Nota de prensa

APEX Capta Primera Imagen Cercana de Fábricas de Estrellas en el Universo Lejano

21 de Marzo de 2010

Por primera vez los astrónomos han realizado mediciones directas del tamaño y resplandor de zonas de nacimiento estelar en una galaxia muy distante, gracias a un descubrimiento fortuito con el telescopio APEX. La galaxia es tan lejana, y su luz ha tardado tanto en llegar a nosotros, que la vemos como era hace 10 mil millones de años atrás. Un “lente gravitatorio” cósmico aumenta el tamaño de la galaxia y nos da un primer plano que de otro modo sería imposible. Este golpe de suerte revela la agitada y vigorosa formación estelar presente en las galaxias del Universo primordial, con estrellas naciendo cien veces más rápido de lo que se observa en galaxias más recientes. La investigación será publicada en el sitio web de la revista Nature.

Los astrónomos estaban observando un masivo cúmulo de galaxias [1] con el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) en longitudes de onda de luz submilimétricas, cuando más allá del cúmulo encontraron una nueva y asombrosamente luminosa galaxia muy lejana, la más brillante observada hasta ahora en ondas submilimétricas. Su luminosidad se debe a que los granos de polvo cósmico en la galaxia resplandecen después de ser calentados por la luz estelar. La nueva galaxia fue nombrada SMM J2135-0102.

“Quedamos asombrados al descubrir un objeto sorprendentemente brillante que no estaba en la posición esperada. Pronto nos dimos cuenta que era una galaxia anteriormente desconocida y más lejana que estaba siendo ampliada por el cúmulo de galaxias más cercano”, dice Carlos De Breuck de ESO, miembro del equipo de investigadores. De Breuck estuvo haciendo las observaciones con el telescopio de APEX, en el llano de Chajnantor, a una altura de 5.000 metros en la Cordillera de Los Andes en Chile.

La nueva galaxia SMM J2135-0102 es tan brillante debido al masivo cúmulo de galaxias que se encuentra delante de ella. La vasta masa de este cúmulo curva la luz de la galaxia más lejana, actuando como un lente gravitatorio [2]. Al igual que con un telescopio, esto amplía e ilumina nuestra visión de la galaxia. Gracias a la alineación fortuita entre el cúmulo y la galaxia lejana, esta última es enormemente ampliada por un factor de 32.

“La amplificación revela la galaxia en un detalle sin precedentes, aún considerando que está tan lejos que su luz tardó alrededor de 10 mil millones de años en alcanzarnos”, explica Mark Swinbank de la Universidad de Durham, autor principal de la publicación que da cuenta del descubrimiento. “A través de observaciones continuas con el radiotelescopio Submillimeter Array, hemos podido estudiar con gran precisión las nubes donde se forman las estrellas en la galaxia”.

La amplificación permitió que las nubes de formación estelar pudieran ser observadas en la galaxia a una escala de unos pocos cientos de años-luz, casi el tamaño de nubes gigantes en nuestra propia Vía Láctea. Para ver este nivel de detalle sin la ayuda de lentes gravitatorio serán necesarios futuros telescopios como ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), el que actualmente está en construcción en el mismo llano donde se encuentra APEX. En consecuencia, este afortunado descubrimiento ha dado a los astrónomos un anticipo preliminar único de la ciencia que será posible llevar a cabo en unos pocos años más.

Estas “fábricas de estrellas” son similares en tamaño a aquellas en la Vía Láctea, pero cien veces más luminosas, sugiriendo que la formación estelar en los tiempos primordiales de estas galaxias era un proceso mucho más vigoroso que el observado normalmente en galaxias que se encuentran más cercanas de nosotros en tiempo y espacio. En general, estas nubes se parecen mucho más a los núcleos más densos de las nubes de formación estelar en el Universo cercano.

“Estimamos que SMM J2135-0102 está produciendo estrellas a una tasa equivalente a 250 soles al año”, dice de Breuck. “La formación de estrellas en sus grandes nubes de polvo es distinta a la del Universo cercano, pero nuestras observaciones también sugieren que deberíamos poder utilizar fundamentos físicos similares a partir de los núcleos más densos en las galaxias cercanas para entender el nacimiento estelar en estas galaxias más lejanas”.

Notas

[1] Los cúmulos de galaxias son los objetos más masivos del Universo que se mantienen juntos gracias a la gravedad. Están compuestos por cientos de miles de galaxias, las que componen solo alrededor de una décima parte de su masa total. El volumen de su masa, que llega a un millón de mil millones [1015] de veces el tamaño del Sol, está compuesta de gas caliente y materia oscura. En este caso, el cúmulo observado recibe la designación MACS J2135-010217 (o MACS J213512.10-010258.5), y está a una distancia de alrededor de cuatro mil millones de años-luz.

[2] El lente gravitatorio es un efecto predicho por la teoría general de la relatividad de Albert Einstein en 1915. Debido a su masa gigantesca y su posición intermedia entre nosotros y galaxias muy lejanas, los cúmulos de galaxias actúan como lentes gravitatorios extremadamente eficientes, curvando la luz proveniente de galaxias ubicadas detrás de ellos. Dependiendo de la masa del cúmulo, se producen gran cantidad de efectos interesantes tales como la ampliación, las distorsiones de forma, arcos gigantes y múltiples imágenes de la misma fuente.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en una artículo, “Intensa formación estelar dentro de regiones compactas resueltas en una galaxia at z=2.3” (A. M. Swinbank y otros), que aparecerá hoy en el sitio web de Nature , y en la versión impresa del 1 de Abril de 2010.

El equipo de investigadores está compuesto por A.M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. Edge, y K. Coppin (Instituto de Cosmología Computacional, Universidad de Durham, Reino Unido), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell, y D. Wilner (Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Estados Unidos), A.I. Harris y L. Hainline (Departamento de Astronomía, Universidad de Maryland, Estados Unidos), A.J. Baker (Departamento de Física y Astronomía, Rutgers, Universidad de Nueva Jersey, Estado Unidos), C. De Breuck, A. Lundgren y G. Siringo (ESO), R. J. Ivison (UKATC y Observatorio Real de Edimburgo, Reino Unido), P. Cox, M. Krips y R. Neri (Instituto de Radio Astronomía Milimétrica, Francia), B. Siana (Instituto de Tecnología de California, Estados Unidos), D. Stark (Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge, Reino Unido), y J.D. Younger (Instituto de Estudios Avanzados, Estados Unidos).

APEX (Atacama Pathfinder Experiment) es un telescopio de 12 metros ubicado a 5.100 metros de altura en el árido Llano de Chajnantor, en la Cordillera de los Andes en Chile. APEX opera a longitudes de onda milimétrica y submilimétricas. Este rango de longitudes de onda es una frontera relativamente inexplorada en la astronomía y requiere detectores avanzados y un sitio de observación extremadamente alto y seco como Chajnantor. APEX, el mayor telescopio de longitud de onda submilimétrica que opera en el hemisferio sur, es una colaboración entre el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), el Observatorio Espacial Onsala (OSO), y ESO. Las operaciones de APEX en Chajnantor están a cargo de ESO. APEX es un “pionero” para ALMA, está basado en un antena prototipo construida para el proyecto ALMA y encontrará varios objetivos que luego ALMA será capaz de estudiar en gran detalle.

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está actualmente planificando un European Extremely Large Telescope, el E-ELT, telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo hacia el cielo”.

Enlaces

• Trabajo de investigación (preimpreso)
• Más información sobre APEX

Contactos

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Teléfono: +44 191 334 3786
Correo electrónico: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Teléfono: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
Correo electrónico: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Teléfono: +49 89 3200 6759
Correo electrónico: dpiercep@eso.org

Francisco Rodríguez (Contacto para medios de comunicación en Chile)
Red de Difusión Científica de ESO y European Southern Observatory
Teléfono: +56-2-463-3151
Correo electrónico: eson-chile@eso.org

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1012.