Un equipo de investigadores coordinados desde el Observatorio Astronómico de Paris (Francia) publica hoy en Nature los detalles del objeto astronómico más lejano confirmado hasta ahora, la galaxia UDFy-38135539, como ya sugerían algunas imágenes del telescopio Hubble. Los autores informan que su luz se emitió hace más de 13 mil millones de años, y que esta galaxia presenta un desplazamiento hacia el rojo (redshif, en inglés) récord de 8,6. UDFy-38135539 también es de interés por ser un faro de la "época de reionización" del Universo temprano.
Un equipo de astrónomos internacional ha medido la distancia a la galaxia más remota que se conoce. A través de un cuidadoso análisis del débil brillo de la galaxia, descubrieron que la luz observada fue emitida cuando el Universo tenía sólo 600 millones de años de edad, “conocido como corrimiento al rojo de 8,6 (z=8.55)”, según informa el Observatorio Europeo Austral (ESO).
El supertelescopio Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile ha permitido las observaciones, las primeras confirmadas de una galaxia cuya luz está despejando la opaca niebla de hidrógeno que llenaba el cosmos en esa época primitiva. Se trata de la galaxia UDFy-38135539 y los detalles de la investigación aparecen esta semana en la revista Nature.
“Empleando el VLT hemos confirmado que una galaxia detectada previamente a través del Hubble, es el objeto más remoto identificado hasta ahora en el Universo”, dice Matt Lehnert, del Observatorio de París, autor principal del estudio. “El poder de este telescopio y su espectrógrafo SINFONI nos permitieron medir la distancia hacia esta muy tenue galaxia y descubrimos que la estamos observando cuando el Universo tenía menos de 600 millones de años de edad”.
El estudio de las primeras galaxias es extremadamente difícil. Cuando llega hasta la Tierra su luz, que inicialmente fue brillante, se ven muy tenues y pequeñas. Esta débil luz se sitúa principalmente en la parte infrarroja del espectro porque su longitud de onda se ha estirado producto de la expansión del Universo, un efecto conocido como desplazamiento o corrimiento hacia el rojo.
Para hacer las cosas aún más difíciles, en aquella época temprana -menos de mil millones de años después del Big Bang- el Universo no era completamente trasparente y gran parte de él estaba lleno de una niebla de hidrógeno que absorbía la intensa luz ultravioleta proveniente de las galaxias jóvenes. El período durante el cual la niebla aún estaba siendo despejada por esta luz ultravioleta se conoce como ‘la era de reionización’.
A pesar de esta dificultad, la nueva Cámara 3 Wide Field del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA descubrió en 2009 varios potentes objetos candidatos que podían ser galaxias brillando en la era de la reionización. Confirmar las distancias de objetos tan tenues y remotos es un enorme desafío y sólo se podía lograr de forma fidedigna usando espectrógrafos en telescopios muy grandes basados en tierra, capaces de medir el corrimiento al rojo de la luz de la galaxia.
“Después del anuncio del Hubble sobre las galaxias candidatas, nos dimos cuenta que el VLT podría permitirnos detectar el brillo extremadamente débil de una de estas galaxias remotas y medir su distancia”, dice Lehnert.
Petición especial a ESO
Por petición especial al Director General de ESO, los científicos obtuvieron tiempo de telescopio en el VLT y observaron una galaxia candidata llamada UDFy-38135539 durante 16 horas. Después de dos meses de análisis muy cuidadoso y revisión de los resultados, el equipo concluyó que claramente habían detectado emisiones muy débiles de hidrógeno con un corrimiento al rojo de 8,6, lo que convierte a esta galaxia en el objeto más distante confirmado hasta ahora mediante espectroscopía. Un corrimiento al rojo de 8,6 corresponde a una galaxia vista tan sólo 600 millones de años después del Big Bang.
La co-autora Nicole Nesvadba (Instituto de Astrofísica Espacial) resume este trabajo: “Medir el corrimiento al rojo de la galaxia más distante encontrada hasta el momento es muy apasionante en sí, pero las implicancias astrofísicas de esta detección son aún más importantes. Esta es la primera vez que sabemos con seguridad que estamos mirando una de las galaxias que despejó la niebla que llenaba al Universo temprano”.
Una de las cosas sorprendentes sobre este descubrimiento es que el brillo de UDFy-38135539 no parece ser suficientemente fuerte por sí solo para despejar la niebla de hidrógeno. “Tiene que haber otras galaxias, probablemente más débiles y menos masivas, compañeras cercanas de UDFy-38135539, que también ayudaron a hacer trasparente el espacio alrededor de la galaxia. Sin esta ayuda adicional, la luz de la galaxia, no importa cuan brillante sea, habría quedado atrapada en la niebla de hidrógeno circundante y nosotros no habríamos sido capaces de detectarla”, explica el co-autor Mark Swinbank (Universidad de Durham).
El co-autor Jean-Gabriel Cuby (Laboratorio de Astrofísica de Marsella) comenta: “Estudiar la era de reionización y formación de galaxias es empujar al límite la capacidad de los telescopios e instrumentos actuales, pero éste es justamente el tipo de ciencia que será rutina cuando el European Extremely Large Telescope de ESO –que será el telescopio óptico e infrarrojo cercano más grande del mundo- esté operativo”.
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