Descifrando la emisión de Lyman-α en profundidades de la época de reionización

Resumen Durante la época de reionización, las primeras galaxias estaban envueltas en gas neutro prístino, con una de las líneas de emisión más brillantes en galaxias que forman estrellas, Lyman α (Lyα), que se esperaba que permaneciera indetectable hasta que el Universo se ionizara. Proporcionar una explicación para la sorprendente detección de Lyα en estas primeras galaxias es un gran desafío para los estudios extragalácticos. Observaciones recientes del Telescopio Espacial James Webb han reavivado el debate sobre si la residencia en una sobredensidad de galaxias es una condición suficiente y necesaria para que Lyα escape. Aquí, aprovechamos la ventaja única de imágenes de alta resolución y alta sensibilidad del Cámara de Infrarrojo Cercano del Telescopio Espacial James Webb para mostrar que todas las galaxias en una muestra de emisores de Lyα con un corrimiento al rojo >7 tienen compañeros cercanos. Aprovechamos simulaciones magnetohidrodinámicas de transferencia radiativa en tiempo real con retroalimentación de rayos cósmicos para mostrar que las galaxias con fusiones frecuentes tienen historias de formación estelar muy explosivas que impulsan episodios de alta emisión intrínseca de Lyα y facilitan la escape de fotones de Lyα a lo largo de canales despejados de gas neutro. Concluimos que la rápida acumulación de masa estelar a través de fusiones presenta una solución convincente al antiguo enigma de la detección de emisión de Lyα en las profundidades de la época de reionización.