Un grupo de investigadores ha logrado observar una colisión de galaxias tras el Big Bang. Es uno de los primeros ejemplos de colisión en un momento en el que el universo era muy diferente. Podría ayudar a entender la evolución del cosmos…

Una colisión de algunas de las primeras galaxias tras el Big Bang

Con la ayuda del radiotelescopio ALMA, en el desierto de Atacama, en Chile, un grupo de investigadores ha logrado observar la colisión de dos de las primeras galaxias del universo tras el Big Bang. Sucedió hace más de 13 000 millones de años, cuando el cosmos todavía no había cumplido los primeros 1000 millones de años de existencia. Esa es, precisamente, la principal importancia de esta observación. Las colisiones entre galaxias son un fenómeno muy común. A pesar de lo cataclísmico de su nombre, forma parte de su evolución natural.

Observan la colisión de galaxias tras el Big Bang
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Imagen, creada a partir de las tomadas por el radiotelescopio ALMA y el telescopio Hubble, de la fusión de las galaxias B14-65666, poco después del Big Bang. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hubble (NASA/ESA, Hashimoto et al).

En el universo moderno, el más cercano a nuestro entorno, podemos ver multitud de colisiones. Nuestra propia Vía Láctea ha chocado con otras galaxias a lo largo de su historia. En unos 4500 millones de años, chocará con la galaxia de Andrómeda. En ese proceso, la colisión entre estrellas será extremadamente rara. Las distancias en el espacio son muy grandes y, a pesar de la inmensa cantidad de estrellas que albergan las galaxias, es difícil que dos estrellas coincidan en el mismo lugar. Las nubes de gas y polvo son otra historia.

Porque sí se mezclan durante una colisión. No solo eso, se provoca la creación de un gran número de estrellas, a medida que el gas de ambas galaxias se une y se condensa. De una sola tacada, pueden formarse miles de estrellas. A su vez, la radiación de esos nuevos astros, puede desencadenar la formación de más astros a su alrededor. En algunos casos, podemos observar galaxias que están formando nuevas estrellas a un ritmo muchísimo más elevado que el de la Vía Láctea. ALMA ha observado lo mismo en un entorno diferente…

Un escenario diferente

La pareja de galaxias observada es B14-65666. Ya habían sido observadas anteriormente por el telescopio Hubble, que las captó como dos grupos de estrellas. Pero, con ALMA, a través del espectro de radio, también se ha detectado nubes de polvo, carbono y oxígeno. Algo que indica que se trata de un mismo sistema moviéndose a diferentes velocidades. Es decir, son dos galaxias que están en proceso de fusión. Y, naturalmente, se ha desencadenado la formación de nuevas estrellas. Lo hace a un ritmo 100 veces superior al de nuestra galaxia.

Es el caso más temprano de colisión de galaxias tras el Big Bang. Sucedió cuando el universo era muchísimo más joven que lo que podemos ver a nuestro alrededor. No solo eso, las galaxias, en sí mismas, eran fundamentalmente diferentes a las que conocemos. Las galaxias modernas son muy diferentes a las primeras generaciones de galaxias, que estaban formadas por material casi inalterado desde el Big Bang. Esas galaxias no habían llegado a formar diferentes generaciones de estrellas. Sus elementos eran mucho más sencillos.

Porque hay que recordar que, más allá del hidrógeno, helio y litio, formados en el Big Bang, el resto de elementos, más pesados (como el oxígeno o el nitrógeno, solo por mencionar algunos ejemplos) se formaron en el interior de las estrellas que llegaron después. Las estrellas más masivas, al final de sus vidas, explotan en forma de supernova y esparcen esos elementos por la galaxia. Permiten, de esa manera, que se incorporen a las estrellas que se formen posteriormente. Esos astros, lógicamente, presentan mayor abundancia de elementos pesados.

La colisión de galaxias tras el Big Bang como clave en la evolución

La colisión de galaxias tras el Big Bang, por tanto, ofrece la posibilidad de entender cómo evolucionaron aquellas primeras galaxias. Estaban dominadas por estrellas de la población II (con una cantidad de elementos pesados inferior a la de estrellas mucho más recientes, como el Sol, que es de población I). Hipotéticamente, también debieron albergar estrellas de población III. Las primeras estrellas del cosmos, formadas únicamente por los elementos disponibles justo después del Big Bang. Era un entorno muy diferente, también para las galaxias.

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El campo ultraprofundo extremo de Hubble, publicado en 2012. Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team

En el pasado más distante no encontramos bonitas galaxias espirales, ni galaxias elípticas como las que podemos encontrar en nuestro entorno. Por las extremas distancias a las que están, su estudio es muy complicado. Con cada nueva generación de telescopios, se dan pasos para poder observarlas mejor. Pero sigue siendo una tarea muy compleja. Por eso, cada descubrimiento, como este, es un buen empujón para entender mejor cómo eran las condiciones en el universo poco después de su formación. B14-65666 será un objetivo muy importante.

Los investigadores esperan que su estudio permita comprender mejor cómo eran las primeras galaxias. La colisión de sus dos componentes podría ayudar a comprender cómo evolucionaron aquellas primeras galaxias. Porque, desde aquel momento, hace 13 000 millones de años, comenzaron un camino (junto a muchas otras galaxias) que las llevaron a convertirse en las galaxias que podemos encontrar a nuestro alrededor. Es un rompecabezas con muchas piezas por completar. Pero, poco a poco, va cogiendo forma…

Estudio

El estudio es T. Hashimoto, A. Inoue, K. Mawatari et al; «Big Three Dragons: A z = 7.15 Lyman-break galaxy detected in [O iii] 88 μm, [C ii] 158 μm, and dust continuum with ALMA». Publicado en la revista Publications of the Astronomical Society of Japan el 17 de junio de 2019. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Astronomy