Una señal proveniente de más de 8 mil millones de años luz ha sido detectada, ofreciendo una oportunidad única para observar el universo cuando tenía menos de la mitad de su edad actual. Se trata de un fenómeno bautizado como megamaser de hidroxilo, una forma especial de “láser cósmico” que ocurre en galaxias que están en pleno proceso de colisión y fusión. En esos sistemas, las estrellas nacen a un ritmo acelerado y las condiciones son mucho más extremas que en las galaxias cercanas a la nuestra.
Este avance fue posible gracias a un equipo internacional liderado por Thato Manamela, investigador postdoctoral de la Universidad de Pretoria, y Roger Deane, director del Instituto Interuniversitario de Astronomía Intensiva en Datos. Ambos utilizaron el radiotelescopio MeerKAT, ubicado en Sudáfrica, para lograr este hallazgo sin precedentes.
Los resultados fueron publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Con ellos, se abre una vía para investigar con mayor precisión los procesos más violentos y enigmáticos que dieron forma a las galaxias tal como las conocemos hoy.
Una mirada sin precedentes a galaxias del pasado lejano
El hallazgo principal es la detección de un megamaser de hidroxilo en el sistema de lente gravitacional HATLAS J142935.3-002836, situado a más de 8 mil millones de años luz. Se trata del objeto más distante de su tipo jamás registrado, identificado mediante el desplazamiento al rojo, un fenómeno que ocurre cuando la luz de objetos extremadamente lejanos llega a la Tierra con longitudes de onda más largas, es decir, más “rojas”, debido a la expansión del universo. Cuanto mayor es ese desplazamiento, más lejos y más atrás en el tiempo se halla el objeto observado.
Según los autores, lo excepcional de este descubrimiento no es solo la distancia, sino que permite ver la galaxia tal como era hace 8 mil millones de años, cuando el universo era mucho más joven, inestable y dinámico.
Los megamasers de hidroxilo son fuentes de energía millones de veces más potentes que los masers que existen en nuestra galaxia, los cuales son emisores naturales de microondas que funcionan de manera similar a un láser. Suelen aparecer en galaxias que chocan y se fusionan, donde las estrellas nacen de forma acelerada.
En este caso, la señal captada no es uniforme, sino que está compuesta por varias partes distintas: algunas muy angostas y otras mucho más amplias. Esto indica que la emisión proviene de diferentes zonas o fenómenos que ocurren dentro de la galaxia, probablemente vinculados a las etapas de choque y fusión entre sus componentes. Los cálculos del equipo muestran que la luminosidad de la fuente, sin ajustar por los efectos de la lente gravitacional, es la mayor registrada para este tipo de objeto.
Un punto clave es el papel fundamental de la lente gravitacional, que actuó como un amplificador natural de la señal y permitió detectarla en solo cinco horas de observación. Para una señal tan débil y distante, normalmente se necesitarían cientos de horas de trabajo con los telescopios actuales. Este resultado anticipa que, con futuros instrumentos como MeerKAT y el Square Kilometre Array (SKA), será posible descubrir rápidamente muchos más de estos objetos en el universo temprano.
Durante la misma observación también se identificó una señal de hidrógeno neutro, lo que proporciona información sobre el gas frío en la galaxia. Los análisis, realizados con modelos matemáticos llamados gaussianos, revelan que la fuente tiene al menos cinco componentes diferentes, lo que refuerza la idea de que se trata de una galaxia en pleno proceso de fusión y transformación.
Cómo se logró captar la señal débil
El avance tecnológico fue determinante para este logro. Según los responsables del trabajo, la sensibilidad y el ancho de banda del radiotelescopio MeerKAT permitieron captar señales extremadamente débiles en un amplio rango de frecuencias. La capacidad de observar líneas espectrales, es decir, las “huellas dactilares químicas” del cosmos, posibilitó la identificación simultánea del hidroxilo y del hidrógeno neutro en una sola sesión, algo imposible con tecnologías anteriores.
El procesamiento de datos requirió recursos computacionales avanzados, proporcionados por el Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA). El equipo describe el análisis como comparable a “beber de una manguera de incendios”, debido al volumen masivo de información recolectada por MeerKAT, que genera gigabytes por segundo.
Para transformar estos datos en una señal utilizable fue necesario aplicar complejos algoritmos de calibración y limpieza, ejecutados en supercomputadoras durante días. Además, la lente gravitacional creada por una galaxia situada entre la Tierra y el objeto observado funcionó como un “telescopio natural”, amplificando la señal y haciendo posible su detección.
Nuevos caminos para explorar el universo
El hallazgo de este megamaser tan distante ofrece una nueva forma de estudiar cómo evolucionan las galaxias. Según los autores, estos objetos suelen encontrarse donde dos galaxias están chocando y fusionándose, un proceso que puede dar lugar a la formación de enormes cantidades de estrellas y, en algunos casos, a la presencia de pares de agujeros negros supermasivos. Identificar más sistemas como este ayudará a entender cómo se forman y crecen las galaxias más grandes del universo.
Además, los investigadores observan que existe una relación directa entre el brillo infrarrojo de la galaxia y la intensidad de la señal del megamaser. Esto significa que los megamasers pueden utilizarse como “marcadores” para localizar galaxias en pleno proceso de fusión y zonas donde la formación de estrellas es especialmente activa. También abren la posibilidad de estudiar los momentos previos a la unión de dos agujeros negros gigantes, un evento que produce ondas gravitacionales y que resulta clave para comprender la historia del cosmos.
Según el equipo, el hallazgo anticipa lo que será posible con futuras instalaciones como el SKA y el ngVLA (Next Generation Very Large Array), que operarán en diferentes rangos de frecuencia y permitirán una exploración más detallada del universo distante. La rapidez con la que se detectó la señal sugiere que el número de estos sistemas observables aumentará drásticamente, abriendo una nueva ventana para comprender la historia y evolución de las galaxias.
Fuente: Infobae