La mas lejana deteccion de estrellas y agua – 2013

Extractado del European Southern Observatory

Las observaciones con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) muestran una enorme cantidad de nacimientos estelares en el Universo temprano. Los resultados se publicaron en una serie de documentos que aparecieron en la revista Nature, el 14 de marzo de 2013, y en la revista Astrophysical Journal.

Cuatro antenas del ALMA, en Chile. Imagen ESO

Al haber tanto polvo y gas disponible al principio del Universo, se preveía que habría formación de estrellas de una manera vertiginosa, pero sucede al menos 1000 millones de años antes de lo que las teorías predicen.

“Cuanto más lejos miramos galaxias, mas claramente podemos tener la cronología de cuan vigorosamente se formaron las estrellas en las diferentes etapas del Universo en su larga historia de 13.700 millones de años”, dijo Joaquín Vieira (California Institute of Technology, EE.UU.), que lideró el equipo y es el autor principal del artículo en la revista Nature.

El equipo internacional de investigadores descubrió por primera vez la formacion de estrellas, que en promedio tuvo unos 12.000 millones de años de edad, cuando el universo tenía algo menos de 2000 millones de años – practicamente mil millones de años antes de lo que se pensaba.

Detectando agua a gran distancia

Dos de estas galaxias son las más distantes de su tipo jamás vistas – tan distantes que su luz comenzó su viaje cuando el Universo tenía sólo mil millones de años de antigüedad. Lo mas sorprendente fue detectar moléculas de agua, siendo hasta ahora la detección mas lejana registrada a la fecha.

Pica en la imagen para agrandar. Cinco detencciones de “anillos de Einstein”, en color rojo. Imagen ESO

“La sensibilidad de ALMA y el rango de longitudes de onda, significan que podríamos hacer nuestras mediciones en sólo unos pocos minutos por galaxia – un centenar de veces más rápido que antes”, dijo Axel Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomía en Bonn, Alemania), que encabezó el equipo que mide las distancias de las galaxias. “Antes, una medida como esta habría sido un laborioso proceso de combinar los datos en luz visible y los telescopios de radio.”

Lente gravitacional

Los astrónomos solo usaron 16 de las 66 antenas gigantes disponibles de ALMA, ya que el observatorio estaba en construcción.  Una vez completado, será aún más sensible y capaz de detectar galaxias aún más débiles. 
Por ahora, los astrónomos observan las galaxias más brillantes. Pero usaron un truco que brinda la naturaleza: las lentes gravitacionales, un efecto predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein, donde se distorsiona la luz de una galaxia distante por la influencia gravitacional de una galaxia en primer plano (mas cercana), que actúa como una lente y hace que la fuente distante parezca más brillante.

Efecto de lente gravitacional. A la izquierda las antenas de ALMA (y la Tierra!). En la mitad, una galaxia de primer plano (foreground galaxy). De fondo en color rojo, la galaxia distante (background galaxy). La galaxia de primer plano curva la luz de la lejana rojiza, “enfocando” su luz. En el extremo derecho, un recuadro mostrando como se ve desde la Tierra la combinacion de objetos y efectos. Imagen ESO.

“Estas bellas imágenes de ALMA muestran las galaxias de fondo deformadas en múltiples arcos de luz -conocidos como anillos de Einstein-, que rodean a las galaxias en primer plano”, dijo Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canadá), quien dirigió el estudio del efecto de lente gravitacional. 

“Estamos utilizando la enorme cantidad de materia oscura que rodea las galaxias a medio camino a través del universo, como telescopios cósmicos, para hacer que incluso las galaxias más distantes se vean más grandes y más brillantes”.

Análisis de la distorsión revela que algunas de las lejanas galaxias formadoras de estrellas son tan brillantes como 40 billones de Soles, y que la lente gravitacional ha magnificado su brillo hasta en 22 veces (poco mas de 3 magnitudes).

“Este es un gran ejemplo de astrónomos de todo el mundo colaborando para hacer un descubrimiento asombroso con un equipamiento de última generación”, dijo el miembro del equipo Daniel Marrone (Universidad de Arizona, EE.UU.). “Esto es sólo el comienzo de ALMA y el estudio de galaxias con enorme formacion estelar. Nuestro próximo paso sera estudiar estos objetos en mayor detalle y averiguar exactamente cómo y por qué se están formando estrellas a niveles tan prodigiosos”.