Un nuevo instrumento único combinado con un poderoso telescopio y un poco de ayuda de la naturaleza ha brindado a los investigadores la oportunidad de observar las guarderías galácticas en el corazón del joven universo. Después de una gran explosión hace unos 13.800 millones de años, el joven universo se llenó de enormes nubes de gas neutro difuso conocidas como sistemas Damped Lyman-α o DLA. Estos DLA sirvieron como viveros galácticos porque los gases contenidos en ellos se condensaron lentamente. Contribuyendo a la formación de estrellas y galaxias. Todavía se pueden ver hoy en día, pero no es fácil. “Los DLA son una clave para comprender cómo se forman las galaxias en el universo, pero generalmente son difíciles de observar ya que las nubes son demasiado difusas y no emiten luz”, dijo el autor de la investigación, Rongmon Bordoloi.
Actualmente, los astrofísicos usan cuásares (agujeros negros supermasivos que emiten luz) como “luz de fondo” para detectar nubes DLA. Y aunque este método permite a los investigadores determinar la ubicación de DLA. La luz de los cuásares actúa como pequeños pinchos a través de una nube masiva, lo que dificulta tratar de medir su tamaño y masa total.
Pero Bordoloi y John O’Meara, científico jefe del Observatorio WM Keck en Kamuela, Hawái, han encontrado una manera de sortear este problema mediante el uso de una galaxia con lentes de gravedad. Además la espectroscopia de campo integrado para observar dos DLA y galaxias en su interior que se formaron alrededor de Hace 11 mil millones de años, poco después del Big Bang.
“Las galaxias con lentes gravitacionales se refieren a las galaxias que aparecen estiradas y más brillantes”, dice Bordoloi. “Esto se debe a que hay una estructura gravitatoriamente masiva frente a la galaxia que desvía la luz que proviene de ella mientras viaja hacia nosotros. Así que terminamos mirando una versión extendida del objeto, es como usar un telescopio cósmico que aumenta la ampliación. y nos brinda una mejor visualización. La ventaja de esto es doble: uno, el objeto de fondo se extiende por el cielo y es brillante, por lo que es fácil tomar lecturas de espectro en diferentes partes del objeto. Dos, debido a que las lentes extienden el objeto, usted puede sondear escalas muy pequeñas. Por ejemplo, si el objeto tiene un año luz de diámetro, podemos estudiar pequeños bits con muy alta fidelidad”.
Las lecturas de espectro permiten a los astrofísicos “ver” elementos del espacio profundo que no son visibles a simple vista, como DLA gaseosos difusos y galaxias potenciales dentro de ellos. La recopilación de las lecturas suele ser un proceso largo y laborioso. Pero los científicos han resuelto este problema realizando una espectroscopia integrada con Keck Cosmic Web Imager.
La espectroscopia de campo integrada permitió a los investigadores obtener el espectro en cada píxel individual en el área del cielo a la que se dirigía, lo que hizo que la espectroscopia de un objeto largo en el cielo fuera muy eficaz. Esta innovación, combinada con una galaxia de lente gravitacional alargada y brillante, permitió al equipo mapear un gas DLA difuso en el cielo con alta precisión. Gracias a este método, los investigadores pudieron determinar no solo el tamaño de los dos DLA, sino también el hecho de que contienen galaxias anfitrionas.
“He esperado la mayor parte de mi carrera por esta combinación: un telescopio y un instrumento lo suficientemente poderosos, y la naturaleza nos da un poco de alineaciones afortunadas para estudiar no uno sino dos DLA de una manera nueva y rica”, dice O’Meara. “Es grandioso ver que la ciencia llega a buen término”.
Por cierto, los DLA son enormes. Con un diámetro de más de 17,4 kiloparsecs, son dos tercios más grandes que el tamaño de la Vía Láctea moderna. A modo de comparación, hace 13 mil millones de años el diámetro de una galaxia típica era de menos de 5 kiloparsecs. Un parsec son 3,26 años luz y un kiloparsec son 1.000 parsecs, por lo que la luz tarda unos 56.723 años en atravesar cada DLA.
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