#CienciaLatina – Tayna: la galaxia más débil observada en el universo temprano

          Por Cosmo Noticias

En diciembre de 2015, el sitio oficial del Telescopio Espacial Hubble realizó el anuncio del hallazgo de 22 galaxias ubicadas muy al comienzo del universo, unos cientos de millones de años después de que éste naciera en el evento que hoy conocemos como Big Bang (el cual, dicho sea de paso, sucedió hace 13.800 millones de años). El equipo a cargo del estudio, liderado por el astrónomo chileno, académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, Leopoldo Infante, se apoyó en observaciones llevadas a cabo por el telescopio Hubble entre enero y septiembre de 2014, y complementadas por el telescopio espacial Spitzer y el Very Large Telescope (VLT) de ESO, ubicado en el Cerro Paranal (Chile, región de Antofagasta).

En este grupo primitivo de objetos se ubica Tayna, una galaxia muy compacta y tenue que se encontraba emitiendo luz unos 400 millones de años después del Big Bang (¡13.400 millones de años atrás!). Considerando que mirar hacia atrás en el tiempo (más hacia el comienzo del universo) implica mirar objetos que están cada vez más distantes de nosotros, Tayna viene a ser la galaxia más distante (más “temprana”) y más débil (menos luminosa) que a la fecha ha sido posible observar. Por lo demás, su nombre hace referencia al lenguaje aymara, en el cual significa “primogénita”.

Pero si estamos tratando con objetos tan lejanos y poco luminosos… ¿cómo nos es posible detectarlos?

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Diagrama del funcionamiento de un lente gravitacional. Crédito: NASA, ESA & L. Calçada.

En el espacio se da una gran diversidad de fenómenos naturales, de los cuales podemos sacar provecho comprendiendo bien la física que hay detrás de ellos. Este es el caso de los denominados lentes gravitacionales: en zonas donde se concentra una gran cantidad de masa, la atracción gravitacional es mayor y hace que el espacio a su alrededor se curve. Un rayo de luz que pase por una región que se encuentre distorsionada de esta manera, seguirá la curvatura allí presente, es decir, se “doblará”. Así, si dicho rayo llega a nosotros, no lo percibiremos en su forma original, si no que más bien veremos una especie de arco de luz magnificada.

De esta manera, si tenemos en nuestra línea de visión un objeto masivo (como un cúmulo de galaxias o un agujero negro), su fuerte atracción gravitatoria podría permitirnos ver objetos más distantes y más débiles, ubicados detrás de ellos.

El equipo de Infante logró observar a Tayna precisamente gracias a este tipo de fenómenos. El telescopio Hubble, como parte del programa Fronter Fields, se encontraba analizando el cúmulo gigante de galaxias MACS J0416.1-2403, el cual está ubicado a unos 4000 millones de años luz de nosotros. Así es como los telescopios Hubble y Spitzer lograron visualizar a Tayna a pesar de ser tan tenue, pues ésta se encuentra “detrás” del MACS J0416.1-2403 y su luz se ve magnificada unas veinte veces.

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Imagen del cúmulo de galaxias MACS J0416.1-2403. En el recuadro se señala la ubicación de Tayna. Crédito: NASA/ESA/L. Infante, Pontificia Universidad Católica de Chile.

El análisis de los datos indica además que este objeto es de un tamaño similar al de la Gran Nube de Magallanes (LMC por su sigla en inglés, Large Magellanic Cloud, galaxia satélite de la nuestra), teniendo cerca de 80 veces menos masa que nuestra Vía Láctea, y que su tasa de formación de estrellas es unas diez veces mayor a la de la LMC.

Por otra parte, la distancia a Tayna (y su edad) fue estimada luego de combinar imágenes de los telescopios Hubble y Spitzer para poder construir y analizar su perfil de color: como bien sabemos, el universo se encuentra en expansión, y una consecuencia de ello se ve reflejada en el enrojecimiento de la luz que percibimos de objetos distantes. A distancias mayores, el efecto es más fuerte. De esta manera, a pesar de que Tayna contiene estrellas recién formadas (que emiten luz esencialmente azul), la luz que recibimos de ella llega en longitudes de onda mucho mayores, correspondientes al infrarrojo. Determinar el color exacto de la galaxia en el espectro infrarrojo nos permite saber la distancia a la que se halla y su edad estimada.

La detección de este grupo de galaxias permite estudiar por vez primera las propiedades de objetos extremadamente débiles y cercanos al Big Bang, como es el caso de Tayna. Su posterior análisis podría abrir una ventana hacia la mejor comprensión sobre la formación y evolución del universo temprano. De hecho, se cree que Tayna podría ser una etapa temprana de lo que luego de años se transformaría en una de las majestuosas galaxias que conocemos hoy en día.

El descubrimiento además deja abierta la posibilidad de que exista una población de galaxias tenues que haya sido común en los primeros años del universo, y que no se hayan observado jamás debido a su bajísimo brillo. Si la hipótesis es correcta, sería el sucesor del Hubble, el Telescopio Espacial James Webb, el encargado de rastrear la mencionada población en sus primeras etapas evolutivas, sin la necesidad de recurrir a los lentes gravitacionales.

Referencias:

Publicación oficial en el portal de Telescopio Espacial Hubble.

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