La mejor imagen de una fusión de galaxias en el universo

La mejor imagen de una fusión de galaxias en el universo temprano | Ciencia | EL MUNDO
28-08-14 12:32
La mejor imagen de una fusión de galaxias en el universo
temprano
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Un equipo internacional de astrónomos ha obtenido la mejor imagen de una colisión que tuvo
lugar entre dos galaxias cuando el Universo tenía aproximadamente 6.000 millones de
años, casi la mitad de su edad actual.
Para lograrlo, los astrónomos se valieron de varios telescopios terrestres y espaciales, entre los
que se encontraba el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) que, según el líder
de este proyecto, Hugo Messias, "es un instrumento muy poderoso, pues permite
resoluciones espaciales y espectrales únicas". Así, los científicos pudieron unir las
capacidades de la tecnología terrestre con las que crea la naturaleza del Universo,
ya que a través de una galaxia que se pudo utilizar como una "lente cósmica", ALMA reveló
detalles invisibles para los telescopios.
La imagen de esta fusión de galaxias, llamada H-ATLAS J142935.3-002836 (H1429-0028, para
abreviar), ha permitido demostrar que este objeto, complejo y distante, es similar a una
conocida colisión más cercana, la de las Galaxias Antena, según un estudio publicado en la
revista Astronomy & Astrophysics. Sin embargo, aunque estos dos sistemas se parecen en su
estructura, mientras las Galaxias Antena forman decenas de estrellas de la masa de nuestro Sol,
H1429-0028 convierte una masa de gas de aproximadamente un tamaño 400 veces mayor
que nuestro Sol en nuevas estrellas.
"Los astrónomos a menudo nos encontramos limitados por nuestra propia tecnología, así
que si hay una lente natural creada por el Universo, debemos aprovecharla", afirma a EL
MUNDO el líder de la investigación, Hugo Messias. "Einstein predijo en su Teoría de la
Relatividad que, dada la suficiente masa, la luz no viaja en línea recta, sino que se dobla de
forma similar a la luz refractada por una lente normal", explica el astrónomo. De hecho, las
lentes cósmicas están basadas en este principio. Son creadas por enormes estructuras como
galaxias o cúmulos de galaxias que desvían la luz de los objetos que hay detrás de ellas
debido a su fuerte gravedad.
Una lupa gigante en el espacio
En esta investigación, una galaxia actuó en base a este principio, como una lente. "Funciona
como cuando un dedo traspasa el agua y parece torcerse. Aunque en el espacio no se
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dobla por el traslado entre dos estados (del aire al líquido del agua), sino que la luz viaja por el
vacío y es el campo gravitacional el que la desvía, es el efecto que produce la gravedad de
una masa muy grande en el trayecto de la luz", concluye Messias.
De este modo, gracias a al estudio de esta "lente cósmica", se pudo reconstruir el objeto que se
escondía detrás, detectado por ALMA como un punto luminoso. Como si fuese una lupa, la
galaxia amplió la luz, la intensidad y el espacio visible permitiendo descubrir que ese punto
luminoso era, en realidad, una colisión entre dos galaxias, pues las propiedades de este
efecto lupa permiten a los astrónomos estudiar objetos que no serían visibles de otro modo
y comparar directamente las galaxias locales con otras mucho más remotas, vistas cuando el
Universo era considerablemente más joven. De hecho, Hugo Messias aspira a observar
"formaciones de hace millares de millones de años y reconstruir la evolución del Universo
como si fuese una película".
Explicación gráfica de cómo actúa una galaxia (lente gravitatoria) como una lupa. ESO
Sin embargo, el proceso no es tan fácil como parece, pues para que estas lentes gravitacionales
funcionen, la galaxia que hace de lente y la que se encuentra detrás, alejada, deben estar
alineadas de un modo muy preciso. "Estas alineaciones casuales son muy raras y tienden a
ser difíciles de identificar", añade el astrónomo, que explica que gracias a la tecnología de ALMA
o el observatorio Herchel, "es posible encontrar estos casos de forma más eficiente", pues son
capaces de detectar longitudes de onda del infrarrojo lejano y el rango milimétrico, algo
imposible para otros telescopios.
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H1429-0028 fue encontrada en uno de los rastreos de estas instalaciones, pero el sistema se
encontraba en el límite de lo detectable, pues se trata de un momento en el que el Universo
tenía tan sólo la mitad de su edad actual, por lo que los astrónomos tuvieron que hacer uso de
los telescopios más potentes, tanto en la Tierra como en el espacio, entre los que se
encuentran el Telescopio Espacial Hubble, ALMA, el Observatorio Keck o el conjunto Karl
Jansky Very Large Array (JVLA).
La utilización de tantos telescopios proporciona diferentes puntos de vista del objeto a
observar. sí, sus habilidades se combinaron para obtener la mejor imagen de H1429-0028.
"Cada telescopio observa un tipo de componente, por eso es muy importante unir todos los
resultados para construir la información de la mejor forma posible", explica Hugo Messias. De
hecho, según aclara el astrónomo, su equipo ha centrado esta investigación en alejarse de una
suposición y dar resultados reales "para poder obtener la estadística más fiable y descubrir
de dónde venimos y a dónde vamos, y no sólo una imagen 'bonita' del universo".
ALMA y el 'Efecto Doppler'
Las lente cósmica captada inicialmente por Hubble y Keck oscurecía partes de la luz del fondo
debido a las grandes nubes de polvo que contiene. Sin embargo, este oscurecimiento no
supone problemas para ALMA Y JVLA, pues estas dos instalaciones observan el cielo en
longitudes de onda más largas, que no se ven afectadas por el polvo. Combinando estos
datos, el equipo descubrió que H1429-0028 era en realidad una colisión que está teniendo
lugar entre dos galaxias. "Queríamos obtener la máxima información química posible",
explica Messias, así que desde ese momento, ALMA y JVLA empezaron a jugar un papel
clave para caracterizar este objeto.
En particular, ALMA observó el monóxido de carbono, un elemento que permite hacer
estudios detallados de los mecanismos de formación de las galaxias. Además, estas moléculas
también permiten estudiar el movimiento del espacio gracias al llamado efecto
Doppler. "Es igual que cuando ves una carrera de motos, cuando el vehículo llega se escucha un
sonido agudo, que se vuelve grave cuando se aleja", aclara el astrónomo. "Sin embargo, en este
caso, en lugar de escuchar las ondas del sonido, observamos las ondas de luz", concluye.
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El Sur de la Vía Láctea sobre ALMA. ESO/B. Tafreshi
Gracias a los estudios del efecto Doppler, se pudo concluir de forma definitiva que H1429-0028
es una colisión galáctica en curso que da lugar a cientos de estrellas cada año, y que una
de las galaxias del choque aún muestra signos de rotación, lo que indica que se trataba de una
galaxia de disco, igual que la Vía Láctea.
Rob Ivison, Director de Ciencia de ESO y coautor del estudio, afirma que "ALMA nos ha
permitido resolver este dilema porque nos ha proporcionado información sobre la velocidad del
gas en las galaxias, lo que hace posible distinguir los diversos componentes, revelando la firma
clásica de una fusión de galaxias. Este hermoso estudio capta una fusión galaxia en plena acción,
justo en el momento en el que desencadena un estallido extremo de formación estelar".
Hugo Messias afirma que lo siguiente será investigar más a fondo a H1429-0028, pues las
observaciones se llevaron a cabo cuando ALMA estaba en su fase inicial. "Ahora que ALMA
está casi completado podremos obtener nuevos resultados gracias a la mayor
resolución", explica. Además, los científicos creen que hay gas ionizado dentro de la
colisión y que un nuevo estudio les ayudará a confirmar la eficiencia en la formación de
estrellas. "Si el gas tiene una temperatura demasiado alta nunca formará estrellas, pues al
no poder enfriarse, no podrá formar un núcleo y convertirse en una estrella", concluye el
astrónomo.
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