A pesar de que la nave espacial ha agotado su suministro de refrigerante de helio líquido necesario para observar la energía infrarroja del Universo distante, los datos recopilados por el observatorio espacial Herschel de la ESA todavía están ayudando a desentrañar misterios cósmicos, como la forma en que las primeras galaxias elípticas crecieron tan rápidamente, llenándose con estrellas y luego, de repente, cerrando por completo la formación de estrellas.
Ahora, utilizando la información inicialmente reunida por Herschel y luego investigando más de cerca con varios otros observatorios espaciales y terrestres, los investigadores han encontrado un "eslabón perdido" en la evolución de las primeras elípticas: una enorme fusión de dos galaxias masivas que provocan estrellas. en el acto cuando el Universo tenía solo 3 mil millones de años.
Ha sido un enigma cosmológico de larga data: ¿cómo se formaron las galaxias masivas en el Universo temprano? Las observaciones de galaxias elípticas grandes y distantes llenas de viejas estrellas rojas (y pocas brillantes y jóvenes) que existían cuando el Universo tenía solo unos pocos miles de millones de años simplemente no se alinean con la forma en que se pensaba que se formaban tales galaxias, es decir, a través de acumulación gradual de muchas galaxias enanas más pequeñas.
Pero tal proceso llevaría tiempo, mucho más que unos pocos miles de millones de años. Entonces, otra sugerencia es que las galaxias elípticas masivas podrían haberse formado por la colisión y la fusión de grandes galaxias, cada una llena de gas, polvo y nuevas estrellas ... y que la fusión provocaría una formación frenética de aún más estrellas.
La investigación de una región brillante descubierta por primera vez por Herschel, llamada HXMM01, ha identificado una fusión de dos galaxias, a 11 mil millones de años luz de distancia.
Las enormes galaxias están unidas por un puente de gas y cada una tiene una masa estelar de aproximadamente 100 mil millones de soles, y están generando nuevas estrellas a una velocidad increíble de aproximadamente 2,000 al año.
"Estamos viendo una fase más joven en la vida de estas galaxias: un estallido de actividad adolescente que no durará mucho", dijo Hai Fu de la Universidad de California en Irvine, autor principal de un nuevo estudio que describe los resultados. .
Escondido detrás de vastas nubes de polvo cósmico, se necesitaron los ojos de Herschel para buscar calor, incluso para detectar HXMM01.
"Estas galaxias fusionadas están repletas de nuevas estrellas y completamente ocultas por el polvo", dijo la coautora Asantha Cooray, también de la Universidad de California en Irvine. "Sin los detectores de infrarrojo lejano de Herschel, no hubiéramos podido ver a través del polvo la acción que tiene lugar detrás".
Herschel vio por primera vez al dúo en colisión en imágenes tomadas con luz infrarroja de mayor longitud de onda, como se muestra en la imagen de arriba en el lado izquierdo. Las observaciones de seguimiento de muchos otros telescopios ayudaron a determinar el grado extremo de formación estelar que tiene lugar en la fusión, así como su increíble masa.
La imagen de la derecha muestra una vista de primer plano, con las galaxias fusionadas en círculo. Los datos rojos provienen de la matriz submilimétrica del Observatorio Astrofísico Smithsoniano en la cima de Mauna Kea, Hawai, y muestran regiones de formación estelar envueltas en polvo. Los datos verdes, tomados por Very Large Array del Observatorio Nacional de Radioastronomía, cerca de Socorro, N.M., muestran gas de monóxido de carbono en las galaxias. Además, el azul muestra la luz de las estrellas.
Aunque las galaxias en HXMM01 producen miles de estrellas nuevas más cada año que nuestra propia Vía Láctea, una tasa de formación de estrellas tan alta no es sostenible. El depósito de gas contenido en el sistema se agotará rápidamente, apagando la formación de estrellas y conduciendo a una población envejecida de estrellas rojas, frías y de baja masa, "apagando" efectivamente la formación de estrellas, como se ha visto en otras elípticas tempranas.
El Dr. Fu y su equipo estiman que tomará alrededor de 200 millones de años convertir todo el gas en estrellas, con el proceso de fusión completado en mil millones de años. El producto final será una galaxia elíptica masiva roja y muerta de aproximadamente 400 mil millones de masas solares.
El estudio se publica en la edición en línea del 22 de mayo de Naturaleza.
Lea más en el comunicado de prensa de ESA Herschel aquí, así como en el sitio de la NASA aquí. Además, mira una animación de la fusión galáctica a continuación:
Crédito de la imagen principal: ESA / NASA / JPL-Caltech / UC Irvine / STScI / Keck / NRAO / SAO
