Un equipo científico liderado por investigadoras del Núcleo Milenio de Galaxias (MINGAL) estudió la distribución del gas y la radiación en CRISTAL-02, una galaxia observada tal como era cuando el universo tenía poco más de mil millones de años. Los resultados aportan nuevas pistas sobre los procesos que influyeron en la evolución de las primeras galaxias.
La investigación fue encabezada por Arshi Ali, estudiante de segundo año del Doctorado en Astronomía de la Universidad Andrés Bello (UNAB) e investigadora de MINGAL. El trabajo se centró en estudiar el escape de fotones de hidrógeno conocidos como Lyman-alfa (Lyα), cuya trayectoria permite obtener información sobre el gas y el polvo que rodean a las estrellas jóvenes, así como sobre las condiciones físicas del interior y el entorno de la galaxia.
“Estamos investigando la fuga de fotones de hidrógeno conocidos como Lyman-alfa (Lyα), que actúan como un indicador de los obstáculos y las trayectorias que encuentra la luz al intentar escapar de una galaxia”, explica Ali, primera autora del estudio. El análisis fue desarrollado bajo la supervisión de la astrónoma Lucía Guaita, de la UNAB, y con la colaboración del astrónomo Manuel Aravena, de la Universidad Diego Portales (UDP).
Una ventana a las primeras galaxias
El equipo observó distintos componentes de CRISTAL-02, desde las estrellas jóvenes y el gas caliente hasta el gas frío y el halo de emisión Lyman-alfa que rodea la galaxia. Esta combinación permitió estudiar la relación entre la formación estelar, el gas y los procesos que intervienen en la evolución galáctica.
Los resultados indican que la emisión del gas parece originarse en una región asociada a un cúmulo brillante, lo que sugiere la presencia de una fuente importante de radiación ionizante. Esta podría estar vinculada a una intensa formación de estrellas o a la posible actividad de un núcleo galáctico activo.
Los fotones Lyman-alfa corresponden a radiación ultravioleta producida por el hidrógeno, especialmente en regiones donde se forman estrellas jóvenes y masivas. Debido a que interactúan intensamente con el hidrógeno neutro, pueden dispersarse numerosas veces antes de abandonar una galaxia. Por eso, su trayectoria no necesariamente es directa y depende de las características del gas y el polvo que encuentran a su paso.
Esta propiedad convierte a la emisión Lyman-alfa en una herramienta para investigar las condiciones físicas de las galaxias primitivas y comprender cómo la radiación interactúa con el material que las compone.
Telescopios en Chile y en el espacio
Para realizar el análisis, el equipo combinó observaciones de algunos de los principales instrumentos astronómicos instalados en Chile y de telescopios espaciales.
El instrumento VLT/MUSE, ubicado en el Observatorio Paranal de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral (ESO), permitió cartografiar la emisión extendida Lyman-alfa. Por su parte, el radiotelescopio ALMA rastreó el gas frío mediante la emisión de [CII].
Las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) complementaron estos datos: NIRSpec aportó información sobre el gas ionizado, mientras que NIRCam permitió estudiar la emisión ultravioleta asociada a las estrellas jóvenes.
Los próximos pasos de la investigación
El siguiente objetivo será determinar si el comportamiento observado en CRISTAL-02 es particular de esta galaxia o si constituye una característica más extendida entre los sistemas del universo temprano. Para ello, Arshi Ali ampliará el análisis a otras galaxias de la muestra CRISTAL, comenzando por CRISTAL-01 y su entorno.
El estudio, titulado “Tracing Lyman alpha escape in the CRISTAL-02 galaxy at z ∼ 5.3”, fue publicado en la revista científica Astronomy & Astrophysics. Entre sus coautores se encuentran Lucía Guaita (UNAB), Manuel Aravena (UDP), Jorge González (Pontificia Universidad Católica de Chile), Rodrigo Herrera (Universidad de Concepción y director de MINGAL) y Juan Molina (Universidad de Valparaíso), junto con otros investigadores.
- Publicidad -
