26 de febrero de 2015

El campo profundo de MUSE

Cuando un telescopio toma una imagen de muy alta exposición decimos que se ha captado una imagen de campo profundo, siendo las más famosas las del telescopio espacial Hubble (NASA/ESA), denominadas HDF (Hubble Deep Field), HDF-S (Hubble Deep Field South) y HUDF (Hubble Ultre-Deep Field), traducidas como Campo Profundo del Hubble, Campo Profundo Austral del Hubble y Campo Ultra-Profundo del Hubble.

Imagen 1: Campo Ultra Profundo del Hubble en alta resolución donde las galaxias más pequeñas y más rojas, aproximadamente 100, son algunas de las galaxias más lejanas que pueden verse con un telescopio óptico, y ya existían cuando el universo sólo tenía 800 millones de años. Créditos: NASA/ESA/S. Beckwith (STScI)/HUDF Team.

El primero de estos campos profundos, el HDF, se tomó en 1995 y transformó nuestra comprensión del universo joven. Dos años más tarde se tomó el HDF-S, y entre septiembre de 2003 y enero de 2004 se obtuvo el HUDF.

Más preguntas

Además de respuestas, con los campos profundos del Hubble llegaron más preguntas en lo referente a las galaxias observadas y, para responderlas, los astrónomos observaron cada una de ellas con otros instrumentos en un trabajo tan tedioso como complicado.

Pero la tecnología avanza y ya contamos con el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) instalado en el VLT (Very Large Telescope) que ha hecho las dos cosas a la vez: observar galaxias y analizarlas mucho más rápidamente.

Observando los campos profundos

Tras su puesta a punto en el VLT en 2014, MUSE se propuso observar el HDF-S y los resultados superaron las expectativas. "Después de tan sólo unas horas de observaciones en el telescopio, echamos un vistazo a los datos y vimos muchas galaxias, fue muy alentador", explica Roland Bacon del Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (Francia), investigador principal del instrumento MUSE.

Imagen 2: Mapa de la localización del HDF-S, situado en la constelación del Tucán. Créditos: ESO/IAU/Sky & Telescope.

Sensibilidad y mucha información

En cada píxel de las imágenes de MUSE, además de "lo que vemos" también nos aporta información de unos 90.000 espectros donde cada uno abarca un rango desde el azul hasta el infrarrojo cercano (375 - 930 nm) que nos pueden revelar distancias, composición, movimientos internos...

También hay que destacar su sensibilidad, ya que en un tiempo de exposición de 27 horas, se encontraron más de 20 objetos que el Hubble no había detectado en las 240 horas de exposición empleadas para captar el HDF-S.

Imagen 3: Campo Profundo Austral del Hubble donde se remarcan dos ejemplos captados por MUSE que eran invisibles para el Hubble. Crédito: ESO/MUSE Consortium/R. Bacon.

"La emoción más grande vino cuando encontramos galaxias muy lejanas que no eran visibles ni siquiera en la imagen más profunda del Hubble. Después de tantos años de duro trabajo con el instrumento, para mí fue una experiencia muy intensa poder ver cómo nuestros sueños se hacían realidad", añade Bacon.

Gracias a los datos de MUSE, se pudieron medir las distancias de 189 galaxias. Unas de ellas, cercanas; otras datan de cuando el universo tenía menos de mil millones de años. En las más cercanas MUSE puede detectar las diferentes propiedades de diferentes zonas de la misma galaxia, como por ejemplo datos del giro de la galaxia y cómo sus propiedades varían de un lugar a otro.

Imagen 4: Análisis de los objetos y sus distancias medidas con MUSE. Los símbolos en forma de estrellas blancas marcan estrellas débiles en la Vía Láctea. Todo lo demás son galaxias lejanas. Los círculos señalan objetos que aparecen en las imágenes de este campo obtenidas por el Hubble mientras que los triángulos marcan los más de 25 nuevos descubrimientos proporcionados por los datos de MUSE que no pueden verse en la imagen del Hubble. Los objetos azules están relativamente cerca, los verdes y amarillos están más lejos y las galaxias púrpuras y rosadas se ven cuando el universo tenía menos de mil millones de años. Créditos: ESO/MUSE consortium/R. Bacon.

"Ahora que hemos demostrado las capacidades de MUSE para explorar el universo, vamos a mirar otros campos profundos [...] Podremos estudiar miles de galaxias y descubrir nuevas galaxias extremadamente débiles y distantes", concluye Bacon consciente de que se ha abierto una puerta para la comprensión de las galaxias que nos rodean.
Este trabajo de investigación se ha publicado el 26 de febrero de 2015 en la revista Astronomy & Astrophysics bajo el titulo “The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South”, por R. Bacon et al.
El equipo que ha llevado a cabo la investigación está formado por R. Bacon (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), J. Brinchmann (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), J. Richard (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), T. Contini (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie/CNRS, Francia; Université de Toulouse, Francia), A. Drake (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), M. Franx (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), S. Tacchella (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), J. Vernet (ESO, Alemania), L. Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), J. Blaizot (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), N. Bouché (Université de Toulouse, Francia), R. Bouwens (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), S. Cantalupo (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), C.M. Carollo (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), D. Carton (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), J. Caruana (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), B. Clément (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), S. Dreizler (Institut für Astrophysik/Universität Göttingen, Alemania), B. Epinat (Université de Toulouse, Francia; Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Francia), B. Guiderdoni (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), T.-O. Husser (Institut für Astrophysik/Universität Göttingen, Alemania), S. Kamann (Institut für Astrophysik/Universität Göttingen, Alemania), J. Kerutt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), W. Kollatschny (Institut für Astrophysik/Universität Göttingen, Alemania), D. Krajnovic (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), S. Lilly (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), T. Martinsson (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), L. Michel-Dansac (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), V. Patricio (Observatoire de Lyon/Université Lyon, Francia), J. Schaye (Leiden Observatory/Leiden University, Holanda), M. Shirazi (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), K. Soto (ETH Zurich/Institute of Astronomy, Suiza), G. Soucail (Université de Toulouse, Francia), M. Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), T. Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania), P. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Alemania) y T. de Zeeuw (ESO, Alemania; Leiden Observatory/Leiden University, Holanda).
La imagen 1 fue tomada por el instrumento WFPC2 (Wide-Field Planetary Camera 2), instalado en el telescopio espacial Hubble, con los siguientes filtros:
- Filtro Óptico F450W (450 nm)
- Filtro Óptico F606W (606 nm)
- Filtro Óptico F814W (814 nm)


Artículo científico:

Referencias:

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