Los astrónomos han detectado el “láser espacial” o megamaser más distante y brillante jamás visto, y está surgiendo de una colisión entre galaxias que ocurrió cuando el universo tenía solo la mitad de su edad actual.
Este sistema de galaxias, denominado HATLAS J142935.3–002836, emana luz que necesitó viajar durante unos 8 mil millones de años antes de llegar al radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica. El láser es específicamente un megamáser de hidroxilo, lo que significa que es similar a un láser, pero se ve en radiación de microondas o ondas de radio en lugar de en luz visible. El prefijo “hidroxilo” se refiere al hecho de que este láser espacial se creó cuando las moléculas de hidroxilo, cada una compuesta por un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno, chocaron entre sí dentro de galaxias en colisión densas en gas.
Incluso con su impresionante brillo, HATLAS J142935.3–002836 no habría sido visible si no fuera por la influencia de la gravedad en la estructura del espacio, también conocido como el concepto de lentes gravitacionales. Este fenómeno fue predicho por primera vez por Albert Einstein en su obra maestra de la teoría de cómo funciona la gravedad, la relatividad general, allá por 1915, y sigue siendo una herramienta clave para los astrónomos que exploran el universo.
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Las lentes gravitacionales describen lo que sucede cuando la luz de una fuente distante, nuestro megamáser en este caso, pasa por deformaciones en el espacio-tiempo causadas por un objeto de gran masa, como un cúmulo de galaxias. Cuanto más cerca pasa la luz del objeto deformado, o lente gravitacional, más fuertemente se curva su trayectoria recta. Como resultado, la luz del mismo objeto puede llegar a nuestros telescopios en diferentes momentos, y esto magnifica el objeto de fondo.
“Descubrimos un megamáser de hidroxilo muy distante utilizando el radiotelescopio MeerKAT. La señal proviene de una galaxia con un alto corrimiento al rojo y está fuertemente magnificada por lentes gravitacionales”, dijo a Space.com el líder del equipo de descubrimiento Thato Manamela de la Universidad de Pretoria. “Esta ampliación hace que la emisión sea más fácil de detectar y nos permite estudiar un sistema que de otro modo sería demasiado débil para observar”.
Manamela añadió que los megamásers son raros según estudios realizados en el universo cercano, que generalmente se encuentran en galaxias infrarrojas brillantes que contienen enormes cantidades de gas y polvo. Estos entornos son a menudo el resultado de la colisión y fusión de dos o más galaxias para dar origen a una nueva galaxia “hija”. Fusiones como esta desencadenan episodios de intensa formación estelar, además de crear las condiciones físicas que permiten que las moléculas de hidroxilo amplifiquen la emisión de radio.
“Este megamáser es inusual porque se encuentra a una distancia muy grande. Esto significa que lo estamos observando desde una época mucho más temprana en el universo”, continuó Manamela. “La señal también tiene una lente gravitacional, lo que aumenta el brillo y proporciona un efecto de aumento natural. Esta combinación lo convierte en uno de los megamáseres de hidroxilo más distantes y poderosos que se conocen”.
El hecho de que un megamáser esté en erupción a partir de esta colisión de galaxias indica la presencia de un denso gas molecular y una intensa actividad.
“Al estudiar las líneas de emisión, podemos aprender sobre la cinemática del gas, las condiciones físicas de la galaxia y los procesos que impulsan la formación de estrellas”, dijo Manamela. “Los megamásers también pueden actuar como indicadores de núcleos galácticos activos duales o pares de agujeros negros supermasivos, sistemas que se espera que produzcan ondas gravitacionales”.
“Esto nos ayudará a comprender cuán comunes eran los megamásers en el universo primitivo y cómo se relacionan con la evolución de las galaxias y la formación de estrellas”, concluyó Manamela.
La investigación del equipo ha sido aceptada para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters y está disponible como preimpresión en el servidor de depósito de papel arXiv.