Sábado 2 de Enero de 2021
La exploración de las primeras galaxias sigue siendo un desafío importante en la astronomía moderna. No sabemos cuándo ni cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias del Universo. Estas preguntas se pueden abordar con el Telescopio Espacial Hubble a través de observaciones de imágenes profundas. El Hubble permite a los astrónomos ver el Universo en los primeros 500 millones de años desde el Big Bang. Un equipo de investigadores europeos, dirigido por Rachana Bhatawdekar de la Agencia Espacial Europea, se propuso estudiar la primera generación de estrellas en el Universo temprano. Conocidas como estrellas de Generación III, estas estrellas se forjaron a partir del material primordial que emergió del Big Bang. Las estrellas de la Generación III deben haber estado hechas únicamente de hidrógeno, helio y litio, los únicos elementos que existían antes de que los procesos en los núcleos de estas estrellas pudieran crear elementos más pesados, como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro. Bhatawdekar y su equipo sondearon el Universo temprano desde que tenía una edad de 500 millones de años hasta 1.000 millones de años después del Big Bang, al estudiar el cúmulo MACS J0416.1-2403 y su campo paralelo con el Telescopio Espacial Hubble, con datos de respaldo del Telescopio Espacial Spitzer y el Very Large Telescope.
"No encontramos evidencia de estas estrellas de Generación III, las primeras en existir en este intervalo de tiempo cósmico", dijo Bhatawdekar sobre los nuevos resultados. El resultado se logró utilizando la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para investigaciones del Hubble, como parte del programa Hubble Frontier Fields. Este programa, que observó seis cúmulos de galaxias distantes desde 2012 a 2017, produjo las observaciones más profundas jamás hechas de cúmulos de galaxias y las galaxias ubicadas detrás de ellos, que fueron magnificadas por el efecto conocido como lente gravitacional, revelando así galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las observadas anteriormente. Las masas de los cúmulos de galaxias en primer plano son lo suficientemente grandes como para doblar y magnificar la luz de los objetos más distantes detrás de ellos. Esto le permite al Hubble utilizar estas lupas cósmicas para estudiar objetos que están más allá de sus capacidades operativas nominales. Bhatawdekar y su equipo desarrollaron una nueva técnica que elimina la luz de las galaxias brillantes en primer plano que constituyen estas lentes gravitacionales. Esto les permitió descubrir galaxias con masas más bajas que las observadas anteriormente, a una distancia de cuando el Universo tenía menos de mil millones de años de edad.
"No encontramos evidencia de estas estrellas de Generación III, las primeras en existir en este intervalo de tiempo cósmico", dijo Bhatawdekar sobre los nuevos resultados. El resultado se logró utilizando la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para investigaciones del Hubble, como parte del programa Hubble Frontier Fields. Este programa, que observó seis cúmulos de galaxias distantes desde 2012 a 2017, produjo las observaciones más profundas jamás hechas de cúmulos de galaxias y las galaxias ubicadas detrás de ellos, que fueron magnificadas por el efecto conocido como lente gravitacional, revelando así galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las observadas anteriormente. Las masas de los cúmulos de galaxias en primer plano son lo suficientemente grandes como para doblar y magnificar la luz de los objetos más distantes detrás de ellos. Esto le permite al Hubble utilizar estas lupas cósmicas para estudiar objetos que están más allá de sus capacidades operativas nominales. Bhatawdekar y su equipo desarrollaron una nueva técnica que elimina la luz de las galaxias brillantes en primer plano que constituyen estas lentes gravitacionales. Esto les permitió descubrir galaxias con masas más bajas que las observadas anteriormente, a una distancia de cuando el Universo tenía menos de mil millones de años de edad.
En este punto del tiempo cósmico, la falta de evidencia de poblaciones estelares exóticas y la identificación de muchas galaxias de baja masa respaldan la sugerencia de que estas galaxias son las candidatas más probables para la reionización del Universo. El período de reionización en el Universo temprano sucede cuando el medio intergaláctico neutro fue ionizado por las primeras estrellas y galaxias. "Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas, ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensamos", dijo Bhatawdekar. "Esto también apoya firmemente la idea de que las galaxias débiles de baja masa en el Universo temprano son responsables de la reionización". Estos resultados también sugieren que la formación más temprana de estrellas y galaxias ocurrió mucho antes de lo que se puede probar con el Telescopio Espacial Hubble. Esto deja un área emocionante de investigación adicional para el próximo Telescopio Espacial James Webb, para estudiar las primeras galaxias del Universo. Los científicos utilizaron luz intragrupo, visible en azul, para estudiar la distribución de la materia oscura dentro del grupo.
