Herschel detecta cinco galaxias lejanas

Un equipo internacional de astrónomos entre ellos varios investigadores franceses ha medido la distancia exacta a cinco galaxias muy remotas, utilizando Herschel de la ESA Space Observatory y las observaciones basadas en tierra en las que participan el IRAM (Instituto de Radio Astronomía en longitudes de onda milimétricas) interferómetro (1). Los investigadores han demostrado que la luz de estas galaxias debe haber viajado por alrededor de diez millones de años antes de llegar a nosotros. Para obtener estos resultados, se desarrolló por primera vez un nuevo método que, por primera vez en longitudes de onda submilimétricas (2), hecho uso de un fenómeno conocido como lente gravitatoria, una especie de lente de zoom cósmico que puede ser detectado por Herschel.Esta rápida evolución de las galaxias distantes, que hasta ahora han sido difíciles de observar, son una de las claves para una mejor comprensión de la historia de las galaxias en nuestro universo. Estos hallazgos se publican en la edición 05 de noviembre 2010 de la revista Science.

Albert Einstein predijo el fenómeno de lente gravitacional: cuando la luz viaja cerca de un objeto muy masivo como una galaxia, su trayectoria se curva. Si una galaxia se encuentra entre la Tierra y la galaxia muy distante de ser observado, y si están perfectamente alineadas, la luz del objeto más distante por lo tanto, se magnifican. Este efecto de lente gravitacional se comporta como una lente de zoom cósmico, y hace que sea posible observar galaxias extremadamente distantes que emitieron su luz cuando el Universo tenía sólo el 10 y el 20% de su edad actual.

La colaboración internacional liderado por Mattia Negrello (The Open University, Reino Unido) consiste en 89 otros astrónomos, siete de los cuales trabajan en los laboratorios franceses (3) respaldado por el CNES. Se utilizó el SPIRE y PACS cámaras panorámicas que equipo Herschel, cuya instrumentación fue desarrollada en gran parte en el CEA y laboratorios del CNRS.Por primera vez, los investigadores pudieron observar grandes regiones del cielo en longitudes de onda submilimétricas, que les permitieron detectar posibles lentes gravitacionales.

«El descubrimiento de las lentes gravitacionales permite observar galaxias extremadamente distantes, lo cual sería difícil de ver sin el fenómeno de la ampliación de la luz», explica Denis Burgarella, un astrónomo en el Laboratorio de Astrofísica de Marsella y uno de los franceses co-autores de la estudio. «Estas galaxias son a menudo la sede de la formación de repente, la estrella de intensa, lo que es importante tener en cuenta a fin de comprender las diferentes etapas de evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo».

Cada imagen del Herschel-ATLAS (4) proyecto contiene decenas de miles de galaxias. La mayoría de ellos están tan distantes que su luz ha tardado miles de millones de años en alcanzarnos.Sobre la base de los primeros resultados de esta encuesta panorámica (1/30th de la superficie total que han sido cubiertos por el momento el proyecto llega a su fin), la comunidad internacional H-ATLAS equipo se centró en cinco objetos excepcionalmente brillantes, que son Las lentes gravitacionales.Mediante el examen de sus respectivas posiciones con grandes telescopios terrestres ópticos, los astrónomos descubrieron que las galaxias de un tipo que normalmente no debe ser brillante en las longitudes de onda observadas por Herschel. Por tanto, es muy probable que estas galaxias moderadamente distantes, se ve en la luz visible, eran en realidad las lentes gravitacionales de aumento de la luz que viene de lejos las galaxias más distantes observadas por Herschel en las longitudes de onda submilimétricas. Los astrónomos utilizaron los mejores telescopios basados ​​en tierra, lo que les permitió no sólo para detectar galaxias en primer plano, sino también para demostrar que había hecho dos galaxias perfectamente alineados, a diferentes distancias, a lo largo de cada línea de la vista. La distancia de cada una de estas galaxias se midió utilizando el desplazamiento espectral hacia sub-milimétricas (5) de una línea emitida por la molécula de monóxido de carbono, que es un marcador de tales galaxias. «El interferómetro IRAM desempeñado un papel importante en estas medidas, demostrando que la luz de estos objetos debe de haber viajado durante alrededor de diez millones de años antes de llegar a nosotros», señala Pierre Cox, director de IRAM y co-autor del estudio. Su alta sensibilidad y resolución angular, así como las recientes mejoras en la instrumentación, en caso de que sea posible medir con precisión la distancia a los objetos a distancia, investigar las propiedades de las nubes densas de la materia en la que las estrellas se forman (mediante la observación de las emisiones de polvo y molecular gases de efecto), y estudiar tanto la morfología y la dinámica de estas galaxias en los tramos más lejanos del Universo.

«Cuando los resultados de Herschel han sido completamente explotados con estos lentes de zoom cósmicos, los astrónomos serán capaces de estudiar las galaxias en el Universo temprano, con la misma riqueza de detalles como lo hacen ahora de las galaxias cercanas», predice Alain Omont, co-autor que trabaja en el Instituto de Astrofísica de París. Las lentes se encuentran por Herschel serán objetos clave para el ALMA muy grande Milimétrico / submilimétrico de serie, actualmente en construcción en Chile. El estudio de las galaxias en primer plano que forman los cristales también es muy prometedor, ya que es sus halos de materia oscura que dominan el efecto de lente.«Las estadísticas de los resultados acumulados durante cientos de halos que aportar nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la aún misteriosa materia oscura», Negrello señala.

 

Vue artista Herschel 1


© Herschel / ESA

Impresión artística del Observatorio Espacial Herschel.


 

 

interferometre IRAM Herschel 2


© IRAM

Vista de el interferómetro IRAM utilizado para este trabajo


 

 

Herschel3


© Herschel – ESA

Imagen del primer parche de cielo observado como parte de la encuesta de Herschel-ATLAS.Situado en la constelación Hydra, este pedazo de cielo se extiende a lo largo de 4 grados, lo que equivale a 8 veces el diámetro de la Luna llena. La mayoría de los cerca de 6 000 galaxias visibles en esta imagen son tan remoto a distancias que corresponden a una época cuando el Universo tenía sólo unos pocos millones de años-en el que aparecen como puntos únicos. La imagen muestra alrededor de una trigésima parte de la superficie total que será observado por Herschel-ATLAS, en el que los astrónomos esperan encontrar alrededor de 250 000 galaxias. Las estructuras tenues ejecutan a través de la imagen son nubes de polvo difuso en nuestra propia galaxia. Los cinco galaxias discutidos en el artículo de M. Negrello et al. se identifican en esta imagen.


 

 

Herschel 4


© Keck, SMA

Una de las más brillantes fuentes de luz en la imagen de Herschel-ATLAS (llamado ID81) resulta ser un ejemplo de una lente gravitacional. En el primer plano en color, la imagen de un fenómeno de lente gravitacional que muestra la galaxia en primer plano en el centro y arcos a su alrededor, que son imágenes de la galaxia situada detrás de él. Por encima y por detrás, la imagen de la lente gravitacional tomadas con el telescopio Keck en Hawai, y se superponen (en rojo), las curvas que representan la galaxia muy lejana detectada por el equipo sub-milimétrico de los telescopios de radio (también en Hawaii), visto como lo fue cuando el Universo tenía sólo dos mil millones de años.


Para saber más: 

– Herschel Francia Página web: http://www.herschel.fr
– web de la ESA Herschel:https://www.elenciclopedista.com.ar/herschel-detecta-cinco-galaxias-lejanas/?xurl=http%3A%2F%2Fwww.esa.int%2FSPECIALS%2FHerschel%2Findex.html6

Notas:

1) IRAM fue fundado por el CNRS (Francia) y el Max-Planck-Gesellschaft (Alemania), que posteriormente se sumaron el Instituto Geográfico Nacional (España). Se compone de un radiotelescopio de 30 metros en el Pico Veleta (España) y un interferómetro de seis a 15 m de diámetro antenas en el Plateau de Bure (Francia). 
2) Las longitudes de onda de 60 a 500 micras. 
3) Instituto de Astrofísica de París, (CNRS / UPMC), Instituto de Astrofísica Espacial (CNRS / Université Paris-Sud 11), Instituto de Radioastronomía Milimétrica (CNRS / MPG / IGN), Laboratorio de Astrofísica de Marsella (CNRS / Université de Provence); Laboratorio «Astrofísica, la instrumentación muestra de modelos y otros» (CEA-IRFU / CNRS / Université Paris Diderot). 
4) Herschel ATLAS (Encuesta de Astrofísica Terahertz grande de área) es el más grande «tiempo abierto» proyecto clave que se llevará a cabo en el Observatorio Espacial Herschel . El año pasado recibió 600 horas de tiempo de observación para estudiar 550 grados cuadrados del cielo en cinco bandas (110, 170, 250, 350 y 500 micrómetros). Se espera para la detección de alrededor de 250 000 galaxias, que comparten más o menos a partes iguales entre el universo cercano, y los inicios del universo muy lejano. Está dirigido por S. Eales (Universidad de Cardiff) y L. Dunne (Universidad de Nottingham). 
5) Este fenómeno es análogo al cambio a longitudes de onda más rojas (corrimiento hacia el rojo) en la parte visible del espectro.

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