Larga muestra de galaxias muy distantes

Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble de seis espectaculares cúmulos galácticos actuando como lentes gravitacionales permiten hallar la muestra más grande de galaxias muy distantes vistas a la fecha: diez prometedoras candidatas que se piensa que yacen a una distancia de 13 mil millones de años luz!!!

Al usar la ampliación gravitacional que proporcionan seis masivos cúmulos de galaxias, Hubble proveyó a las científicos con la muestra más grande de galaxias muy distantes vistas hasta hoy.
Algunas de los objetos amplificados son más débiles que los más difusos vistos por el legendario Campo Ultra Profundo del Hubble (Hubble Ultra Deep Field), que es usualmente considerado la imagen más profunda del Universo.

Al combinar observaciones visibles y del cercano infrarrojo con la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) y la cámara del cercano infrarrojo (NICMOS), los científicos buscaron por galaxias que son sólo visibles en luz del infrarrojo cercano. Descubrieron 10 candidatas con un corrimiento al rojo de 7.5, lo que significa que la luz recolectada fue emitida por las estrellas cuando el Universo era aún muy joven, tan sólo 700 millones de años de edad.

"Estas candidatas podrían explicar uno de los mayores problemas de la astronomía actual. Sabemos que el Universo fue reionizado en los primeros 600 millones de años luego del Big Bang, pero no sabemos si la energía provino de un número menor de grandes galaxias o una mayor población de pequeñas", dice Johan Richard, del Caltech. El relativamente alto número de galaxias con corrimiento al rojo de 7.5, según afirma esta investigación, sugiere que la mayoría de la energía de reionización fue producida por tenues y abundantes galaxias en vez de unas pocas grandes.


La imagen cental muestra Abell 2218, un rico cúmulo de galaxias compuesto de miles de galaxias individuales. Yace a 2.1 mil millones de años luz de la Tierra (Corrimiento al rojo 0.17) en la constelación Draco. Al ser usado como lente gravitacional, permitió espiar el Universo profundo, magnificando las galaxias más lejanas y distorcionándolas en arcos.
Varios arcos en la imagen pueden ser estudiados en detalle. Las imágenes a la izquierda muestran la vista de una galaxia con un corrimiento al rojo aproximado de 7.5 con la ayuda de los lentes gravitacionales. La galaxia no puede ser vista en la imagen superior, que fue tomada en el rango visual por la ACS. En la imagen del medio, tomada en el cercano infrarrojo por ACS, la galaxia se vuelve apenas visible en la región marcada con un círculo. Finalmente la galaxia se vuelve totalmente visible en la imagen inferior, tomada por NICMOs en el infrarrojo.
La galaxia es visible en la región del cercano infrarrojo del espectro electromagnético en vez de en la parte visible porque durante 13 mil millones de años que la luz tardó en viajar a la Tierra, el Universo se expandió lo suficiente para ensanchar la longitud de onda del visible al cercano infrarrojo.

"El desafío para los astrónomos es que las galaxias más allá de 13 millones de años luz (un corrimiento al rojo mayor que 7) son excesivamente difusas y son sólo visibles en el infrarrojo cercano - justo en el límite de lo que Hubble puede observar", explicó Jean-Paul Kneib del Laboratorio de astrofísica de Marsella. Este nuevo resultado fue sólo posible con la asistencia cósmica de los lentes gravitacionales que magnificaron la luz de galaxias distantes lo suficiente para que Hubble las detecte. Una firme confirmación de su distancia está más allá de las capacidades del telescopio de 10m Keck y debe esperar poderosos telescopios futuros.

Confirmados en 1979, los lentes gravitacionales fueron predichos por Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad. De acuerdo a la teoría, la curvatura de la luz se debe a la presencia de materia en el Universo que causa que la fábrica del espacio-tiempo se combe y curve.

Los lentes gravitacionales son el resultado de esta curvatura del espacio-tiempo y se detectan principalmente alrededor de cúmulos de galaxias muy masivos. Debido al efecto gravitacional de la materia observable del cúmulo y la oculta materia oscura, la luz es curvada alrededor del cúmulo. Esta curvatura de la luz permite a los cúmulos en ciertos lugares actuar como un telescopio natural que impulsa la luz de los difusos objetos más lejanos. Son la gran lupa del cosmos.

Cuando los telescopios de suelo fallan en detectar objetos tan difusos y distantes debido a los efectos de la atmósfera de la Tierra, la combinación del uso del Telescopio Espacial Hubble y la magnificación gravitacional de estos lentes provee a los astrónomos de un panorama de estos elusivos objetos.

Esta técnica se ha usado numerosas veces por Hubble y ayudó a los astrónomos a encontrar y estudiar muchas de las más distantes galaxias conocidas.