El Hubble captura las galaxias más brllantes del Universo.

Imágenes del Hubble de galaxias lejanas.

El Hubble captura galería de galaxias ultra brillantes.

Estas seis imágenes, tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, revelan una mezcla de galaxias de aspecto deformado puntuadas por patrones exóticos como arcos, rayas y anillos manchados. Estas características inusuales son las formas estiradas de las galaxias infrarrojas más brillantes en el Universo que son impulsadas por lentes naturales cósmicas de ampliación. Este efecto, llamado lente gravitacional, ocurre cuando la gravedad intensa de una galaxia masiva o racimo de galaxias magnifica la luz de fuentes de fondo más distantes.

Las galaxias distantes, con lentes, son hasta 10 000 veces más luminosas que nuestra Vía Láctea. El fenómeno lensing permite características tan pequeñas como aproximadamente 100 años luz o menos a través de ser visto en las galaxias de fondo. Las galaxias existían entre 8 mil millones y 11,5 mil millones de años, cuando el Universo estaba haciendo estrellas con más vigor que hoy. Las galaxias están ardiendo con la formación de estrellas fugitivas, creando más de 10 000 nuevas estrellas al año. Este frenesí de nacimiento de estrellas crea gran cantidad de polvo, que envuelve las galaxias, haciéndolas demasiado débiles para detectarlas en luz visible. Pero brillan intensamente en luz infrarroja, brillando con el brillo de 10 billones a 100 billones de soles.

Las galaxias infrarrojas de estas imágenes forman parte de un estudio Hubble de 22 galaxias infrarrojas ultra-luminosas distantes que fueron encontradas por observatorios terrestres y espaciales. Las imágenes fueron tomadas en luz infrarroja por la Cámara de Campo Amplio 3 de Hubble. Estos resultados no son revisados ​​por pares y se presentaron en la 230ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana, AAS de sus siglas en inglés.

Publicado en Hubble el 7 de junio del 2.017.

Crédito:

NASA, ESA y J. Lowenthal (Smith College)

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha capturado vistas únicas de cerca de las galaxias infrarrojas más brillantes del universo, que son 10.000 veces más luminosas que nuestra Vía Láctea.

Las imágenes de la galaxia, ampliadas a través de un fenómeno llamado lente gravitatoria o gravitacional, revelan una red enmarañada de objetos deformes puntuados por patrones exóticos como anillos y arcos. Las formas impares se deben en gran parte a la gravedad potente que distorsiona las imágenes de las galaxias de fondo. Las formas inusuales también pueden haber sido producidas por colisiones espectaculares entre galaxias distantes y masivas en una especie de derby cósmico de demolición.

"Hemos alcanzado el premio mayor de lentes gravitacionales", dijo el investigador principal James Lowenthal de Smith College en Northampton, Massachusetts. "Estas galaxias estelares ultra-luminosas, masivas, son muy raras.Las lentes gravitacionales las amplían para que podamos ver pequeños detalles que de otra manera son inimaginables. Podemos ver características tan pequeñas como de unos 100 años luz o menos a través, qué es lo que está alimentando a estos monstruos, y la lente gravitatoria nos permite estudiarlos con más detalle ".

Las galaxias están ardiendo con la formación de estrellas fugitivas, bombeando más de 10.000 nuevas estrellas al año. Este inusualmente rápido nacimiento de estrellas está ocurriendo en el pico del auge estelar del universo hace más de 8 mil millones de años. El frenesí de nacimiento de estrellas crea un montón de polvo, que envuelve las galaxias, haciéndolas demasiado débiles para detectarlas en luz visible. Pero brillan intensamente en luz infrarroja, brillando con el brillo de 10 billones a 100 billones de soles.

Las lentes gravitacionales ocurren cuando la intensa gravedad de una galaxia masiva o un grupo de galaxias magnifica la luz de fuentes de fondo más distantes y más débiles. Las observaciones previas de las galaxias, descubiertas en luz infrarroja lejana por observatorios terrestres y espaciales, habían insinuado la lente gravitacional. Pero la aguda visión de Hubble confirmó la sospecha de los investigadores.

Lowenthal presenta sus resultados a las 3:15 p.m. (EDT), 6 de junio del 2.017, en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas.

Según el equipo de investigación, sólo unas pocas docenas de estas brillantes galaxias infrarrojas existen en el universo, esparcidas por el cielo. Ellos residen en inusualmente densas regiones del espacio que de alguna manera desencadenó la formación rápida de estrellas en el universo temprano.

Las galaxias pueden contener pistas sobre cómo se formaron las galaxias hace miles de millones de años. "Hay tantas incógnitas sobre la formación de estrellas y galaxias", explicó Lowenthal. "Necesitamos comprender los casos extremos, como estas galaxias, así como los casos promedio, como nuestra Vía Láctea, para tener una historia completa sobre cómo ocurren la formación de galaxias y estrellas".

Al estudiar estas extrañas galaxias, los astrónomos primero deben desenredar las galaxias lente en primer plano de las galaxias ultra-brillantes de fondo. Ver este efecto es como mirar objetos en el fondo de una piscina. El agua distorsiona su vista, del mismo modo que la gravedad de las galaxias de lentes estiran las formas de las galaxias distantes. "Necesitamos entender la naturaleza y la escala de esos efectos de lente para interpretar adecuadamente lo que estamos viendo en el universo distante, temprano", dijo Lowenthal. "Esto se aplica no sólo a estas galaxias infrarrojas más brillantes, sino probablemente a la mayoría o incluso a todas las galaxias distantes".

El telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA.

El equipo de Lowenthal está a medio camino del estudio del Hubble de 22 galaxias. Un equipo internacional de astrónomos descubrió por primera vez las galaxias en la luz del infrarrojo lejano usando datos del sondeo del observatorio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) y algunas pruebas inteligentes. El equipo entonces comparó esas fuentes con las galaxias encontradas en el catálogo de objetos infrarrojos lejanos del Observatorio Espacial Herschel de la ESA y con los datos de radio terrestres tomados por Very Large Array en Nuevo México. Los investigadores siguieron usando el Telescopio Grande Millimeter (LMT) en México para medir sus distancias exactas de la Tierra. Las imágenes del infrarrojo lejano del LMT también revelaron múltiples objetos, indicando que las galaxias estaban siendo gravitacionalmente lentes.

Estos objetos brillantes existían entre 8 mil millones y 11.500 millones de años atrás, cuando el universo estaba haciendo estrellas con más vigor que hoy. La producción de estrellas-nacimientos de las galaxias es de 5.000 a 10.000 veces mayor que la de nuestra Vía Láctea. Sin embargo, las galaxias ultra-brillantes están bombardeando estrellas usando sólo la misma cantidad de gas contenida en la Vía Láctea.

Por lo tanto, la pregunta regañina es, ¿qué está impulsando el prodigioso nacimiento de estrellas? "Hemos sabido durante dos décadas que algunas de las galaxias más luminosas en el universo son muy polvorientas y masivas, y están experimentando ráfagas de formación estelar", dijo Lowenthal. "Pero han sido muy difíciles de estudiar porque el polvo los hace prácticamente imposibles de observar a la luz visible, también son muy raros: no aparecen en ninguna de las investigaciones de campo profundo del Hubble. El cielo que nadie ha visto antes en detalle, por eso es tan importante descubrir que son gravitacionales.

Estas galaxias pueden ser los primos más brillantes, más distantes de las galaxias infrarrojas ultra-luminosas (ULIRGS), fuertes galaxias de polvo, capturadas por el polvo, vistas en el universo cercano. La producción estrella de ULIRGS está alimentada por la fusión de dos galaxias espirales, que es una posibilidad para el baby boom estelar en sus parientes más distantes. Sin embargo, Lowenthal dijo que las simulaciones por ordenador del nacimiento y crecimiento de las galaxias muestran que las fusiones mayores ocurren en una época posterior a la que se observa en estas galaxias.

La cámara de campo amplio del Hubble, WFC3.

Otra idea para el surgimiento de las estrellas es que gran cantidad de gas, el material que hace estrellas, está inundando las lejanas galaxias. "El universo primitivo era más denso, por lo que tal vez el gas está lloviendo sobre las galaxias, o son alimentados por algún tipo de canal o conducto, que todavía no hemos descubierto", dijo Lowenthal. "Esto es lo que los teóricos luchan con: ¿Cómo usted consigue todo el gas en una galaxia rápidamente bastante para hacer que sucede?"

El equipo de investigación planea utilizar el Hubble y el Observatorio Gemini en Hawai para tratar de distinguir entre las galaxias de primer plano y de fondo para que puedan comenzar a analizar los detalles de las galaxias monstruosas brillantes.

Los telescopios futuros, como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, un observatorio infrarrojo programado para lanzarse en 2018, medirán la velocidad de las estrellas de las galaxias para que los astrónomos puedan calcular la masa de estos objetos ultra luminosos.

"El cielo está cubierto con todo tipo de galaxias, incluyendo aquellas que brillan con luz de infrarrojo lejano", dijo Lowenthal. "Lo que estamos viendo aquí es la punta del iceberg: el más brillante de todos".

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (European Space Agency). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, maneja el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore conduce las operaciones de la ciencia del Hubble. STScI es operado por la NASA por la Asociación de Universidades de Investigación en Astronomía, Inc., en Washington, D.C.

Publicado en NASA el 6 de junio del 2.017.