El censo del Hubble revela galaxias que brillan cerca del amanecer cósmico

Esta nueva imagen de la campaña Hubble Ultra Deep Field (HUDF) 2012 revela una población nunca antes vista de siete galaxias lejanas, que se observan tal como aparecieron en un período de 350 millones a 600 millones de años después del Big Bang. Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech) y el equipo UDF 2012

Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han detectado algunas de las galaxias más distantes, tenues y antiguas jamás detectadas en un nuevo sondeo. Las imágenes, tomadas con la Wide Field Camera 3 (WFC 3) del Hubble, miran más atrás en el tiempo que cualquier observación anterior del Hubble, proporcionando información sobre las condiciones en el Universo primitivo.

“Esto es como una versión científica de la historia de Génesis”, dijo el astrónomo Avi Loeb de la Universidad de Harvard.

Las siete galaxias distantes representan una población nunca antes vista de galaxias que se formaron hace más de 13 mil millones de años, cuando el Universo tenía menos del 3 por ciento de su edad actual. En estas imágenes más profundas hasta la fecha del Hubble, los astrónomos pudieron tomar una muestra de la cantidad de galaxias en ese momento. Los resultados muestran una disminución suave en el número de galaxias con un tiempo de retrospectiva creciente hasta unos 450 millones de años después del Big Bang.

Los datos proporcionan el primer censo fiable de este período inexplorado de la historia cósmica, según los científicos. A medida que los astrónomos miran aún más profundamente en el Universo, los números de galaxias parecen disminuir sin problemas, lo que los lleva a creer que el «amanecer cósmico» fue gradual, no un evento dramático.

«Las observaciones del resplandor de microondas del Big Bang nos dicen que la reionización ocurrió hace más de 13 mil millones de años», dijo Brant Robertson de la Universidad de Arizona en Tucson, miembro del equipo de estudio. “Nuestros datos confirman que la reionización fue un proceso prolongado que ocurrió durante varios cientos de millones de años con las galaxias construyendo lentamente sus estrellas y elementos químicos. No hubo un solo momento dramático cuando se formaron las galaxias; Fue un proceso gradual.»

Estas galaxias se encontraron como parte de un ambicioso sondeo del Hubble de una zona del cielo intensamente estudiada conocida como Campo Ultra Profundo (UDF), que se tomó originalmente en 2003-2004, centrándose en una pequeña área del cielo en la constelación de Fornax. . En la nueva campaña de 2012, llamada UDF 2012, un equipo de astrónomos dirigido por Richard Ellis del Instituto de Tecnología de California usó el WFC3 para mirar más profundamente en el espacio en luz infrarroja cercana que cualquier observación anterior del Hubble. Las observaciones se realizaron durante un período de seis semanas durante agosto y septiembre de 2012, y los primeros resultados científicos ahora aparecen en una serie de artículos científicos. El equipo de UDF 2012 está publicando estos datos únicos, después de prepararlos para que los utilicen otros grupos de investigación.

“Hubble está logrando una gran ciencia”, dijo John Grunsfeld, ex astronauta y administrador asociado de ciencia de la NASA, hablando en una sesión informativa sobre la nueva encuesta. “Esta es una historia de orígenes, donde estamos volviendo al principio, a las primeras estrellas que aparecieron en el Universo. Esto valida que cuando tengamos el Telescopio Espacial James Webb en línea, tendrá mucho que ver y mucho que hacer”.

El telescopio espacial James Webb está programado para lanzarse en 2018.

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Los astrónomos detectaron siete galaxias en el período de tiempo de 400 a 600 millones de años después del Big Bang. Todos extremadamente distantes, oscilaron en distancia con desplazamientos al rojo de 8,6 a casi 12.

Los astrónomos estudian el universo distante en luz infrarroja cercana porque la expansión del espacio estira la luz ultravioleta y visible de las galaxias a longitudes de onda infrarrojas, un fenómeno llamado «desplazamiento al rojo». Cuanto más distante una galaxia, mayor es su corrimiento al rojo.

En particular, una de las galaxias puede ser un récord de distancia, observada 380 millones de años después del nacimiento de nuestro universo en el Big Bang, correspondiente a un corrimiento al rojo de 11,9. Esta es la galaxia UDFj-39546284, que se detectó previamente y se sugirió originalmente como el objeto más distante encontrado hace casi dos años por el Hubble. Las observaciones posteriores lo sitúan en un corrimiento al rojo de 10,3, pero las observaciones recientemente refinadas lo ubican aún más distante.

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Una línea de tiempo del Universo y nuestras observaciones de él. Crédito: universidad de arizona.

Los científicos creen que el universo comenzó con el Big Bang hace unos 13.700 millones de años. El hidrógeno se formó unos 400.000 años después, pero sin estrellas, el espacio-tiempo era oscuro. Unos 200 millones de años después, las nubes de hidrógeno colapsaron formando las primeras estrellas y galaxias; lo que los astrónomos llaman el “amanecer cósmico”. La luz de estas nuevas estrellas comenzó a descomponer el hidrógeno en protones y electrones durante un período de tiempo llamado reionización cósmica. En el universo actual, los científicos ven galaxias que crecen en masa y tamaño con la síntesis de elementos, lo que lleva a la formación de moléculas complejas que incluyen los componentes para crear vida. Nuestro Sol y nuestro sistema solar se formaron hace poco más de 4 mil millones de años.

“El equipo llevó al Hubble a sus límites. Esto es probablemente lo más atrás que puede mirar el Hubble, según el líder del estudio, Richard Ellis. “Estamos empujando al Hubble mucho más allá de lo que fue diseñado para hacer”.

Lea más sobre los hallazgos y la campaña HUDF 2012 en HubbleSite.

Lea el documento del equipo: La abundancia de galaxias formadoras de estrellas en el rango de corrimiento al rojo de 8,5 a 12: nuevos resultados de la campaña de campo ultraprofundo del Hubble de 2012

Fuentes adicionales: CalTech Hubble de la ESA

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