Un equipo de astrónomos ha
utilizado el nuevo conjunto de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array) para lograr la ubicación de 100 galaxias con mayor formación
estelar del universo temprano. La potencia de ALMA es tan grande que, en solo
unas horas, ha podido observar estas galaxias tantas veces como lo han hecho
todos los telescopios de su tipo del mundo entero durante un periodo de más de
una década.
El
estallido de nacimientos estelares fue
muy fértil en el universo temprano; el cual tuvo lugar en galaxias distantes
que contenían gran cantidad de polvo cósmico. Para el conocimiento de la
formación y evolución de las galaxias a lo largo de la historia del universo, estas
galaxias tienen una importancia clave para nuestro conocimiento, pero el polvo
las oscurece y hace difícil su identificación con telescopios de luz visible. ALMA
fue la solución, los astrónomos lograron observaciones de la luz en longitudes
de onda más largas, en torno a un milímetro; “Los astrónomos han esperado este tipo de
datos durante una década. ALMA es tan potente que ha revolucionado la forma en
que observamos esas galaxias, incluso cuando el conjunto del telescopio aún no
había terminado de completarse, como fue el caso de estas observaciones”, afirma Jacqueline Hodge (Instituto
Max-Planck de Astronomía, Alemania) autora principal del artículo que presenta
los resultados de ALMA.
El mejor mapa que se había hecho hasta el
momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el
telescopio APEX (Atacama
Pathfinder Experiment) operado por ESO. APEX llevó a cabo un
sondeo de una parte del cielo del tamaño de la Luna llena. Las observaciones se llevaron a cabo
en una región del cielo situada en la constelación austral de Fornax (El Horno)
llamada el Campo de Chandra del Sur Profundo. Ha sido estudiado en profundidad
por numerosos telescopios tanto en tierra como en el espacio. Las nuevas
observaciones de ALMA amplían las observaciones profundas y de alta resolución
de esta región en la parte milimétrica/submilimétrica
del espectro y complementan las observaciones anteriores.
En
este rango de cielo, detectó 126 galaxias de este tipo. Pero, en sus imágenes,
cada estallido de formación estelar aparecía como una mancha más o menos
difusa, tan amplia que cubría más de una galaxia (lo cual podía comprobarse
estudiando imágenes más precisas tomadas en otras longitudes de onda). Al no
saber exactamente cuál de esas galaxias estaba formando estrellas, los
astrónomos veían obstaculizados sus estudios sobre formación estelar en el
universo temprano.
Localizar
las galaxias correctas requiere de observaciones más precisas, y esas
observaciones más precisas requieren, a su vez, de telescopios más grandes.
Mientras que APEX cuenta con una única antena de 12 metros de diámetro,
telescopios como ALMA usan numerosas antenas como la de APEX distribuidas en
amplias superficies. Las señales de las antenas se combinan entre sí y se
obtiene la información como si proviniera de un único telescopio gigantesco,
tan ancho como sea todo el conjunto de antenas.
El
equipo utilizó ALMA para observar las galaxias del mapa obtenido por APEX
durante la primera fase de observaciones científicas de ALMA, con el conjunto aún
en fase de construcción. Utilizando menos de una cuarta parte del conjunto
final de 66 antenas, distribuidas en distancias que superaban los 125 metros , ALMA
necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en
una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y
con una sensibilidad tres veces mayor. Si se compara con otros telescopios de
su tipo, ALMA es tan sensible que, en unas pocas horas, logró duplicar el total
de observaciones realizadas por este tipo de telescopios.
El
equipo no solo pudo identificar inequívocamente qué galaxias tenían regiones
activas de formación estelar, sino que, en más de la mitad de los casos,
descubrieron que numerosas galaxias con formación estelar habían sido, en
observaciones previas, confundidas con
una sola. La precisa visión de ALMA les permitió distinguir y separar estas
galaxias.
“Antes pensábamos que las más brillantes
de estas galaxias formaban estrellas con una intensidad miles de veces mayor
que la de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea , corriendo el riesgo de
autodestruirse. Las imágenes de ALMA revelan múltiples galaxias, más pequeñas,
formando estrellas en tasas más razonables”, afirma Alexander Karim (Universidad de Durham, Reino Unido),
miembro del equipo y autor principal de un artículo paralelo a este trabajo.
Los
resultados conforman el primer catálogo estadístico fiable de galaxias
polvorientas de formación estelar en el universo temprano, y proporcionan una
base vital para futuras investigaciones de las propiedades de estas galaxias en
diferentes longitudes de onda, sin riesgo de malas interpretaciones debido a
que varias galaxias puedan aparecer como una sola.
Pese a la precisa visión de ALMA y a su
sensibilidad sin competencia, los telescopios como APEX aún tienen una
importante misión. “APEX puede cubrir un
área muy amplia del cielo más rápido que ALMA, por lo que resulta ideal para
descubrir estas galaxias. Una vez que sabemos dónde mirar, podemos usar ALMA
para ubicarlas con exactitud”, concluye Ian Smail (Universidad de
Durham, Reino Unido), coautor del nuevo artículo.
La
presente investigación “An ALMA Survey of
Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog
and Multiplicity”, por J. Hodge at al., aparecerá en la revista
Astrophysical Journal; el otro artículo que acompaña este trabajo, “An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in
the Extended Chandra Deep Field South: High Resolution 870 um source Counts”,
que aborda la multiplicidad de las fuentes, es obra de A. Karim et al., y
aparecerá en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, de la casa
editorial Oxford University Press.
Compilado
de Comunicado científico ESO 1318es del 17.04.2013
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