Galaxia a 13.000 millones de años-luz

Se ha detectado a una de las galaxias más antiguas y lejanas del universo. Esta galaxia, que hasta ahora era desconocida, es visible en estos momentos tal como era hace unos 13.000 millones de años, cuando surgió de ella la luz que nos llega en la actualidad.

Una lente gravitatoria y un instrumento especial en el telescopio de 10 metros del Observatorio W.M. Keck, en la cima del Mauna Kea, Hawái, Estados Unidos, permitió al equipo de Kuang-Han Huang, de la Universidad de California en Davis, del mismo país, ver el objeto de luminosidad tremendamente débil.

Las lentes gravitatorias son un fenómeno que predijo Einstein. Dado que la gravedad puede curvar la trayectoria de la luz, es posible que la imagen de una galaxia distante sea amplificada a través de la “lente” creada por la gravedad de otro objeto situado entre ella y el observador. En este caso, la galaxia detectada está detrás de un cúmulo galáctico que es lo bastante masivo como para crear tres imágenes diferentes del objeto. Los astrónomos han podido mostrar que estas pertenecen a la misma galaxia porque poseen un espectro delatadoramente similar.

La galaxia no habría sido visible en absoluto si su luz no hubiera sido amplificada por la lente gravitatoria.

La imagen de esta galaxia lejana y de brillo tenue fue dividida en tres por una lente gravitatoria. Comparando el espectro de las tres imágenes (los recuadros blancos), los astrónomos constataron que pertenecen al mismo objeto, situado a unos 13.000 millones de años-luz. (Foto: Marusa Bradac/Hubble Space Telescope/W. M. Keck Observatory)

Con una edad de 13.000 millones de años, la antigüedad de esta galaxia la sitúa cerca del final de la época de la reionización, durante la cual la mayor parte del gas de hidrógeno entre las galaxias pasó, en líneas generales, de ser neutro a estar ionizado, a medida que el universo se iba poblando de estrellas.

Observado por primera vez el toro alrededor de un agujero negro supermasivo

Las galaxias AGN (del inglés Active Galactic Nuclei) son aquellas que albergan en su núcleo un agujero negro supermasivo con signos de actividad reciente. Este tipo de agujeros negros acretan material al tiempo que emiten gran cantidad de energía en un amplio espectro de longitudes de onda. Se cree que todas las galaxias, en algún momento de sus vidas, pueden ser galaxias activas.

Para que se desencadene un periodo de actividad, el agujero negro supermasivo central debe “alimentarse” y, durante mucho tiempo, se ha postulado que el combustible debía almacenarse en un disco de polvo y gas que rodearía al agujero negro. Aunque el entorno inmediato de los agujeros negros de las galaxias activas puede ser tan brillante como toda la galaxia que lo alberga, algunos de estos núcleos parecen quedar ocultos tras una estructura en forma de anillo de polvo y gas, llamada “toro”.

La forma de toro (o de dónut), adoptada en muchos modelos teóricos, explicaría muchas de las enigmáticas y espectaculares características observadas en las galaxias activas. Pero, debido a la gran distancia que nos separa de estos objetos, para aislar esa pequeña estructura es necesaria instrumentación avanzada y el uso de técnicas interferométricas, capaces de alcanzar una muy alta resolución angular .Esto ha sido finalmente posible gracias al conjunto de antenas de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Se trata de la primera vez que se observa con claridad un disco circumnuclear de este tipo, su composición, la emisión de polvo, la distribución del gas e incluso su movimiento.

Ilustración del núcleo de la galaxia NGC 1068. (Crédito: NASA/JPL-Caltech)

Esta galaxia es una de las más activas y, al mismo tiempo, de las más cercanas a nosotros (se encuentra a unos 50 millones de años luz), por lo que, durante décadas, ha sido objeto de numerosos estudios observacionales que han intentado detectar la presencia de ese disco de material en forma de toro en su centro, rodeando al agujero negro supermasivo.

Para Santiago García-Burillo, astrofísico del Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN), miembro de ASTROMOL e investigador principal de este trabajo, “Estas observaciones son un testimonio de lo que ALMA puede hacer, logrando detectar y resolver espacialmente estructuras de muy pequeño tamaño en galaxias cercanas. Podremos saber más sobre el comportamiento de estos discos y cómo se estabilizan alrededor de los agujeros negros supermasivos, alimentándolos hasta crear monstruos cuya masa puede alcanzar desde millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol”.

Con estas observaciones se demuestra la existencia de estos discos. Sin embargo, el toro descubierto en NGC1068 parece ser mucho más complejo de lo esperado. El siguiente paso será estudiar otras galaxias parecidas para saber si esta complejidad desvelada es un fenómeno común en las galaxias con núcleos activos o si, por el contrario, NGC 1068 es una excepción. (Fuente: ASTROMOL)