"Sabíamos por más de una década que en el Universo temprano -de 3 a 5 mil millones de años después del Big Bang, o hace 9 a 11 mil millones de años- las galaxias creaban nuevas estrellas a una tasa mucho más rápida que hoy en día," dijo Michael Cooper, del Observatorio Stweard de la UA.
Arriba: La galaxia EGS 1305123 vista a través del Telescopio Espacial Hubble en luz visible (izquierda) no revela ningún indicio de formación estelar. Sin embargo, al usar una combinación de emisión de radio y longitudes infrarrojas, se aprecia un disco masivo y en rotación con un diámetro de 60.000 años luz (derecha). El disco contiene la materia prima necesaria para la formación de estrellas. Crédito: Universidad de Arizona, Tucson."Lo que no sabíamos es si esto era porque de alguna manera formaban estrellas más eficientemente o porque había más materia prima -gas molecular y polo- disponible," dijo Benjamin Weiner, un asistente de astronomía en el Obsevatorio Steward.
Comparado a una galaxia promedio de hoy día, que produce estrellas a una tasa similar a diez veces la masa de nuestro Sol por año, la tasa de formación en esas mismas galaxias parece haber sido hasta diez veces más alta cuando eran más jóvenes.
La comunidad científica trató de encontrar una respuesta pero la tecnología disponible sólo podía realizar una inspección en objetos que puedan ser detectados por esos instrumentos. Cooper y sus colegas tuvieron la oportunidad de emplear instrumentos más sensibles y refinaron los métodos de investigación para investigar una mayor cantidad de galaxias.
Las nuevas estrellas se forman a partir de vastas cantidades de gas frío y polvo que constituyen gran parte de una galaxia. Debido a que la materia prima para la formación de estrellas no es fácilmente detectable y los datos sobre su distribución son escasos y difíciles de obtener, los investigadores tenían, hasta el día de hoy, el problema de determinar cualquiera de dos posibilidades: ¿las galaxias típicas contienen aún cantidades suficientes de los ingredientes necesarios para la formación de estrellas, pero que por alguna razón su eficiencia en hacer estrellas ha disminuido a lo largo del tiempo cósmico? o ¿las galaxias actuales forman menos estrellas que en el pasado simplemente porque han usado la mayor parte de sus reservas de gas y polvo en el proceso?
Para encontrar una respuesta los astrónomos deben mirar muy lejos en la distancia y muy lejos en el pasado. Para hacerlo recurren al efecto Doppler.
Como el Universo se encuentra en expansión, la luz emitida por una galaxia que se aleja de nosotros es desplazada a longitudes de onda más largas. Es el corrimiento al rojo.
Este corrimiento al rojo es usado por los astrónomos para determinar la velocidad de alejamiento de una galaxia, lo cual permite calcular su distancia.
Cooper y sus colegas usaron datos de un estudio anterior, en el cual habían inspeccionado a 50.000 galaxias, para elegir una muestra que represente a una población promedio de galaxias. Entonces apuntaron varios telescopios, incluyendo el Hubble, Spitzer y varios radiotelescopios en Francia y California para estudiar estos objetos.
"Al observar esas galaxias en el espectro infrarrojo y medir sus emisiones de frencuencia de radio, fuimos capaces de hacer que sus nubes de gas frío sean visibles," explicó Cooper.
"Lo que encontramos ahora es que las galaxias, al igual que los ancestros de la Vía Láctea tenían una mayor provisión de gas de la que la Vía Láctea tiene hoy," dijo Weiner. "Por eso, han estado haciendo estrellas de acuerdo a las mismas leyes de la física, pero muchas de ellas en un tiempo dado porque tenían una mayor provisión de materia."
El equipo de investigación también obtuvo imágenes revelando el grado de materia para la formación estelar que está en las galaxias. En una imagen de una típica galaxia denominada EGS 1305123 (ver fotografía), vista como era hace unos 5,5 mil millones de años después del Big Bang, las observaciones de los científicos por primera vez muestran un disco masivo y en rotación de cerca de 60.000 años luz de diámetro.
El disco, hecho de gas frío y polvo, es similar en tamaño y estructura al de una galaxia típica como nuestra propia Vía Láctea, y da una muestra de cómo habría lucido hace unos 8,5 mil millones de años.
"De nuestro estudio, sabemos ahora que las galaxias típicas en el Universo temprano contenían de tres a diez veces más gas molecular que hoy," afirmó Cooper, "una fuerte indicación de que la tasa de formación estelar ha disminuido porque esas galaxias tienen menos materia prima disponible en comparación a cuando eran más jóvenes y no porque hubo un cambio en la eficiencia con la cual hacen nuevas estrellas."
Más información:
Artículo en el sitio de la Universidad de Arizona
Fuente: Universidad de Arizona.
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