H 1429-0028, una galaxia del Universo Lejano.

La mejor vista de la fusión de las galaxias en el Universo lejano.
H-ATLAS J142935.3

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y muchos otros telescopios en el suelo y en el espacio, un equipo internacional de astrónomos ha obtenido la mejor visión de una colisión que tuvo lugar entre dos galaxias cuando el Universo tenía tan sólo la mitad de su edad actual. Recurrieron a la ayuda de una lupa del tamaño de una galaxia para revelar detalles invisibles. Estos nuevos estudios de la galaxia H-ATLAS J142935.3-002836 han demostrado que este objeto complejo y lejano se parece a la conocida colisión galáctica local, la Galaxia de las Antenas.

El famoso detective de ficción Sherlock Holmes usó una lente de aumento para revelar evidencias apenas visibles pero importantes. Los astrónomos están ahora combinando el poder de muchos telescopios en la Tierra y en el espacio con una forma mucho más grande de lente para estudiar un caso de formación de estrellas vigorosas en el Universo temprano.

"Mientras que los astrónomos a menudo están limitados por el poder de sus telescopios, en algunos casos nuestra capacidad de ver el detalle es enormemente potenciada por lentes naturales creadas por el Universo", explica el autor Hugo Messias de la Universidad de Concepción (Chile) Einstein predijo en su teoría de la relatividad general que, dada la masa suficiente, la luz no se desplaza en línea recta, sino que se dobla de manera similar a la luz refractada por una lente normal . "

Estas lentes cósmicas son creadas por estructuras masivas como galaxias y racimos de galaxias, que desvían la luz de objetos detrás de ellos debido a su fuerte gravedad, un efecto llamado lente gravitacional. Las propiedades magnificantes de este efecto permiten a los astrónomos estudiar objetos que no serían visibles de otra manera y comparar directamente las galaxias locales con otras mucho más remotas, vistas cuando el Universo era significativamente más joven.

Cómo la lente gravitacional actúa como una lupa, diagrama
Ilustración de lente gravitatoria.

Este diagrama muestra cómo el efecto de la lente gravitacional alrededor de una galaxia normal enfoca la luz procedente de una fusión muy lejana de la galaxia formadora de estrellas para crear una visión distorsionada, pero más brillante.

El Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y muchos otros telescopios en el suelo y en el espacio han solicitado la ayuda de una lupa de tamaño galaxia para revelar detalles invisibles y obtener la mejor vista de una colisión que tuvo lugar entre dos galaxias cuando el El universo tenía sólo la mitad de su edad actual. La imagen que muestra estas observaciones combinadas se puede ver en la inserción.

Estos nuevos estudios de la galaxia H-ATLAS J142935.3-002836 han demostrado que este objeto complejo y distante se asemeja sorprendentemente a la conocida colisión galáctica local, la Galaxia de las Antenas.

Crédito:
ESA / ESO / M. Kornmesser

Pero para que estas lentes gravitatorias funcionen, la galaxia lente, y la que está detrás, necesitan estar alineadas con precisión.

"Estos alineamientos de probabilidad son bastante raros y tienden a ser difíciles de identificar", agrega Messias, "pero, estudios recientes han demostrado que al observar en el infrarrojo lejano y en longitudes de onda milimétricas podemos encontrar estos casos mucho más eficientemente".

El Hubble.



H-ATLAS J142935.3-002836 (o simplemente H1429-0028 para abreviar) es una de estas fuentes y se encontró en la Herschel Astrofísica Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS). Es uno de los objetos con lentes gravitacionales más brillantes en el régimen del infrarrojo lejano encontrado hasta ahora, aunque lo estamos viendo en un momento en que el Universo tenía apenas la mitad de su edad actual.

El equipo internacional de astrónomos inició una extensa campaña de seguimiento utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA junto a otros telescopios espaciales y algunos de los telescopios más potentes sobre el terreno, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), el Observatorio Keck , el Arsenal Muy Grande Karl Jansky (JVLA)  y otros. Los diferentes telescopios proporcionaron vistas diferentes, que se podrían combinar para obtener la mejor visión aún en la naturaleza de este objeto inusual.

Las imágenes de Hubble y Keck revelaron un detallado anillo de luz gravitacionalmente inducido alrededor de la galaxia de primer plano. Estas imágenes de alta resolución también mostraron que la galaxia de lente es una galaxia de disco de borde, similar a nuestra galaxia, la Vía Láctea, que oscurece partes de la luz de fondo debido a las grandes nubes de polvo que contiene.

"Tenemos que observar con el Hubble para encontrar casos de lentes gravitacionales y resaltar en alta resolución las pistas dejadas por estas enormes lentes cósmicas", añade Rob Ivison, coautor y director de ESO para la Ciencia

Pero, no es posible ver más allá de las grandes nubes de polvo de la galaxia de primer plano con el Hubble. El oscurecimiento fue superado por ALMA y la JVLA, ya que estas dos instalaciones observan el cielo a longitudes de onda más largas, que no son afectadas por el polvo. Usando los datos combinados, el equipo descubrió que el sistema de fondo era en realidad una colisión continua entre dos galaxias.

Alrededores de H 1429-0028.



Una caracterización adicional del objeto fue llevada a cabo por ALMA que rastreó monóxido de carbono (CO), permitiendo estudios detallados de mecanismos de formación de estrellas en galaxias y para el movimiento del material en la galaxia a ser medido. Esto confirmó que el objeto con lente es de hecho una colisión galáctica en curso que forma cientos de nuevas estrellas cada año, y que una de las galaxias que chocan todavía muestra signos de rotación, una indicación de que se trataba de una galaxia disco justo antes de este encuentro.

El sistema de estas dos galaxias colisionadas se asemeja a las Galaxias Antenas un objeto mucho más cercano a nosotros que H1429-0028 y que Hubble ha imaginado varias veces antes en detalle impresionante. Esta es una colisión espectacular entre dos galaxias, que se cree que han tenido una estructura de disco en el pasado. Mientras que el sistema de Antenas está formando estrellas con una tasa total de sólo unas pocas decenas de veces la masa de nuestro Sol cada año, H1429-0028 cada año convierte más de 400 veces la masa del Sol de gas en nuevas estrellas cada año.

Ivison concluye: "Con el poder combinado de Hubble y estos otros telescopios hemos sido capaces de localizar esta alineación muy afortunada, aprovechar los efectos de la lente de la galaxia en primer plano y caracterizar las propiedades de esta fusión lejana y el starburst extremo dentro de ella. Un gran testimonio del poder del trabajo en equipo de los telescopios ".

Notas
[1] Los telescopios y los sondeos que se emplearon fueron: el telescopio espacial NASA / ESA Hubble, ALMA, APEX, VISTA, el telescopio Gemini South, el telescopio Keck-II, el telescopio espacial Spitzer de NASA, el Very Large Array de Jansky, CARMA , IRAM, y SDSS y WISE.

Más información.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Esta investigación fue presentada en un artículo titulado "Herschel-ATLAS y ALMA HATLAS J142935.3-002836, una importante fusión de lente en redshift 1.027", de Hugo Messias y otros, para aparecer  en línea el 26 de agosto de 2014 en la revista Astronomy & Astrophysics, artículo 

Equipo científico:
El equipo está compuesto por Hugo Messias (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile y Centro de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Lisboa, Portugal), Simon Dye (Facultad de Física y Astronomía, Universidad de Nottingham, Reino Unido), Neil Nagar Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Gustavo Orellana (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), R. Shane Bussmann (Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, Estados Unidos), Jae Calanog (Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California , Helmut Dannerbauer (Instituto Universitario de Astrofísica, Austria), Hai Fu (Departamento de Astronomía, Instituto Tecnológico de California, EE.UU.), Edo Ibar (Pontificia Universidad Católica de Chile, Departamento de Astronomía y Astrofísica, Chile), Andrew Inohara (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de California, EE.UU.), RJ Ivison (Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Observatorio Real, Reino Unido, ESO, Garching, Alemania), Mattia N Egrello (INAF, Osservatorio Astronómico de Padua, Italia), Dominik A. Riechers (Departamento de Astronomía, Instituto Tecnológico de California, Estados Unidos; Departamento de Astronomía de la Universidad de Cornell, EE.UU.), Yun-Kyeong Sheen (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Simon Amber (Universidad Abierta, Reino Unido), Mark Birkinshaw (HH Wills Physics Laboratory, Universidad de Bristol, Asitha Cooray (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Nottingham, Reino Unido), Dave L. Clements (Grupo de Astrofísica, Imperial College de Londres, Reino Unido), Nathan Bourne (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Nottingham, Reino Unido) Gianfranco De Zotti (INAF, Osservatorio Astronómico de Padova, Italia), Ricardo Demarco (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Loretta Dunne (Departamento de Física y Stephen Eales (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff, Reino Unido), Simone Fleuren (Escuela de Matemáticas de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido), Astronomía de la Universidad de Canterbury (Nueva Zelanda) Roxana E. Lupu (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Pensilvania, EE.UU.), Steve J. Maddox (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda; Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Observatorio Real, Reino Unido), Michał J. Michałowski (Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Observatorio Real, Reino Unido), Alain Omont (Instituto de Astrofísica de París, UPMC Univ. , Kate Smith (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de St Andrews, Reino Unido), Dan Smith (Centro de Investigación de Astrofísica, Instituto de Investigación de Ciencia y Tecnología, Universidad de Hertfordshire, Reino Unido), Matt Smith , Reino Unido) y Elisabetta Valiante (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Cardiff, Reino Unido).

Publicado en Hubble el 26 de agosto del 2.014.

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