Hubble explora los orígenes de las galaxias modernas.

Los astrónomos ven verdaderas formas de galaxias 11 mil millones de años atrás en el tiempo.

Secuencia de Hubble a lo largo de la historia del Universo.

Los astrónomos han utilizado observaciones del sondeo CANDELS de Hubble para explorar los tamaños, formas y colores de las galaxias distantes durante el último 80% de la historia del Universo. En el Universo las galaxias de hoy en día tienen en una variedad de formas diferentes, y se clasifican a través de un sistema conocido como la secuencia de Hubble y resulta que esta secuencia ya estaba en lugar tan pronto como hace 11 mil millones de años.

La Secuencia Hubble clasifica las galaxias de acuerdo con su morfología y actividad formadora de estrellas, organizándolas en un zoológico cósmico de formas espirales, elípticas e irregulares con brazos giratorios, halos borrosos y protuberancias centrales brillantes. Dos tipos principales de galaxias se identifican en esta secuencia: elíptica y espiral, con un tercer tipo, lenticular, estableciéndose en alguna parte entre los dos.

Esto describe con precisión lo que vemos en la región del espacio que nos rodea, pero ¿cómo cambia la morfología de la galaxia mientras miramos más atrás en el tiempo, cuando el Universo era muy joven?

"Esta es una pregunta clave: ¿cuándo y en qué escala de tiempo toma forma la Secuencia Hubble?" Dice BoMee Lee de la Universidad de Massachusetts, EE.UU., autor principal de un nuevo documento explorando la secuencia. "Para hacer esto es necesario tenemos que mirar a las galaxias distantes y compararlas con sus parientes más cercanos, para ver si también se pueden describir de la misma manera".

Los astrónomos usaron el Hubble para observar hace 11 mil millones de años en el tiempo cuando el Universo era muy joven, explorando la anatomía de las galaxias distantes.

Aunque se sabía que la secuencia de Hubble se cumplía hace alrededor de 8 mil millones de años atrás [1], estas nuevas observaciones empujan otros 2.500 millones de años atrás en el tiempo cósmico, cubriendo un enorme 80% de la historia pasada del Universo. Estudios anteriores también habían llegado a esta época del cosmos para estudiar las galaxias de masas bajas, pero ninguna había examinado de manera concluyente galaxias grandes y maduras como la Vía Láctea. Las nuevas observaciones de CANDELS confirman que todas las galaxias tan lejanas - tanto grandes como pequeñas - encajan en las diferentes clasificaciones de la secuencia.

"Este es el único estudio completo hasta la fecha de la apariencia visual de las galaxias grandes y masivas que existían en el tiempo", dice Arjen van der Wel, coautor del Instituto Max Planck de Astronomía de Heidelberg, Alemania. "Las galaxias parecen extraordinariamente maduras, lo cual no está predicho por los modelos de formación de galaxias como es el caso de que desde el principio en la historia del Universo".

Las galaxias en estas épocas anteriores parecen estar divididas entre las galaxias formadoras de estrellas azules con una estructura compleja -incluyendo discos, protuberancias y grumos desordenados- y galaxias rojas masivas que ya no forman estrellas, como se ve en el Universo cercano [2] .

El Hubble durante la misión 4,
misión de mantenimiento.

Galaxias tan masivas o más como la Vía Láctea son bastante raras en el Universo joven. Esta escasez ha impedido que estudios previos pudieran reunir una muestra suficientemente grande de galaxias maduras para describir adecuadamente sus características.

Lo que se necesitaba era un conjunto sistemático de observaciones, como las de la encuesta CANDELS de Hubble, que era lo suficientemente grande como para permitir a los astrónomos analizar un mayor número de estas galaxias de forma consistente y detallada [3]. Con la Wide Field Camera 3 (WFC3) del Hubble, los astrónomos pudieron observar en la parte infrarroja del espectro para ver cómo las galaxias aparecieron en su marco de reposo visible [4], que es más fácil de comparar con galaxias en nuestro vecindario.

"El enorme conjunto de datos de CANDELS fue un gran recurso para usarlo con el fin de estudiar consistentemente las galaxias antiguas en el Universo temprano", concluye Lee. "Y la resolución y la sensibilidad de la WFC3 de Hubble es insuperable en las longitudes de onda infrarrojas necesarias para llevar a cabo este estudio.La Secuencia de Hubble sostiene una gran cantidad de lo que sabemos acerca de cómo las galaxias se forman y evolucionan - Es un descubrimiento significativo ".

Notas

[1] Estudios anteriores han analizado las proporciones de los diferentes tipos de galaxias en el tiempo (heic1002). La mezcla de galaxias espirales, elípticas, lenticulares y peculiares es diferente de hoy, con muchos más peculiares en el Universo distante de lo que vemos cerca.

[2] En un artículo reciente relacionado, Alice Mortlock y sus colaboradores adoptaron un enfoque diferente pero complementario al clasificar estas galaxias distantes mediante inspección visual. Encontraron que los tipos de galaxias que vemos en la Secuencia de Hubble están bien definidos en términos de color, estructura y tasas de formación estelar a muy grandes distancias de nosotros, pero que su morfología aún está en desarrollo. Mientras que la morfología de una galaxia puede ser la propiedad final de asentarse, los fundamentos de la secuencia de Hubble se establecen mucho antes.

[3] CANDELS, la Asamblea Cósmica Infrarrojo cercano Deep Extragalactic Legacy Survey, es el proyecto más grande de la historia del Hubble, con 902 órbitas asignadas de tiempo de observación. Se está llevando a cabo con dos cámaras a bordo de Hubble - WFC3 y ACS - y tiene como objetivo explorar la evolución galáctica en el Universo temprano y las primeras semillas de estructura cósmica a menos de mil millones de años después del Big Bang.

[4] Los estudios anteriores de este período de la historia cósmica no fueron concluyentes, ya que se limitaron a la luz visible, que muestra sólo la emisión de rayos ultravioleta de las galaxias, que pone de relieve la formación de estrellas. Como esta formación estelar dominó las observaciones, las galaxias parecían ser grumosas y desordenadas, sin ninguna semejanza con las formas galácticas que vemos alrededor de nosotros hoy. Empujando en la parte infrarroja del espectro los astrónomos podían observar cómo estas galaxias distantes aparecen en su marco visible del resto (que ahora es redshifted).

Notas

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Estos resultados se describen en un artículo titulado "CANDELS: La correlación entre la morfología de las galaxias y la actividad de formación de estrellas como Z ~ 2", para aparecer en The Astrophysical Journal.

[1] El equipo internacional de astrónomos en este estudio está formado por B. Lee (Universidad de Massachusetts, EE.UU.), M. Giavalisco (Universidad de Massachusetts, EE.UU.), CC Williams (Universidad de Massachusetts, EE.UU.), Y. Guo (Estados Unidos), J. Lotz (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, EE.UU.), A. van der Wel (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania), HC Ferguson (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, S. M Faber (Universidad de California, EE.UU.), A. Koekemoer (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, EE.UU.), N. Grogin (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, EE.UU.), D. Kocevski (Universidad de Kentucky, , CJ Conselice (Universidad de Nottingham, Reino Unido), S. Wuyts (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania), A. Dekel (Universidad Hebrea, Israel), J. Kartaltepe (NOAO-Tuscon, Arizona, , EF Bell (Universidad de Michigan, EE.UU.).

Crédito de la imagen: NASA, ESA

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