Simulación del efecto de lente gravitatorio (agujero negro), al pasar por delante de una galaxia de fondo.
Un equipo internacional de
astrónomos liderados como autor principal del estudio, por Hugo Messías, de la Universidad de
Concepción, Chile y el Centro de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Lisboa,
Portugal,
Logró retratar una colisión de dos
Galaxias, que tuvo lugar cuando el universo tenía sólo la mitad de su actual
edad.
El trabajo fue logrado mediante la
utilización combinada de telescopios situados en tierra como en el espacio, más
una Lente Cósmica que es “infinitamente más grande”.
En concreto se utilizó ALMA
[Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array], los Telescopios APEX, VISTA, Gemini
Sur, Keck II el Telescopio Espacial Hubble de la NASA /ESA, el Telescopio espacial Spitzer de la NASA , el conjunto Jansky Very Large Array, CARMA,
IRAM y SDSS y WISE.
A lo anterior, se le agregó una lupa
del tamaño de una galaxia – lente gravitacional o lente cósmico – que
permitió que se revelaran detalles que
de otro modo eran invisibles.
Estas lentes cósmicas son creadas por
enormes estructuras como galaxias y cúmulos de galaxias, que desvían la luz de
los objetos que hay detrás de ellos debido a su fuerte gravedad — un efecto
denominado de lente gravitacional o
gravitatoria.
Diagrama que muestra cómo el efecto de lentes gravitacionales alrededor de una galaxia normal, enfoca la luz proveniente de una fusión de Galaxias con formación estelar muy distante para crear una imagen distorsionada pero más brillante. Crédito ESO/M. Kornmesser
Las propiedades de este efecto lupa
permiten a los astrónomos estudiar objetos que no serían visibles de otro modo
y comparar directamente las galaxias locales con otras mucho más remotas,
vistas cuando el universo era considerablemente más joven. Pero para que estas
lentes gravitacionales funcionen, la galaxia que hace de lente y la que se
encuentra detrás, alejada, deben estar alineadas de un modo muy preciso.
"Mientras los astrónomos a menudo se ven
limitados por la potencia de sus telescopios, en algunos casos nuestra
capacidad para ver el detalle es enormemente mejorada por lentes naturales,
creadas por el universo", explica el autor principal, Hugo
Messias, y añade "Estas
alineaciones casuales son muy raras y tienden a ser difíciles de identificar; pero
estudios recientes han demostrado que mediante la observación en longitudes de
onda del infrarrojo lejano y el rango milimétrico, podemos encontrar estos
casos de una forma mucho más eficiente".
H-ATLAS J142935.3-002836 (o simplemente
H1429-0028 para abreviar) es una de estas fuentes y fue encontrada en el sondeo
efectuado por el Herschel Astrophysical Terahertz
Large Area Survey (H-ATLAS).
Aunque muy débil en las imágenes del rango de luz visible, es una de las lentes
gravitatorias más brillantes del infrarrojo lejano encontrado hasta el momento,
aunque se esta viendo en un momento en el que el universo tenía sólo la
mitad de su edad actual.
Sondear
este objeto estaba en el límite de lo posible, por lo que el equipo
internacional de astrónomos comenzó una extensa campaña de seguimiento con los
telescopios más potentes. Los diferentes telescopios proporcionaron diferentes
puntos de vista, que se combinaron para obtener la mejor imagen de este inusual
objeto.
Las imágenes
de Hubble y Keck revelaron un detallado anillo de luz gravitacionalmente
inducido alrededor de la galaxia del frente. Estas imágenes de alta resolución
también demostraron que la galaxia que ejercía de lente es una galaxia con el
disco de canto — similar a nuestra galaxia, la Vía Láctea — que
oscurece parte de la luz de fondo debido a las grandes nubes de polvo que
contiene.
Pero
este oscurecimiento no fue problema para ALMA y JVLA, puesto que estas dos
instalaciones observan el cielo en longitudes de onda más largas, las cuales no
se ven afectadas por el polvo. Combinando los datos, el equipo descubrió que el
sistema de fondo era en realidad una colisión que está ocurriendo entre dos
galaxias. Desde ese momento, ALMA y JVLA empezaron a jugar un papel clave en la
caracterización de este objeto.
En
particular, ALMA trazó el monóxido de
carbono, que permite hacer estudios detallados de los mecanismos de
formación de estrellas en las galaxias. Las observaciones de ALMA también
permitieron medir el movimiento del material en el objeto más distante. Esto
fue esencial para demostrar que el objeto que se observa a través de la lente
es, de hecho, una colisión galáctica en curso que da lugar a cientos
de nuevas estrellas cada año, y que una de las galaxias del choque aún
muestra signos de rotación, una indicación de que era una galaxia de disco
justo antes de este encuentro.
El
sistema de estas dos galaxias en colisión se asemeja a un objeto que está mucho
más cerca de nosotros: la Galaxia Antena. Se trata
de una espectacular colisión entre dos galaxias que se cree que han tenido una
estructura de disco en el pasado. Mientras que el sistema de las Antenas está
formando estrellas a un ritmo de sólo unas pocas decenas de la masa de nuestro
Sol cada año, en el mismo lapso de tiempo en que H1429-0028 convierte una masa de
gas de más de 400 veces la masa del Sol en nuevas estrellas.
Enlace al Vídeo: “Choque de galaxias en el Universo Temprano”
Rob
Ivison, Director de Ciencia de ESO y coautor del nuevo estudio, concluye:
"ALMA nos ha permitido resolver este
dilema porque nos ha proporcionado información sobre la velocidad del gas en
las galaxias, lo que hace posible distinguir los diversos componentes,
revelando la firma clásica de una fusión de galaxias. Este hermoso estudio
capta una fusión galaxia en plena acción, justo en el momento en el que
desencadena un estallido extremo de formación estelar".
Este
trabajo se presentó en un artículo titulado “Herschel-ATLAS
and ALMA HATLAS J142935.3-002836,
a lensed major merger at redshift 1.027” , por Hugo Messias
et al., y aparece en la versión digital del 26 de agosto de 2014 de la revista Astronomy & Astrophysics.
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