Un equipo internacional de astronomía detectó directamente un enorme reservorio de gas molecular frío en REBELS-25, una galaxia masiva observada apenas 700 millones de años después del Big Bang. El hallazgo fue posible gracias a las observaciones combinadas del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ubicado en el norte de Chile, y del Very Large Array.
Los resultados revelan que la galaxia contiene alrededor de 100 mil millones de masas solares de gas frío, una cantidad extraordinaria de combustible para la formación estelar en una etapa tan temprana de la historia cósmica. Esta es una de las mediciones directas más precisas realizadas hasta ahora sobre el contenido de gas en una galaxia del universo primitivo.
Una ventana al amanecer cósmico
REBELS-25 presenta un corrimiento al rojo de z = 7,31, lo que significa que su luz ha viajado durante aproximadamente 13 mil millones de años antes de llegar a la Tierra. La observamos durante la llamada Época de la Reionización, cuando las primeras galaxias estaban transformando el universo y este tenía solo cerca del 5% de su edad actual.
Las galaxias crecen convirtiendo gas en estrellas, pero detectar directamente ese material en épocas tan remotas ha sido uno de los grandes desafíos de la astronomía moderna. Hasta ahora, la existencia de grandes reservas de gas en galaxias tempranas se infería principalmente de manera indirecta.
La detección más lejana de gas molecular frío
El equipo, liderado por Karin Cescon, utilizó observaciones profundas del VLA para buscar la tenue señal de radio emitida por el monóxido de carbono (CO), una molécula empleada como trazador del gas molecular.
“Nuestros resultados muestran que galaxias de apenas 700 millones de años después del Big Bang ya contenían grandes reservorios de gas frío disponible para la formación estelar”, señaló Karin Cescon.
La observación constituye la detección más distante de este tipo realizada hasta la fecha y la primera en una galaxia con formación estelar tan temprana.
El aporte de ALMA
Mientras el VLA detectó el gas molecular frío, ALMA proporcionó una visión detallada del entorno donde nacen las estrellas. Sus observaciones permitieron medir emisión de CO de mayor energía, polvo interestelar y carbono ionizado, confirmando que el gas se encuentra en las mismas regiones donde ocurre una intensa formación estelar.
Los datos indican que REBELS-25 está fuertemente dominada por gas y posee suficiente combustible para sostener una producción vigorosa de nuevas estrellas durante millones de años.
Lo que viene con la próxima generación de radiotelescopios
La profesora Jacqueline Hodge destacó que este descubrimiento anticipa el potencial del futuro Next Generation Very Large Array, que permitirá detectar gas frío en muchas más galaxias jóvenes y en épocas aún más tempranas del universo.
“El ngVLA nos permitirá encontrar y estudiar gas frío en muchas más galaxias jóvenes, incluso en épocas aún más tempranas. Esto será crucial para entender cómo se formaron y crecieron las primeras galaxias”, afirmó Jacqueline Hodge.
¿Por qué es importante este hallazgo?
La confirmación directa de un reservorio tan masivo de gas ayuda a explicar cómo algunas galaxias crecieron rápidamente cuando el universo todavía era muy joven. REBELS-25 se convierte así en uno de los laboratorios más valiosos para estudiar cómo las primeras galaxias acumularon materia, formaron estrellas y enriquecieron químicamente su entorno durante los primeros mil millones de años de la historia cósmica.
Los astrónomos esperan ahora ampliar este tipo de mediciones a un mayor número de galaxias con z > 7, lo que permitirá comprender con mayor precisión la eficiencia con que las primeras galaxias transformaron gas en estrellas y cómo el universo evolucionó hasta adquirir la estructura que observamos en la actualidad.
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