Dos galaxias muy lejanas confirman que sus estrellas se formaron en distintas fases

• Las estrellas se formaron hace 100 y dos millones de años
• Anteriormente se pensaba que las estrellas se formaban de manera continua
• El estudio se ha realizado con las observaciones del Gran Telescopio Canarias

Centro de NGC 1569 observado por el Telescopio Espacial Hubble.

Dos galaxias primitivas muy próximas entre sí y que interactúan con una tercera, han tenido al menos dos brotes de formación estelar, es decir, la formación de sus estrellas no ha sido continua. El primero ocurrió hace 100 millones de años y otro muy reciente, hace tan solo dos millones de años.

Ambas datan de hace 12.550 millones de años, siendo la edad actual del universo de 13.700 millones de años.

Así lo han podido confirmar investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), quienes las han analizado con el espectrógrafo Osiris del Gran Telescopio Canarias (GTC), en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma).

Primeras estructuras del universo

El objetivo de este estudio, publicado en la revista MNRAS Letters, era comprender cómo se formaron las primeras estructuras en el universo a través de las galaxias más lejanas, según ha informado el IAC.

SHARDS, un proyecto ESO/GTC aprobado en 2009, pretende detectar decenas de miles de galaxias a diferentes distancias y, tras estudiarlas con detalle, comprender en mayor profundidad cómo se han formado las galaxias a lo largo de la vida del universo.

“El proyecto SHARDS puede, no obstante, usarse para encontrar galaxias con líneas de emisión. De entre ellas, hemos seleccionado dos galaxias muy próximas que parecen estar interaccionando entre sí e, incluso, con una tercera”, explica José Miguel Rodríguez Espinosa, investigador del IAC/ULL y primer autor del artículo publicado.

Formación de estrellas episódica

A estas galaxias, muy difíciles de observar, se las reconoce porque las líneas espectrales de sus elementos químicos aparecen muy desplazadas hacia el rojo.

El espectrógrafo OSIRIS del GTC ha permitido confirmar, en tan solo dos horas, un desplazamiento al rojo de ambas galaxias en torno a z= 5,07, mediante la detección de su emisión en Lyman-alfa, la radiación que emite el hidrógeno cuando es ionizado por fuentes muy energéticas, como son las estrellas masivas y jóvenes.

La emisión Lyman-alfa es uno de los pocos trazadores disponibles para el estudio de las primeras galaxias que se formaron en la historia del universo debido a su desplazamiento al rojo cosmológico.

La combinación de los datos espectroscópicos con fotometría multibanda -del rango ultravioleta al visible- ha revelado también la presencia de dos poblaciones de estrellas distintas en cada una de las galaxias: una población muy joven, con poca masa en su conjunto, más una población vieja, responsable de la mayor parte de la masa de las galaxias observadas.

“Es la primera vez que se detecta formación estelar episódica en galaxias muy primitivas, aunque aún queda pendiente comprobar si este modo de formación estelar es común en galaxias lejanas o se debe a que las galaxias observadas se encuentran en un proceso de interacción”, ha subrayado Rodríguez Espinosa.

Arqueología astronómica

El modelo teórico más aceptado que explica cómo se formaron las galaxias ('modelo jerárquico') establece que las más grandes se formaron como resultado de la fusión de galaxias más pequeñas.

En estos violentos procesos siempre se producen intensos brotes de formación estelar, tras los que se generan nuevas galaxias, más grandes y masivas que sus progenitoras.

En las últimas décadas, se ha progresado mucho en el estudio de estas galaxias lejanas gracias a una mejor instrumentación en los grandes telescopios y a nuevas técnicas de observación.

Sin embargo, una pregunta clave que aún faltaba por desvelar es cómo era la producción de estrellas en esas galaxias primigenias. La mayor parte de los estudios asume que las estrellas se formaban de manera continua, consumiendo paulatinamente el gas de la galaxia y convirtiéndolo en estrellas.

En el presente estudio también han participado investigadores de la Universidad Complutense de Madrid y del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), de la Universidad de Ginebra, la empresa pública GRANTECAN, el Instituto de Astrofísica de Cantabria (CISC-UC) y la Universidad de Bochum.