Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Victoria Catán, investigadora del Núcleo Milenio MINGAL y estudiante del Doctorado en Astronomía de la Pontificia Universidad Católica de Chile, identificó reservas de gas frío en 52 galaxias lejanas que hasta ahora habían pasado inadvertidas.
Más de medio centenar de galaxias distantes fueron identificadas por un equipo internacional de astrónomos liderado por una investigadora chilena. El hallazgo permitió detectar grandes cantidades de gas frío, material que constituye el principal combustible para la formación de nuevas estrellas, en sistemas que no habían sido reconocidos mediante los métodos de observación tradicionales.
El descubrimiento fue posible gracias a una búsqueda realizada directamente sobre las señales del gas presente en las galaxias, utilizando observaciones del radiotelescopio ALMA y explorando una amplia región del cielo.
“Logramos encontrar enormes reservorios de combustible para la formación de estrellas en el Universo temprano e identificar algunas fuentes, como las galaxias en etapas de transición a la inactividad, que normalmente pasan por completo desapercibidas para otros telescopios”, explica Victoria Catán, primera autora del estudio.
Un enfoque novedoso para detectar galaxias
La investigación se diferencia de estudios anteriores porque no comenzó con la identificación de galaxias a partir de su brillo en luz óptica o infrarroja. En cambio, el equipo buscó directamente las señales emitidas por el gas, lo que permitió reconocer sistemas que podrían quedar excluidos de los métodos convencionales de observación.
“Previamente, la mayoría de los estudios presentaban un sesgo importante: se seleccionaban galaxias que ya brillaban mucho en luz óptica o infrarroja, dejando fuera a sistemas apagados o ineficientes, es decir, los no visibles con métodos de observación tradicionales”, señala Catán.
Para detectar estas reservas de gas, el equipo utilizó observaciones de ALMA en la Banda 4, a una longitud de onda de 2 milímetros, buscando señales del monóxido de carbono (CO) y del carbono atómico.
La investigación aprovechó, además, los denominados cubos de datos tridimensionales, que permiten analizar tanto la imagen del cielo como la información espectral de las observaciones. Esta última dimensión resulta fundamental para rastrear las señales características del gas.
“Estamos explorando una dimensión de los datos que no se estaba aprovechando: mientras otros estudios comprimen estas observaciones en imágenes planas, nosotros analizamos el eje espectral completo para rastrear las señales del gas”, explica la astrónoma.
El análisis combinó dos estrategias: una búsqueda sin selección previa de galaxias, apoyada en un algoritmo denominado Lineseeker, para identificar emisiones intensas; y otra búsqueda dirigida hacia regiones donde ya se conocía la existencia de galaxias gracias a investigaciones anteriores. Esta segunda aproximación permitió detectar señales más débiles.
Las observaciones corresponden a los sondeos MORA y Ex-MORA, con datos obtenidos entre 2019 y 2023.
¿Por qué algunas galaxias dejan de formar estrellas?
Uno de los próximos desafíos será comprender por qué algunas galaxias reducen o detienen su actividad de formación estelar, incluso cuando todavía conservan reservas de gas. Para ello, el equipo profundizará en el estudio de las llamadas galaxias de transición, sistemas que contienen gas, pero presentan una actividad de formación de estrellas reducida.
“Nuestros resultados sugieren que, en algunas galaxias de transición, la actividad pasada calentó el gas y detuvo la formación estelar, pero necesitamos estudios más profundos para saber si esto ocurre en todas las galaxias de este tipo”, explica Catán.
El equipo también investigará cómo los ambientes extremadamente poblados, como el protocúmulo de galaxias identificado durante el sondeo, pueden influir en las reservas de gas de las galaxias que los habitan.
“También buscaremos investigar más a fondo cómo los entornos ultra poblados alteran las reservas de gas de las galaxias que habitan en ellos”, concluye la astrónoma.
El estudio, titulado “The Extended Mapping Obscuration to Reionization with ALMA (Ex-MORA) survey: A molecular gas line search” (Estudiando desde la obscuración hasta la reionización con ALMA: una búsqueda de líneas de gas molecular), fue publicado en la revista científica Astronomy & Astrophysics.
La investigación fue liderada por Victoria Catán, del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile y del Núcleo Milenio MINGAL, bajo la supervisión de Jorge González-López, de la PUC, MINGAL y el Observatorio Las Campanas, y Manuel Aravena, de la Universidad Diego Portales, junto a un equipo internacional de científicos.
Artículo científico aquí
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