El Hubble captura una docena de veces una galaxia.
La galaxia Arco Sunburst.
 |
| El arco del resplandor solar. Esta imagen, tomada con el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA, muestra un cúmulo de galaxias masivo, a unos 4.600 millones de años luz de distancia. A lo largo de sus bordes son visibles cuatro arcos brillantes; Estas son copias de la misma galaxia distante, apodada el Arco Sunburst. La galaxia Sunburst Arc está a casi 11 mil millones de años luz de distancia y la luz de ella está siendo captada en múltiples imágenes por lentes gravitacionales. El Sunburst Arc se encuentra entre las galaxias con lentes más brillantes conocidas y su imagen es visible al menos 12 veces dentro de los cuatro arcos. Tres arcos son visibles en la esquina superior derecha de la imagen, el cuarto arco en la esquina inferior izquierda. El último está parcialmente oscurecido por una estrella brillante en primer plano, que se encuentra en la Vía Láctea. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al. |
Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA han observado una galaxia en las regiones distantes del Universo que aparece duplicada al menos 12 veces en el cielo nocturno. Esta vista única, creada por lentes gravitacionales fuertes, ayuda a los astrónomos a comprender mejor la era cósmica conocida como la época de la reionización.
Esta nueva imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA muestra un objeto astronómico cuya imagen se multiplica por el efecto de lentes gravitacionales fuertes. La galaxia, apodada el Arco Sunburst, está a casi 11 mil millones de años luz de distancia de la Tierra y ha sido capturada en múltiples imágenes por un grupo masivo de galaxias situado a 4.600 millones de años luz de distancia [1].
 |
| Sunburst Arc 1. Esta imagen, tomada con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, muestra uno de los cuatro arcos formados por la luz de la galaxia apodada Sunburst Arc. Creado por una fuerte lente gravitacional, este brillante arco de luz consta de al menos seis copias de la imagen de una sola galaxia. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al. |
La masa del cúmulo de galaxias es lo suficientemente grande como para doblar y magnificar la luz de la galaxia más distante detrás de él. Este proceso conduce no solo a una deformación de la luz del objeto, sino también a una multiplicación de la imagen de la galaxia con lente.
En el caso del Arco Sunburst, el efecto de lente condujo al menos a formarse 12 imágenes de la galaxia, distribuidas en cuatro arcos principales. Tres de estos arcos son visibles en la parte superior derecha de la imagen, mientras que un arco contario es visible en la esquina inferior izquierda, parcialmente oscurecido por una estrella brillante en primer plano dentro de la Vía Láctea.
El Hubble usa estas lupas cósmicas para estudiar objetos que, de lo contrario, serían demasiado débiles y demasiado pequeños incluso para sus instrumentos extraordinariamente sensibles. El Sunburst Arc no es una excepción, a pesar de ser una de las galaxias con lentes gravitacionales más brillantes conocidas.
La lente crea varias imágenes del arco Sunburst entre 10 y 30 veces más brillantes. Esto le permite al Hubble ver estructuras tan pequeñas como 520 años luz de diámetro, una observación detallada rara de un objeto tan distante. Esto se compara razonablemente bien con las regiones de formación estelar en las galaxias del Universo local, lo que permite a los astrónomos estudiar la galaxia y su entorno con gran detalle.
 |
| Sunburst Arc 2. Esta imagen, tomada con el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA, muestra uno de los cuatro arcos formados por la luz de la galaxia apodada Sunburst Arc. Creado por una fuerte lente gravitacional, este brillante arco de luz consta de al menos cuatro copias de la imagen de una sola galaxia. La galaxia con lente está a unos 11 mil millones de años luz de distancia. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al. |
Las observaciones de Hubble mostraron que el Sunburst Arc es un análogo de las galaxias que existieron en un momento mucho más temprano en la historia del Universo: un período conocido como la época de la reionización, una era que comenzó solo 150 millones de años después del Big Bang [2] .
La época de la reionización fue una era clave en el Universo temprano, una que terminó con las "edades oscuras", la época anterior a la creación de las primeras estrellas cuando el Universo estaba oscuro y lleno de hidrógeno neutro [3]. Una vez que se formaron las primeras estrellas, comenzaron a irradiar luz, produciendo los fotones de alta energía necesarios para ionizar el hidrógeno neutro [4].
Esto convirtió la materia intergaláctica en la forma principalmente ionizada en la que existe hoy. Sin embargo, para ionizar el hidrógeno intergaláctico, la radiación de alta energía de estas primeras estrellas habría tenido que escapar de sus galaxias anfitrionas sin ser primero absorbidas por la materia interestelar. Hasta ahora, solo se ha encontrado que un pequeño número de galaxias “filtran” fotones de alta energía al espacio profundo. Cómo escapó esta luz de las primeras galaxias sigue siendo un misterio.
El análisis del Sunburst Arc ayuda a los astrónomos a agregar otra pieza al rompecabezas: parece que al menos algunos fotones pueden salir de la galaxia a través de canales estrechos en un medio neutro rico en gases. Esta es la primera observación de un proceso de larga teoría [5]. Si bien es poco probable que este proceso sea el mecanismo principal que llevó al Universo a reionizarse, es muy posible que haya brindado un impulso decisivo.
 |
| Sunburst Arc 3. Esta imagen, tomada con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, muestra uno de los cuatro arcos formados por la luz de la galaxia apodada Sunburst Arc. Creado por una fuerte lente gravitacional, este brillante arco de luz muestra al menos una copia de la imagen de la galaxia; varias copias más son visibles en los otros tres arcos. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al. |
Notas.
[1] La designación oficial de la galaxia Sunburst Arc es PSZ1 G311.65-18.48.
[2] Cuanto más miramos hacia el espacio, más atrás miramos en el tiempo. Esto permite a los astrónomos estudiar diferentes épocas del Universo, al estudiar objetos a diferentes distancias.
[3] La ionización es el proceso de ganar o perder electrones para dejar partículas cargadas eléctricamente. La era se conoce como reionización porque, después del Big Bang, la materia se formó primero en protones y electrones. Luego, durante la era de la recombinación, unos 380 000 años después del Big Bang, se formó hidrógeno neutro a partir de estas partículas por primera vez.
[4] Mientras que un átomo de hidrógeno ionizado consiste solo en el núcleo del átomo (un protón), un átomo de hidrógeno neutro contiene un núcleo de un protón que está orbitado por un electrón.
[5] El documento que describe estas observaciones aparecerá en Science el 8 de noviembre de 2019.
Más información.
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
Equipo.
El equipo internacional de astrónomos en este estudio está formado por T. Emil Rivera-Thorsen (Universidad de Oslo, Noruega), Håkon Dahle (Universidad de Oslo, Noruega), John Chisholm (Universidad de Ginebra, Suiza; Universidad de California Santa Cruz, EE. UU.) ), Michael K. Florian (NASA Goddard Space Flight Center, EE. UU.), Max Gronke (Universidad de California Santa Bárbara, EE. UU.), Michael D. Gladders (Universidad de Chicago, EE. UU.), Jane R. Rigby (NASA Goddard Space Flight Center , Estados Unidos), Guillaume Mahler (Universidad de Michigan, Estados Unidos), Keren Sharon (Universidad de Michigan, Estados Unidos), Matthew Bayliss (Centro MIT-Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, Estados Unidos) e incluyeron datos de los programas Hubble 15418 y 15101.
Crédito de la imagen: ESA, NASA, E. Rivera-Thorsen et al.
Enlaces.
Contactos.
Emil Rivera-Thorsen
Departamento de Astronomía, Universidad de Estocolmo.
Estocolmo, Suiza
Tel: +46 737 703 603
Correo electrónico: trive@astro.su.se
Håkon Dahle
Instituto de Astrofísica Teórica
Oslo, Noruega
Tel: +47 93266331
Correo electrónico: hakon.dahle@astro.uio.no
Bethany Downer
ESA / Hubble, Oficial de Información Pública
Garching, Alemania
Correo electrónico: bethany.downer@partner.eso.org
• Publicado en Hubble el 7 de noviembre del 2019, enlace artículo.
