Esta tesis aborda dos proyectos fundamentales para comprender la evolución de galaxias en el universo temprano, enfocándose en el estudio del medio interestelar (ISM) y los entornos galácticos a altos corrimientos al rojo.
El primer proyecto se centra en analizar el ISM de una galaxia “normal” de secuencia principal a un corrimiento al rojo z = 5.25. Generalmente, las observaciones a estos corrimientos están sesgadas hacia galaxias masivas y brillantes, que no representan a la población típica. Para entender con mayor precisión cómo evolucionan y se ensamblan las galaxias comunes, es necesario observar galaxias normales. Con este objetivo, se realizaron observaciones con ALMA de alta resolución (0.3 segundos de arco) de la línea de emisión [C II] a 158 µm de la galaxia HZ7. Comparando estos datos con observaciones en ultravioleta (UV) en reposo del Hubble Space Telescope, se detectó una emisión extendida de [C II] aproximadamente el doble del tamaño de la emisión UV, identificándose así uno de los primeros “halos” de [C II] claros en un objeto de tan alto corrimiento al rojo. Se midió un radio efectivo de 3.07 kpc para la emisión de [C II], comparado con 1.48 kpc para la emisión UV. La morfología y dinámica de la emisión sugieren que un evento de fusión reciente generó un sistema de disco no rotatorio, que podría explicar la extensión de la emisión de [C II]. Otra posible explicación es la presencia de emisión oscurecida. Estos hallazgos apoyan la creciente evidencia de que muchas galaxias a alto corrimiento al rojo están rodeadas por halos extendidos de [C II].
El segundo proyecto investiga la presencia de emisores de Lyman-alfa (LAEs) alrededor de un quásar a z = 6.9, VIK J2348–3054. Los quásares en altos corrimientos suelen habitar las regiones más densas del cosmos, lo que debería reflejarse en una sobredensidad de galaxias cercanas. Sin embargo, estudios anteriores han tenido resultados mixtos debido a limitaciones como campos de visión pequeños, amplios rangos de corrimiento al rojo y la incertidumbre en la determinación del corrimiento al rojo del quásar. En este trabajo se llevó a cabo una búsqueda en un campo amplio de tres grados cuadrados (~1000 pMpc) utilizando la cámara DECam del telescopio Blanco de 4 m, encontrando 38 emisores de Lyman-alfa. Gracias a las precisas mediciones del corrimiento al rojo sistémico del quásar obtenidas con ALMA, se pudo ubicar la línea Lyman-alfa dentro del filtro estrecho NB964, maximizando la detección. Este estudio es el más extenso realizado hasta ahora en cuanto a campo de visión para la búsqueda de LAEs alrededor de un quásar a z > 6. Se descubrió una sobredensidad de LAEs aproximadamente 10 veces mayor que la observada en el campo Chandra Deep-Field South, indicando que el quásar reside en una región especialmente densa en galaxias emisoras. Sin embargo, también se detectó una sorprendente ausencia de LAEs dentro de un radio de 5 pMpc alrededor del quásar, interpretada como una señal de que el quásar está suprimiendo la formación estelar en su entorno inmediato. Este hallazgo subraya la importancia de realizar búsquedas de sobredensidad en áreas extensas para evaluar correctamente la distribución y densidad de galaxias en el universo temprano.
En conjunto, estos proyectos aportan evidencia significativa sobre la estructura del medio interestelar en galaxias normales a alto corrimiento al rojo y sobre la influencia de quásares en la formación estelar en sus entornos, contribuyendo al entendimiento de la evolución galáctica en la etapa primordial del cosmos.
