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Identifican el origen de las primeras estructuras formadas en galaxias

Una muestra de galaxias de disco y esferoidales en una región en la constelación de la Osa Mayor ha permitido caracterizar las propiedades de las poblaciones estelares de los bulbos galácticos.

De esta forma, un equipo científico internacional liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha sido capaz de determinar cómo se han formado y desarrollado esas estructuras galácticas. Los resultados de este estudio se han publicado recientemente en la revista ‘The Astrophysical Journal’.

Los investigadores han centrado su estudio en las galaxias masivas, de disco y esferoidales, utilizando los datos espaciales procedentes del telescopio espacial Hubble y los datos espectrales procedentes del proyecto SHARDS (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), un programa de observaciones de toda la región GOODS-N (Great Observatories Origins Deep Survey – North), en 25 filtros diferentes realizado con el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC), el mayor telescopio óptico e infrarrojo del mundo situado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla canaria de La Palma.

El análisis de los datos ha permitido al equipo científico descubrir algo inesperado: los bulbos de las galaxias de disco se formaron en dos oleadas. Un tercio de los bulbos en galaxias de disco se formaron en torno a un desplazamiento al rojo igual a 6,2, lo que corresponde a una época temprana del Universo, cuando este solo tenía un 5% de su edad actual, unos 900 millones de años.

“Esos bulbos son las reliquias de las primeras estructuras formadas en el Universo, que hemos hallado escondidas en galaxias de disco cercanas”, señala en un comunicado Luca Costantin, investigador del CAB a través del programa de Atracción de Talento de la Comunidad de Madrid y autor principal del estudio.

Por otro lado, casi dos tercios de los bulbos observados presentan un valor medio del desplazamiento al rojo en torno a 1,3, lo que sugiere que su formación es mucho más reciente, correspondiente a unos cuatro mil millones de años o casi un 35% de la edad del Universo.

Una característica peculiar que permite distinguir entre ambas olas es que los bulbos centrales de la primera, los más antiguos, son más compactos y densos que los formados en la segunda, más recientes. Por su parte, los datos procedentes de las galaxias esferoidales de la muestra evidencian un valor medio de desplazamiento al rojo de 1,1, lo que parece indicar que se formaron en la misma época que los bulbos de la segunda ola.

Otro resultado importante del estudio es que las dos olas de formación de bulbos no solo se distinguen en términos de edades estelares, sino también en términos de ritmos de formación estelar. Los datos indican que las estrellas de los bulbos de la primera ola se formaron rápidamente, en escalas de tiempo típicas de 200 millones de años. Por el contrario, una fracción significativa de las estrellas de los bulbos de la segunda ola requirió tiempos de formación hasta cinco veces más largos, del orden de mil millones de años.