Una señal de radio a 8.000 millones de años luz podría revelar los secretos de la "edad oscura" del universo

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El radiotelescopio Giant Metrewave, situado en Pune (India), recibió la señal récord. (Crédito de la imagen: National Centre for Radio Astrophysics)

La detección de señales de radio emitidas por galaxias cercanas podría ayudar a los astrónomos a responder cómo se forman las estrellas en galaxias lejanas. Hasta ahora, sólo era posible captar esta señal en una galaxia cercana, lo que limitaba nuestro conocimiento a las galaxias más próximas a la Tierra. Sin embargo, estas señales son más débiles cuanto más lejos está una galaxia de la Tierra, lo que dificulta su captación por los radiotelescopios actuales.

Gracias a las lentes gravitatorias, astrónomos de Montreal y la India han captado una señal de radio procedente de la galaxia más lejana. Los astrónomos captaron una débil señal a una distancia récord, hasta ahora en una longitud de onda específica conocida como línea de 21 cm.

Para este descubrimiento, los astrónomos utilizaron el radiotelescopio Giant Metrewave de la India. Es la primera vez que se detecta esta señal de radio a una distancia tan grande, lo que permite a los astrónomos explorar los secretos del universo primitivo.

Se descubrió que la señal procedía de una galaxia distante con formación estelar conocida como SDSSJ0826+5630, que existe a 8.800 millones de años luz de distancia. Esta distancia indica que la galaxia está más cerca del Big Bang.

Curiosamente, los científicos también pudieron medir su composición gaseosa. Observaron que la masa atómica del gas contenido en esta galaxia en particular es casi el doble de la masa de las estrellas visibles para nosotros.

Imágenes de la señal de hidrógeno atómico, el espectro de detección y la lente. Créditos: Paneles izquierdo y central: Chakraborty & Roy, GMRT/NCRA-TIFR Panel derecho: ESA/NASA HST y eHST/STScI/CADC

Arnab Chakraborty, investigador posdoctoral de la Universidad McGill bajo la supervisión del profesor Matt Dobbs, declaró: "La señal detectada fue emitida por esta galaxia cuando el universo tenía sólo 4.900 millones de años, lo que permitió a los investigadores vislumbrar los secretos del universo primitivo. Equivale a una mirada atrás en el tiempo de 8.800 millones de años".

Nirupam Roy, coautor del estudio y profesor asociado del Departamento de Física del Instituto Indio de Ciencias, afirma: "Las lentes gravitacionales magnifican la señal procedente de un objeto lejano para ayudarnos a asomarnos al universo primitivo. En este caso concreto, la señal se desvía por la presencia de otro cuerpo masivo, otra galaxia, entre el objetivo y el observador. El resultado es que la señal se multiplica por 30, lo que permite al telescopio captarla".

Según los investigadores, estos hallazgos demuestran que las lentes gravitacionales pueden utilizarse para observar galaxias lejanas en circunstancias comparables. También crea nuevas y fascinantes posibilidades de utilizar los radiotelescopios de baja frecuencia actuales para estudiar la evolución cósmica de estrellas y galaxias.

Fuentes, créditos y referencias:

Departamento de Física del Instituto Indio de Ciencias - 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, 519 3, March 2023. DOI: 10.1093/mnras/stac3696