Un equipo científico internacional, liderado por investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto la galaxia BOSS-EUVLG1. Se trata de la galaxia con formación estelar y sin apenas polvo más luminosa conocida hasta la fecha y su hallazgo ha sido posible gracias a las observaciones realizadas con el Gran Telescopio Canarias (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), y con el ATACAMA Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA), en Chile. El descubrimiento se ha publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) Letters.

La galaxia, denominada BOSS-EUVLG1, tiene un valor de desplazamiento hacia el rojo de 2,47. Este valor representa una medida del “enrojecimiento” de la luz proveniente de la galaxia e indica su distancia a nosotros y su edad. Cuanto mayor es este desplazamiento, más lejos está la galaxia. En el caso de BOSS-EUVLG1, el valor de 2,47 significa que observamos la galaxia cuando la edad del Universo era de, aproximadamente, unos 2.700 millones de años, es decir, un 20% de su edad actual.

Los valores de desplazamiento al rojo y luminosidad de BOSS-EUVLG1 hicieron que fuera clasificada por el proyecto Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) como un cuásar. Sin embargo, a partir de las observaciones realizadas con los instrumentos OSIRIS y EMIR del GTC y con el radiotelescopio ALMA, los investigadores han podido demostrar que no se trata de un cuásar, sino que en realidad se trata de una galaxia con propiedades extremas y excepcionales.

Tal y como señala el estudio, la elevada luminosidad que presenta BOSS-EUVLG1 en el rango ultravioleta y en la línea de emisión Lyman Alfa es debida a la gran cantidad de estrellas jóvenes y masivas que posee. Esta elevada luminosidad, mucho mayor que la de otras galaxias, hizo que se pensara inicialmente que se trataba de un cuásar.  Sin embargo, en los cuásares la elevada luminosidad es debida a la actividad de los agujeros negros supermasivos en los núcleos y no a la formación de estrellas.

“BOSS-EUVLG1 parece estar dominada por un brote de formación estelar muy masivo y joven, sin apenas polvo y con un contenido de metales muy bajo, indica Rui Marques Chaves, investigador del CAB, anteriormente estudiante de doctorado del Instituto de Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna (ULL), y autor principal del estudio.

El ritmo de formación estelar de esta galaxia es muy alto, de unas mil masas solares al año. Este valor es unas mil veces mayor que el de la Vía Láctea, aunque es una galaxia 30 veces más pequeña que la nuestra. “Este ritmo de formación estelar solo es comparable al de las galaxias infrarrojas más luminosas conocidas, pero la ausencia de polvo en BOSS-EUVLG1 permite que su emisión en el ultravioleta y en el visible nos llegue sin apenas atenuación”, explica Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna y coautor del estudio.

Así, los resultados del estudio sugieren que BOSS-EUVLG1 constituye un ejemplo de las fases iniciales de la formación de galaxias masivas. A pesar de su gran luminosidad y ritmo de formación estelar, su baja metalicidad indica que la galaxia apenas ha tenido tiempo de enriquecer el medio interestelar con polvo y nuevos metales. Sin embargo, “la galaxia evolucionará hacia una fase más polvorienta, similar a la de las galaxias infrarrojas, –señala Camilo E. Jiménez Ángel, estudiante de doctorado del IAC y coautor del estudio-. Además, su gran luminosidad en el ultravioleta durará solamente unos 100 millones de años, un tiempo muy breve en la evolución de las galaxias”.

“Esto explicaría por qué no han sido descubiertas otras galaxias similares a BOSS-EUVLG1”, finaliza Claudio Dalla Vecchia, investigador del IAC y coautor del estudio.

BOSS-EUVLG1 fue descubierta gracias al análisis de medio millón de espectros de galaxias y cuásares del proyecto BOSS del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y a las observaciones con grandes telescopios como el GTC y ALMA.

Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Insfraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

Artículo: R. Marques-Chaves, J. Alvarez-Márquez, L. Colina, I. Pérez-Fournon, D. Schaerer, C. Dalla Vecchia, T. Hashimoto, C. Jiménez-Ángel y Y. Shu. “The discovery of the most UV-Ly-alfa luminous star-forming galaxy: a young, dust- and metal-poor starburst with QSO-like luminosities”. Arxiv: https://arxiv.org/abs/2009.02177v1

Contacto en el IAC:

- Ismael Pérez Fournon: ipf [at] iac.es (ipf[at]iac[dot]es)

- Camilo E. Jiménez Ángel: camilo.jimenez [at] iac.es (camilo[dot]jimenez[at]iac[dot]es)

- Claudio Dalla Vecchia: caius [at] iac.es (caius[at]iac[dot]es)