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| Crédito: Universidad de California, Riverside |
Cada uno de los dos protocúmulos recién descubiertos, MAGAZ3NE J095924+022537 y MAGAZ3NE J100028+023349 (MAGAZ3NE J0959 y MAGAZ3NE J1000 para abreviar), alberga en su centro una galaxia ultramasiva, la progenitora de las galaxias de cúmulo más brillantes que se observan en los cúmulos de galaxias masivas actuales. En particular, y en marcado contraste con los protocúmulos descubiertos anteriormente, MAGAZ3NE J0959 contiene una alta fracción de galaxias quiescentes.
Los cúmulos de galaxias crecen con el tiempo por efecto de la gravedad y, en el universo actual, pueden contener cientos o incluso miles de galaxias, así como gas caliente y materia oscura.
Con el paso del tiempo, sus galaxias agotan el combustible disponible y evolucionan de galaxias con una vigorosa formación estelar a galaxias rojas y muertas.
"En el universo primitivo, todos los protocúmulos descubiertos hasta ahora están llenos de galaxias de vigorosa formación estelar", explica Ian McConachie, estudiante de posgrado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California en Riverside.
"Pero increíblemente, a diferencia de todos los demás protocúmulos que se han encontrado en esta época, muchas galaxias de MAGAZ3NE J0959 parecen haber dejado ya de formar estrellas".
MAGAZ3NE J0959 y MAGAZ3NE J1000 fueron descubiertos por el estudio Massive Ancient Galaxies At Z > 3 NEar-infrared (MAGAZ3NE).
El primer protocúmulo está formado por al menos 38 miembros y se encuentra a unos 11.800 millones de años luz de la Tierra.
El segundo protocúmulo tiene un total de 20 galaxias miembros, incluida una galaxia ultramasiva posterior al estallido de la estrella, y está ligeramente más lejos.
"Estamos viendo este protocúmulo tal y como apareció cuando el Universo tenía menos de 2.000 millones de años", dijo la profesora Gillian Wilson, astrónoma del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California en Riverside.
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| Distribución de la densidad de las 550 galaxias del catálogo COSMOS UltraVISTA DR3 (círculos cian). Las dos galaxias ultramasivas, COS-DR3-179370 (en MAGAZ3NE J0959) y COS-DR3-160748 (en MAGAZ3NE J1000), se muestran con estrellas azules y verdes, respectivamente. Crédito de la imagen: McConachie et al., doi: 10.3847/1538-4357/ac2b9f. |
"Es como si se tomara un cúmulo como el de Coma, el rico cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, y se lo colocara en el universo primitivo".
"En el corazón de MAGAZ3NE J0959 hay una galaxia ultramasiva que ya ha formado una masa de más de 200.000 millones de soles", añadió el Dr. Benjamin Forrest, también del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California en Riverside.
"Por qué esta galaxia ultramasiva y tantas de sus vecinas formaron la mayoría de sus estrellas y luego se volvieron inactivas cuando el Universo era aún tan joven, en contraste con otros protocúmulos conocidos de la misma época, es un gran misterio".
"Por qué sus galaxias son tan diferentes a las de todos los demás protocúmulos conocidos, y tan similares a las del Cúmulo de Coma, es un completo misterio".
"Habría que adoptar un nuevo escenario de protocúmulos existentes en una diversidad de estados en el Universo temprano", añadió.
"Con muchas galaxias miembros apagándose en los primeros dos mil millones de años, esto plantearía, casi con toda seguridad, importantes retos para los modelos actuales de simulación de galaxias".
Fuentes, créditos y referencias:
Ian McConachie, Gillian Wilson, Ben Forrest, Z. Cemile Marsan, Adam Muzzin, M. C. Cooper, Marianna Annunziatella, Danilo Marchesini, Jeffrey C. C. Chan, Percy Gomez, Mohamed H. Abdullah, Paolo Saracco, Julie Nantais. Spectroscopic Confirmation of a Protocluster at z = 3.37 with a High Fraction of Quiescent Galaxies. The Astrophysical Journal, 2022; 926 (1): 37 DOI: 10.3847/1538-4357/ac2b9f
Fuentes: Universidad de California - Riverside, SciNew