Las galaxias más antiguas del universo están flotando justo fuera de la Vía Láctea

Es fácil vivir al lado de alguien durante mucho tiempo sin aprender mucho sobre ellos, pero a veces nuestros vecinos pueden resultar mucho más interesantes de lo que suponemos, especialmente cuando son nuestros galáctico vecinos Puede resultar que tengan grandes historias que contar, o que sean las galaxias más antiguas del maldito universo. Y oye, no lo sabrías, eso es exactamente lo que sucedió cuando un equipo internacional de astrónomos observó más de cerca las débiles galaxias que rodean nuestra galaxia, la Vía Láctea.

En un artículo publicado el jueves en la Revista astrofísica Los astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian y el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham en el Reino Unido presentan evidencia de que las galaxias enanas que rodean la nuestra son algunas de las más antiguas del universo. Estas galaxias pequeñas y oscuras tienen potencialmente más de 13 mil millones de años, se formaron al final de las llamadas "edades oscuras" tempranas, cuando la materia se enfrió durante unos 100 millones de años después del Big Bang.

Pero esto no era lo que estaban buscando.

"Fue algo así como un descubrimiento fortuito en algún nivel, porque comenzamos el proyecto con la esperanza de hacer otra cosa, que era básicamente el número de pequeñas galaxias alrededor de galaxias similares a la Vía Láctea", dijo Sownak Bose, Ph.D. becario postdoctoral en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el primer autor del estudio dice Inverso. "Este fue un ejercicio de conteo simple".

Bose y sus colegas estaban examinando la "función de luminosidad" de estas galaxias enanas, la medida que describe la distribución del brillo en un conjunto de objetos (cuántas galaxias de cierto brillo hay) usando el modelo Lambda Cold Dark Matter, un estándar Modelo de cosmología. En pocas palabras, la función de luminosidad es una forma de describir galaxias u otros cúmulos de estrellas que es mucho más fácil que describir cada estrella individual en la masa. Cuando representaron gráficamente la función de luminosidad de nuestros débiles vecinos galácticos, Bose y sus colegas descubrieron que las galaxias seguían prácticamente una curva suave, en la que había más débiles y menos brillantes.

La frase clave aquí, sin embargo, es "bastante".

"En realidad era una línea recta con una especie de torcedura, una especie de valle", dice Bose. "Luego de un poco de experimentación, nos dimos cuenta de que lo que encaja con esta característica es la escala en la que las galaxias pasan de aquellas que se formaron muy temprano, hacia el final de las llamadas edades tempranas de la oscuridad, y las que se formaron mucho más tarde". Es decir, se dieron cuenta de que esta caída en la distribución de galaxias brillantes y tenues dividía las galaxias más antiguas de las galaxias más jóvenes, una tendencia que se ajustaba al modelo LCDM, que les decía que estaban en algo.

"¡Fue sorprendente lo bien que nuestros modelos estuvieron de acuerdo con los datos!" Alis Deason, Ph.D., un investigador de la Royal Society University en el ICC y uno de los coautores del estudio, dice Inverso. Pero, por supuesto, ella señala que necesitaban asegurarse de que tenían razón. "¡Nuestra reacción inicial fue un optimismo cauteloso y muchas pruebas!"

Después de un análisis adicional, los investigadores concluyeron que las galaxias más débiles y pequeñas deben haberse formado mucho más tiempo que las más recientes. Dado que las estrellas en galaxias producen una gran cantidad de basura atómica y contaminación cuando mueren en supernovas, si las estrellas dejaron de formarse hace mucho tiempo, sus galaxias locales deberían tener menos basura de las supernovas en ellas, haciéndolas más débiles que las galaxias que se formaron más recientemente. Tenía más material para tirar de otras galaxias y supernovas.

"Encontramos que las galaxias antiguas tienden a ser menos masivas en cuanto a cuántas estrellas tienen", dice Bose. "Te da esta imagen en la que las galaxias pequeñas se forman primero y las más grandes se forman mucho después de la fusión de muchas cosas pequeñas".

Tanto Bose como Deason tienen cuidado de notar que no lo hicieron descubrir estas galaxias antiguas, pero que simplemente las identificaron como algunas de las más antiguas del universo. Sin embargo, es un gran problema porque estas observaciones directas confirman que el modelo LCDM del universo es probablemente correcto, lo que significa que la función de luminosidad podría ser una forma razonablemente confiable de determinar la edad de una galaxia.

Ahora que han identificado estas galaxias antiguas, los investigadores pueden observarlas aún más de cerca para conocer las condiciones del universo primitivo.

"Nos gustaría explorar cómo podemos usar estas pequeñas galaxias enanas para aprender más sobre el universo primitivo", dice Deason. "Por ejemplo, ¿qué pueden sus propiedades (por ejemplo, tamaño, composición química) decirnos sobre estas etapas iniciales críticas de la formación de galaxias?"