Las primeras galaxias se formaron mucho antes de lo esperado

Un equipo de investigadores, dirigido por Johan Richard (Centro de Investigación Astrofísica y Lyon – CNRS / Université Lyon 1/ENS) y Jean-Paul Kneib (Laboratorio de Astrofísica de Marsella – CNRS / Université de Provence) encontraron una lejana galaxia que contiene estrellas más de 750 millones de años, colocando el momento de su formación a unos 200 millones de años después del Big Bang. Estos resultados obtenidos a partir de la lente de un cúmulo de galaxias, sugieren que las primeras galaxias se formaron mucho antes de lo esperado y capital de arrojar luz sobre su formación y evolución del Universo temprano. Ellos se publicará en abril de 2011 en el sitio de la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

Según Johan Richard, el primer autor del artículo: » . las mediciones obtenidas en esta galaxia distante sugiere que habría comenzado a formar sus estrellas a sólo 200 millones de años después del Big Bang « El descubrimiento de una galaxia desafía las teorías de la formación y evolución de galaxias actualmente en vigor. Podría ayudar a resolver el misterio con respecto a la re-ionización del gas de hidrógeno neutro (1) que llenaba el universo primitivo. 

Esta galaxia ha sido detectado por la amplificación gravitacional del cúmulo de galaxias Abell 383, incluyendo la importante fuerza de la gravedad, la teoría de la Relatividad General de Einstein, magnifica los rayos de luz de galaxias distantes a como una lupa deformante. El descubrimiento de esta galaxia es excepcional, ya que sólo una alineación natural casi perfecta entre la fuente, los cúmulos de galaxias y la Tierra ha permitido la detección.

La galaxia fue identificada por primera vez con el Telescopio Espacial Hubble (NASA – ESA) y confirmado en las imágenes del Telescopio Espacial Spitzer (NASA). Posteriormente, el equipo hizo observaciones espectroscópicas con el telescopio Keck-II en Hawai para medir su distancia. El corrimiento al rojo (redshift en Inglés) (2) midió espectroscópicamente es 6,027, lo que significa que esta galaxia se ve como lo que era cuando el universo tenía alrededor de 950 millones de años. A diferencia de otras galaxias detectadas con la mayoría de las estrellas jóvenes, que contienen estrellas más de 750 millones de años, colocando el momento de su formación a unos 200 millones de años después del Big Bang.

Este descubrimiento proporciona información esencial sobre el período de formación de las primeras galaxias, sino que también podría explicar cómo el universo se hizo transparente a la radiación UV en los primeros mil millones de años después del Big Bang. En el comienzo del universo, un difuso gas de los bloques de hidrógeno neutro el camino de la luz ultravioleta en el Universo. Para pasar las fuentes de radiación UV son importantes para ionizar progresivamente hidrógeno neutro. Las primeras poblaciones de estrellas tales como los descritos en esta galaxia lejana podría desempeñar un papel importante en este proceso de re-ionización del hidrógeno neutro.

«Parece probable que en realidad hay en el universo temprano, un mayor número de galaxias se formaron en el mismo período que hemos descubierto», dice Jean-Paul Kneib. «Estas galaxias, que a continuación de forma muy temprano en el universo podría proporcionar la radiación necesaria para re-ionización falta. «

En la actualidad, las galaxias de este tipo son detectables sólo a través de cúmulos masivos que actúan como telescopios cósmicos. En los próximos años, el Telescopio Espacial James Webb (NASA / ESA / CSA), cuyo lanzamiento se espera durante esta década, se estudiará con detalle esta nueva población de galaxias, como en el largo plazo, el futuro telescopio gigante Europea (E-ELT) de la ESO.

DiagrammeLentilles gravitatoria


© NASA, ESA, J. Richard (SARC) y J.-P. Kneib (LAM)

Este diagrama explica el principio de la lente gravitacional en el contexto de nuestro descubrimiento. El cúmulo de galaxias ubicadas en la línea de visión entre la galaxia y la Tierra distorsiona el espacio-tiempo y los rayos de luz procedentes de la lejana galaxia es magnificada y distorsionada. Los patrones observados en los dos rayos de luz de nuestra galaxia llega a la Tierra directamente. Estas son dos imágenes que se encuentran en la fotografía del cúmulo Abell 383 tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Esta imagen está disponible en la biblioteca de fotos del CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr


Cúmulos masivos de galaxias


© NASA, ESA, J. Richard (SARC) y J.-P. Kneib (LAM)

Cúmulos masivos de galaxias distorsiona el espacio-tiempo y por tanto son capaces de desviar y amplificar la luz de fondo de galaxias distantes.Clusters puede actuar como una lente de aumento para algunas galaxias alineadas y nos permiten identificar las galaxias que no son visibles de otro modo. 
Al observar el cúmulo de galaxias Abell 383 un equipo de astrónomos ha descubierto una galaxia tan lejana que nos visto cuando el universo tenía sólo 950 millones de años después del Big Bang. Es visible como dos pequeños puntos (marcado) a cada lado de la galaxia central del cúmulo.
En esta fotografía tomada por el Telescopio Espacial Hubble, que también identificó otras imágenes de las galaxias que aparecen como arcos fuertemente distorsionados, pero más tan cerca como el par de galaxias detectadas. Esta imagen está disponible en la biblioteca de fotos del CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr



© NASA, ESA y L. Calcada 

Notas:

(1) Tras el Big Bang, los protones y electrones se combinan para formar átomos neutros de hidrógeno que son opacos a la radiación UV. La re-ionización es el proceso que re-ionizado el hidrógeno neutro en protones y electrones en los primeros mil millones de años del universo, por lo que es transparente a la luz UV de nuevo. Las primeras galaxias se consideran actualmente los objetos celestes principalmente responsables de la re-ionización. (2) La distribución de corrimiento al rojo de la luz medida en el espectro de la galaxia permite evaluar la distancia de separación de la tierra.

Referencias:

El descubrimiento de una galaxia Posiblemente edad en z = 6027, se multiplican imaginada por el gran cúmulo Abell 383 
richard1 Johan, 2, Jean-Paul Kneib3, Harald Ebeling4, Daniel P.Stark5, Eiichi Egami6, Andrew K. Fiedler6 
un CRAL, del Observatorio de Lyon, Université Lyon 1 E, Avenida 9 Carlos Andrés E, 69561 Saint-Genis-Laval Cedex, Francia 
2 Centro de Cosmología Oscura, Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, Juliane Maries Vej 30, DK-2100 Copenhague, Dinamarca 
3 Laboratorio de Astrofísica de Marsella, CNRS-Université de correo Aix-Marseille, 38 rue F. Joliot-Curie, 13388 Marseille Cedex 13, Francia 
4 Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai, Honolulu, HI 96822, EE.UU. 
5 Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, Madingley Road, Cambridge CB3 0HA, Reino Unido 
6 del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, 933 N.Cherry Avenue, Tucson, AZ 85721, EE.UU. Vea el artículo en línea:el sitio web de Vista

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