Investigadores han detectado una señal de abundante polvo interestelar en MACS0416-Y1, una galaxia a 13.200 millones de años luz de distancia, que indica formación estelar a poco del Big Bang.
Los modelos estándar no pueden explicar esta cantidad de polvo en una galaxia tan joven, lo que obliga a repensar la historia de la formación de estrellas.
Los autores ahora piensan que MACS0416_Y1 experimentó una formación de estrellas escalonada con dos periodos de estallido intenso de estrellas, 300 millones y 600 millones de años después del Big Bang, con una fase tranquila en el medio.
Las estrellas son los principales jugadores en el Universo, pero están respaldadas por manos ocultas en el backstage: el polvo de estrellas y el gas. Las nubes cósmicas de polvo y gas son los sitios de formación estelar y magistrales narradores de la historia cósmica.
«El polvo y elementos relativamente pesados como el oxígeno se diseminan por la muerte de las estrellas –afirma el autor principal del artículo de investigación, Yoichi Tamura, profesor asociado de la Universidad de Nagoya–. Por lo tanto, una detección de polvo en algún momento indica que varias estrellas ya se han formado y han muerto mucho antes de ese momento».
Usando ALMA (‘Atacama Large Millimeter/submillimeter Array’), Tamura y su equipo observaron la galaxia distante MACS0416-Y1. Debido a la velocidad finita de la luz, las ondas de radio que observamos hoy en esta galaxia tuvieron que viajar durante 13.200 millones de años para alcanzarnos. En otras palabras, proporcionan una imagen de cómo se veía la galaxia hace 13.200 millones de años, que es solo 600 millones de años después del Big Bang.
Los astrónomos detectaron una señal débil pero reveladora de emisiones de radio de las partículas de polvo en MACS0416_Y1. El Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio Espacial Spitzer y el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral han observado la luz de las estrellas en la galaxia; y por su color estiman que la edad estelar es de 4 millones de años.
«No es fácil», afirma Tamura. «El polvo es demasiado abundante para formarse en 4 millones de años. Es sorprendente, pero debemos aferrarnos a nosotros mismos. Las estrellas más viejas pueden estar escondidas en la galaxia, o pueden haber muerto y desaparecido ya».
«Se han propuesto varias ideas para superar esta ‘crisis presupuestaria’ –señala Ken Mawatari, investigador de la Universidad de Tokio—. Sin embargo, nadie es concluyente. Hicimos un nuevo modelo que no necesita suposiciones extremas que se aparten mucho de nuestro conocimiento de la vida de las estrellas en el Universo de hoy. El modelo explica bien el color de la galaxia y la cantidad de polvo».
En este modelo, el primer estallido de formación de estrellas comenzó a los 300 millones de años y duró 100 millones de años. Después de eso, la actividad de formación de estrellas se calmó durante un tiempo, y luego se reinició en 600 millones de años. Los investigadores creen que ALMA observó esta galaxia al comienzo de su segunda generación de formación estelar.
«El polvo es un material crucial para planetas como la Tierra», explica Tamura. «Nuestro resultado es un importante paso adelante para comprender la historia temprana del Universo y el origen del polvo», concluye.
