[:en]Franz Bauer, Professor at the Institute of Astrophysics UC, is part of the team that today revealed the existence of a galaxy that was born only 250 million years after the Big Bang, the most faraway galaxy ever observed and which will help to understand the formation and evolution of galaxies.
A team of astronomers from Osaka Sangyo University (Japan), College London (England) and UC (Chile), among others, used ALMA and VLT/SHOOTER spectra to identify this galaxy called MACS1149-JD1. This study was published today in Nature.
This team found a dim trace of brightness produced by ionized oxygen present in the Galaxy. While infrared light travelled through Space, the Universe expansion stretched it out in wavelengths 10 times longer by the time it reached Earth and this phenomenon was detected by ALMA. The team determined that the signal was emitted 13,3 billion years ago –or 500 million years after Big Bang– being the most distant oxygen ever detected by any telescope. For such oxygen trace, it must have been even earlier star generations in this galaxy.
Franz Bauer from the Institute of Astrophysics UC, and also MAS and CATA researcher, states that this galaxy could have formed just 250 million years after the Big Bang. “With this discovery, we managed to know how the first galaxies in our Universe were formed and evolved. It also gives us an idea on how galaxies have influenced its surrounding areas, only hundreds of million years after the Big Bang.” This discovery also shows the furthest oxygen ever detected in the Universe and the furthest galaxy ever observed by ALMA or VLT.
For a period after the Big Bang, there was no oxygen in the Universe; in fact, it was created by fusion processes of the first stars and then released when they died. The oxygen detection of MACS1149-JD1 indicates that these early star generations had already been formed and expelled oxygen in less than 500 million years after the beginning of the Universe.
But, when did this early star formation begin? To find out, the team rebuilt the background of MACS1149-JD1, using infrared data taken with the NASA / ESA Hubble Space Telescope and the NASA Spitzer Telescope. They found that the observed brightness of the galaxy is well-explained by a model where the onset of star formation corresponds to only 250 million years after the Universe began
Besides of Franz Bauer, one of the main authors of this research is Nicolás Laporte, who was a UC researcher before UCL. “We both started an research line to obtain spectroscopy through the VLT/XSHOOTER for several distant galaxies, where MACS1149-JD1 was among them. So, Chile was part of the final result of this research. Our colleagues in Japan confirmed ALMA data and we join together to get the final result,” Bauer states.
[:es]
Franz Bauer, académico del Instituto de Astrofísica UC y del Instituto Milenio de Astrofísica, es parte del equipo que hoy reveló la existencia de una galaxia que nació 250 millones de años después del Big Bang, la más distante que se ha observado, y que permite entender cómo se formaron y evolucionaron las galaxias.
MACS1149-JD1 es el nombre de la galaxia que un equipo de astrónomos de las universidades Osaka Sangyo (Japón), College London (Inglaterra), y UC (Chile), entre otros, detectó utilizando espectros de ALMA y el VLT/SHOOTER y que fue publicado hoy en la revista Nature.
El equipo detectó un tenue resplandor emitido por el oxígeno ionizado en la galaxia. A medida que esta luz infrarroja viajaba a través del espacio, la expansión del universo la estiró a longitudes de onda más de diez veces más largas al momento en que llegó a la Tierra y fue detectada por ALMA. El equipo dedujo que la señal se emitió hace 13.300 millones de años (o 500 millones de años después del Big Bang), por lo que es el oxígeno más distante jamás detectado por un telescopio. La presencia de oxígeno es una clara señal de que debe haber habido generaciones de estrellas incluso más tempranas en esta galaxia.
Esta galaxia, explica Franz Bauer del Instituto de Astrofísica UC – quien además es investigador del Instituto Milenio de Astrofísica y el Centro de Astrofísica de Tecnologías Afines , se habría formado en tan poco como 250 millones de años después del Big Bang. “Este hallazgo nos permite saber cómo se formaron y evolucionaron rápidamente las primeras galaxias en el universo. También proporciona una idea de cómo las galaxias influyeron en los entornos que las rodean, solo unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang”. Este descubrimiento también representa el oxígeno más distante jamás detectado en el Universo y la galaxia más distante jamás observada por ALMA o el VLT.
Durante un período posterior al Big Bang, no había oxígeno en el universo; fue creado por los procesos de fusión de las primeras estrellas y luego se liberó cuando estas estrellas murieron. La detección de oxígeno en MACS1149-JD1 indica que estas generaciones de estrellas tempranas ya se habían formado y expulsado oxígeno en menos de 500 millones de años después del comienzo del Universo.
Pero, ¿cuándo ocurrió esta formación de estrellas tempranas? Para descubrirlo, el equipo reconstruyó la historia anterior de MACS1149-JD1 utilizando datos infrarrojos tomados con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Encontraron que el brillo observado de la galaxia está bien explicado por un modelo donde el inicio de la formación estelar corresponde a solo 250 millones de años después de que el universo comenzara.
Además de Franz Bauer, uno de los principales autores del estudio es Nicolás Laporte, quien fue investigador en la UC antes de UCL. “Juntos iniciamos una línea de investigación para obtener espectroscopía con el VLT/XSHOOTER para varias galaxias lejanas, entre las cuales estaba MACS1149-JD1. Así que una parte de este resultado se gestó en Chile. Nuestros colegas en Japón pudieron asegurar los datos de ALMA y nos unimos para el resultado final”, cuenta Bauer.[:]
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