Nuevo récord

la galaxia recientemente descubierta, llamada maCS0647-Jd,

es muy joven y es sólo una pequeña fracción del tamaño de

nuestra Vía láctea. el objeto se observa 420 millones años después

del Big Bang. el recuadro de la izquierda muestra un acercamiento

de la galaxia enana joven. esta imagen es una composición

tomada con la WFC 3 y aCS del hubble el 5 de octubre y el

29 de noviembre de 2011 Crédito:. naSa, eSa, y m. Postman y d.

Coe (StSci) y el equipo ClaSh. imagen tomada de

http://www.nasa.gov/images/content/706976main_p1236a-

8×10-macsj0647-m.jpg

Los Grandes Observatorios (Great Observatories) de la NASA descubren un objeto que podría, hasta la fecha, ser el más distante en el Universo

Al combinar el poder de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer y un efecto natural en el espacio similar a un “lente zoom”, los astrónomos han establecido un nuevo récord en la búsqueda de la galaxia más distante observada en el universo.

La galaxia más lejana parece una mancha diminuta y es sólo una pequeña fracción del tamaño de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero ofrece un vistazo del momento en que el universo tenía tres por ciento de su edad actual, 13.7 mil millones años. La galaxia recientemente descubierta, llamada MACS0647-JD, se observa a 420 millones de años después del Big Bang, en teoría el inicio del universo. Su luz ha viajado 13.3 mil millones de años para llegar a la Tierra.

Este hallazgo es el más reciente descubrimiento de un Programa que utiliza lentes zoom naturales para revelar galaxias distantes en el universo temprano. El Mapeo de Lentes y Supernovas con el Hubble (Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble, CLASH), un grupo internacional liderado por Marc Postman del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland, está utilizando cúmulos masivos de galaxias como telescopios cósmicos para amplificar galaxias distantes detrás de ellos. Este efecto se denomina lente gravitacional.

A lo largo del camino, 8 mil millones de años después de iniciar su jornada, la luz de MACS0647-JD se desvía a lo largo de varias rutas alrededor del cúmulo masivo de galaxias MACS J0647+7015. Sin el poder de amplificación del cúmulo, los astrónomos no hubiesen visto esta remota galaxia. Debido al lente gravitacional, el equipo de investigación CLASH pudo observar tres imágenes amplificadas de MACS0647-JD con el telescopio Hubble. La fuerza de gravedad del cúmulo aumenta la intensidad de la luz proveniente de la galaxia lejana, haciendo que las imágenes aparezcan, aproximadamente, ocho, siete, y dos veces más brillantes. Esto hace posible que los astrónomos detecten la galaxia de manera más eficiente y con mayor certidumbre.

“Este cúmulo hace lo que ningún telescopio hecho por el hombre puede hacer”, dijo Postman. “Sin la amplificación, se requeriría un esfuerzo hercúleo pa-ra observar esta galaxia.”

MACS0647-JD es tan pequeña que podría estar en las primeras etapas de la formación de una galaxia más grande. El análisis muestra que la galaxia tiene menos de 600 años luz de ancho. Basándose en las observaciones de las galaxias un poco más cercanas, los astrónomos estiman que una galaxia típica de una edad similar debería tener alrededor de 2 000 años-luz de ancho. En comparación, la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana compañera de la Vía Láctea, tiene 14 000 años-luz de ancho. Nuestra Vía Láctea tiene 150 000 años luz de diámetro.

“Este objeto puede ser uno de los muchos bloques de construcción de una galaxia”, dijo el autor principal del estudio, Dan Coe del Space Telescope Science Institute. “Durante los siguientes 13 mil millones de años, este objeto puede tener decenas, cientos o incluso miles de eventos de fusión con otras galaxias y fragmentos de galaxias.”

La galaxia fue observada con 17 filtros, que abarcan desde el cercano ultravioleta al cercano infrarrojo, usando la Wide Field Camera 3 (WFC3) y la Advanced Camera for Surveys (ACS) del Hubble. Coe, miembro de CLASH, descubrió la galaxia en febrero, mientras estudiaba un catálogo de miles de objetos en lentes gravitacionales encontrados en las observaciones del Hubble de 17 cúmulos en el mapeo CLASH. La galaxia apareció sólo en los dos filtros más rojos.

“Así que, o MACS0647-JD es un objeto muy rojo, sólo brillando en longitudes de onda rojas, o es muy distante y su luz ha sido “desplazada al rojo”, o alguna combinación de los dos”, dijo Coe. “Consideramos esta amplia gama de posibilidades.”

El equipo CLASH idetificó imágenes múltiples de ocho galaxias debido al efecto de lente del cúmulo de galaxias. Sus posiciones permitieron al equipo producir un mapa de la masa del cúmulo, que está compuesto principalmente de materia oscura. La materia oscura es una forma invisible de materia que compone la mayor parte de la masa del universo. “Es como un gran rompecabezas”, dijo Coe. “Tenemos que acomodar la masa en el cúmulo de modo que desvíe la luz de cada galaxia hacia las posiciones observadas”. El análisis del equipo reveló que la distribución de la masa del cúmulo produjo tres imágenes de MACS0647-JD en las posiciones y con los brillos relativos observados en la imagen del Hubble.

Coe y sus colaboradores pasaron meses descartando sistemáticamente otras explicaciones alternativas para la identidad del objeto, incluyendo estrellas rojas, enanas cafés y galaxias rojas (viejas o con polvo) a distancias intermedias desde la Tierra. Llegaron a la conclusión de que una galaxia muy lejana era la explicación correcta.

El desplazamiento al rojo (redshift) es una consecuencia de la expansión del espacio a través del tiempo cósmico. Los astrónomos estudian el universo distante en el infrarrojo cercano, porque la expansión del espacio alarga la luz ultravioleta y visible de las galaxias hasta longitudes de onda infrarrojas. Coe estima que MACS0647-JD tiene un corrimiento al rojo de 11, el más alto observado hasta ahora.

Las imágenes de la galaxia en longitudes de onda más largas obtenidas con el Telescopio Espacial Spitzer jugaron un papel clave en el análisis. Si el objeto fuese intrínsecamente rojo, aparecería brillante en las imágenes de Spitzer. En cambio, la galaxia apenas fue detectada, lo que indica su gran distancia. El equipo de investigación planea utilizar el Spitzer para obtener observaciones más profundas de la galaxia, que deberán producir detecciones seguras, así como las estimaciones de la edad del objeto y el contenido de polvo.

La galaxia MACS0647-JD, sin embargo, puede estar demasiado lejos para que cualquier telescopio actual pueda confirmar la distancia mediante espectroscopía, i. e., dispersando la luz de un objeto en miles de colores. A pesar de esto, Coe confía que la galaxia en ciernes es la nueva campeona en distancia basado en los colores únicos y en el análisis extenso del equipo de investigación. “Las tres imágenes de la galaxia coinciden bastante bien y están en las posiciones que se esperarían de una galaxia a esa distancia remota, cuando nos fijamos en las predicciones de nuestros mejores modelos de lentes para este cúmulo”, dijo Coe.

El nuevo campeón en distancia es la segunda galaxia distante descubierta en el mapeo CLASH, un censo multilongitud de onda de 25 cúmulos de galaxias obtenido con ACS y WFC3. A principios de este año, el equipo CLASH anunció el descubrimiento de una galaxia que existía cuando el universo tenía 490 millones de años, 70 millones de años más tarde que la nueva galaxia récord. Hasta el momento, la encuesta ha completado observaciones para 20 de los 25 cúmulos.

El equipo espera usar el Hubble para buscar más galaxias enanas en estas épocas tempranas. Si estas galaxias bebés son numerosas, entonces podrían haber proporcionado la energía para quemar la niebla de hidrógeno que cubría el universo, un proceso que se llama reionización. La reionización finalmente hizo el universo transparente a la luz.

Fuente: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/distance-record.html

Traducción: Raúl Mújica (INAOE)

*rmujica@inaoep.mx · INAOE