En busca de la galaxia invisible

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La galaxia fotografiada con el interferómetro ALMA. Crédito: Giulietti et al.
La galaxia fotografiada con el interferómetro ALMA. Crédito: Giulietti et al.

Las galaxias submilimétricas (SMG) son las principales protagonistas de la formación estelar en los primeros tiempos cósmicos. Estos objetos pasan desapercibidos en los sondeos ópticos/IR cercano (NIR) y se han encontrado hasta desplazamientos al rojo muy elevados.

Sin embargo, la escasa resolución angular y sensibilidad han limitado los estudios realizados hasta ahora. Esto causaba problemas de confusión y prohibía una investigación detallada de las propiedades físicas de las galaxias oscuras ópticas/NIR y de las condiciones de su ISM.

En los últimos años, las observaciones de campo profundo del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) han mejorado notablemente la calidad de las observaciones de galaxias polvorientas a alto desplazamiento al rojo. En un nuevo estudio, un equipo de SISSA presenta observaciones de alta resolución de la galaxia con fuerte lente HATLASJ113526.2-01460 realizadas por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

La galaxia es un cuerpo celeste muy remoto en un Universo aún joven. Es tan oscura que, incluso para sensores muy desarrollados, resulta prácticamente indetectable. Su naturaleza ha sido discutida durante mucho tiempo, pero a través de sondeos, el equipo de investigación SISSA, bajo la dirección del Prof. Andrea Lapi, que estudia la formación y evolución de las galaxias, ha logrado ahora definir sus características clave.

La galaxia es compacta y contiene grandes cantidades de polvo interestelar. Es una galaxia joven: su tasa de formación estelar es unas 1000 veces superior a la de la Vía Láctea.

La primera autora, Marika Giulietti, que estudia Astrofísica y Cosmología en SISSA, declaró: "Se trata de un cuerpo celeste muy especial. Es muy brillante y está potencialmente sujeto a lentes, pero esto sólo ocurre en ciertas longitudes de onda precisas, probablemente debido a las grandes cantidades de polvo interestelar. Por consiguiente, su estudio es muy complejo. Las observaciones realizadas con ALMA, un moderno interferómetro submilimétrico situado en el desierto chileno de Atacama, nos permitieron determinar sus características."

"Estudiamos este peculiar objeto adoptando códigos particulares que nos permitieron reconstruir la forma original de la fuente de fondo y comprender propiedades específicas de la lente misma.

Las observaciones también proporcionaron información valiosa sobre el contenido de gas de esta fuente, y pudimos determinar cómo está distribuido."

"Nuestro análisis mostró que este objeto es muy compacto, presumiblemente joven, y está formando estrellas a un ritmo extremadamente alto. En el futuro, el telescopio espacial James Webb revelará mucho más sobre esta galaxia, algo que sólo él puede hacer ahora."

El profesor Lapi, coautor de la investigación, concluye subrayando la importancia de este estudio: "Las galaxias lejanas que son jóvenes, compactas, caracterizadas por una vigorosa formación estelar y en gran parte oscurecidas por el polvo, y que poseen un reservorio muy rico de gas molecular, son precursoras de las galaxias masivas quiescentes que vemos en el Universo local, y por lo tanto proporcionan valiosos conocimientos sobre los procesos que condujeron a la formación y evolución de estas estructuras durante la historia del Cosmos."

"Me gustaría destacar que el éxito de esta investigación se logró gracias a la sinergia entre el grupo de Astrofísica y

Cosmología y el Centro Regional de ALMA con sede en el INAF - Instituto de Radioastronomía de Bolonia (en particular a través de la colaboración con la Dra. Marcella Massardi, coautora del estudio), que permitió a nuestros estudiantes acceder, y aprender a utilizar eficazmente, el archivo de datos de ALMA, una verdadera mina de oro para la investigación astrofísica actual."

Fuentes, créditos y referencias:

Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) - Marika Giulietti et al, ALMA Resolves the First Strongly Lensed Optical/Near-IR-dark Galaxy, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/aca53f

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