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Un equipo internacional de astrónomos del Observatorio Europeo Austral ha descubierto la verdadera naturaleza de un extraño objeto del universo distante llamado “mancha Lyman-Alfa”, situado a 11.500 millones de años luz de la Tierra. Hasta ahora, los científicos no entendían qué mecanismo hacía que estas enormes nubes de gas brillaran tanto, pero el telescopio ALMA ha detectado dos galaxias en su corazón.

Las manchas Lyman-alfa son gigantescas nubes de gas de hidrógeno que pueden abarcar cientos de miles de años luz y se encuentran a grandes distancias cósmicas. Desde su descubrimiento, los procesos que dan lugar a estas machas han sido un rompecabezas astronómico. Ahora, nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA, han aclarado el misterio.

Además de ALMA, situado en Atacama en Chile, los astrónomos, liderados por Jim Geach, del Centro de Investigación en Astrofísica de la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido), han estudiado en profundidad una de esas manchas –la más grande conocida denominada SSA22-Lyman-alfa 1 o LAB-1–  con el VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés), y otros telescopios.

Los científicos han podido demostrar la razón por la que esta enorme nube de gas, que se sitúa a 11.500 millones de años luz de la Tierra, brilla tanto: dos galaxias se encuentran en su interior y están atravesando una frenética etapa de formación estelar que ilumina todo su entorno.

Estas enormes galaxias están, a su vez, en el centro de un enjambre de galaxias más pequeñas en lo que parece ser una fase temprana en la formación de un cúmulo masivo de galaxias. Las dos fuentes de ALMA están destinadas a convertirse en una única galaxia elíptica gigante.

«Imaginen una farola en una noche con niebla: vemos el resplandor difuso porque luz se dispersa por las pequeñas gotitas de agua. Aquí sucede algo similar, salvo que la farola es una galaxia con intensa formación estelar y la niebla es una enorme nube de gas intergaláctico. Las galaxias están iluminando su entorno», aclara Geach, autor principal del estudio publicado en Astrophysical Journal.

Simulación de la formación de galaxias

Con esta información, el equipo realizó una sofisticada simulación de formación de galaxias para demostrar que la gigante nube brillante de emisión Lyman-alfa puede explicarse si la luz ultravioleta producida por la formación de estrellas en las fuentes de ALMA dispersa el gas de hidrógeno circundante. Esto daría lugar a la mancha Lyman-alfa que vemos.

Los astrónomos piensan que las manchas Lyman-alfa son importantes porque parecen ser los lugares donde se forman las galaxias más masivas del universo. En particular, la luz Lyman-alfa extendida proporciona información sobre lo que está sucediendo en la nube de gas primordial que rodea a las galaxias jóvenes, una región que es muy difícil de estudiar, pero cuya comprensión resulta fundamental.

«Lo que resulta emocionante acerca de estas manchas es que por fin podemos ver lo que está sucediendo alrededor de estas galaxias jóvenes en crecimiento. Durante mucho tiempo, el origen de la extendida luz Lyman-alfa ha generado polémica. Pero, con la combinación de nuevas observaciones y simulaciones de vanguardia, creemos haber resuelto un misterio de hace 15 años: Lyman-alfa Blob-1 es el lugar de formación de una galaxia elíptica masiva que un día será el corazón de un cúmulo gigante. Estamos viendo una instantánea de la unión de esta galaxia hace 11.500 millones de años», concluye Geach.