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Un equipo internacional ha detectado el polvo interestelar de la galaxia A2744_YD4, que es una de las más lejanas conocidas, en una investigación que aporta luz sobre el ciclo de vida de las primeras estrellas del Universo.
El polvo cósmico se compone de silicio, carbono y aluminio, con granos tan pequeños como una millonésima de centímetro, y se trata de partículas que se forman en el interior de las estrellas y, cuando mueren, se dispersan por el espacio, especialmente al explotar como supernovas, la última fase de las estrellas masivas.
En la actualidad ese polvo es abundante y vital para la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas, pero era escaso en el universo temprano, antes de que murieran las primeras estrellas, explica el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en un comunicado de prensa.
La detección se ha hecho gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, y el estudio, que se publica en la revista especializada The Astrophysical Journal Letters, ha sido dirigido por Nicolas Laporte, astrónomo de la University College London (UCL) en Reino Unido, anteriormente investigador del IAC.
La galaxia A2744_YD4 no es sólo la más lejana observada por ALMA, sino que además la detección de tanto polvo indica que supernovas tempranas debieron haberla contaminado previamente, señala Nicolás Laporte, quien agrega que esta observación es también la detección de oxígeno más distante en el Universo.
El polvo cósmico encontrado en A2744_YD4 se observó apuntando las antenas de ALMA hacia un cúmulo de galaxias denominado Abell 2744, que actuó como una lente gravitacional.
Debido a ese fenómeno, el cúmulo interviene como si fuera un telescopio gigante que magnifica alrededor de 1.8 veces la galaxia A2777_YD4 y permite observar aún más lejos, es decir, antes en el tiempo.
Las observaciones posteriores se hicieron con el Very Large Telescope (VLT), en Chile, y confirmaron la gran distancia a la que está A2744_YD4, cuando el Universo tenía 600 millones de años y se estaban formando las primeras estrellas y galaxias.
También se utilizaron imágenes obtenidas con el Telescopio Espacial Spitzer, para calcular el desplazamiento al rojo aproximado (a partir del cual se puede determinar la distancia a la que se encuentra la galaxia) incluso antes de obtener su espectro, apunta Alina Streblyanska, astrónoma del IAC.
Los datos de Spitzer, junto con los del Telescopio Espacial Hubble y el VLT en el infrarrojo cercano fueron cruciales para estimarlo en 8.4, añade Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna (ULL).
La detección de polvo de esta época tan temprana revela nuevas pistas del momento en que las primeras estrellas explotaron como supernovas e inundaron el cosmos de luz, y calcular este "despertar cósmico" es uno de los "santos Griales" de la astronomía moderna, aseguran los investigadores.
El equipo estimó que A2744_YD4 tiene una cantidad de polvo equivalente a 6 millones de veces la masa del Sol, mientras que todas sus estrellas equivalen a 2 mil millones de masas solares.
También pudieron medir la tasa de formación estelar y encontraron que las estrellas se están formando a un ritmo de 20 masas solares al año, muy rápido si se compara con una masa solar al año en la Vía Láctea.
Esa velocidad no es inusual en una galaxia tan distante, pero ayuda a conocer a qué ritmo se formó el polvo en ella, comenta el coautor del estudio Richard Ellis, astrónomo del European Southern Observatory (ESO) y de la UCL.
El tiempo que lleva este proceso es de unos 200 millones de años, así que se está a A2744_YD4 poco después de su formación, y por tanto las estrellas empezaron a formarse aproximadamente 200 millones de años antes de la luz que se ha podido observar ahora, añaden.
Se abre así una gran oportunidad para que ALMA y otros grandes telescopios comiencen a explorar la época más temprana posible con los telescopios e instrumentación actuales, en la que se "encendieron" las primeras estrellas y galaxias del Universo.
Tras 13 mil millones de años, el Sol, la Tierra y "nuestra existencia son fruto de ellas. Al estudiar su formación, vida y muerte, estamos explorando nuestros orígenes".
jpe
