.700 millones de años, creó un universo caliente y turbio. Unos 400,000 años después, las temperaturas se enfriaron, los electrones y protones se unieron para formar hidrógeno neutro, y la oscuridad se aclaró. Algún tiempo antes de mil millones de años después del Big Bang, el hidrógeno neutro comenzó a formar estrellas en las primeras galaxias, que irradiaban energía y volvían a convertir el hidrógeno en ionizado. Aunque no es la sopa espesa de plasma del período anterior, justo después del Big Bang, esta formación estelar comenzó la época de reionización.
Los astrónomos saben que esta era terminó alrededor de mil millones de años después del Big Bang, pero cuando comenzó, los eludió.
Buscamos galaxias de "abandono", dijo Masami Ouchi, quien dirigió un equipo de astrónomos japonés y estadounidense que analiza la época de la reionización. "Utilizamos filtros progresivamente más rojos que revelan longitudes de onda crecientes de luz y observamos qué galaxias desaparecen o" abandono "de las imágenes creadas con esos filtros. El "abandono" de las galaxias más antiguas y distantes de los filtros progresivamente más rojos y las longitudes de onda específicas pueden indicarnos la distancia y la edad de las galaxias. Lo que hace que este estudio sea diferente es que encuestamos un área que es más de 100 veces más grande que las anteriores y, como resultado, tuvimos una muestra más grande de galaxias tempranas (22) que las encuestas anteriores. Además, pudimos confirmar la edad de una galaxia ", continuó. "Dado que todas las galaxias se encontraron utilizando la misma técnica de abandono, es probable que tengan la misma edad".
El equipo de Ouchi pudo realizar una encuesta tan grande porque utilizaron un filtro súper rojo hecho a medida y otros avances tecnológicos únicos en sensibilidad roja en la cámara de campo amplio del telescopio Subaru de 8,3 metros. Hicieron sus observaciones de 2006 a 2009 en el campo Subaru Deep Field y Great Observatories Origins Deep Survey North. Luego compararon sus observaciones con los datos recopilados en otros estudios.
Los astrónomos se han preguntado si el universo se sometió a reionización de forma instantánea o gradual con el tiempo, pero lo más importante, han tratado de aislarse cuando el universo comenzó a reionizarse. Las mediciones de densidad y brillo de la galaxia son clave para calcular las tasas de formación de estrellas, que dicen mucho sobre lo que sucedió cuando. Los astrónomos observaron las tasas de formación de estrellas y la tasa a la que se ionizó el hidrógeno.
Utilizando datos de su estudio y otros, determinaron que las tasas de formación estelar fueron dramáticamente más bajas de 800 millones de años a aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, y luego. En consecuencia, calcularon que la tasa de ionización sería muy lenta durante este tiempo temprano, debido a esta baja tasa de formación de estrellas.
“Nos sorprendió mucho que la tasa de ionización pareciera tan baja, lo que constituiría una contradicción con la afirmación del satélite WMAP de la NASA. Llegó a la conclusión de que la reionización comenzó a más tardar 600 millones de años después del Big Bang ”, comentó Ouchi. “Creemos que este acertijo podría explicarse por tasas de producción de fotones ionizantes más eficientes en las primeras galaxias. La formación de estrellas masivas puede haber sido mucho más vigorosa que en las galaxias de hoy. Menos estrellas masivas producen más fotones ionizantes que muchas estrellas más pequeñas ”, explicó.
La investigación se publicará en una edición de diciembre de Astrophysical Journal.
Fuente: EurekAlert
