Detalladas imágenes de la Cámara del cercano infrarrojo y espectómetro multi-objeto (NICMOS) reveló una infante galaxia, denominada A1689-zD1, formando estrellas, mientras sale de la "edad oscura", el tiempo que siguió al Big Bang y anterior a que las primeras estrellas completaran el recalentamiento del frío y oscuro Universo. Imágenes del Telescopio Espacial Spitzer proveen evidencia adicional de que fue una joven galaxia formadora de estrellas en la edad oscura.
"Fuimos ciertamente sorprendidos de encontrar semejante joven galaxia brillante a 13 mil millones de años en el pasado", comentó el astrónomo Garth Illingworth de la Universidad de California, Santa Cruz y miembro del equipo de investigación. "Este es la observación más detallada a la fecha de un objeto tan lejano en el tiempo".
De acuerdo a los autores, las mediciones son "altamente confiables". "Este objeto es el mayor candidato para la galaxia más lejana a la fecha", declaró Piero Rosati, de ESO y miembro del equipo. El corrimiento al rojo del objeto es de ~7.6.
"Las imágenes de Hubble permiten entender la estructura de la galaxia que no podemos obtener con ningún otro telescopio", añadió Rychard Bouwens, astrónomo de la Universidad de California y co-descubridor de la galaxia.
Las nuevas imágenes deberían ofrecer elementos para comprender los años formativos del nacimiento de las galaxias y su evolución y brindar información sobre los tipos de objetos que podrían haber contribuido a finalizar la edad oscura.
A lo largo de su tiempo de vida, el telescopio Hubble ha mirado cada vez más lejos en el tiempo, viendo galaxias a sucesivas etapas cada vez más jóvenes de la evolución. Estas imágenes han ayudado a los astrónomos a crear un álbum de fotos de las galaxias, desde su infancia a su adultez. Las nuevas imágenes de Hubble y Spitzer de A1689-zD1 muestran un tiempo en que las galaxias estaban en su infancia.
Las teorías actuales sostienen que las edades oscuras comenzaron unos 400.000 años luego del Big Bang, cuando la materia en el Universo en expansión se enfrió y formó nubes de frío hidrógeno. Esas nubes impregaron el Universo como una espesa niebla. En algún punto de esta era, las estrellas y galaxias comenzaron a formarse. Su luz colectiva calentó y despejó la niebla del hidrógeno frío y finalizó la edad oscura cerca de mil millones de años luego de la Gran Explosión.
"Esta galaxia es presumiblemente una de las muchas que ayudó a terminar la edad oscura", acotó el astrónomo Larry Bradley de la Universidad Johns Hopkins y líder del estudio. "Los astrónomos están bastante seguros de que objetos de gran energía como los cuásares no proveen suficiente energía para terminar con la edad oscura del Universo. Pero muchas jóvenes galaxias formadoras de estrellas han producido suficiente energía como para terminarlo".
La galaxia está tan lejana que no aparece en las imágenes de luz visible tomada por la Cámara avanzada para sondeos del Hubble porque su luz se estiró a longitudes de ondas infrarrojas por la expansión del Universo. Fue necesario entonces usaron el instrumento NICMOS del Hubble y del observatorio orbital infrarrojo Spitzer para ver tan lejos. Pero además, hubo una ayudita extra de la naturaleza: una lente gravitacional.
Los astrónomos usaron un cúmulo masivo de galaxias relativamente cercano conocido como Abell 1689, a casi 2.2 mil millones de años luz de distancia, para magnificar la luz de la galaxia más lejana directamente detrás de la primera. Este "telescopio" natural es lo que se denomina lente gravitacional. Abell 1689 es uno de los más espectaculares y sus propiedades son bien conocidas.
Dado que la difusa luz del lejano objeto es casi imposible de ver, la lente gravitacional incrementó su brillo en cerca de 10 veces, haciéndolo suficientemente brillante para ser detectado por los Observatorios orbitales. Es posible darse cuenta de la utilización de la lente gravitacional por un signo que las revela: los difusos arcos en la imagen.
"La galaxia yace cerca de la región donde el cúmulo galáctico produce la mayor magnificación, lo que fue esencial para que Hubble y Spitzer alcanzar a observar la galaxia", explica Piero Rosati.
Las imágenes de Spitzer muestran que la masa de la galaxia es la típica de aquellas en el Universo temprano. Su masa es equivalente a varios miles de millones de estrellas como nuestro Sol, o una pequeña fracción de la masa de la Vía Láctea.
"Esta observación confirma estudios previos de Hubble de que el nacimiento estelar ocurre en muy pequeñas regiones comparadas con el tamaño de la galaxia final", Illingworth agregó.
La lejanísima galaxia es un objetivo ideal para el sucesor del Hubble, el telescopio espacial James Webb (JWST), programado para ser lanzado en 2013. Incluso con la magnificación de la lente gravitacional, Hubble sólo ver nudos de las más brillantes y pesadas estrellas en la galaxia. No alcanza a ver estrellas individuales más difusas y de menor masa o el material alrededor de la región de formación de estrellas. Para alcanzar a ver allí, los astrónomos necesitarán las capacidades infrarrojas del JWST que están actualmente siendo desarrolladas por las agencias espaciales NASA, ESA y CSA. El planeado observatorio infrarrojo tendrá un espejo de siete veces el área del espejo primario del Hubble y recolectará así más luz de los objetos difusos. Además, podrá observar galaxias más remotas cuya luz haya sido más estirada hacia el infrarrojo de lo que se puede alcanzar con el instrumento NICMOS (que trabaja en el cercano infrarrojo).
"Esta galaxia será ciertamente uno de los primeros objetos que observaremos con el JWST", dice el miembro del equipo Holland Ford.
Los astrónomos hicieron notar que la lejana galaxia sería un objetivo ideal para el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), el conjunto submilimétrico de Atacama, que -cuando se complete en 2012- será el radio telescopio más poderoso en el mundo. Illingworth dice que las imágenes de JWST y las mediciones de ALMA proveerán conocimientos revolucionarios sobre las galaxias más jóvenes.
Los astrónomos conducirán más observaciones con espectrocopía infrarroja para confirmar la distancia de la galaxia usando el Very Large Telescope de ESO y el telescopio Keck, en la cima del Mauna Kea en Hawaii.
Los resultados del estudio serán publicados en Astrophysical Journal.
Fuentes y links relacionadosSpaceTelescope:Hubble finds strong contender for galaxy distance record
Spitzer:Astronomers Eye Ultra-Young, Bright Galaxy in Early Universe
Por la boca muere el pez: La Luz De La Edad Oscura
Astroseti:Ver el límite del Universo
Sobre las imágenesDistant Gravitacionally Lensed Galaxy - Galaxy cluster Abell 1689
Hubble Space Telescope - ACS/WFC NICMOS
Créditos:NASA/ESA/L. Bradley (JHU)/R. Bouwens (UCSC)/H. Ford (JHU)/G. Illingworth (UCSC)
Galaxia Astronomía Ciencia
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