Se llama "Mediodía Cósmico”: ¿qué es y qué se descubrió inesperadamente?
Una era muy lejana, el "Mediodía Cósmico", podría haber determinado la evolución posterior de las galaxias. Un estudio reciente arroja más luz al revelar una abundancia inesperada de rayos cósmicos energéticos.
Hay un secreto oculto entre tantos en el Universo que los astrónomos intentan desentrañar. Es un secreto lejano y está oculto, precisamente por su lejanía. Pero, existe una clave para descifrarlo y los astrónomos la han encontrado.
Hablemos de la evolución de las galaxias. Sí, porque no solo las estrellas que las componen evolucionan con el tiempo, sino que las galaxias mismas también evolucionan.
A lo largo de las eras cósmicas, sus propiedades (tamaño, masa, forma) han cambiado, pero sobre todo, su capacidad para formar estrellas. Esta capacidad se denomina "tasa de formación estelar".
Los astrónomos creen que comprender cómo ha cambiado la "tasa de formación estelar" dentro de las galaxias es crucial para comprender su evolución. Pero, existe una época cosmológica especial durante la cual la formación estelar fue extremadamente alta.
El "Mediodía Cósmico"
Existe una época cosmológica conocida como el "Mediodía Cósmico”, que data de aproximadamente 2 mil millones de años después del Big Bang. Es una época durante la cual las galaxias crecieron rápidamente, en gran parte debido a frecuentes fusiones de galaxias, y durante la cual la tasa de formación estelar fue de 10 a 100 veces mayor que la actual.
Durante años se ha intentado explicar esta alta tasa de formación estelar. Se cree que lo ocurrido durante esta época, llamada el "Mediodía Cósmico", y que fue crucial para la evolución posterior de las galaxias.
Esto explica el particular interés de los astrónomos, quienes han continuado estudiándola durante años. Investigar el "Mediodía Cósmico" es un verdadero desafío. De hecho, para estudiarlo, ya que hay que retroceder en el tiempo casi 12 mil millones de años y, por lo tanto, observar a gran distancia en el cielo profundo para encontrar galaxias de esa época.
Cuanto más se mira, más denso se vuelve el polvo cósmico, acumulándose a lo largo de la línea de visión y ocultando las galaxias más distantes.
Cómo superar la barrera del polvo cósmico
La radiación visible es absorbida por el polvo, y por lo tanto, no puede alcanzarnos si es emitida por objetos distantes, las ondas de radio, en cambio, atraviesan el polvo casi sin perturbaciones, mucho mejor que la radiación infrarroja.
Utilizando la sinergia de múltiples redes de radiotelescopios, los astrónomos han superado la barrera de polvo que ocultaba más de 160 galaxias de la era del "Mediodía Cósmico", obteniendo sus espectros de radio. Utilizaron el MeerKAT, el Very Large Array y el Radiotelescopio Gigante de Ondas Métricas.
Gracias a los datos obtenidos con estos radiotelescopios, fue posible estudiar el espectro electromagnético en la banda de radio de estas galaxias que datan del "Mediodía Cósmico".
Un resultado inesperado
Los resultados de este estudio se publicaron en la revista internacional The Astrophysical Journal, dirigido por Fatemeh Tabatabaei, profesora de Astronomía del Instituto de Investigación en Ciencias Fundamentales (IPM), de Teherán, Irán.
Este estudio ha revelado cómo estas galaxias están permeadas por una abundancia inesperada de rayos cósmicos altamente energéticos, que, en lugar de ser ralentizados por los campos magnéticos galácticos, se mantienen en alta energía.
Esto se explica por la presencia de campos magnéticos galácticos altamente entrelazados y turbulentos.
Las fusiones de galaxias son uno de los eventos que desencadenan el colapso gravitacional que conduce a la formación estelar. Las frecuentes fusiones durante el "Mediodía Cósmico" explican la tasa de formación estelar. Sin embargo, los campos magnéticos galácticos también podrían desempeñar un papel clave.
La turbulencia y el entrelazamiento de los campos magnéticos galácticos observados en estas galaxias, revelados por el exceso de rayos cósmicos energéticos, podrían ser una causa complementaria importante de la alta tasa de formación estelar.
Este es un descubrimiento importante, ya que potentes radioobservatorios como el Square Kilometer Array pronto estarán operativos. Este último mapeará mil millones de galaxias en ondas de radio, estudiará su formación y evolución durante el "Mediodía Cósmico" en una muestra mucho mayor.
Referencia de la noticia
“The Radio Spectral Energy Distribution and Star Formation Calibration in MIGHTEE-COSMOS Highly Star-forming Galaxies at 1.5 < z < 3.5” Fatemeh Tabatabaei et al 2025 ApJ 989 44 DOI 10.3847/1538-4357/ade233