Impresión artística de
la galaxia z8-GND-5296 la más lejana jamás descubierta. Crédito V.Tilvi, Sl Finkelstein, C. Papovich, NASA, ESA, A Aloisi, The
Hubble Heritage, HST, STSCI y AURA
Un equipo de
astrónomos ha descubierto la galaxia más distante jamás descubierta. La galaxia
se ve como era tan sólo 700 millones de años después del Big Bang, cuando el
universo tenía sólo el 5 por ciento de su edad actual de 13.820 millones de años,
según concluye la investigación de estos expertos, que se publica en la edición
digital de este jueves de la revista 'Nature'.
Con la colaboración de
expertos de la Universidad de Texas en
Austin, la
Universidad A & M de Texas y los Observatorios Nacionales
de Astronomía Óptica, en Estados Unidos,
los astrónomos de la
Universidad de California, en Riverside, Estados Unidos,
Bahram Mobasher y Naveen Reddy identificaron una galaxia muy distante
utilizando imágenes ópticas e infrarrojas profundas tomadas por el telescopio
espacial Hubble. Las observaciones de seguimiento con el Telescopio Keck en Hawai confirmaron su distancia.
En su búsqueda de
galaxias distantes, el equipo seleccionó varias candidatas, en función de sus
colores, de las cerca de 100.000 galaxias identificadas en las imágenes del
Telescopio Espacial Hubble tomadas como parte de la encuesta CANDELS, el mayor
proyecto realizado por ese telescopio, con un tiempo total asignado de
alrededor de 900 horas. Sin embargo, usar colores para clasificar las galaxias
es difícil porque algunos objetos cercanos pueden enmascararse como galaxias
distantes.
Para medir la
distancia a las galaxias de una manera definitiva, emplearon espectroscopia, es
decir, la cantidad de la longitud de onda de la luz de una galaxia que se ha
desplazado hacia el rojo final del espectro a medida que viaja de la galaxia a la Tierra , debido a la
expansión del universo, un fenómeno denominado "corrimiento al rojo".
Puesto que la velocidad de expansión y las distancias de las galaxias son
proporcionales, el corrimiento al rojo da a los astrónomos una medida de la
distancia a las galaxias.
"Lo que hace de
esta galaxia única, en comparación con otros descubrimientos de este tipo, es
la confirmación espectroscópica de la distancia", destacó Mobasher,
profesor de Física y Astronomía Observacional. Este astrónomo explicó que
debido a que la luz viaja a de 300.000 kilómetros
por segundo, cuando nos fijamos en los objetos distantes, los vemos como eran
en el pasado. Cuanto más distante llevamos estas observaciones, se puede ver
más lejos en el pasado.
Imagen lograda mediante el Telescopio Espacial Hubble, donde la luz de la galaxia z8-GND-5296 tiene un corrimiento hacia el rojo. Crédito V. Tilvi, SL Finkelstein C. Papovich STSCI/ NASA
"Al observar una
galaxia tan atrás en el tiempo, podemos estudiar la primera formación de las
galaxias", apuntó. "Al comparar las propiedades de las galaxias a
distintas distancias, es posible explorar la evolución de las galaxias a lo
largo de la edad del universo", agregó Mobasher.
El descubrimiento fue
posible gracias a un nuevo instrumento, MOSFIRE, en el Telescopio Keck, una
herramienta extremadamente sensible que está diseñada para detectar la luz
infrarroja, una región del espectro a donde se desplaza la longitud de onda de
la luz emitida de las galaxias distantes, y podría apuntar a varios objetos a
la vez. Esta última característica fue la que permitió a los investigadores
observar 43 galaxias candidatas en sólo dos noches con Keck y obtener
observaciones de mayor calidad que los análisis anteriores.
Mediante la
realización de la espectroscopia de estos objetos, los investigadores son
capaces de calcular con precisión las distancias de las galaxias mediante la
medición de una característica del hidrógeno llamado la transición alfa de
Lyman. Se detecta en la mayoría de las galaxias que se ven en un momento de más
de mil millones de años tras el Big Bang, pero cuanto antes la sondean los
astrónomos, la línea de emisión del hidrógeno, por alguna razón, se vuelve cada
vez más difícil de ver.
De las 43 galaxias
observadas con MOSFIRE, el equipo de investigación detectó esta característica
alfa de Lyman en una sola galaxia, z8-GND-5296, con un corrimiento al rojo de
7,5. Los investigadores sospechan que pueden haber dirigido su atención a la
época en que el universo hizo su transición de un estado opaco en el que la
mayor parte del hidrógeno era neutral a un estado transparente en el que la
mayor parte del hidrógeno estaba ionizado (llamada la era de la reionización).
"La dificultad de detectar la línea de emisión del
hidrógeno no significa que las galaxias están ausentes --señaló Reddy,
profesor asistente de Astronomía--.
Podría ser que se ocultan de la detección detrás de una pared de hidrógeno
neutro". Las observaciones mostraron que z8-GND-5296 está formando
estrellas muy rápidamente, con una producción anual de aproximadamente 300
veces la masa de nuestro sol, mientras que la Vía Láctea forma sólo
dos o tres estrellas por año. La nueva distancia
plusmarquista se encuentra en la misma parte del cielo que la poseedora del
récord anterior (un corrimiento al rojo de 7,2 ), que también pasa a tener una
tasa muy alta de formación estelar. "Estamos
aprendiendo algo sobre el Universo distante --dijo Steven Finkelstein, de la Universidad de Texas
en Austin, que dirigió el proyecto--. Hay
más regiones de alta formación de estrellas de lo que pensábamos". Este trabajo también se encuentra en "Nature News" Doi:10.1038/nature 2013.14017
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