Galaxias extremas

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Queremos encontrar las galaxias lejanas más extremas del Universo, las campeonas en brillo. En este artículo técnico te contamos cuáles son los monstruos galácticos en luz milimétrica (artículo técnico #MNRAS libre aquí arxiv.org/pdf/2206.00138) y la explicación para todo público a continuación.

En el proyecto PASSAGES (pasajes) buscamos galaxias hiper brillantes entre los “objetos compactos” detectados por el satélite Planck a una longitud de onda de 350 y 550 micras. Planck cubre todo el cielo con una nitidez burda (~1/36 del área de la Luna).

Una de las primeras tareas es limpiar el catálogo de otros objetos, como nubes moleculares de la Vía Láctea o cuásares brillantes, para aislar las galaxias polvorientas brillantes y lejanas. Éstas tienen un brillo relativo en diferentes longitudes de onda característico.

Vemos con el Gran Telescopio Milimétrico (nitidez de imagen 40 veces mejor) que son galaxias aisladas. Descomponemos la luz en su espectro para buscar la desexcitación de moléculas en la galaxia que nos den su distancia: 12 a 22 mil millones de años luz para las 22 galaxias estudiadas.

Tenemos imagen 30 veces más nítida con ALMA en la que vemos arcos (las líneas rojas). Con ello deducimos que estas galaxias están amplificadas y distorsionadas por lentes gravitatorias. La imagen en blancos de fondo es luz infrarroja registrada por Telescopio Espacial Hubble.

Imágenes de 3 galaxias de la muestra tomadas con ALMA a una longitud de onda de 1.1mm, donde se observan arcos y círculos en luz milimétrica (niveles de brillo en rojo, como un mapa topológico). La imagen de fondo es del telescopio espacial Hubble a 1.6mm, donde se ve la luz infrarroja de estas galaxias, también mostrando arcos y círculos.

Hay una galaxia masiva entre la galaxia hiper brillante en ondas milimétricas y nosotros, que hace que la luz de la galaxia lejana sea 10 veces más brillante, y se deforme hasta aparecer como arcos o círculos para nuestros ojos. Encontramos 22 galaxias así.

Imagen del efecto de lente gravitatoria. Credit @ESO La imagen registrada por nuestros ojos y telescopios (a la derecha en rojo y blanco), es la imagen deformada de una galaxia ( punto rojo hacia la derecha) cuya luz ha sido deformada por la gravedad ejercida por otra galaxia masiva (en blanco, en la mitad del diagrama), que se encuentra en la línea de visión entre nosotros y la galaxia lejana. 

El artículo está encabezado por el, entonces, estudiante de licenciatura Derek Berman (ahora en posgrado) de la Universidad de Massachussetts, supervisado por Min. S. Yun, y lo firmamos 23 investigadores de 11 institutos de EUA, México, Japón, GB y Chile.

Copia desenrollada de mi astrohilo del 13/06/2022

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