17 de abril de 2013
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano. ALMA es tan potente que, en solo unas horas, ha podido observar estas galaxias tantas veces como lo han hecho todos los telescopios de su tipo del mundo entero durante un periodo de más de una década.
El estallido de nacimientos estelares más fértil del universo temprano tuvo lugar en galaxias distantes que contenían gran cantidad de polvo cósmico. Estas galaxias tienen una importancia clave para nuestro conocimiento de la formación y evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo, pero el polvo las oscurece y hace difícil su identificación con telescopios de luz visible. Para lograrlo, los astrónomos deben utilizar telescopios que observen la luz en longitudes de onda más largas, en torno a un milímetro, como hace ALMA.
“Los astrónomos han esperado este tipo de datos durante una década. ALMA es tan potente que ha revolucionado la forma en que observamos esas galaxias, incluso cuando el conjunto del telescopio aún no había terminado de completarse, como fue el caso de estas observaciones”, afirma Jacqueline Hodge (Instituto Max-Planck de Astronomía, Alemania) autora principal del artículo que presenta los resultados de ALMA.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) operado por ESO. APEX llevó a cabo un sondeo de una parte del cielo del tamaño de la Luna llena [1], y detectó 126 galaxias de este tipo. Pero, en sus imágenes, cada estallido de formación estelar aparecía como una mancha más o menos difusa, tan amplia que cubría más de una galaxia (lo cual podía comprobarse estudiando imágenes más precisas tomadas en otras longitudes de onda). Al no saber exactamente cuál de esas galaxias estaba formando estrellas, los astrónomos veían obstaculizados sus estudios sobre formación estelar en el universo temprano.
Localizar las galaxias correctas requiere de observaciones más precisas, y esas observaciones más precisas requieren, a su vez, de telescopios más grandes. Mientras que APEX cuenta con una única antena de 12 metros de diámetro, telescopios como ALMA usan numerosas antenas como la de APEX distribuidas en amplias superficies. Las señales de las antenas se combinan entre sí y se obtiene la información como si proviniera de un único telescopio gigantesco, tan ancho como todo el conjunto de antenas.
El equipo utilizó ALMA para observar las galaxias del mapa obtenido por APEX durante la primera fase de observaciones científicas de ALMA, con el conjunto aún en fase de construcción. Utilizando menos de una cuarta parte del conjunto final de 66 antenas, distribuidas en distancias que superaban los 125 metros, ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor. Si lo comparamos con otros telescopios de su tipo, ALMA es tan sensible que, en unas pocas horas, logró duplicar el total de observaciones realizadas por este tipo de telescopios.
El equipo no solo pudo identificar inequívocamente qué galaxias tenían regiones activas de formación estelar, sino que, en más de la mitad de los casos, descubrieron que numerosas galaxias con formación estelar habían sido confundidas con una sola en observaciones previas. La precisa visión de ALMA les permitió distinguir y separar estas galaxias.
“Antes pensábamos que las más brillantes de estas galaxias formaban estrellas con una intensidad miles de veces mayor que la de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, corriendo el riesgo de autodestruirse. Las imágenes de ALMA revelan múltiples galaxias, más pequeñas, formando estrellas en tasas más razonables”, afirma Alexander Karim (Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo y autor principal de un artículo paralelo a este trabajo.
Los resultados conforman el primer catálogo estadístico fiable de galaxias polvorientas de formación estelar en el universe temprano, y proporcionan una base vital para futuras investigaciones de las propiedades de estas galaxias en diferentes longitudes de onda, sin riesgo de malas interpretaciones debido a que varias galaxias puedan aparecer como una sola.
Pese a la precisa visión de ALMA y a su sensibilidad sin competencia, los telescopios como APEX aún tienen una importante misión. “APEX puede cubrir un área muy amplia del cielo más rápido que ALMA, por lo que resulta ideal para descubrir estas galaxias. Una vez que sabemos dónde mirar, podemos usar ALMA para ubicarlas con exactitud”, concluye Ian Smail (Universidad de Durham, Reino Unido), coautor del nuevo artículo.
Notas
[1] Las observaciones se llevaron a cabo en una región del cielo situada en la constelación austral de Fornax (El Horno) llamada el Campo Profundo Sur de Chandra. Ha sido estudiado en profundidad por numerosos telescopios tanto en tierra como en el espacio. Las nuevas observaciones de ALMA amplían las observaciones profundas y de alta resolución de esta región en la parte milimétrica/submilimétrica del espectro y complementan las observaciones anteriores.
Información adicional
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El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
Enlaces
Artículo científico
Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1318.
Imágenes
ALMA localiza galaxias tempranas
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
Esta imagen muestra acercamientos de una selección de esas galaxias. Las observaciones de ALMA, en rangos submilimétricos, se muestran en naranja/rojo y dejan ver una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center Imagen eso1318a
ALMA localiza galaxias tempranas
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Esta imagen muestra seis de las galaxias captadas en las nuevas y precisas observaciones de ALMA (en color rojo). Los grandes círculos rojos indican las regiones en las que las galaxias fueron detectadas por APEX. Este telescopio, más antiguo, no era lo suficientemente preciso para localizar e identificar estas galaxias, y en cada círculo aparecen numerosos candidatos. Las observaciones de ALMA, en el rango submilimétrico, se muestran sobre una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer (en azul).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center Imagen eso1318b
La posición del programa de observaciones de campo profundo de Chandra “Extended Chandra Deep Field South”, en la Constelación del Horno (Fornax)
El círculo rojo en esta gráfica muestra la posición del Extended Chandra Deep Field South, en la constelación austral de Fornax (El Horno).
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope Imagen eso1318c
ALMA localiza galaxias tempranas
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Esta imagen muestra una selección de las galaxias captadas en las nuevas y precisas observaciones de ALMA (en rojo). Las observaciones de ALMA, en el rango submilimétrico, se muestran sobre una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer (en azul).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center Imagen eso1318d
Videos
Acercándonos a galaxias con formación estelar en el universo temprano vistas por ALMA
Esta secuencia de vídeo comienza con una amplia visión del cielo, incluyendo la famosa constelación de Orión (El Cazador). Gradualmente nos acercamos a una zona del cielo llamada Chandra Deep Field South, que ha sido estudiada por muchos telescopios desde tierra y desde el espacio.
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Al final de esta secuencia, primero aparece la difusa detección de galaxias hecha por APEX, seguida de la imagen, mucho más nítida, de ALMA, que localiza las galaxias en emisión de forma mucho más precisa. Las observaciones de ALMA y APEX, en el rango submilimétrico, se muestran sobre una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer (en azul).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center, Digitized Sky Survey 2, and A. Fujii.Video eso1318a
Comparando imágenes de galaxias con formación estelar en el universo temprano tomadas por APEX y ALMA
Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Este vídeo se acerca a algunas de las galaxias. Las grandes manchas rojas son las observaciones anteriores, llevadas a cabo por APEX, y las más nítidas son de ALMA. Mientras que las imágenes de APEX no eran lo suficientemente precisas como para identificar las galaxias en emisión de manera inequívoca, en las imágenes de ALMA, más nítidas, podemos localizan las galaxias con mucha más precisión. Las observaciones de ALMA y APEX, en el rango submilimétrico, se muestran sobre una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer (en azul).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center Video eso1318b
