Una galaxia muy polvorienta

Astrónomos del Hubble han analizado uno de los quásares más distantes y más brillantes en el universo y se mostraron sorprendidos de lo que no vieron: la galaxia subyacente de estrellas que alimentan el quasar. La mejor explicación es que la galaxia está envuelta en tanto polvo que las estrellas están completamente ocultas. Los astrónomos creen que el James Webb Space Telescope finalmente revelará la galaxia.

Todas menos las primeras galaxias contienen algo de polvo del universo; el universo temprano estaba libre de polvo hasta que la primera generación de estrellas comenzó a crearlo a través de la fusión nuclear.Como estas estrellas envejecieron y se agotaron, llenaron el espacio interestelar con este polvo, ya que perdieron sus atmósferas. El quásar se remonta a una época temprana de la historia, menos de mil millones de años después del Big Bang, pero se sabe que contiene grandes cantidades de polvo por anteriores observaciones submilimétricas. Lo que sorprendió a los investigadores es cómo el polvo  envuelve completamente la luz de las estrellas de la galaxia, ninguna de las estrellas puede ser vista alrededor del quasar.Los cuásares (abreviatura de objeto cuasi-estelar) son  núcleos brillantes de galaxias que alimentan agujeros negros supermasivos. El agujero negro está tan lleno que parte de la energía escapa en forma de potentes explosiones de radiación desde el disco que rodea de material de acreción. Esta luz puede aparecer como una característica de un chorro. Si el rayo brilla en la dirección de la Tierra el “disco de acreción” y el chorro que rodean al agujero negro supermasivo puede aparecer como un quasar que puede eclipsar a su galaxia alrededor de un centenar de miles de veces.

El equipo especula que el agujero negro está devorando la masa equivalente de unos pocos soles por año. Pudo haber estado comiendo a un ritmo anterior más voraz para hasta crecer hasta una masa estimada de tres mil millones de masas solares en apenas unos pocos cientos de millones de años.

“Si se desea ocultar las estrellas con polvo, es necesario hacer un montón de estrellas masivas de vidas cortas antes de que pierdan su masa al final de su vida útil. Tienes que hacer esto muy rápidamente, de modo que supernovas y otros tipos de canales de masa baja puedan llenar el ambiente con polvo muy rápidamente “, dijo Rogier Windhorst de la Arizona State University (ASU), Tempe, Arizona

“También tiene que formarse a lo largo de toda galaxia para difundir el polvo por toda ella”, agregó Matt Mechtley, también de ASU.

El quasar fue identificado por primera vez en el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Sólo un puñado de estos muy distantes ultra-luminosos cuásares fueron encontrados por el SDSS en cerca de una cuarta parte de todo el cielo. El seguimiento de las observaciones en longitudes de onda submilimétricas ha detectado polvo significativo dentro de la galaxia, pero no se mostraba cómo y dónde se distribuía  o si había agrupaciones de estrellas podrían ser visible a través del polvo. La mayoría de las galaxias cercanas (aunque bastante polvorientas) todavía tienen algunas regiones donde las estrellas o cúmulos estelares empujan el polvo.

El Hubble fue usado para restar con mucho cuidado la luz del cuásar de la imagen y buscar el resplandor de estrellas circundantes. El equipo logró esto al ver el resplandor de una estrella de referencia en el cielo cerca del quasar y usarlo como plantilla para quitar la luz del quasar. Una vez que el quasar fue retirado, la luz estelar subyacente fue detectada. Estrellas de la galaxia subyacente podría haber sido fácilmente detectadas, de haber estado presentes y si la región habría estado relativamente despejada de polvo.

“Es notable que el Hubble no encontró ninguna  galaxia subyacente”, dijo Windhorst. “La galaxia subyacente se muestra en todas partes mucho más débil de lo esperado, por lo que debe estar en un ambiente con mucho polvo por todas partes. Es uno de los “incendios forestales” más bulliciosos en el universo. Está creando tanto humo que no estamos viendo ninguna luz de las estrellas, miremos al lugar que miremos. “

 ”Debido a que no vemos las estrellas, podemos descartar que la galaxia que alberga este quásar sea una galaxia normal”, dijo Mechtley. ”Es una de las galaxias más polvorientas del universo, y el polvo está tan ampliamente distribuido que ni un solo grupo de estrellas se asoma a través de le. Estamos muy cerca de una detección plausible, en el sentido de que si hubiéramos ido en un factor de dos más profundo se podría haber detectado algo de luz de sus estrellas jóvenes, incluso en una galaxia polvorienta “.

Este resultado fue publicado en  Astrophysical Journal Letters en un artículo de M. Mechtley, Windhorst R., y un equipo internacional de colaboradores.

Planificada de la NASA James Webb Space Telescope perseguirá este objeto. ”El telescopio Webb está diseñado para hacer una detección definitiva de esto”, dijo Windhorst. Nos pondremos en contacto con detecciones sólidas de estrellas con una mejor sensibilidad del Webb a mayores longitudes de onda de luz que mejor indagan las regiones de polvo en estas galaxias jóvenes. El telescopio Webb también tendrá la sensibilidad infrarroja necesaria para mirar a 200 millones de años después del Big Bang. Si las galaxias comenzaron la formación de estrellas en esta época temprana, Webb se diseña y se construye para detectarlo.

Enlace original: Quasar May Be Embedded in Unusually Dusty Galaxy