Astrónoma chilena lidera hallazgo de 52 galaxias lejanas con reservas de gas frío

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Victoria Catán, investigadora del Núcleo Milenio-Mingal y estudiante del Doctorado en Astronomía de la Pontificia Universidad Católica de Chile, identificó reservas de gas frío en 52 galaxias lejanas que hasta ahora habían pasado inadvertidas para los métodos tradicionales de observación.

El descubrimiento permitió detectar más de medio centenar de galaxias que contienen grandes cantidades de gas frío, material fundamental para la formación de nuevas estrellas. El hallazgo fue posible gracias a una búsqueda centrada directamente en el contenido de gas de estos sistemas, mediante observaciones del telescopio ALMA y el análisis de una extensa región del cielo.

“Logramos encontrar enormes reservorios de combustible para la formación de estrellas en el Universo temprano e identificar algunas fuentes, como las galaxias en etapas de transición a la inactividad, que normalmente pasan por completo desapercibidas para otros telescopios”, explica Victoria Catán, primera autora del paper.

Una nueva forma de observar el Universo

A diferencia de investigaciones anteriores, que seleccionaban galaxias a partir de su brillo en luz óptica o infrarroja, este estudio se enfocó directamente en detectar las señales del gas. Este cambio permitió identificar sistemas que suelen quedar fuera de los registros obtenidos mediante técnicas convencionales.

“Previamente, la mayoría de los estudios presentaban un sesgo importante: se seleccionaban galaxias que ya brillaban mucho en luz óptica o infrarroja, dejando fuera a sistemas apagados o ineficientes, es decir, los no visibles con métodos de observación tradicionales”, señala Catán.

Para identificar estas reservas de gas, el equipo utilizó observaciones de ALMA en la Banda 4, ubicado en el desierto de Atacama, que trabaja a una longitud de onda de 2 milímetros. A través de estos registros, los investigadores buscaron señales de monóxido de carbono (CO) y carbono atómico.

La investigación también incorporó los denominados cubos de datos tridimensionales, herramientas que permiten examinar tanto las imágenes del cielo como la información espectral. “Estamos explorando una dimensión de los datos que no se estaba aprovechando: mientras otros estudios comprimen estas observaciones en imágenes planas, nosotros analizamos el eje espectral completo para rastrear las señales del gas”, explica Catán.

El análisis contempló dos estrategias: una búsqueda sin selección previa de galaxias, mediante un algoritmo denominado Lineseeker, que permitió identificar emisiones intensas; y otra dirigida a regiones donde ya se habían detectado galaxias en investigaciones anteriores, con el objetivo de encontrar señales más débiles.

“El análisis combinó una búsqueda libre de sesgos, apoyada en un algoritmo llamado Lineseeker, para encontrar emisiones intensas a ciegas; y luego una dirigida en zonas donde ya sabíamos que existían galaxias gracias a otros estudios, lo que nos permite detectar emisiones más débiles”, agrega la joven científica.

Las observaciones corresponden a los sondeos MORA y Ex-MORA, cuyos datos fueron recopilados entre 2019 y 2023.

Los próximos desafíos de la investigación

Una de las próximas etapas del estudio será profundizar en las razones por las que algunas galaxias dejan de formar estrellas, pese a conservar reservas de gas. En particular, el equipo buscará comprender el comportamiento de las denominadas galaxias de transición, que presentan una actividad de formación estelar reducida.

“​Nuestros resultados sugieren que, en algunas galaxias de transición, la actividad pasada calentó el gas y detuvo la formación estelar, pero necesitamos estudios más profundos para saber si esto ocurre en todas las galaxias de este tipo”, explica Catán.

Asimismo, los investigadores analizarán cómo los entornos con una alta concentración de galaxias, como el protocúmulo identificado durante el sondeo, pueden influir en las reservas de gas de estos sistemas.

“También buscaremos investigar más a fondo cómo los entornos ultra poblados alteran las reservas de gas de las galaxias que habitan en ellos”, concluye la astrónoma.