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BOLETÍN DE PRENSA
El satélite Herschel devela galaxias distantes valiéndose de lentes cósmicas
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Los resultados del proyecto Herschel- ATLAS se publican en la revista Science
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Investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica participan
en este importante estudio internacional liderado por Mattia Negrello
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Herschel- ATLAS permitirá caracterizar las propiedades de agrupamiento de la
elusiva materia oscura que compone el 80 por ciento de la materia existente en el
universo, y cuya composición es todavía misteriosa
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El Gran Telescopio Milimétrico permitirá medir las distancias de las galaxias
detectadas por este gran censo del Observatorio Herschel
Santa María Tonantzintla, a 4 de noviembre.- Un grupo de astrónomos ha utilizado el
Observatorio Herschel de la Agencia Espacial Europea para idear una nueva manera de encontrar
lentes cósmicas que les ayuden a indagar la naturaleza de las galaxias que pueblan el universo
distante. La magnificación ejercida por las lentes cósmicas permite observar estas galaxias cuando
el universo tan sólo tenía unos miles de millones de años.
El Dr. Mattia Negrello, de la Open University del Reino Unido, es el líder del estudio, que firman
otros 88 investigadores de 13 países, entre los que se encuentran los investigadores del Instituto
Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y del Sistema Nacional de Investigadores de
México, Dra. Itziar Aretxaga y Dr. David H. Hughes. Los resultados del estudio realizados con el
Observatorio Herschel se publican en la prestigiosa revista Science. Herschel es sensible a la luz
del régimen infrarrojo lejano al sub-milimétrico (60 a 500 micras), emitida no por estrellas, sino por
el polvo y el gas del que se forman.
Cuando somos escolares aprendemos que la luz viaja en línea recta, pero hace ya un siglo Albert
Einstein descubrió que la gravedad puede desviar la trayectoria de la luz. El efecto es
habitualmente tan pequeño que no nos percatamos de él, pero cuando la luz pasa cerca de un
objeto masivo, como una galaxia que contiene cien mil millones de soles, entonces es bastante
evidente. En esos casos, la imagen de un objeto distante, como la de una galaxia del universo
lejano, puede distorsionarse y magnificarse. La alineación del objeto masivo y un objeto lejano que
el primero amplifica se denomina “lente gravitatoria” y se han descubierto muchas de estas lentes
en las últimas décadas, mayoritariamente a través de ondas radio e imágenes ópticas.
Al igual que con las lupas de aumento, la alineación y distancia entre la lente, el objeto y el
observador son cruciales, de tal manera que si no se dan en la proporción y posición correcta, el
efecto de magnificación no se observa. Para encontrar las elusivas lentes gravitatorias los
astrónomos tradicionalmente tenían que revisar grandes cantidades de datos y el éxito de
detección era bastante escaso. Sin embargo, con las cámaras panorámicas de Herschel se han
barrido grandes áreas del cielo que han permitido idear una técnica para encontrarlas de manera
eficiente. Estos resultados se han derivado de los primeros datos adquiridos para el proyecto
Herschel-ATLAS, el programa de cartografía más extenso acometido con Herschel.
Las imágenes del proyecto Herschel-ATLAS contienen miles de galaxias, algunas de ellas tan
lejanas, que su luz ha tardado decenas de miles de millones de años en llegarnos. El Dr. Negrello y
su equipo investigaron cinco objetos sorprendentemente brillantes. Al buscar en imágenes ópticas
tomadas desde Tierra encontraron que las posiciones de las fuentes brillantes de Herschel
coincidían con galaxias que normalmente no serían tan brillantes en ondas submilimétricas. Esto
les hizo sospechar que las galaxias que se observan en luz óptica podían ser lentes gravitatorias
que amplificaban galaxias submilimétricas mucho más distantes. “El gran paso adelante ofrecido
por nuestro estudio es que hemos aprendido que la mayoría de las fuentes brillantes de Herchel
están amplificadas por lentes gravitatorias, y ya no necesitamos recurrir a métodos ineficientes
como los empleados en longitudes de onda visibles o radio para encontrarlas”, dice el Dr Mattia
Negrello.
“Para demostrar que se trata de objetos amplificados por las galaxias ópticas más cercanas,
tuvimos que confirmar que se encontraban a distancias mayores que éstas” comenta la Dra.
Aretxaga, investigadora del INAOE. “En el INAOE diseñamos un método para inferir distancias a
partir de los colores submilimétricos. de las galaxias. Esta técnica nos decía que las cinco galaxias
inusualmente brillantes estaban a distancias de decenas de miles de millones de años luz,
mientras que las galaxias ópticas calculábamos se encontraban a tan sólo unos pocos miles de
millones de años luz.” La confirmación definitiva de que las galaxias Herschel estaban más lejos
que las galaxias ópticas se obtuvo a través de la detección de líneas de emisión de gas molecular
por una batería de telescopios milimétricos con capacidades espectroscópicas, situados en Francia
y Estados Unidos. “En algunos casos la información espectroscópica no daba la solución definitiva,
y la combinación de nuestros resultados de colores y la detección de una línea de monóxido de
carbono del medio interestelar de las galaxias nos dieron la distancia precisa a las galaxias,” afirma
la Dra. Aretxaga.
“Cuando nos embarcamos en Herschel-ATLAS reconocimos que el Gran Telescopio Milimétrico
(GTM) nos permitiría medir las distancias de las galaxias detectadas por este gran censo,” comenta
por su parte el Dr. Hughes, director científico del telescopio. “De hecho el año que viene
empezaremos a hacer el seguimiento de éstas y otras fuentes de Herschel y otros grandes censos
del cielo milimétrico con el GTM, una vez tengamos primera luz científica. Este tipo de lentes en
combinación con el GTM nos permitirá estudiar las propiedades integrales de galaxias similares a
la Vía Láctea, en el momento de su nacimiento.”
Cuando el proyecto Herschel-ATLAS se complete, se identificarán cerca de una centena de
sistemas amplificados con los que poder estudiar las lentes en sí. Esta muestra permitirá
caracterizar las propiedades de agrupamiento de la elusiva materia oscura que compone el 80 por
ciento de la materia existente en el universo, y cuya composición es todavía misteriosa.
La luz de una galaxia distante se curva y magnifica por la presencia de una galaxia en primer plano, fenómeno que
se conoce como lente gravitacional. La galaxia en primer plano (azul) es detectada por telescopios ópticos,
mientras que la luz de la galaxia distante (rojo) es vista como una imagen distorsionada (rosa) con telescopios
infrarrojos y submilimétricos. A la luz de la galaxia distante le ha tomado 11 mil millones de años en llegar a
nosotros, mientras que la de la más cercana ha hecho su recorrido hasta nosotros en tres mil millones de años.*
Image credit: ESA/NASA/JPL-Caltech/Keck/SMA
El Observatorio Espacial Herschel (izquierda) identificó a la galaxia distante como un objeto particularmente
brillante en el infrarrojo. Las observaciones hechas en telescopios terrestres en más alta resolución (derecha) han
revelado que Herschel ha encontrado lentes gravitacionales. La galaxia en primer plano (azul) es vista por el
telescopio óptico del Observatorio W. M. Keck en Hawai. La longitud de onda más larga de la galaxia más lejana es
magnificada y distorsionada, como se muestra en observaciones submilimétricas realizadas en el Smithsonian
Astrophysical Observatory's Submillimeter Array, también en Hawai. Ésta es sólo una de cinco lentes
gravitacionales encontradas en el primer conjunto de datos arrojados por el censo del proyecto Herschel-ATLAS.
*Image credit: ESA/NASA/JPL-Caltech/Keck/SMA
La imagen principal muestra el área de cielo vista como parte del censo de Herschel- ATLAS. Mide cerca de cuatro
grados --es decir, ocho veces el ancho de la Luna llena-- y se localiza en la Constelación de la Hidra. Hay más de
seis mil galaxias presentes en esta imagen, muchas de las cuales se ven como eran hacen miles de millones de
años, y casi todas son vistas por Herschel como solamente un punto de luz. En la imagen aparecen unas
estructuras tenues que son nubes difusas de polvo de nuestra galaxia. Esta imagen es apenas una treintava parte
del total del área que será observada por el proyecto Herschel-ATLAS, con el cual los astrónomos esperan
encontrar alrededor de 250 mil galaxias. Los cinco recuadros incluidos son imágenes agrandadas de cinco galaxias
distantes cuyas imágenes son distorsionadas por lentes gravitacionales (no vistas por Herschel). Las galaxias
distantes se ven muy brillantes y muy rojas en esta imagen, lo que es un indicativo de que son más brillantes en la
longitud de onda medida por el instrumento SPIRE.* Image credit: ESA / SPIRE / Herschel-ATLAS / SJ Maddox
Para mayor información:
Dra. Itziar Aretxaga
itziar@inaoep.mx
Dr. David Hughes
dhughes@inaoep.mx