Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto el objeto cósmico más distante jamás visto: una galaxia denominada HD1 y localizada a unos 13.500 millones de años luz de distancia de la Tierra. Ofrece una “instantánea” del Universo solo 300 millones de años después del Big Bang: podría permitir el descubrimiento de las estrellas más antiguas del cosmos.
Un nuevo estudio liderado por investigadores del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, en Estados Unidos, ha derivado en el descubrimiento de una galaxia bautizada como HD1, que sería la más lejana observada hasta el momento por el ser humano. Concretamente, se ubica a 13.500 millones de años luz de distancia de nosotros. El hallazgo ha derivado en dos investigaciones, una publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y otra aprobada para su publicación en The Astrophysical Journal.
Según explican los científicos en una nota de prensa, HD1 puede estar formando estrellas a un ritmo asombroso y posiblemente sea el hogar de las primeras estrellas del Universo que, hasta ahora, nunca se han logrado observar. Además, HD1 puede contener un agujero negro supermasivo de alrededor de 100 millones de masas solares.
Aunque responder preguntas sobre la naturaleza de una fuente tan lejana puede ser un verdadero desafío, los investigadores creen que las nuevas tecnologías de observación en desarrollo podrán arrojar luz sobre la misteriosa y distante galaxia, que tiene el potencial de aportar datos sobre cómo se veía el Universo en los primeros 300 millones de años después del Big Bang.
Un brillo extremo
Como HD1 es extremadamente brillante en el espectro de luz ultravioleta, los astrónomos intentaron descubrir qué procesos energéticos ocurrieron hace miles de millones de años en esa región del Universo y que hoy llegan hasta nosotros. Al principio, los investigadores pensaron que HD1 era una galaxia que está creando estrellas a un ritmo elevado, pero no demasiado alejado de una producción estelar estándar.
Sin embargo, se sorprendieron después de calcular cuántas estrellas estaba produciendo HD1, ya que obtuvieron una tasa increíblemente alta. Según sus datos, HD1 estaría formando más de 100 estrellas por año, siguiendo un ritmo al menos 10 veces mayor a lo esperado para este tipo de galaxias. De esta forma, el equipo de astrónomos comenzó a sospechar que HD1 podría no estar produciendo estrellas convencionales.
Las teorías indican que las primeras estrellas que se formaron en el Universo eran más masivas, más brillantes y con mayor temperatura que las estrellas modernas. En función de esto, los investigadores piensan que las estrellas producidas en la galaxia HD1 podrían ser estas primeras estrellas, denominadas de Población III. Por ejemplo, se cree que estas estrellas primarias son capaces de producir más luz ultravioleta que las estrellas normales, explicando así la extrema luminosidad ultravioleta de HD1.
¿Qué significa que sean estrellas de Población III? Cada grupo de población estelar se relaciona con una tendencia en la cual la reducción del contenido metálico (en referencia a cualquier elemento más pesado que el helio) marca un incremento en la edad de las estrellas. De esta manera, las primeras estrellas del Universo, con un escaso contenido metálico, se clasifican como Población III, mientras que las estrellas más recientes y de alta metalicidad se consideran como Población I. Nuestro Sol, por ejemplo, se considera Población I, una estrella reciente con una metalicidad elevada de alrededor del 1,4%.
¿Un gigantesco agujero negro?
Junto a la hipótesis de las estrellas más viejas del Universo, los científicos también creen que un agujero negro supermasivo podría explicar la extrema luminosidad de la galaxia HD1. Mientras deglute enormes cantidades de gas, la zona contigua al agujero negro podría emitir fotones de alta energía. De confirmarse, sería el agujero negro supermasivo más antiguo conocido por la humanidad, observado mucho más cerca del Big Bang que otros ejemplos estudiados previamente.
HD1 fue descubierta después de más de 1.200 horas de observaciones con el telescopio Subaru, el telescopio VISTA, el telescopio infrarrojo del Reino Unido y el telescopio espacial Spitzer. Ahora, el equipo de científicos volverá a observar HD1 con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, intentando verificar su distancia de la Tierra y tratando de comprender más detalles sobre su extraña naturaleza.
Referencias
A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16. Yuichi Harikane et al. ArXiv (2022). Aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.09141
Are the newly-discovered z ∼ 13 drop-out sources starburst galaxies or quasars? Get access Arrow. Fabio Pacucci, Pratika Dayal, Yuichi Harikane, Akio K Inoue and Abraham Loeb. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI:https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac035
