{"id":567,"date":"2023-06-05T22:16:03","date_gmt":"2023-06-06T01:16:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.aricayciencia.cl\/?p=567"},"modified":"2023-06-12T22:18:42","modified_gmt":"2023-06-13T01:18:42","slug":"un-equipo-de-astronomos-observa-el-nacimiento-de-un-cumulo-muy-distante-de-galaxias-del-universo-temprano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.aricayciencia.cl\/index.php\/2023\/06\/05\/un-equipo-de-astronomos-observa-el-nacimiento-de-un-cumulo-muy-distante-de-galaxias-del-universo-temprano\/","title":{"rendered":"Un equipo de astr\u00f3nomos observa el nacimiento de un c\u00famulo muy distante de galaxias del universo temprano"},"content":{"rendered":"
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Utilizando el Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astr\u00f3nomos y astr\u00f3nomas ha descubierto un gran reservorio de gas caliente en el c\u00famulo de galaxias a\u00fan en formaci\u00f3n que se encuentra alrededor de la galaxia Telara\u00f1a, la detecci\u00f3n m\u00e1s distante de este tipo de gas caliente hasta la fecha. Los c\u00famulos de galaxias son algunos de los objetos m\u00e1s grandes conocidos del Universo y este resultado, publicado hoy en Nature, revela en mayor profundidad cu\u00e1n temprano comienzan a formarse estas estructuras.<\/p>\n\n\n\n

Los c\u00famulos de galaxias, como su nombre indica, albergan una gran cantidad de galaxias, a veces incluso miles. Tambi\u00e9n contienen un vasto \u201cmedio intrac\u00famulo” (ICM por sus siglas en ingl\u00e9s, Intracluster Medium<\/em>) de gas que impregna el espacio existente entre las galaxias del c\u00famulo. Este gas, de hecho, se extiende m\u00e1s all\u00e1 de las propias galaxias. Gran parte de la f\u00edsica de los c\u00famulos de galaxias es bien conocida; sin embargo, siguen siendo escasas las observaciones de las primeras fases de formaci\u00f3n del ICM.<\/p>\n\n\n\n

Anteriormente, el ICM solo se hab\u00eda estudiado en c\u00famulos de galaxias cercanos completamente formados. La detecci\u00f3n de ICM en protoc\u00famulos (es decir, c\u00famulos de galaxias a\u00fan en formaci\u00f3n) situados a gran distancia, permitir\u00eda a la comunidad astron\u00f3mica captar estos c\u00famulos en las primeras etapas de formaci\u00f3n. Un equipo dirigido por Luca Di Mascolo, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Trieste (Italia) buscaba detectar el ICM en un protoc\u00famulo de las primeras etapas del Universo.<\/p>\n\n\n\n

Los c\u00famulos de galaxias son tan masivos que pueden reunir gas que se calienta a medida que cae hacia el c\u00famulo. “Las simulaciones cosmol\u00f3gicas han predicho la presencia de gas caliente en protoc\u00famulos durante m\u00e1s de una d\u00e9cada, pero faltaban confirmaciones observacionales<\/em>“, explica Elena Rasia, investigadora del Instituto Nacional Italiano de Astrof\u00edsica (INAF) en Trieste (Italia), y coautora del estudio. “La b\u00fasqueda de una confirmaci\u00f3n observacional clave nos llev\u00f3 a seleccionar cuidadosamente uno de los protoc\u00famulos candidatos m\u00e1s prometedores<\/em>\u201d. Se trataba del protoc\u00famulo de la Telara\u00f1a, ubicado en una \u00e9poca en la que el Universo ten\u00eda solo 3 000 millones de a\u00f1os. A pesar de ser el protoc\u00famulo m\u00e1s estudiado, la detecci\u00f3n del ICM hab\u00eda sido infructuosa. Encontrar una gran reserva de gas caliente en el protoc\u00famulo Telara\u00f1a indicar\u00eda que el sistema est\u00e1 camino de convertirse en un duradero y estable c\u00famulo de galaxias en lugar de dispersarse.<\/p>\n\n\n\n

El equipo de Di Mascolo detect\u00f3 el ICM del protoc\u00famulo Telara\u00f1a a trav\u00e9s de lo que se conoce como el efecto t\u00e9rmico Sunyaev-Zeldovich (SZ). Este efecto ocurre cuando la luz del fondo c\u00f3smico de microondas (la radiaci\u00f3n remanente del Big Bang), pasa a trav\u00e9s del ICM. Cuando esta luz interact\u00faa con los electrones que se mueven r\u00e1pidamente en el gas caliente, gana un poco de energ\u00eda y su color, o longitud de onda, cambia ligeramente. “En las longitudes de onda correctas, el efecto SZ aparece como un efecto de sombra de un c\u00famulo de galaxias sobre el fondo c\u00f3smico de microondas<\/em>“, explica Di Mascolo.<\/p>\n\n\n\n

Al medir estas sombras en el fondo c\u00f3smico de microondas, la comunidad astron\u00f3mica puede inferir la existencia del gas caliente, estimar su masa y mapear su forma. “Actualmente, gracias a su incomparable resoluci\u00f3n y sensibilidad, ALMA es la \u00fanica instalaci\u00f3n capaz de realizar una medici\u00f3n de este tipo de los distantes progenitores de c\u00famulos masivos<\/em>“, afirma Di Mascolo.<\/p>\n\n\n\n

Determinaron que el protoc\u00famulo Telara\u00f1a contiene una vasta reserva de gas caliente a una temperatura de unas pocas decenas de millones de grados cent\u00edgrados. Anteriormente, se hab\u00eda detectado gas fr\u00edo en este protoc\u00famulo, pero la masa del gas caliente encontrado en este nuevo estudio lo supera miles de veces. Este hallazgo muestra que el protoc\u00famulo Telara\u00f1as va camino de convertirse en un c\u00famulo de galaxias masivo en alrededor de 10 000 millones de a\u00f1os, aumentando su masa en, al menos, un factor de diez.<\/p>\n\n\n\n

Tony Mroczkowski, coautor del art\u00edculo e investigador de ESO, explica que “este sistema presenta enormes contrastes. El componente t\u00e9rmico caliente destruir\u00e1 gran parte del componente fr\u00edo a medida que el sistema evolucione, y estamos presenciando una transici\u00f3n delicada<\/em>“. Concluye declarando que \u201cproporciona confirmaci\u00f3n observacional de predicciones te\u00f3ricas mantenidas durante mucho tiempo sobre la formaci\u00f3n de los objetos gravitacionalmente ligados m\u00e1s grandes del Universo<\/em>“.<\/p>\n\n\n\n

Estos resultados ayudan a sentar las bases para las sinergias entre ALMA y el pr\u00f3ximo Extremely Large Telescope (ELT<\/a>) de ESO, que “revolucionar\u00e1 el estudio de estructuras como esta<\/em>“, afirma Mario Nonino, coautor del estudio e investigador del Observatorio Astron\u00f3mico de Trieste. El ELT y sus instrumentos de \u00faltima generaci\u00f3n, como HARMONI<\/a> y MICADO<\/a>, podr\u00e1 observar los protoc\u00famulos y revelarnos m\u00e1s sobre las galaxias que contienen con gran detalle. Junto con las capacidades de ALMA para rastrear el ICM en formaci\u00f3n, esto proporcionar\u00e1 una visi\u00f3n crucial del ensamblaje de algunas de las estructuras m\u00e1s grandes del universo temprano.<\/p>\n\n\n\n

Informaci\u00f3n adicional<\/h2>\n\n\n\n

Este trabajo de investigaci\u00f3n fue presentada en el art\u00edculo “Forming intracluster gas in a galaxy protocluster at a redshift of 2.16”, que aparece en Nature<\/em> (doi: 10.1038\/s41586-023-05761-x).<\/p>\n\n\n\n

El equipo est\u00e1 compuesto por Luca Di Mascolo (Unidad de Astronom\u00eda, Universidad de Trieste, Italia [UT]; INAF \u2013 Observatorio Astrof\u00edsico de Trieste, Italia [INAF Trieste]; IFPU \u2013 Instituto de F\u00edsica Fundamental del Universo, Italia [IFPU]); Alexandro Saro (UT; INAF Trieste; IFPU; INFN \u2013 Sede de Trieste, Italia [INFN]); Tony Mroczkowski (Observatorio Europeo Austral, Alemania [ESO]); Stefano Borgani (UT; INAF Trieste; IFPU; INFN); Eugene Churazov (Instituto Max-Planck de Astrof\u00edsica, Alemania; Instituto de Investigaciones Espaciales, Rusia); Elena Rasia (INAF Trieste; IFPU); Paolo Tozzi (INAF \u2013 Observatorio Astrof\u00edsico de Arcetri, Italia); Helmut Dannerbauer (Instituto de Astrof\u00edsica de Canarias, Espa\u00f1a; Universidad de La Laguna, Espa\u00f1a); Kaustuv Basu (Instituto Argelander de Astronom\u00eda, Universidad de Bonn, Alemania); Christopher L. Carilli (Observatorio Nacional de Radioastronom\u00eda, EE.UU.); Michele Ginolfi (ESO; Departamento de F\u00edsica y Astronom\u00eda, Universidad de Florencia, Italia); George Miley (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Pa\u00edses Bajos); Mario Nonino (UT); Maurilio Pannella (UT; INAF Trieste; IFPU); Laura Pentericci (INAF \u2013 Observatorio Astron\u00f3mico de Roma, Italia); Francesca Rizzo (Centro Cosmic Dawn, Dinamarca; Instituto Niels Bohr, Dinamarca).<\/p>\n\n\n\n

El Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array<\/em> (ALMA), una instalaci\u00f3n astron\u00f3mica internacional, es una asociaci\u00f3n entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Jap\u00f3n (NINS) en cooperaci\u00f3n con la Rep\u00fablica de Chile. ALMA es financiado por ESO en representaci\u00f3n de sus estados miembros, por NSF en cooperaci\u00f3n con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canad\u00e1 (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Taiw\u00e1n (NSTC), y por NINS en cooperaci\u00f3n con la Academia Sinica (AS) de Taiw\u00e1n y el Instituto de Ciencias Astron\u00f3micas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).<\/p>\n\n\n\n

La construcci\u00f3n y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastron\u00f3mico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representaci\u00f3n de Norteam\u00e9rica; y por el Observatorio Astron\u00f3mico Nacional de Jap\u00f3n (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) tiene a su cargo la direcci\u00f3n general y la gesti\u00f3n de la construcci\u00f3n, as\u00ed como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.<\/p>\n\n\n\n

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO)<\/a>, socio de ALMA en nombre de Europa.<\/p>\n\n\n\n

Im\u00e1genes<\/h2>\n\n\n\n
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Esta imagen muestra el protoc\u00famulo que se encuentra alrededor de la galaxia Telara\u00f1a (formalmente conocida como MRC 1138-262), visto en un momento en el que el Universo ten\u00eda solo 3 000 millones de a\u00f1os. La mayor parte de la masa del protoc\u00famulo no se encuentra en las galaxias que se pueden ver en el centro de la imagen, sino en el gas conocido como el \u201cmedio intrac\u00famulo\u201d (ICM). El gas caliente del ICM se muestra como una nube azul superpuesta. El gas caliente se detect\u00f3 con ALMA. A medida que la luz del fondo c\u00f3smico de microondas (la radiaci\u00f3n remanente del Big Bang) viaja a trav\u00e9s del ICM, gana energ\u00eda cuando interact\u00faa con los electrones del gas caliente. Esto se conoce como el efecto Sunyaev-Zeldovich. Al estudiar este efecto, la comunidad astron\u00f3mica puede inferir cu\u00e1nto gas caliente hay en el ICM y mostrar que el protoc\u00famulo Telara\u00f1a est\u00e1 en proceso de convertirse en un c\u00famulo masivo unido por su propia gravedad. Cr\u00e9dito: ESO\/Di Mascolo et al.; HST: H. Ford<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Esta imagen muestra el protoc\u00famulo que rodea a la galaxia Telara\u00f1a (formalmente conocida como MRC 1138-262). La luz que vemos en la imagen muestra galaxias en un momento en que el Universo ten\u00eda solo 3 000 millones de a\u00f1os. La mayor parte de la masa del protoc\u00famulo no se encuentra en las galaxias, sino en el gas conocido como el \u201cmedio intrac\u00famulo\u201d. Debido a la masa del gas, el protoc\u00famulo est\u00e1 en proceso de convertirse en un c\u00famulo masivo unido por su propia gravedad. Cr\u00e9dito: ESO\/H. Ford<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Esta imagen es una composici\u00f3n de color hecha a partir de las exposiciones del sondeo Digitized Sky Survey 2 (DSS2). El campo de visi\u00f3n es de 2,8 x 2,9 grados. Cr\u00e9dito: Digitized Sky Survey 2 and ESA\/Hubble. ESA\/Hubble and Digitized Sky Survey 2. Agradecimientos: Davide De Martin (ESA\/Hubble)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Videos<\/h2>\n\n\n\n
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