Hasta ahora, los astrónomos no entendían qué mecanismo hacía que estas enormes nubes de gas brillaran tanto, pero el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ha detectado dos galaxias en el corazón de uno de estos objetos, que pasan por 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 detectadas por ALMA están destinadas a convertirse en una única galaxia elíptica gigante.
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. El nombre refleja la característica longitud de onda de la luz ultravioleta que emiten, conocida como radiación Lyman-alfa. Desde su descubrimiento, los procesos que llevan a su formación han sido un rompecabezas astronómico. Ahora, nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA, han aclarado el misterio.
Una de las manchas Lyman-alfa más grande conocida, y la más ampliamente estudiada, es la mancha SSA22-Lyman-alfa 1. Incrustada en el núcleo de un gran cúmulo de galaxias que se encuentra en las primeras etapas de formación, fue el primer objeto de su tipo en ser descubierto --en el año 2000-- y se encuentra tan lejos que su luz ha tardado unos 11.500 millones de años en llegar hasta nosotros.
Un equipo de astrónomos, liderado por Jim Geach, del Centro de Investigación en Astrofísica de la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido), ha utilizado el radiotelescopio ALMA para estudiarla en profundidad. Esto les permitió identificar y distinguir varias fuentes de emisión submilimétrica.
Combinando las imágenes de ALMA con las observaciones del instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el VLT para captar la luz Lyman-alfa, pudieron demostrar que las fuentes detectadas por ALMA se encuentran en el corazón de esta mancha Lyman-alfa, donde se están formando estrellas a un ritmo cien veces superior al de la Vía Láctea, informa el observatorio ALMA en un comunicado.
Además, la capacidad del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA de obtener imágenes de campo profundo y la espectroscopía proporcionada por el Observatorio W. M. Keck, demostraron que las fuentes de ALMA están rodeadas por numerosas galaxias compañeras débiles que podrían estar bombardeando las fuentes centrales de ALMA, ayudando a impulsar sus altas tasas de formación estelar.
Llegados a este punto, el equipo llevó a cabo 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.