Impulsado por lentes de aumento naturales en el espacio, el telescopio espacial Hubble de la NASA ha capturado vistas únicas en primer plano de las galaxias infrarrojas más brillantes del universo, que son hasta 10,000 veces más luminosas que nuestra Vía Láctea.
Las imágenes de galaxias, magnificadas a través de un fenómeno llamado lente gravitacional, revelan una red enmarañada de objetos deformados puntuados por patrones exóticos como anillos y arcos. Las formas extrañas se deben en gran medida a la poderosa gravedad de las galaxias que distorsionan las imágenes del primer plano.galaxias de fondo. Las formas inusuales también pueden haber sido producidas por colisiones espectaculares entre galaxias distantes y masivas en una especie de derby de demolición cósmica.
"Hemos alcanzado el premio gordo de las lentes gravitacionales", dijo el investigador principal James Lowenthal, del Smith College en Northampton, Massachusetts. "Estas galaxias ultraluminosas, masivas, de estallido estelar son muy raras. Las lentes gravitacionales las magnifican para que pueda ver pequeñasdetalles que de otra manera son inimaginables. Podemos ver características tan pequeñas como de aproximadamente 100 años luz o menos de ancho. Queremos entender qué está impulsando a estos monstruos, y la lente gravitacional nos permite estudiarlos con mayor detalle ".
Las galaxias están en llamas con la formación de estrellas fugitivas, bombeando más de 10,000 nuevas estrellas al año. Este nacimiento de estrellas inusualmente rápido está ocurriendo en la cima del auge de la creación de estrellas del universo hace más de 8 mil millones de años. El frenesí del nacimiento de estrellascrea mucho polvo, que envuelve las galaxias, haciéndolas demasiado débiles para detectarlas en la luz visible, pero brillan intensamente en la luz infrarroja, brillando con el brillo de 10 billones a 100 billones de soles.
Las lentes gravitacionales ocurren cuando la gravedad intensa de una galaxia masiva o un cúmulo de galaxias magnifica la luz de fuentes de fondo más lejanas y más distantes. Las observaciones previas de las galaxias, descubiertas en luz infrarroja lejana por observatorios terrestres y espaciales, teníaninsinuó la lente gravitacional, pero la aguda visión de Hubble confirmó la sospecha de los investigadores.
Lowenthal presentará sus resultados el 6 de junio, en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas.
Según el equipo de investigación, solo unas pocas docenas de estas galaxias infrarrojas brillantes existen en el universo, dispersas por el cielo. Residen en regiones inusualmente densas del espacio que de alguna manera desencadenaron una rápida formación de estrellas en el universo primitivo.
Las galaxias pueden tener pistas sobre cómo se formaron las galaxias hace miles de millones de años. "Hay muchas incógnitas sobre la formación de estrellas y galaxias", explicó Lowenthal. "Necesitamos comprender los casos extremos, como estas galaxias, así como tambiéncasos promedio, como nuestra Vía Láctea, con el fin de tener una historia completa sobre cómo suceden la formación de galaxias y estrellas ".
Al estudiar estas extrañas galaxias, los astrónomos primero deben desenredar las galaxias de lentes en primer plano de las galaxias ultrabrillantes de fondo. Ver este efecto es como mirar objetos en el fondo de una piscina. El agua distorsiona su vista, al igual que las lentesLa gravedad de las galaxias estira las formas de las galaxias distantes. "Necesitamos entender la naturaleza y la escala de esos efectos de lentes para interpretar adecuadamente lo que estamos viendo en el lejano y temprano universo", dijo Lowenthal. "Esto se aplica no solo a estosgalaxias infrarrojas más brillantes, pero probablemente para la mayoría o quizás incluso para todas las galaxias distantes "
El equipo de Lowenthal está a la mitad de su estudio de Hubble de 22 galaxias. Un equipo internacional de astrónomos descubrió las galaxias por primera vez en luz infrarroja lejana utilizando datos de estudio del observatorio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea ESA, y algunas investigaciones inteligentes.luego comparó esas fuentes con galaxias encontradas en el catálogo de objetos de infrarrojo lejano del Observatorio Espacial Herschel de la ESA y con datos de radio terrestres tomados por Very Large Array en Nuevo México. Los investigadores luego utilizaron el Gran Telescopio Milimétrico LMT en México para medirsus distancias exactas de la Tierra. Las imágenes de infrarrojo lejano del LMT también revelaron múltiples objetos, insinuando que las galaxias estaban siendo gravitacionales.
Estos objetos brillantes existieron entre 8 mil millones y 11.5 mil millones de años atrás, cuando el universo hacía estrellas con más vigor de lo que es hoy. La producción de nacimientos estelares de las galaxias es de 5,000 a 10,000 veces mayor que la de nuestra Vía Láctea. Sin embargo,las galaxias ultrabrillantes están bombeando estrellas usando solo la misma cantidad de gas contenido en la Vía Láctea.
Entonces, la pregunta persistente es, ¿qué está impulsando el prodigioso nacimiento de estrellas? "Hemos sabido durante dos décadas que algunas de las galaxias más luminosas del universo son muy polvorientas y masivas, y están experimentando estallidos de formación estelar", Dijo Lowenthal." Pero han sido muy difíciles de estudiar porque el polvo los hace prácticamente imposibles de observar con luz visible. También son muy raros: no aparecen en ninguna de las encuestas de campo profundo de Hubble.están en partes aleatorias del cielo que nadie ha visto antes en detalle. Por eso es tan importante descubrir que tienen lentes gravitacionales ".
Estas galaxias pueden ser los primos más brillantes y distantes de las galaxias infrarrojas ultraluminosas ULIRGS, galaxias fuertes, protegidas por el polvo y en forma de estrella, vistas en el universo cercano. La producción de estrellas de ULIRGS se ve favorecida por la fusiónde dos galaxias espirales, que es una posibilidad para el baby boom estelar en sus parientes más distantes. Sin embargo, Lowenthal dijo que las simulaciones por computadora del nacimiento y el crecimiento de las galaxias muestran que las fusiones importantes ocurren en una época posterior a la que estasse ven galaxias
Otra idea para el aumento de la formación de estrellas es que gran cantidad de gas, el material que hace las estrellas, está inundando las galaxias lejanas. "El universo primitivo era más denso, por lo que tal vez el gas está lloviendo sobre las galaxias, o se alimentanpor algún tipo de canal o conducto, que aún no hemos descubierto ", dijo Lowenthal." Esto es con lo que luchan los teóricos: ¿cómo se obtiene todo el gas en una galaxia lo suficientemente rápido como para que suceda? "
El equipo de investigación planea usar Hubble y el Observatorio Gemini en Hawai para tratar de distinguir entre las galaxias de primer plano y de fondo para que puedan comenzar a analizar los detalles de las brillantes galaxias monstruosas.
Los futuros telescopios, como el telescopio espacial James Webb de la NASA, un observatorio infrarrojo programado para su lanzamiento en 2018, medirán la velocidad de las estrellas de las galaxias para que los astrónomos puedan calcular la masa de estos objetos ultraluminosos.
"El cielo está cubierto con todo tipo de galaxias, incluidas las que brillan con luz infrarroja lejana", dijo Lowenthal. "Lo que estamos viendo aquí es la punta del iceberg: la más brillante de todas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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