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Una señal de una galaxia a casi 9.000 millones de años luz es captada en la Tierra

Una distancia récord. La señal provino de una galaxia cuando el universo tenía solo 4.900 millones de años, lo que nos podría aportar información sobre el universo primitivo.

Los astrónomos han captado, mediante el método de lente gravitacional -que amplía la señal de un objeto distante para ayudarnos a observar el universo-, la señal más distante de su tipo de una galaxia remota, y podría abrir una ventana sobre cómo se formó nuestro universo. La señal de radiofrecuencia -sin precedentes-, fue captada por el Radiotelescopio Gigante de Ondas Métricas (GMRT) en India y provino de la galaxia SDSSJ0826+5630, ubicada a 8.800 millones de años luz de la Tierra, lo que significa que la señal se emitió cuando el universo tenía aproximadamente un tercio de su edad actual (unos 13.700 millones de años).
La señal se detectó en una longitud de onda especial y significativa conocida como "línea de 21 centímetros" o "línea de hidrógeno", que es emitida por átomos de hidrógeno neutro (es una línea espectral de radiación electromagnética con una frecuencia de 1420). El origen fue una galaxia muy lejana (y, por tanto, temprana en el universo), cuya señal permitió a los astrónomos medir el contenido de gas de la galaxia y determinar que su masa es el doble de la de las estrellas visibles de la galaxia primitiva.

Universo primitivo

El hidrógeno neutro existió en todo el cosmos como una niebla turbulenta a partir de la que finalmente se formaron las primeras estrellas y galaxias. Hasta ahora, encontrar esas señales del momento en el que las primeras estrellas comenzaron a brillar ha sido complicado, dadas las extraordinarias distancias de las que hablamos.
Esta es la primera vez que alguien capta este tipo de señal de radio, asociada con una longitud de onda conocida como la línea de 21 centímetros, desde una distancia tan enorme.
"Es el equivalente a una mirada retrospectiva de 8.800 millones de años", dijo en un comunicado Arnab Chakraborty, cosmólogo del Departamento de Física de la Universidad McGill y coautor de un estudio sobre la detección.
Hasta ahora solo se habían detectado desde fuentes galácticas cercanas y, por tanto, más recientes en la historia del universo. De hecho, la señal de hidrógeno de 21 cm más lejana detectada estaba a 4.400 millones de años luz de distancia.
Lente gravitacional

Lente gravitacionaliStock

¿Por qué cuesta tanto detectar señales lejanas?

La dificultad reside en que, a medida que la radiación electromagnética de las primeras galaxias viaja grandes distancias hacia la Tierra, la expansión del universo estira su longitud de onda y hace que su energía se reduzca; esto es, las señales como esta se van desvaneciendo a medida que viajan por el vacío del espacio, lo que complica que los astrónomos las detecten antes de que desaparezcan del todo. De ahí que los telescopios terrestres necesiten un impulso natural para ver ondas de radio de baja energía y longitud de onda larga como la señal de la línea de hidrógeno.
Ahora que los investigadores han encontrado una forma de sondear nubes de hidrógeno previamente inalcanzables, quieren usarla para mejorar la cartografía del universo en todas sus etapas cosmológicas.

"Los astrónomos detectaron una señal de radio más profunda que nunca en el espacio, utilizando un truco cósmico predicho por primera vez por Einstein"Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

¿Qué es una lente gravitacional?

La lente gravitacional es un fenómeno que ocurre cuando el campo gravitatorio de un objeto masivo, como una galaxia, desvía la trayectoria de la luz. Esta flexión hace que la luz se desvíe y puede dar como resultado varios efectos diferentes, incluida la creación de múltiples imágenes de una sola fuente, la ampliación de objetos distantes y la distorsión de las formas de los objetos. Las lentes gravitacionales se pueden utilizar para estudiar la distribución de la materia oscura en el universo, así como las propiedades de las galaxias y los cuásares distantes. También se puede utilizar para medir la cantidad de materia oscura en los cúmulos de galaxias y para estudiar las propiedades del universo a gran escala. En general, representa una poderosa herramienta para estudiar el universo y las propiedades de los objetos que lo componen.

Referencia

Arnab Chakraborty, Nirupam Roy, Detection of H i 21 cm emission from a strongly lensed galaxy at z ∼ 1.3, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 519, Issue 3, March 2023, Pages 4074–4081, https://doi.org/10.1093/mnras/stac3696

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