Los astrónomos de UCLA han realizado la primera medición precisa de la abundancia de oxígeno en una galaxia distante. El oxígeno, el tercer elemento químico más abundante en el universo, se crea dentro de las estrellas y se libera en el gas interestelar cuando las estrellas mueren. Cuantificación de la cantidad deel oxígeno es clave para comprender cómo la materia entra y sale de las galaxias.
Esta investigación se publica en línea en el Letras del diario astrofísico , y se basa en datos recopilados en el Observatorio WM Keck en Mauna Kea, en Hawai.
"Esta es, con mucho, la galaxia más distante para la que realmente se midió la abundancia de oxígeno", dijo Alice Shapley, profesora de astronomía de la UCLA y coautora del estudio. "Estamos mirando hacia atrás en el tiempo en este momentogalaxia como apareció hace 12 mil millones de años ".
Conocer la abundancia de oxígeno en la galaxia llamada COSMOS-1908 es un paso importante para permitir a los astrónomos comprender mejor la población de galaxias lejanas y débiles observadas cuando el universo tenía solo unos pocos miles de millones de años y la evolución de la galaxia, dijo Shapley.
COSMOS-1908, contiene aproximadamente mil millones de estrellas. En contraste, la Vía Láctea contiene aproximadamente 100 mil millones de estrellas; algunas galaxias en el universo contienen muchas más, mientras que otras contienen muchas menos. Además, COSMOS-1908 contiene aproximadamente solo el 20 por ciento delabundancia de oxígeno que se observa en el sol.
Por lo general, los astrónomos confían en técnicas extremadamente indirectas e imprecisas para estimar la abundancia de oxígeno para la gran mayoría de las galaxias distantes. Pero en este caso, los investigadores de UCLA utilizaron una medición directa, dijo Ryan Sanders, estudiante graduado de astronomía y autor principal del estudio.
"Las galaxias cercanas son mucho más brillantes, y tenemos un muy buen método para determinar la cantidad de oxígeno en las galaxias cercanas", dijo Sanders. En las galaxias lejanas y lejanas, la tarea es dramáticamente más difícil, pero COSMOS-1908 fue un casopara lo cual Sanders pudo aplicar el método "robusto" comúnmente aplicado a las galaxias cercanas. "Esperamos que este sea el primero de muchos", dijo.
Shapley dijo que antes del descubrimiento de Sanders los investigadores no sabían si podían medir cuánto oxígeno había en estas galaxias distantes.
"El descubrimiento de Ryan muestra que podemos medir el oxígeno y comparar estas observaciones con modelos de cómo se forman las galaxias y cuál es su historia de formación de estrellas", dijo Shapley.
La cantidad de oxígeno en una galaxia está determinada principalmente por tres factores: cuánto oxígeno proviene de grandes estrellas que terminan sus vidas violentamente en explosiones de supernovas, un fenómeno ubicuo en el universo temprano, cuando la tasa de nacimientos estelares era dramáticamente más altaque la tasa actual en el universo; cuánto de ese oxígeno es expulsado de la galaxia por los llamados "súper vientos", que impulsan el oxígeno y otros gases interestelares fuera de las galaxias a cientos de miles de millas por hora, y cuánto prístinoel gas ingresa a la galaxia desde el medio intergaláctico, que no contiene mucho oxígeno.
"Si podemos medir cuánto oxígeno hay en una galaxia, nos contará sobre todos estos procesos", dijo Shapley, quien, junto con Sanders, está interesado en aprender cómo se forman y evolucionan las galaxias, por qué las galaxias tienen estructuras diferentes,y cómo las galaxias intercambian material con sus entornos intergalácticos.
Shapley espera que las mediciones de oxígeno revelen que los súper vientos son muy importantes en la evolución de las galaxias ". Medir el contenido de oxígeno de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico es uno de los métodos clave que tenemos para comprender cómo crecen las galaxias, y cómoarrojar gas al medio intergaláctico ", dijo.
Los investigadores utilizaron un instrumento extremadamente avanzado y sofisticado llamado MOSFIRE Espectrómetro de objetos múltiples para exploración infrarroja instalado en el telescopio Keck I en el Observatorio Keck. Este instrumento de cinco toneladas fue diseñado para estudiar las galaxias más lejanas y débiles., dijo el profesor de física y astronomía de UCLA Ian McLean, líder del proyecto en MOSFIRE y director del Laboratorio de Astrofísica Infrarroja de UCLA. McLean construyó el instrumento con colegas de UCLA, el Instituto de Tecnología de California y UC Santa Cruz y subcontratistas industriales.
MOSFIRE recoge fotones de luz visible de objetos a miles de millones de años luz de distancia cuyas longitudes de onda se han extendido o "desplazado al rojo" hacia el infrarrojo por la expansión del universo. Debido a la velocidad finita de la luz, MOSFIRE está proporcionando una visión de estas galaxiastal como existieron hace miles de millones de años, cuando la luz comenzó a viajar a la Tierra.
MOSFIRE es un tipo de instrumento conocido como "espectrógrafo", que difunde la luz de los objetos astronómicos en un espectro de longitudes de onda separadas colores, lo que indica la cantidad específica de energía emitida en cada longitud de onda. Los espectrógrafos permiten a los astrónomos determinar laEl contenido químico de las galaxias, porque diferentes elementos químicos, como el oxígeno, el carbono, el hierro o el hidrógeno, proporcionan una huella digital espectral única, que emite luz a longitudes de onda específicas.
Para caracterizar el contenido químico de COSMOS-1908, Sanders analizó una longitud de onda particular en el espectro MOSFIRE de esta galaxia que es sensible a la cantidad de oxígeno. "MOSFIRE hizo posible la medición de Ryan", dijo Shapley, quien lo describió como "instrumento asombroso "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Original escrito por Stuart Wolpert. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :