La explosión de rayos gamma ilumina un nuevo misterio en las primeras galaxias

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado la breve pero brillante luz de un estallido de rayos gamma distante llamado GRB 090323 como una sonda para estudiar la composición de las galaxias en el universo joven. Sorprendentemente, las nuevas observaciones, realizadas con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo del Sur (ESO), han revelado dos galaxias que son más ricas en elementos químicos más pesados ​​que nuestro sol.

Las dos galaxias pueden estar en proceso de fusión. Tales eventos en el universo temprano impulsarán la formación de muchas estrellas nuevas y pueden ser el desencadenante de estallidos de rayos gamma.

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La impresión de este artista muestra dos galaxias en el universo primitivo. La brillante explosión a la izquierda es una explosión de rayos gamma. La luz viaja a través de ambas galaxias en su camino hacia la Tierra (fuera del marco a la derecha). El análisis de la luz ha demostrado que estas dos galaxias son notablemente ricas en elementos químicos más pesados. Crédito de imagen: ESO / L. Calçada

El estudio apareció el 19 de octubre de 2011, en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más brillantes del universo. Primero son vistos por observatorios en órbita que detectan la breve explosión inicial de rayos gamma. Los astrónomos se enfocan inmediatamente con telescopios terrestres, que pueden detectar la luz visible y el resplandor infrarrojo que emiten las ráfagas en las horas y días siguientes.

Las observaciones de VLT muestran que la luz brillante de GRB 090323 había pasado a través de su propia galaxia anfitriona y otra galaxia cercana. Estas galaxias aparecen como lo fueron hace unos 12 mil millones de años. Tales galaxias distantes rara vez quedan atrapadas en el resplandor de una explosión de rayos gamma.

A medida que la luz del estallido de rayos gamma atraviesa las dos galaxias en el camino a la Tierra (fuera del marco a la derecha), algunos colores son absorbidos por el gas frío en las galaxias, dejando líneas oscuras características en el espectro. Un estudio cuidadoso de estos espectros ha revelado que estas dos galaxias son notablemente ricas en elementos químicos más pesados. Crédito de imagen: ESO / L. Calçada

Sandra Savaglio, Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre y autora principal, dijo:

Cuando estudiamos la luz de esta explosión de rayos gamma, no sabíamos qué podríamos encontrar. Fue una sorpresa que el gas frío en estas dos galaxias en el universo primitivo demostrara tener una composición química tan inesperada. Estas galaxias tienen elementos más pesados ​​que los que se han visto en una galaxia tan temprano en la evolución del universo. No esperábamos que el universo fuera tan maduro, tan químicamente evolucionado, tan temprano.

Cuando la luz del estallido de rayos gamma pasó a través de las galaxias, el gas allí actuó como un filtro y absorbió parte de la luz del estallido de rayos gamma en ciertas longitudes de onda. Sin la explosión de rayos gamma, estas débiles galaxias serían invisibles. Al analizar cuidadosamente las huellas digitales reveladoras de diferentes elementos químicos, el equipo pudo determinar la composición del gas frío en estas galaxias muy distantes y, en particular, cuán ricos eran en elementos pesados.

Se espera que las galaxias en el universo joven contengan cantidades más pequeñas de elementos más pesados ​​que las galaxias de la actualidad, como la Vía Láctea. Los elementos más pesados ​​se producen durante las vidas y muertes de generaciones de estrellas, enriqueciendo gradualmente el gas en las galaxias. Los astrónomos pueden usar el enriquecimiento químico en las galaxias para indicar qué tan lejos están a través de sus vidas.

Pero las nuevas observaciones, sorprendentemente, revelaron que algunas galaxias ya eran muy ricas en elementos pesados ​​menos de dos mil millones de años después del Big Bang.

El par recién descubierto de galaxias jóvenes debe estar formando nuevas estrellas a una velocidad tremenda, para enriquecer el gas frío tan fuerte y rápidamente como muestran los hallazgos. Como las dos galaxias están cerca una de la otra, pueden estar en proceso de fusión, lo que también provocaría la formación de estrellas cuando las nubes de gas chocan. Los nuevos resultados apoyan la idea de que los estallidos de rayos gamma pueden estar asociados con una formación estelar vigorosa y masiva.

En pocas palabras: las observaciones de GRB 090323, una explosión de rayos gamma estudiada con el Very Large Telescope de ESO, han revelado que dos galaxias en el universo primitivo son más ricas en elementos químicos más pesados ​​que el sol. Los resultados del estudio realizado por un equipo internacional aparecen en la edición del 19 de octubre de 2011 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

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