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 mejorde 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 del Resplandor Solar, está a casi 11 mil millones de años luz de distancia de la Tierra y ha sidolente en múltiples imágenes por un grupo masivo de galaxias a 4.600 millones de años luz de distancia [1].
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 delgalaxia con lente.
En el caso del Sunburst Arc, el efecto de lente condujo a al menos 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 contraataque es visible en la parte inferiorizquierda: parcialmente oscurecida por una brillante estrella en primer plano dentro de la Vía Láctea.
El Hubble usa estas lupas cósmicas para estudiar objetos que de otro modo serían demasiado tenues 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 hace que varias imágenes del Sunburst Arc sean 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 la estrellaformando regiones en galaxias en el Universo local, lo que permite a los astrónomos estudiar la galaxia y su entorno con gran detalle.
Las observaciones de Hubble mostraron que el Sunburst Arc es un análogo de galaxias que existió en una época mucho más temprana 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 las primeras estrellasformados, 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 mayormente ionizada en la que existe en la actualidad. 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 absorbida 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 esta luz escapó de las primeras galaxias sigue siendo un misterio.
El análisis del Arco del Resplandor Solar 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 una teoría largaproceso [5]. Si bien es poco probable que este proceso sea el mecanismo principal que llevó al Universo a reionizarse, es muy posible que haya proporcionado un impulso decisivo.
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:Aproximadamente 380 000 años después del Big Bang: por primera vez se formó hidrógeno neutro a partir de estas partículas.
[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 en órbita 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.
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, Estados Unidos, Michael K. Florian Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Estados Unidos, Max Gronke Universidad de California Santa Bárbara, Estados Unidos, Michael D. Gladders Universidad de Chicago, Estados Unidos, Jane R. Rigby Espacio Goddard de la NASAFlight Center, EE. UU., Guillaume Mahler Universidad de Michigan, EE. UU., Keren Sharon Universidad de Michigan, EE. UU., Matthew Bayliss Centro MIT-Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, EE. UU. E incluyeron datos de los programas Hubble 15418 y 15101.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de información ESA / Hubble . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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