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La teoría predecía la existencia de galaxias oscuras, una etapa temprana de la formación de las galaxias muy difícil de detectar, pero ahora un equipo de astrónomos las ha observado por primera vez. Ha sido posible gracias a la iluminación proporcionada por un cuásar y a la alta resolución del telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral.
La teoría predecía la existencia de galaxias oscuras, una etapa temprana de la formación de las galaxias muy difícil de detectar, pero ahora un equipo de astrónomos las ha observado por primera vez. El hallazgo ha sido posible gracias a la iluminación proporcionada por un cuásar y a la alta resolución del telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO).
Esta imagen muestra la región del cielo que rodea al cuásar HE0109-3518. El cuásar está cerca del centro de la imagen, y su radiación energética hace que las galaxias oscuras brillen. Las galaxias oscuras no tienen estrellas, por lo que no emiten luz que pueda ser captada por los telescopios. Esto hace que sea virtualmente imposible observarlas a no ser que sean iluminadas por una fuente de luz externa, como un cuásar situado detrás. La foto combina observaciones del Very Large Telescope con información de color procedente del sondeo Digitized Sky Survey 2.
Un equipo internacional ha detectado por primera vez galaxias oscuras, una etapa temprana de la formación de galaxias predicha teóricamente, pero nunca observada hasta ahora. Estos objetos son pequeñas galaxias del universo temprano ricas en gas, muy ineficientes a la hora de formar estrellas.
Los científicos piensan que son los ladrillos básicos de las actuales galaxias brillantes y repletas de estrellas. También pueden haber alimentado galaxias de mayor tamaño con gran parte del gas que, con el tiempo, formó las estrellas que existen actualmente.
Como carecen de estrellas, las galaxias oscuras no emiten mucha luz, lo que las hace muy difíciles de detectar. De hecho, sus bajos picos de absorción en el espectro de luz insinuaron su existencia. Durante años, los astrónomos han desarrollado diversas técnicas para tratar de confirmarla.
El nuevo estudio es el primero que consigue ver estos objetos de manera directa. “La solución al problema de detectar una galaxia oscura era, simplemente, arrojar un poco de luz sobre ella” explica Simon Lilly, del centro ETH Zurich (Suiza) y coautor del artículo.
Como la ropa blanca iluminada con ultravioleta
“Buscábamos el brillo fluorescente del gas en las galaxias oscuras al ser iluminadas por la luz ultravioleta de un cuásar cercano y muy brillante –añade el investigador–. La luz del cuásar hace que la galaxia oscura se encienda en un proceso similar al que se da cuando la ropa blanca se ilumina con luz ultravioleta en una discoteca”.
El equipo utilizó la gran superficie colectora y la precisión del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), junto con una serie de exposiciones muy largas, para detectar el débil brillo fluorescente de las galaxias oscuras. La luz de un cuásar ha servido para observar el tenue brillo.
En concreto se usó el instrumento FORS2 para sondear una región del cielo alrededor del brillante cuásar HE 0109-3518, buscando la luz ultravioleta que emite el hidrógeno cuando está sujeto a fuertes radiaciones. Debido a la expansión del universo, cuando esta luz llega al VLT, se observa como una sombra de color violeta.
“Tras varios años intentando detectar la emisión fluorescente de las galaxias oscuras, los resultados demuestran el potencial de nuestro método para descubrir y estudiar estos fascinantes objetos, antes ocultos a nuestros ojos”, destaca Sebastiano Cantalupo (Universidad de California en Santa Cruz, EE UU), autor principal de la investigación.
El equipo detectó casi 100 objetos gaseosos que se encuentran a unos pocos millones de años luz del cuásar. Tras un cuidadoso análisis (diseñado para excluir objetos en los que la emisión podría ser potenciada por formación de estrellas en el interior de la galaxia, más que por la luz del cuásar), finalmente estrecharon su búsqueda, limitándola a 12 objetos.
Los astrónomos también fueron capaces de determinar algunas de las propiedades de las galaxias oscuras. Han estimado que la masa del gas que contienen es de alrededor de mil millones de veces la masa del Sol, algo típico de las galaxias de baja masa ricas en gas del universo temprano. También comprobaron que la eficiencia en formación estelar se reduce en un factor de más de 100 respecto a las típicas galaxias con formación estelar encontradas en un estadio similar de la historia cósmica.
“Nuestras observaciones con el VLT nos han proporcionado una evidencia de la existencia de nubes oscuras compactas y aisladas. Con este estudio, hemos dado un paso crucial para revelar y comprender tanto las oscuras fases iniciales de la formación estelar, como el proceso por el cual adquieren su gas”, concluye Sebastiano Cantalupo.
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