Investigadores han observado, gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), señales de oxígeno, carbono y polvo de una galaxia en el Universo temprano hace 13.000 millones de años, menos de 1.000 millones de años después del Big Bang. Esta es la primera galaxia donde se ha detectado esta útil combinación de tres señales.
Al comparar las diferentes señales, el equipo determinó que la galaxia es en realidad dos galaxias que se fusionan, por lo que se trata del primer ejemplo de fusión de galaxias que se ha descubierto.
Takuya Hashimoto, investigador postdoctoral de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia y la Universidad de Waseda, y su equipo, utilizaron el telescopio ALMA para observar 'B14-65666', un objeto ubicado a 13.000 millones de años luz de distancia en la constelación de Sextans. Debido a la velocidad finita de la luz, las señales que se recibieron de 'B14-65666' en la actualidad tuvieron que viajar durante 13.000 millones de años para llegar a nosotros.
ALMA detectó emisiones de radio de oxígeno, carbono y polvo en 'B14-65666'. Esta es la primera galaxia donde se han detectado estas tres señales. La detección de múltiples señales es importante porque llevan información complementaria.
El análisis de los datos mostró que las emisiones se dividen en dos manchas. Observaciones anteriores con el Telescopio Espacial Hubble revelaron dos cúmulos de estrellas en 'B14-65666'. Ahora, con las tres señales de emisión detectadas por ALMA, el equipo pudo demostrar que las dos burbujas forman un solo sistema, pero tienen velocidades diferentes.
Esto indica que las burbujas son dos galaxias en proceso de fusión. Este es el primer ejemplo conocido de fusión de galaxias. El equipo de investigación estimó que la masa estelar total de 'B14-65666' es inferior al 10% de la de la Vía Láctea. Esto significa que 'B14-65666' se encuentra en las primeras fases de su evolución. A pesar de su juventud, 'B14-65666' produce estrellas 100 veces más activamente que la Vía Láctea. Tal formación estelar activa es otra firma importante de las fusiones galácticas.
"Con datos ricos de ALMA y HST, combinados con análisis de datos avanzados, podríamos unir las piezas para mostrar que 'B14-65666' es un par de galaxias que se fusionan en la era más temprana del Universo", explica Hashimoto. "La detección de ondas de radio de tres componentes en un objeto tan distante demuestra claramente la alta capacidad de ALMA para investigar el universo distante", añade.
Las galaxias modernas como la Vía Láctea han experimentado innumerables fusiones, a menudo violentas. A veces una galaxia más grande se traga una más pequeña. En casos raros, galaxias con tamaños similares se fusionaron para formar una galaxia nueva y más grande. Las fusiones son esenciales para la evolución de la galaxia, por lo que muchos astrónomos están ansiosos por rastrear la historia de las fusiones.
"Nuestro siguiente paso es buscar nitrógeno, otro elemento químico importante, e incluso la molécula de monóxido de carbono", comenta Akio Inoue, profesor de la Universidad de Waseda. "En última instancia, esperamos comprender de manera observacional la circulación y la acumulación de elementos y materiales en el contexto de la formación y evolución de las galaxias".
Los resultados de la investigación se han publicado en 'Publications of the Astronomical Society of Japan'.
