Proyecto CRISTAL: Astrónomos chilenos revelan detalles impresionantes de las primeras galaxias, usando ALMA, JWST y Hubble.
El proyecto CRISTAL, liderado por astrónomos del Núcleo Milenio de Galaxias (MINGAL) en Chile, logró obtener la imagen más completa del universo temprano.
Primeras galaxias: Chilenos revelan detalles
Monserrat Martínez Marín, Magíster en Astronomía de la U. de Concepción e investigadora postdoctoral del Núcleo Milenio de Formación de Galaxias (MINGAL), comentó a Portal Metropolitano que “los resultados provienen de observaciones de dos telescopios. Uno es el James Webb, que nos sirve como nuestros ojos, ya que por primera vez hemos podido ver galaxias en formación al inicio del universo. Y, una vez que logramos detectar estas galaxias, podemos analizarlas con ALMA. La diferencia es que ALMA nos muestra la distribución de gas y polvo dentro de las galaxias.”
Además, detalló que, “al inicio del universo, esperábamos encontrar hidrógeno que, gracias a la gravedad, comenzó a agruparse para formar estrellas y, posteriormente, galaxias. Antes del telescopio James Webb, nunca habíamos podido observar esto. Ahora, por primera vez, intentamos corroborar nuestras teorías. Lo que observamos es que el gas de estas galaxias está distribuido por todas partes.”
“Lo que se esperaba era que estas galaxias tuvieran el gas concentrado. También notamos que están rotando, lo que significa que formaron discos, como la Vía Láctea, que gira como una espiral, algo que creíamos que ocurría mucho más tarde en la historia del universo. Sin embargo, ahora vemos que desde el inicio ya hay galaxias con discos. Esto es nuevo y plantea nuevas preguntas sobre cómo se formaron las galaxias. Estamos revisando esos procesos y ahora los podemos observar en detalle”, explicó.
Lo dicho en la conferencia de prensa que anunció este hallazgo
Rodrigo Herrera-Camus, director de MINGAL y astrónomo de la U. de Concepción, quien lideró esta investigación, expresó: “Hemos logrado observar, con un nivel de detalle impresionante, cómo se distribuyen e interactúan las estrellas, el polvo y el gas en un grupo de las primeras galaxias formadas en el cosmos.”
“Por primera vez, gracias al observatorio ALMA, estudiamos el gas frío de estas galaxias, que es la materia prima de la que nacen las estrellas. Nos dimos cuenta de que estas galaxias jóvenes tienen estructuras complejas, exhiben vientos galácticos que expulsan gas desde sus discos, y contienen más polvo y metales de lo que se había anticipado”, añadió Herrera-Camus.
Estas observaciones están cuestionando nuestros modelos actuales de formación de galaxias y ofreciendo nuevas direcciones para la investigación.
“Ahora tenemos un nuevo retrato de la evolución temprana de las galaxias. ALMA nos permitió observar el gas frío y el polvo cósmico, mientras que Hubble y James Webb revelaron las poblaciones de estrellas jóvenes y antiguas”, concluyó el astrónomo.
Radiografía del universo en su “tierna juventud”
Con el proyecto CRISTAL (“[CII] Resolved ISM in STar-forming galaxies with ALMA”), se logró el primer “censo” del gas, polvo y estrellas en galaxias cuando el universo tenía apenas mil millones de años.
Esto fue posible gracias a observaciones conjuntas realizadas con el observatorio ALMA en Chile y los telescopios espaciales James Webb y Hubble.
“CRISTAL proporciona datos detallados que antes no eran viables sin ALMA y JWST”, destacó Herrera-Camus.
“Estos descubrimientos nos permiten reconstruir el ecosistema interno de las primeras galaxias y entender cómo, tras miles de millones de años de evolución, se transformaron en galaxias como la Vía Láctea”, añadió el Ph.D en Astrofísica de la U. de Maryland, EE.UU.
El programa CRISTAL
Es el primer programa grande de ALMA en sus diez años de funcionamiento, liderado desde Chile y seleccionado mediante un riguroso proceso competitivo a nivel mundial.
Este proyecto, coordinado desde la U. de Concepción (www.cristal.udec.cl), cuenta con la participación de más de 40 astrónomos de todo el mundo.
Entre los co-investigadores principales se encuentran los astrónomos de MINGAL Manuel Aravena, de la U. Diego Portales, y Jorge González-López, del Instituto de Astrofísica de la PUC.
Así como también el Premio Nobel de Física 2020, Prof. Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
Situación actual
El grupo liderado por Herrera-Camus está analizando nuevas observaciones con el telescopio espacial James Webb.
“Estas nuevas imágenes nos permiten estudiar en profundidad las propiedades del gas caliente que rodea a las estrellas, así como la cantidad y características de los elementos presentes en ese gas”, cerró el astrónomo.
Concluida la conferencia, Portal Metropolitano obtuvo más detalles
Rodrigo Herrera-Camus, director de MINGAL, describió: “Lo que descubrimos es cómo se formaron las primeras galaxias del universo. Cómo nacieron las primeras estrellas, de qué estaban hechas estas galaxias, qué forma tenían y cómo se movían: Un dato interesante es que hemos encontrado que estas galaxias tienen una abundancia de polvo y elementos de los cuales, más tarde, nació la vida, como carbono, nitrógeno y oxígeno. Todo esto fue detectable en galaxias que existieron cuando el universo tenía solo el 5% de su edad actual.”
“Este proyecto combina lo que podemos hacer desde el espacio, con el telescopio James Webb, que observa la luz de las estrellas, y lo que podemos lograr desde nuestro privilegiado norte en Chile, con ALMA, que observa el universo frío. Esto nos da información sobre el gas que da origen a las estrellas, el gas que terminó formando nuestros cuerpos. En algún momento, esos elementos que tenemos hoy nacieron del mismo gas que estamos observando con ALMA en el pasado”, reflexionó.
“El James Webb debe observar desde el espacio porque trabaja en longitudes de onda infrarrojas que no atraviesan nuestra atmósfera. Captamos la luz de estrellas que están en galaxias muy lejanas, de cuando el universo estaba empezando. Y desde Chile, utilizamos las antenas de ALMA, capaces de captar radiación en el rango submilimétrico. La combinación de ambos observatorios nos permite entender cómo se formaron las galaxias y su composición”, detalló.
Además
“Si monetizáramos las horas observadas con ALMA, serían más de un millón y medio de dólares, que son los datos que estamos utilizando y analizando desde aquí, desde Chile. Este es un proyecto liderado desde Chile, y el futuro es muy prometedor, porque en 2030 se va a terminar la construcción del telescopio extremadamente grande, que nos permitirá dar un salto revolucionario en el entendimiento de cómo se formaron las primeras galaxias, y eso es crucial porque también nos ayuda a comprender cómo se origina la vida”, confió.
“El equipo está compuesto por más de 40 astrónomos de diferentes continentes. La mayoría del financiamiento para avanzar en esto proviene del Núcleo Milenio de Galaxias (MINGAL), un proyecto chileno de inversión, y esperamos que, en el futuro, surjan más núcleos haciendo investigación de frontera desde Chile”, comentó.
“En la U. de Concepción, contamos con un centro de astronomía potente, capaz de atraer a muchos investigadores jóvenes que nos ayudan a hacer investigaciones de clase mundial, no solo desde Chile, sino también desde regiones como Concepción”, exclamó con orgullo Herrera-Camus ante Portal Metropolitano.
Los responsables del descubrimiento
“Es un equipo gigante. Así que los resultados que hoy presenté son el trabajo de decenas de estudiantes, por ejemplo, doctorandos de todo el mundo, que realizaron sus tesis gracias a las observaciones de CRISTAL”, relató Rodrigo Herrera-Camus.
“Esto es como hacer un censo en el país. Fuimos casa por casa preguntando sobre la edad, distribución, etc. Hicimos lo mismo con las galaxias. Retrocedimos en el tiempo cuando el universo era extremadamente joven, midiendo galaxia por galaxia cuántas estrellas tenía, cuánto gas y polvo. Haciendo este censo, obtuvimos una visión clara de cómo se formaron”, dijo.
Finalmente, Martínez adelantó a Portal Metropolitano
“Ahora, uno de los objetivos del Núcleo MINGAL es usar la inteligencia artificial para investigar estas galaxias. Lo que se viene es que, con las imágenes obtenidas y la información de la distribución del gas y polvo, queremos que la inteligencia artificial nos ayude a entender cómo se formaron las galaxias, por qué tienen ciertas formas, y por qué el gas está disperso, etc.”, anticipó.
“Una galaxia está compuesta de estrellas, gas, polvo y materia oscura. La materia oscura es invisible, solo se evidencian sus interacciones. Siempre pensamos que el gas debe estar dentro de la galaxia, para alimentarla, ya que es el combustible para formar estrellas. Sin embargo, lo que vemos aquí es que estas galaxias están interactuando mucho, y su gas está mucho más distribuido de lo que se pensaba”, concluyó la investigadora postdoctoral de MINGAL.
Retrato de ALMA sobre la familia de galaxias observadas en el sondeo CRISTAL. En rojo se muestra el gas frío, trazado por la emisión del carbono ionizado ([CII]) observado con ALMA. Los colores azul y verde representan la luz estelar capturada por Hubble y James Webb, revelando cómo se distribuyen las estrellas en estas galaxias cuando el universo tenía menos de mil millones de años.
Con Información de portalmetropolitano.cl