Astroseti.org

El Telescopio Muy Grande de ESO encuentra una gran población galáctica en los principios del cosmos.

Uno de los mayores objetivos de la cosmología observacional es rastrear la forma en que se formaron y evolucionaron las galaxias y compararla con las predicciones de los modelos teóricos. Por lo tanto, resulta esencial conocer tan precisamente como sea posible cuántas galaxias había en el universo en diferentes épocas.

Esto es más fácil de decir que de hacer. De hecho, si bien el conteo de galaxias en imágenes astronómicas profundas es relativamente simple, la medición de su distancia (y por lo tanto la época en la historia del universo en que las vemos) (1) es mucho más difícil. Requiere la captura de un espectro de la galaxia y la medición de su corrimiento al rojo (2).

Sin embargo, en el caso de las galaxias menos luminosas (las que probablemente sean las más lejanas y por lo tanto las más antiguas) se requiere una gran cantidad de tiempo de observación en los telescopios más grandes. Hasta ahora, los astrónomos habían tenido entonces que seleccionar cuidadosamente las galaxias candidatas a tener los mayores corrimientos al rojo, a los efectos de minimizar el tiempo necesario para la medición de distancias. Pero parecería que los científicos fueron demasiado cuidadosos al hacerlo, obteniendo así una visión equivocada sobre la población de galaxias.

ESO PR Foto 29a/05: Nueva población de galaxias distantes.Esta imagen muestra un pequeño trozo del cielo inspeccionado por el equipo WDS. Esta composición en color basada en observaciones realizadas con Megacam en el CFHT indica unas pocas de las galaxias halladas recientemente (encerradas en círculos), según los datos de VIMOS/VLT.Crédito: LAM-OAMP/CFHT.

Sería mejor observar “simplemente” en una porción dada del cielo todas las galaxias más brillantes de un límite establecido. Pero mirar a un objeto a la vez haría que tal estudio fuera imposible.

Para enfrentar el desafío, un equipo de científicos franceses e italianos (3) utilizó el telescopio más grande posible con un instrumento muy sensible y altamente especializado que es capaz de observar simultáneamente un gran número de objetos (poco luminosos) en el universo remoto.

Los astrónomos hicieron uso del Espectrógrafo Visible Multi-Objeto (VIMOS = VIsible Multi-Object Spectrograph) en Melipal, uno de los telescopios de 8,2 metros del conjunto Telescopio Muy Grande (VTL = Very Large Telescope) de ESO. VIMOS puede observar el espectro de unas 1 000 galaxias en una única exposición, de la cual pueden obtenerse sus corrimientos hacia el rojo (y, por lo tanto, sus distancias). La posibilidad de observar dos galaxias a la vez sería el equivalente de utilizar dos Unidades de Telescopios VTL simultáneamente; por su lado VIMOS multiplica la eficiencia del VLT en cientos de veces.

Esto hace posible completar en unas pocas horas observaciones que hace unos pocos años hubieran tomado meses. Con capacidades hasta 10 veces más productivas que instrumentos competidores, VIMOS ofrece la posibilidad, por primera vez, el llevar a cabo un censo no tendencioso del universo distante.

Utilizando la alta eficiencia del instrumento VIMOS, el equipo de astrónomos se embarcó en la Inspección Profunda VIMOS VLT (VVDS = VIMOS VLT Deep Survey) cuyo objetivo es medir, en algunas porciones seleccionadas del cielo, el corrimiento al rojo de todas las galaxias con luminosidad superior a la magnitud 24 en el rojo, es decir, las galaxias que son hasta 16 millones de veces menos luminosas que lo que puede verse a simple vista.

En una muestra total de unas 8 000 galaxias seleccionadas únicamente sobre la base de su luminosidad observada en la luz roja, se descubrieron casi 1 000 galaxias brillantes con vigorosa formación estelar en una época que va desde 1 500 a 4 500 millones de años después del Big Bang (un corrimiento al rojo de entre 1,5 y 5).

ESO PR Foto 29b/05: Espectro promedio de galaxias distantes.Aquí vemos el espectro promedio de las galaxias VVDS en tres corrimientos hacia el rojo, es decir distancias o edades, que van desde 1,4 a 2,5, 2,5 a 3,5, y 3,5 a 5. Los rasgos espectrales principales que se esperaban en esas longitudes de onda son claramente visibles en todos los espectros.

“Para nuestra sorpresa”, dice Olivier Le Fèvre, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella (Francia) y co-líder del proyecto VVDS, “ésto es de dos a seis veces más que lo que había sido descubierto en trabajos anteriores. Estas galaxias no habían sido vistas porque las inspecciones anteriores habían seleccionado objetos en una forma mucho más restrictiva que nosotros. Y procedieron así para acomodar la mucho menor eficiencia que tenía la previa generación de instrumentos”.

Mientras que las observaciones y los modelos habían indicado consistentemente que el universo no había formado todavía muchas estrellas en los primeros mil millones de años de tiempo cósmico, el descubrimiento de los científicos propone un cambio significativo de esta visión.

Combinando los espectros de todas las galaxias en un corrimiento al rojo dado (es decir, correspondiente a la misma época), los astrónomos pudieron estimar la cantidad de estrellas formadas en esas galaxias. Descubrieron que las galaxias del universo joven convirtieron en estrellas una masa equivalente a entre 10 a 100 masas solares cada año.

“Este descubrimiento implica que las galaxias formaron más estrellas en la vida temprana del universo que lo que se pensaba previamente”, explica Gianpaolo Vettolani, el otro co-líder del proyecto VVDS y que trabaja en el INAF-IRA en Bolonia (Italia). “Estas observaciones demandarán un profundo re-examen de nuestras teorías sobre la formación y evolución de galaxias en un universo cambiante”.

Más información:
Estos resultados son publicacos en el número del 22 de setiembre de 2005 de la revista Nature (Le Fèvre et al., "A large population of galaxies 9 to 12 billion years back in the life of the Universe").

NOTAS:

1).- Los astrónomos pueden “mirar hacia atrás en el tiempo” al estudiar objetos remotos; cuanto mayor sea su distancia, más tiempo habrá estado viajando hacia nosotros la luz que ahora observamos, y por lo tanto mayor será la correspondiente “mirada atrás en el tiempo”.

2).- En astronomía, el corrimiento hacia el rojo denota la fracción por la cual las líneas en el espectro de un objeto son desplazadas hacia longitudes de onda más larga. El corrimiento al rojo observado en una galaxia distante proporciona una estimación directa de la velocidad aparente de recesión causada por la expansión universal. Como la proporción de expansión crece con la distancia, la velocidad misma es una función (la relación Hubble) de la distancia al objeto.

3).- El equipo de investigadores franceses e italianos es liderado por Olivier Le Fèvre, director del Laboratorio de Astrofísica de Marsella (LAM = Laboratoire d'Astrophysique de Marseille) en Francia y por Gianpaolo Vettolani (INAF-IRA, Bolonia) en Italia. Ha tenido éxito en el estudio de las galaxias desde su temprana formación en el universo hasta la época presente combinando investigación fundamental con la construcción de instrumentos especializados capacitados específicamente para esta tarea. El instrumento VIMOS ha sido diseñado utilizando la experiencia de este equipo en la construcción de instrumentos, y fue fabricado por un consorcio franco-italiano financiado por ESO, CNRS y la región Provence-Alpes Côte d’Azur en Francia, y por CNR, INAF y el Ministerio de Educación en Italia.

VLT (Very Large Telescope) de ESO en Paranal, Chile.Crédito: ESO / Paranal

Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

---

Web Site: ESO Press Release 24/05
Artículo: “A Cosmic Baby-Boom”
Fecha:Setiembre 22 , 2005

---