Un grupo de las galaxias recién descubiertas por la técnica de Lyman-break. Crédito de imagen: Astronomía y Astrofísica. Click para agrandar
Un equipo internacional de astrónomos ha realizado uno de los estudios más detallados de las galaxias más distantes. Estas galaxias están tan lejos, las vemos como se veían cuando el Universo tenía menos de la mitad de su edad actual. Una de las grandes sorpresas de esta encuesta; sin embargo, es cuánto coinciden estas galaxias jóvenes con las estructuras que vemos en el Universo actual. Esto significa que las galaxias probablemente evolucionaron a través de colisiones y fusiones mucho antes de lo que se creía anteriormente.
Un equipo de astrónomos de Francia, Estados Unidos, Japón y Corea, dirigido por Denis Burgarella, descubrió recientemente nuevas galaxias en el Universo Temprano. Se han detectado por primera vez tanto en las longitudes de onda cercanas al UV como en el infrarrojo lejano. Sus hallazgos serán reportados en un próximo número de Astronomy & Astrophysics. Este descubrimiento es un nuevo paso para comprender cómo evolucionan las galaxias.
El astrónomo Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francia) y sus colegas de Francia, Estados Unidos, Japón y Corea, han anunciado recientemente su descubrimiento de nuevas galaxias en el Universo Temprano, tanto por primera vez. en las longitudes de onda cercanas a los rayos UV y en el infrarrojo lejano. Este descubrimiento lleva a la primera investigación exhaustiva de las primeras galaxias. El descubrimiento se informará en un próximo número de Astronomy & Astrophysics.
El conocimiento de las primeras galaxias ha progresado mucho en los últimos diez años. Desde finales de 1995, los astrónomos han estado utilizando una nueva técnica, conocida como la "técnica de Lyman-break". Esta técnica permite detectar galaxias muy distantes. Se ven como eran cuando el Universo era mucho más joven, lo que proporciona pistas sobre cómo se formaron y evolucionaron las galaxias. La técnica de ruptura de Lyman ha movido la frontera de los estudios de galaxias distantes más hacia el desplazamiento al rojo z = 6-7 (es decir, aproximadamente el 5% de la edad actual del Universo). En astronomía, el desplazamiento al rojo denota el desplazamiento de una onda de luz desde una galaxia que se aleja de la Tierra. La onda de luz se desplaza hacia longitudes de onda más largas, es decir, hacia el extremo rojo del espectro. Cuanto más alto es el desplazamiento al rojo de una galaxia, más lejos está de nosotros.
La técnica de Lyman-break se basa en la característica "desaparición" de galaxias distantes observada en las longitudes de onda ultravioleta lejanas. Como la luz de una galaxia distante es casi completamente absorbida por el hidrógeno a 0.912 nm (debido a las líneas de absorción de hidrógeno, descubiertas por el físico Theodore Lyman), la galaxia "desaparece" en el filtro ultravioleta lejano. La figura 2 ilustra la? Desaparición? de la galaxia en el filtro ultravioleta lejano. La discontinuidad de Lyman debería ocurrir teóricamente a 0.912 nm. Los fotones a longitudes de onda más cortas son absorbidos por el hidrógeno alrededor de las estrellas o dentro de las galaxias observadas. Para las galaxias de alto desplazamiento al rojo, la discontinuidad de Lyman se desplaza al rojo para que ocurra a una longitud de onda más larga y pueda observarse desde la Tierra. A partir de observaciones terrestres, los astrónomos pueden detectar galaxias con un rango de desplazamiento al rojo de z ~ 3 a z ~ 6. Sin embargo, una vez detectado, sigue siendo muy difícil obtener información adicional sobre estas galaxias porque son muy débiles.
Por primera vez, Denis Burgarella y su equipo han podido detectar galaxias menos distantes a través de la técnica de Lyman-break. El equipo recolectó datos de varios orígenes: datos UV del satélite GALEX de la NASA, datos infrarrojos del satélite SPITZER y datos en el rango visible en los telescopios ESO. A partir de estos datos, seleccionaron unas 300 galaxias que muestran una desaparición muy lejana de los rayos UV. Estas galaxias tienen un desplazamiento al rojo que oscila entre 0.9 y 1.3, es decir, se observan en un momento en que el Universo tenía menos de la mitad de su edad actual. Esta es la primera vez que se descubre una gran muestra de Galaxias de Lyman Break en z ~ 1. Como estas galaxias están menos distantes que las muestras observadas hasta ahora, también son más brillantes y fáciles de estudiar en todas las longitudes de onda, lo que permite realizar un análisis profundo de UV a infrarrojo.
Las observaciones previas de galaxias distantes han llevado al descubrimiento de dos clases de galaxias, una de las cuales incluye galaxias que emiten luz en los rangos de longitud de onda visible y casi UV. El otro tipo de galaxia emite luz en los rangos infrarrojo (IR) y submilimétrico. Las galaxias UV no se observaron en el rango infrarrojo, mientras que las galaxias IR no se observaron en el UV. Por lo tanto, fue difícil explicar cómo tales galaxias podrían evolucionar en galaxias actuales que emiten luz en todas las longitudes de onda. Con su trabajo, Denis Burgarella y sus colegas han dado un paso para resolver este problema. Al observar su nueva muestra de galaxias z ~ 1, descubrieron que alrededor del 40% de estas galaxias también emiten luz en el rango infrarrojo. Esta es la primera vez que se observa un número significativo de galaxias distantes en los rangos de longitud de onda UV e IR, incorporando las propiedades de ambos tipos principales.
A partir de sus observaciones de esta muestra, el equipo también infirió información diversa sobre estas galaxias. La combinación de mediciones de rayos UV e infrarrojos hace posible determinar la tasa de formación de estrellas en estas galaxias distantes por primera vez. Las estrellas se forman allí de manera muy activa, a un ritmo de unos cientos a mil estrellas por año (solo unas pocas estrellas se forman actualmente en nuestra Galaxia cada año). El equipo también estudió su morfología y demostró que la mayoría de ellos son galaxias espirales. Hasta ahora, se creía que las galaxias distantes eran principalmente galaxias interactuando, con formas irregulares y complejas. Denis Burgarella y sus colegas ahora han demostrado que las galaxias en su muestra, vistas cuando el Universo tenía aproximadamente el 40% de su edad actual, tienen formas regulares, similares a las galaxias actuales como la nuestra. Aportan un nuevo elemento a nuestra comprensión de la evolución de las galaxias.
Fuente original: Comunicado de prensa de astronomía y astrofísica
