Nota de prensa

El cúmulo de galaxias maduro más distante

— Joven, pero sorprendentemente evolucionado

9 de Marzo de 2011

Astrónomos utilizaron una serie de telescopios desde la Tierra y el espacio, incluyendo el Very Large Telescope de ESO en el Observatorio Paranal en Chile, para descubrir y medir la distancia del cúmulo de galaxias maduro más remoto encontrado hasta ahora. Debido a su distancia, este cúmulo es observado tal y como era cuando el Universo tenía menos de un cuarto de su edad. No obstante, su parecido con los cúmulos de galaxias maduros que se encuentran en el Universo actual es sorprendente.

“Hemos medido la distancia hasta el cúmulo de galaxias maduro más distante encontrado hasta ahora”, dice el autor principal del estudio que utilizó observaciones realizadas con el VLT de ESO, Raphael Gobat (CEA, París). “Lo sorprendente es que cuando miramos de cerca este cúmulo de galaxias no parece joven – muchas de estas galaxias se han asentado y no se asemejan a las típicas galaxias con formación estelar que se ven en el Universo primitivo”.

Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes en el Universo que se sostienen gracias a su propia gravedad. Los astrónomos suponen que estos cúmulos crecen a través del tiempo, de ahí que los cúmulos masivos sean tan raros en el Universo primordial. Sin bien se han podido observar cúmulos de galaxias incluso más lejanos que éste, parecen ser cúmulos jóvenes en proceso de formación y no sistemas maduros asentados.

Un equipo internacional de astrónomos utilizó los poderosos instrumentos VIMOS y FORS2 del Very Large Telescope (VLT) de ESO, en la Región de Antofagasta en Chile, para medir la distancia de algunos tenues objetos rojizos dentro de una curiosa mancha observada previamente por el telescopio espacial Spitzer. Esta agrupación, llamada CL J1449+0856 [1], poseía todos los rasgos de un cúmulo de galaxias remoto [2]. Los resultados mostraron que efectivamente estaban observando un cúmulo de galaxias tal como era cuando el Universo tenía unos tres mil millones de años – menos de un cuarto de su edad actual [3].

Una vez que el equipo supo la distancia a este raro objeto su atención se dirigió hacia las galaxias que lo componen, usando para este fin el Telescopio Espacial Hubble NASA/ESA y telescopios basados en tierra, incluyendo el VLT. La evidencia encontrada sugiere que la mayoría de las galaxias en este cúmulo no poseía estrellas en formación, sino que estaba compuesta por estrellas de unos mil millones de años de edad. Esto lo convierte en un cúmulo maduro, similar en masa al cúmulo de Virgo, el cúmulo numeroso más cercano a la Vía Láctea.

Observaciones en rayos X realizadas con el observatorio espacial XMM-Newton de ESA al objeto CL J1449+0856, proporcionaron evidencia adicional que apoya la opción de un cúmulo maduro. El cúmulo está emitiendo rayos X que provendrían de una nube muy caliente de gas tenue que inunda el espacio entre las galaxias y que se concentra hacia el centro del cúmulo. Este es otro signo de un cúmulo de galaxias maduro, que se mantiene firmemente unido gracias su propia gravedad, mientras que los cúmulos muy jóvenes no han tenido tiempo de atrapar gas caliente en esta forma.

Como concluye Gobat: “Estos nuevos resultados apoyan la idea de que los cúmulos maduros existían cuando el Universo tenía menos de un cuarto de su edad. Este tipo de cúmulos son supuestamente muy escasos según la teoría actual, por lo que hemos sido muy afortunados al poder encontrar uno. Sin embargo, si observaciones posteriores detectan muchos otros, esto podría significar que nuestra comprensión del Universo primitivo necesita ser revisada”.

Notas

[1] Este extraño nombre indica la posición del objeto en el cielo.

[2] Las galaxias aparecen de color rojo en la foto, en parte porque se cree que están compuestas principalmente por estrellas rojas frías. Además, desde que la luz salió de estos remotos sistemas, la expansión del Universo ha incrementado aún más la longitud de onda de esta luz, por lo que al llegar a la Tierra se observa principalmente como radiación infrarroja.

[3] Los astrónomos midieron la distancia al cúmulo descomponiendo la luz a través de un espectrógrafo. Luego compararon este espectro con el de un objeto similar en el Universo cercano. Esto les permitió medir el corrimiento al rojo de las galaxias remotas – cuánto se ha expandido el Universo desde que la luz dejó las galaxias. El corrimiento al rojo detectado fue de 2,07, lo que significa que el cúmulo fue observado tal y como era tres mil millones de años después del Big Bang.

Información adicional

Este estudio fue presentado en el artículo “A mature cluster with X-ray emission at z = 2.07”, de R. Gobat et al., publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

El equipo está compuesto por R. Gobat (Laboratoire AIM-París-Saclay, Francia), E. Daddi (AIM-París), M. Onodera (ETH Zürich, Suiza), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania), A. Renzini (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova), N. Arimoto (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), R. Bouwens (Lick Observatory, Santa Cruz, EE.UU.), M. Brusa (ETH), R.-R. Chary (California Institute of Technology, EE.UU.), A. Cimatti (Università di Bologna, Italia), M. Dickinson (NOAO, Tucson, EE.UU.), X. Kong (Universidad de Ciencia y Tecnología de China), y M.Mignoli (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 15 países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, 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 desarrollo. ESO está actualmente planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

Enlaces

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Correo electrónico: raphael.gobat@cea.fr

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1108.