23 de octubre de 2015

En las galaxias, el tamaño no importa

El universo temprano siempre ha despertado interés entre los científicos, especialmente en momentos como cuando se hizo transparente a la luz ultravioleta: es interesante y no conocemos todos los detalles de esa época, llamada reionización y que se produjo cuando la espesa niebla de gas de hidrógeno se dispersó.

Gracias al reciente descubrimiento de más de 250 galaxias que ya estaban ahí cuando el universo tenía 600-900 millones de años se ha podido datar con mayor precisión cuándo finalizó esa época de reionización, porque su luz, extremadamente tenue, nos ha llevado a aquellos momentos. "Las galaxias más débiles detectadas en estas observaciones son más débiles que cualquier otro objeto descubierto en las observaciones de campos profundos del Hubble", señala Johan Richard, del Observatorio de Lyon (Francia) y coautor del artículo que recoge la investigación.

Imagen 1: Cúmulo de galaxias MACS J0416.1-2403, uno de de los analizados en esta investigación para estudiar el período de reionización. Créditos: NASA, ESA and the HST Frontier Fields team (STScI).

Tras estudiar esta débil luz de las nuevas galaxias el equipo determinó por primera vez que las galaxias más pequeñas pueden haber sido las causantes de hacer que el universo fuera transparente. "Si tomamos en cuenta sólo las contribuciones de las galaxias brillantes y masivas, vimos que no eran suficientes para que el Universo se reionizase. Se necesitaba una población más abundante de galaxias enanas poco brillantes", explica Hakim Atek de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (Suiza) y autor principal del artículo que recoge la investigación.

Imagen 2: Cúmulo de galaxias MACSJ0717.5+3745 obtenido del programa Frontier Fields y analizado por el equipo liderado por H. Atek. Créditos: NASA, ESA and the HST Frontier Fields team (STScI).

Para llegar a estas conclusiones, el equipo utilizó imágenes producidas por una lente gravitacional en tres cúmulos de galaxias que forman parte del programa Frontier Fields del telescopio espacial Hubble. "Los cúmulos en el Frontier Fields actúan como poderosos telescopios naturales y nos muestran estas galaxias enanas tenues que de otra forma serían invisibles", explica Jean-Paul Kneib, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) y co-autor del artículo que expone la investigación.

Imagen 3: Cúmulo de galaxias Abell 2744, apodado Pandora. Fue el primero de los seis objetivos del programa Frontier Fields que se analizó en esta investigación. Créditos: NASA, ESA and the HST Frontier Fields team (STScI).

Con esto, la época de reionización se estima que finalizó alrededor de 700 millones de años después del Big Bang, y por primera vez saben cómo pudo suceder este fenómeno que hizo que la luz en el universo tuviera vía libre para propagarse.

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El artículo que recoge la investigación ha sido publicado en la revista Astrophysical Journal bajo el título "Are Ultra-faint Galaxies at z = 6−8 Responsible for Cosmic Reionization? Combined Constraints from the Hubble Frontier Fields Clusters And Parallels", por H. Atek et al.

El equipo que ha llevado a cabo la investigación está formado por Hakim Atek (Laboratoire d’Astrophysique, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suuiza; Department of Astronomy, Yale University, Estados Unidos), Johan Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Francia), Mathilde Jauzac (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Reino Unido; Astrophysics and Cosmology Research Unit, University of KwaZulu-Natal, Sudáfrica), Jean-Paul Kneib (Laboratoire d’Astrophysique, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza; Aix Marseille Université, CNRS, LAM UMR 7326, Francia), Priyamvada Natarajan (Department of Astronomy, Yale University, Estados Unidos), Marceau Limousin (Aix Marseille Université, CNRS, LAM UMR 7326, Francia), Daniel Schaerer (Observatoire de Genève, Suzia; CNRS, IRAP, Francia), Eric Jullo (Aix Marseille Université, CNRS, LAM UMR 7326, Francia), Harald Ebeling (Institute for Astronomy, University of Hawaii, Estados Unidos), Eiichi Egami (Steward Observatory, University of Arizona, Estados Unidos) y Benjamin Clement (CRAL, Observatoire de Lyon, Francia).
Las imágenes 1, 2 y 3 han sido tomadas por el telescopio espacial Hubble a través de los instrumentos ACS (Advanced Camera for Surveys) y WFC3 (Wide Field Camera 3) en una composición con los siguientes filtros:
Filtro óptico en banda B (435 nm) del instrumento ACS
Filtro óptico en banda V (606 nm) del instrumento ACS
Filtro infrarrojo en banda I (814 nm) del instrumento ACS
Filtro infrarrojo en banda Y (1.05 um) del instrumento WFC3
Filtro infrarrojo en banda J (1.25 um) del instrumento WFC3
Filtro infrarrojo en banda H (1.40 um) del instrumento WFC3
Filtro infrarrojo en banda W (1.60 um) del instrumento WFC3
Artículo científico:

Referencias:

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