GN-z11, la galaxia más distante jamás hallada.

Hubble rompe récord de distancia cósmica.

La galaxia más lejana encontrada hasta la fecha.

Esta imagen muestra la posición de la galaxia más distante descubierta hasta ahora con una mirada profunda del Telescopio Espacial Hubble llamada GOODS North (Great Observatories Orígins Deep Survey North). El campo del sondeo contiene decenas de miles de galaxias que se extienden muy atrás en el tiempo.

La remota galaxia GN-z11, mostrada en la entrada, existía sólo 400 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo era sólo el 3 por ciento de su edad actual. Pertenece a la primera generación de galaxias en el Universo y su descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre el Universo muy temprano. Esta es la primera vez que la distancia de un objeto tan lejano se ha medido desde su espectro, lo que hace que la medición sea extremadamente fiable.

GN-z11 está en llamas con estrellas brillantes, jóvenes, azules, pero estas lucen rojas en esta imagen porque su luz se extendió a longitudes de onda más largas, más rojas, por la expansión del Universo.

Crédito:

NASA, ESA y P. Oesch (Universidad de Yale)

El Observatorio Espacial Hubble llega cada vez más lejos.

Hubble.

Empujando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA a sus límites, los astrónomos han destrozado el record de distancia cósmica al medir la distancia a la galaxia más remota jamás vista en el Universo. Esta galaxia existió sólo 400 millones de años después del Big Bang y proporciona nuevas ideas sobre la primera generación de galaxias. Esta es la primera vez que la distancia de un objeto tan lejos se ha medido desde su espectro, lo que hace que la medición sea extremadamente fiable. Los resultados se publicarán en el Astrophysical Journal.

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, un equipo internacional de astrónomos ha medido la distancia a esta nueva galaxia, llamada GN-z11. Aunque extremadamente débil, la galaxia es inusualmente brillante considerando su distancia de la Tierra. La medición de la distancia de GN-z11 proporciona una evidencia fuerte adicional de que otras galaxias inusualmente brillantes encontradas en anteriores imágenes de Hubble están realmente a distancias extraordinarias, mostrando que estamos acercándonos a las primeras galaxias que se formaron en el Universo.

Anteriormente, los astrónomos habían estimado la distancia de GN-z11 analizando su color en imágenes tomadas con Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Ahora, por primera vez para una galaxia a una distancia tan extrema, el equipo ha utilizado la Wide Field Camera 3 (WFC3) de Hubble para medir con precisión la distancia a GN-z11 espectroscópicamente dividiendo la luz en sus colores componentes.

"Nuestras observaciones espectroscópicas revelan que la galaxia está aún más lejos de lo que pensábamos originalmente, justo en el límite de distancia de lo que el Hubble puede observar", explica Gabriel Brammer, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y segundo autor del estudio.

Esto pone GN-z11 a una distancia que una vez se pensó sólo para ser alcanzable con el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA (JWST) [1].

"Hemos dado un gran paso atrás en el tiempo, más allá de lo que habíamos esperado poder hacer con Hubble. Nos las arreglamos para mirar hacia atrás en el tiempo para medir la distancia a una galaxia cuando el universo era sólo el tres por ciento de su edad actual ", dice Pascal Oesch de la Universidad de Yale y autor principal del artículo.

Para determinar grandes distancias, como la de GN-z11, los astrónomos miden el desplazamiento al rojo del objeto observado. Este fenómeno es el resultado de la expansión del Universo, cada objeto distante en el Universo parece estar retrocediendo de nosotros y como resultado su luz es estirada a longitudes de onda más largas, más rojas.

Antes de que los astrónomos determinaran la distancia a GN-z11, la galaxia medida más distante, EGSY8p7, tenía un desplazamiento al rojo de 8.68. Ahora, el equipo ha confirmado que la distancia de GN-z11 está en un desplazamiento al rojo de 11.1, que corresponde a 400 millones de años después del Big Bang.

"La galaxia  titular del récord anterior fue visto a mediados de época cuando la luz de las estrellas de las galaxias primordiales comenzaba a calentar y elevar una niebla de gas de hidrógeno frío", explica Rychard Bouwens, coautor de la Universidad de Leiden, Holanda. "Este período de transición se conoce como la era de reionización. GN-z11 se observa 150 millones de años antes, cerca del comienzo mismo de esta transición en la evolución del Universo ".

Spitzer. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

La combinación de observaciones tomadas por Hubble y Spitzer reveló que la galaxia infantil es 25 veces más pequeña que la Vía Láctea y tiene sólo un uno por ciento de la masa de nuestra galaxia en estrellas. Sin embargo, el número de estrellas en el recién nacido GN-z11 está creciendo rápidamente: La galaxia está formando estrellas a una velocidad aproximadamente 20 veces mayor que la Vía Láctea hace hoy. Esta alta tasa de formación de estrellas hace que la galaxia remota sea lo suficientemente brillante para que el Hubble pueda ver y realizar observaciones detalladas.

Nuevas preguntas.

Sin embargo, el descubrimiento también plantea muchas preguntas nuevas, ya que la existencia de una galaxia tan brillante y grande no está prevista por la teoría. "Es asombroso que una galaxia tan enorme existió sólo entre 200 a 300 millones de años después de que las primeras estrellas comenzaron a formarse. Se necesita un crecimiento muy rápido, produciendo estrellas a un ritmo enorme, para haber formado una galaxia que tiene un billón de masas solares tan pronto ", explica Garth Illingworth de la Universidad de California en Santa Cruz.

Marijn Franx, miembro del equipo de la Universidad de Leiden, destaca: "El descubrimiento de GN-z11 fue una gran sorpresa para nosotros, ya que nuestro trabajo anterior había sugerido que tales galaxias brillantes no deberían existir tan temprano en el Universo". Su colega Ivo Labbe añade: "El descubrimiento de GN-z11 nos mostró que nuestro conocimiento sobre el Universo primitivo sigue siendo muy restringido. ¿Cómo GN-z11 fue creado sigue siendo un poco de un misterio por el momento. Probablemente estamos viendo las primeras generaciones de estrellas formándose alrededor de los agujeros negros.

Estos hallazgos proporcionan una vista previa tentadora de las observaciones que realizará el Telescopio Espacial James Webb. "Este nuevo descubrimiento muestra que JWST seguramente encontrará muchas de estas galaxias jóvenes que se remontan a cuando las primeras galaxias se estaban formando", concluye Illingworth.

Notas

[1] El Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA es una colaboración entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Está programado para su lanzamiento en 2018.

[2] GN-z11 transforma alrededor de 24 masas solares de gas y polvo por año en nuevas estrellas.

Más información

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

El equipo internacional de astrónomos de este estudio está formado por PA Oesch (Universidad de Yale, EE.UU.), G.Brammer (STScI, EE.UU.), PGvan Dokkum (Universidad de Yale, EE.UU.), GDIllingworth (Universidad de California, Santa Cruz, , RJ Bouwens (Universidad de Leiden, Países Bajos), I. Labbe (Universidad de Leiden, Países Bajos), M.Franx (Universidad de Leiden, Países Bajos), I. Momcheva (Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics, EE.UU.), MLN Ashby (Harvard-Smithsonian Centro de Astrofísica, EE.UU.), GGFazio (Harvard-Smithsonian Centro de Astrofísica, EE.UU.), V.Gonzalez (Universidad de California, Riverside, EE.UU.), B.Holden (Universidad de California, Santa Cruz, EE.UU.), D.Magee (Universidad de California, Santa Cruz, EE.UU.), RE Skelton (Observatorio Astronómico de Sudáfrica, Sudáfrica), R. Smit (Universidad de Durham, Reino Unido), LR Spitler (Universidad de Macquarie, Observatorio Astronómico Australiano, Australia), M.Trenti Universidad de Melbourne, Australia), SPWillner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophy Sics, Estados Unidos), artículo científico. 

El espectroscopio del Hubble confirmó la galaxia más remota.

La línea de tiempo de nuestro Universo.

Esta ilustración muestra una línea de tiempo del Universo, que se extiende desde el día de hoy (izquierda) hasta el Big Bang, hace 13.800 millones de años (a la derecha). La recién descubierta galaxia GN-z11 es la galaxia más distante descubierta hasta el momento, en un desplazamiento al rojo de 11,1, lo que corresponde a 400 millones de años después del Big Bang. También se identifica la posición del titular del registro anterior.

Su posición remota sitúa GN-z11 al inicio de la era de reionización. En este período, la luz de las estrellas de las primeras galaxias empezó a calentar y elevar la niebla de hidrógeno frío que llenaba el Universo. La anterior galaxia de registro fue vista a mediados de esta época, unos 150 millones de años más tarde.

Crédito:

NASA, ESA y A. Feild (STScI)

Publicado en Hubble el 3 de marzo del 2.016.