Astrónoma chilena descubre 52 galaxias lejanas al detectar enormes reservas de gas frío en el Universo temprano

Un equipo internacional de astrónomos, liderados por Victoria Catán investigadora del Núcleo Milenio-Mingal y estudiante del doctorado en Astronomía de la Universidad Católica de Chile, identificaron gas en una serie de objetos que hasta el momento habían pasado inadvertidos.

Fueron más de medio centenar de galaxias muy lejanas halladas por astrónomos chilenos junto a un equipo internacional, las que contienen grandes cantidades de gas frío, el material que constituye el principal combustible para la formación de nuevas estrellas. El hallazgo fue posible gracias a una búsqueda realizada directamente sobre el contenido de gas de las galaxias, utilizando observaciones del telescopio 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 paper.

Un enfoque novedoso

La investigación se diferencia de estudios anteriores porque no partió de galaxias previamente identificadas por su brillo en luz óptica o infrarroja, en esta ocasión, los investigadores buscaron directamente las señales del gas. “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 dicho gas, el equipo utilizó observaciones de ALMA en la Banda 4 (ubicada en el desierto de Atacama), a una longitud de onda de 2 milímetros, buscando señales del monóxido de carbono (CO) y el carbono atómico. La investigación aprovechó además los llamados cubos de datos tridimensionales, que permiten analizar no solo la imagen del cielo, sino también la información espectral. “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 Catán.

El análisis combinó una búsqueda “libre de sesgos, apoyada en un algoritmo llamado Lineseeker, para encontrar emisiones intensas a ciegas; y luego una dirigida en zonas donde ya sabíamos que existían galaxias gracias a otros estudios, lo que nos permite detectar emisiones más débiles”, agrega la joven científica, agregando que Las observaciones corresponden a los sondeos MORA y Ex-MORA, con datos obtenidos entre 2019 y 2023. 

Detectar nuevas galaxias

El siguiente paso será entender – de mejor manera- por qué algunas de estas galaxias dejan de formar estrellas. Buscarán profundizar en el comportamiento de las llamadas galaxias de transición, que contienen gas pero presentan una formación estelar 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 estudiará cómo los ambientes extremadamente poblados, como el protocúmulo de galaxias identificado en el sondeo, pueden modificar 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.