Astrónomos de la Universidad de California, Riverside, han descubierto a la galaxia más distante conocida hasta ahora. La galaxia se observa tal como era 700 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía tan sólo el 5% de su edad actual.
Los astrónomos Bahram Mobasher y Naveen Reddy identificaron esta galaxia distante utilizando imágenes ópticas profundas e imágenes en infrarrojo tomadas por el Hubble. Observaciones subsecuentes de esta galaxia hechas con el Telescopio Keck en Hawái confirmaron su distancia.
En la búsqueda de galaxias distantes, el equipo seleccionó varias candidatas, en base a sus colores, de las aproximadamente 100 mil galaxias identificadas por el Hubble como parte del estudio CANDELS, el proyecto más grande llevado a cabo por el Hubble, con un tiempo asignado de aproximadamente 900 horas. Sin embargo, basarse en los colores para clasificar galaxias es engañoso ya que algunas galaxias cercanas pueden aparentar ser galaxias distantes.
Por lo tanto, para medir la distancia de estas galaxias en una forma definitiva, los astrónomos utilizan la espectroscopia, específicamente, qué cantidad de las longitudes de onda de la luz de una galaxia se han corrido hacia el extremo rojo del espectro mientras viaja de la galaxia a la Tierra, debido a la expansión del Universo. Este fenómeno es denominado “corrimiento al rojo”. Debido a que la velocidad de expansión (corrimiento al rojo) y las distancias de las galaxias son proporcionales, el corrimiento al rojo les da a los astrónomos una medida de la distancia de las galaxias.
"Lo que hace única a esta galaxia, comparada con otros descubrimientos similares, es la confirmación espectroscópica de su distancia" dijo Mobasher, un profesor de Física y Astronomía Observacional.BR Mobasher explicó que debido a que la luz viaja a 300 mil kilómetros por segundo, cuando observamos objetos distantes, los vemos como eran en el pasado. Mientras más lejos observamos, más vemos hacia el pasado.
"Al observar una galaxia tan distante en el tiempo, podemos estudiar las formaciones más tempranas de las galaxias en el Universo," añadió. "Al comparar las propiedades de las galaxias en diferentes distancias, podemos explorar la evolución de las galaxias a través del paso del tiempo en el Universo."
El descubrimiento fue posible gracias a un instrumento, MOSFIRE, asignado al Telescopio Keck. El instrumento no solamente es extremadamente sensible, sino que está diseñado para detectar luz infrarroja – una región del espacio al que se corren las longitudes de onda de luz emitidas desde galaxias distantes – y puede concentrarse en múltiples objetos a la vez. Esta última característica fue lo que le permitió a los investigadores observar 43 galaxias candidatas en solamente dos noches en Keck y obtener observaciones de mayor calidad a diferencia de estudios previos.
Al realizar espectroscopia en estos objetos, los investigadores son capaces de determinar de manera precisa las distancias de las galaxias al medir una característica del hidrógeno llamada la transición Lyman alfa. Es detectada en la mayoría de las galaxias que son observadas en un momento posterior a los mil millones de años luz del Big Bang, pero a medida que los astrónomos investigan en algún punto anterior en el tiempo, la línea de emisión del hidrógeno, por alguna razón, se vuelve cada vez más difícil de observar.
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| Galaxia z8-GND-5296 |
De las 43 galaxias observadas con MOSFIRE, el equipo de investigación detectó esta característica Lyman alfa en sólo una galaxia, z8-GND-5296 (imagen arriba, tomada por el Hubble), con una corrida al rojo de 7.5. Los investigadores sospecharon que habían observado en la era en que el Universo hizo su transición de un estado opaco en el cual la mayor parte del hidrógeno es neutral a un estado translúcido en el cual la mayor parte del hidrógeno está ionizado (llamada la Era de la re-ionización).
"La dificultad al momento de detectar la línea de emisión del hidrógeno no significa que las galaxias estén ausentes,” dijo Reddy, un asistente de profesor de Astronomía. “Podría ser que las galaxias permanecen ocultas de la detección detrás de un muro de hidrógeno neutral."
Las observaciones del equipo mostraron que z8-GND-5296 está formando estrellas extremadamente rápido, produciendo cada año 300 veces la masa de nuestro Sol. Por comparación, la Vía Láctea forma solamente de dos a tres estrellas cada año. Esta galaxia yace en la misma zona del cielo que la última galaxia que tenía el récord de ser la más distante con un corrido al rojo de 7.2 y que también tiene un ritmo muy elevado en la formación de estrellas.
Traducido por: Antonio de León
