BUFFALO carga hacia las galaxias más tempranas.

El nuevo proyecto de Hubble proporciona una vista de campo amplio del cúmulo de galaxias Abell 370.

El cúmulo de galaxias Abell 370 fue el primer objetivo de la prospección BUFFALO, cuyo objetivo es buscar algunas de las primeras galaxias en el Universo. Este grupo notable en la constelación de Cetus se encuentra a unos cuatro mil millones de años luz de distancia. Su masa, que consiste en cientos de galaxias y materia oscura, dobla y distorsiona la luz proveniente de objetos aún más distantes detrás de ella. Este efecto se conoce como lentes gravitacionales fuertes. La demostración más sorprendente de lente gravitacional se puede ver justo debajo del centro de la imagen. Apodado "el Dragón", esta característica extendida se compone de una multitud de imágenes duplicadas de una galaxia espiral en el fondo de Abell 370, todas a cinco mil millones de años luz de distancia. Crédito: NASA, ESA, A. Koekemoer, M. Jauzac, C. Steinhardt y el equipo de BUFFALO.

El Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA ha comenzado una nueva misión para arrojar luz sobre la evolución de las galaxias más antiguas del Universo. La encuesta BUFFALO observará seis cúmulos de galaxias masivas y sus alrededores. Las primeras observaciones muestran el cúmulo de galaxias Abell 370 y una gran cantidad de galaxias magnificadas con lentes gravitacionales a su alrededor.

Aprender sobre la formación y evolución de las primeras galaxias en el Universo es crucial para nuestra comprensión del cosmos. Mientras que el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA ya ha detectado algunas de las galaxias más distantes conocidas, su número es pequeño, lo que dificulta que los astrónomos determinen si representan al Universo en general.

Enormes cúmulos de galaxias como Abell 370, que es visible en esta nueva imagen, pueden ayudar a los astrónomos a encontrar más de estos objetos distantes. Las inmensas masas de cúmulos de galaxias los hacen actuar como lupas cósmicas. La masa de un cúmulo dobla y magnifica la luz de objetos más distantes detrás de ella, descubriendo objetos demasiado débiles para la visión sensible del Hubble. Usando este truco cosmológico, conocido como lente gravitacional fuerte, el Hubble puede explorar algunas de las galaxias más antiguas y distantes del Universo.

Esta ilustración muestra un fenómeno conocido como lente gravitacional,
que es utilizado por los astrónomos para estudiar galaxias muy lejanas y muy
débiles. Tenga en cuenta que la escala ha sido muy exagerada en este diagrama.
En realidad, la galaxia distante está mucho más lejos y es mucho más pequeña.
Los cúmulos de lentes son cúmulos de galaxias elípticas cuya gravedad es tan fuerte
que desvían la luz de las galaxias que están detrás de ellas. Esto produce
imágenes distorsionadas y a menudo múltiples de la galaxia de fondo. Pero a
pesar de esta distorsión, las lentes gravitacionales permiten observaciones muy
mejoradas a medida que la gravedad dobla el camino de la luz hacia Hubble,
amplificando la luz y haciendo que los objetos invisibles sean observables.
Los astrónomos utilizan estas lentes gravitacionales
para observar una galaxia distante cuya luz se resuelve en dos imágenes por el cúmulo.
El efecto de lente gravitacional significa que los astrónomos han sido capaces de
determinar puntos de vista fascinantes sobre la galaxia que normalmente no serían
visibles ni siquiera con el Hubble o con grandes telescopios terrestres. Entre sus
descubrimientos se encuentra que las estrellas de la galaxia distante son muy antiguas,
lo que significa que las galaxias probablemente se formaron antes en la historia
cósmica de lo que pensábamos al principio.
Crédito: NASA, ESA y L. Calçada.

Numerosas galaxias son proyectadas por la masa de Abell 370. La demostración más sorprendente de lente gravitacional se puede ver justo debajo del centro del cúmulo. Apodado "el Dragón", esta característica extendida se compone de una multitud de imágenes duplicadas de una galaxia espiral que se encuentra más allá del cúmulo.

Esta imagen de Abell 370 y sus alrededores se realizó como parte de la nueva encuesta Beyond Ultra-deep Fieldier Fields And Legacy Observations (BUFFALO). Este proyecto, dirigido por astrónomos europeos del Instituto Niels Bohr (Dinamarca) y la Universidad de Durham (Reino Unido), fue diseñado para suceder al exitoso proyecto Frontier Fields [1]. Las 101 órbitas de Hubble, que corresponden a 160 horas de precioso tiempo de observación, se han dedicado a explorar los seis cúmulos de galaxias del Frontier Fields. Estas observaciones adicionales se centran en las regiones que rodean los cúmulos de galaxias, lo que permite un campo de visión más amplio.

La misión principal de BUFFALO, sin embargo, es investigar cómo y cuándo se formaron las galaxias más masivas y luminosas del Universo y cuán pronto se forma la formación de galaxias en el ensamblaje de la materia oscura. Esto permitirá a los astrónomos determinar qué tan rápidamente se formaron las galaxias en los primeros 800 millones de años después del Big Bang, allanando el camino para las observaciones con el próximo Telescopio Espacial James Webb de NASA / ESA / CSA.

Impulsado por las observaciones de Frontier Fields, BUFFALO podrá detectar las galaxias más distantes aproximadamente diez veces más eficientemente que su programa progenitor. La encuesta BUFFALO también aprovechará otros telescopios espaciales que ya han observado las regiones alrededor de los cúmulos. Estos conjuntos de datos se incluirán en la búsqueda de las primeras galaxias.

Los campos de visión ampliados también permitirán un mejor mapeo tridimensional de la distribución de masa, tanto de la materia ordinaria como de la materia oscura, dentro de cada cúmulo de galaxias. Estos mapas ayudan a los astrónomos a aprender más sobre la evolución de los cúmulos de galaxias de lentes y sobre la naturaleza de la materia oscura.

Notas

[1] Frontier Fields fue un programa de Hubble que se desarrolló entre 2013 y 2017. Hubble pasó 630 horas de observación explorando seis cúmulos de galaxias notables, todos los cuales mostraron efectos de lentes gravitacionales fuertes.

Más información

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

Crédito de la imagen: NASA, ESA, A. Koekemoer, M. Jauzac, C. Steinhardt y el equipo de BUFFALO

Enlaces de interés.

• Página de proyecto BUFFALO.
• Lanzamiento de Hubblesite.
• Comunicados de prensa de Frontier Fields.
• Lentes gravitarorias.

Contactos.

Charles Steinhardt

Instituto Niels Bohr

Copenhague, Dinamarca

Tel: +45 35 33 50 10

Correo electrónico: Steinhardt@nbi.ku.dk

Mathilde Jauzac

Universidad de Durham

Durham, Reino Unido

Tel: +44 7445218614

Correo electrónico: mathilde.jauzac@durham.ac.uk

Mathias Jäger

ESA / Hubble, oficial de información pública

Garching, Alemania

Tel: +49 176 62397500

Correo electrónico: mjaeger@partner.eso.org

• Publicado en Hubble el 13 de septiembre del 2.018, enlace artículo.