una sorpresa ! Un grupo de galaxias ya tenía una temperatura de 1 millón de grados hace 11 mil millones de años

Un grupo de astrofísicos estaba estudiando un grupo de galaxias que se formaron unos miles de millones de años después del Big Bang cuando se sorprendieron por su temperatura. Esperaban ver gas alrededor de los 10.000 grados, pero en realidad era del orden de un millón de grados, como en los cúmulos actuales.

Mientras James Webb conquista nuevas áreas de conocimiento relacionadas en particular con lo que sucedió poco menos de 500 millones de años después del Big Bang en el universo visible, otros telescopios terrestres continúan brindándonos información sobre lo que también sucedió allí, a menudo unos pocos mil millones de años después.

Y así, los astrofísicos se sorprendieron un poco al estudiar un proto-cúmulo de galaxias utilizando el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS) en el Observatorio Keck de Hawai, en la cima de Mauna Kea. Es uno de los lugares donde la calidad de las observaciones astronómicas, a pesar de que la turbulencia atmosférica limita el poder crítico del instrumento, se encuentra entre las mejores del mundo. Esto permitió a los investigadores considerar el caso de Costco-I, un proto-cúmulo de galaxias visto en el ultravioleta tal como apareció hace unos 11 mil millones de años.

Se estima que Costco-I contiene alrededor de 400 billones de masas solares en un tamaño con un radio de solo unos pocos millones de años luz. Su edad indica que se vio en lo que los cosmólogos a veces llaman el «mediodía cósmico», el momento en que la tasa de formación de estrellas en las galaxias fue más alta en promedio.

Vistas desde los observatorios en la cima de Mauna Kea. El Keck se puede ver en la apertura con sus cúpulas dobles. © Sean Goble

Gases calientes e ionizados alrededor de las galaxias

La teoría de la evolución de grandes estructuras de materia oscura y energía oscura sugiere que el universo inicialmente formó estrellas que se fusionaron en galaxias y luego se agruparon para formar cúmulos, colapsaron gravitacionalmente al mismo tiempo que las bolsas de gas neutro y frío envolvieron inicialmente estas galaxias. .

Hoy, durante al menos varios miles de millones de años, observamos que este gas no solo se ha vuelto muy caliente, capaz de alcanzar temperaturas de varios cientos de miles a varios millones de grados centígrados, sino que también está altamente ionizado. Es tan caliente que, al igual que en el caso de las galaxias, no debería permanecer confinada a los cúmulos…, a menos que exista un campo gravitatorio para las distribuciones de masa de materia oscura prevalecientes.

Este gas intergaláctico se denomina «medio intergaláctico caliente» (L Intergaláctico medio caliente caliente en inglés) y como se describe en un artículo publicado en Cartas de revistas astrofísicas (y disponible gratis en arXiv) Astrofísicos liderados por miembros del Instituto Kavli para la Física y Matemáticas del Universo (Kavli IPMU, parte de la Universidad de Tokio), han predicho que al igual que en otros casos de cúmulos y protocúmulos estudiados durante el mediodía cósmico hasta ahora la temperatura del capricho de Costco -I del orden de los 10.000 grados.

Costco-I, un laboratorio para entender la evolución del medio galáctico caliente

Esto no es revelado por las mediciones UV. Dadas las temperaturas previstas, aún debe quedar algo de hidrógeno en estado neutro, bloqueando parte de la radiación ultravioleta procedente de las entonces numerosas estrellas jóvenes de las galaxias. El hecho de que la radiación no estuviera bloqueada implicaba que el hidrógeno estaba altamente ionizado y que la temperatura prevaleciente en el Whim de Costco-I ya debía haber alcanzado alrededor de un millón de grados, convirtiendo a este grupo en una de las «burbujas modernas de gas intergaláctico en el grupo». .» galaxias.

Así lo explica el comunicado de prensa emitido por el Observatorio Kik: “ El descubrimiento marca la primera vez que los astrofísicos identifican una antigua bolsa de gas con propiedades del medio galáctico moderno, que es, con mucho, la parte más antigua conocida del universo calentada a las temperaturas actuales. «. ki jan leeprofesor asistente en Kavli Ipmu y coautor de la investigación publicada, agrega que « Si pensamos en el medio galáctico actual como un estofado cósmico gigante hirviendo y espumoso, Costco-I fue probablemente la primera burbuja cósmica observada, en un tiempo en el pasado distante cuando la mayor parte de la olla aún estaba fría. «.

En el comunicado, continuó explicando que: Las propiedades y el origen del Capricho siguen siendo una de las preguntas más importantes en la astrofísica actual. Poder echar un vistazo a uno de los primeros sitios de calentamiento de Whim ayudará a revelar los mecanismos que llevaron a la ebullición del gas intergaláctico a su forma actual. Hay algunas posibilidades de que esto suceda, podría deberse a que los gases se calientan cuando golpean el colapso gravitatorio, o chorros de radio gigantes que podrían estar bombeando energía desde agujeros negros supermasivos en la masa primordial. «.