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Sondeo de ALMA de galaxias submilimétricas en el campo COSMOS revela distancias a antiguas galaxias

Recientemente un equipo internacional integrado por Drew Brisbin, investigador postdoctoral del Núcleo de Astronomía UDP, entre otros, observó más de cien galaxias conocidas como “Galaxias SubMilimétricas” (SMG , por sus siglas en inglés) debido a su brillo extremo en longitudes de onda submilimétricas (de radio). Se observó que estas galaxias tienen un amplio rango de distribución en su valor de corrimiento al rojo (redshift)(*), situando a muchas de ellas en épocas muy tempranas del Universo, mientras que algunas de ellas -que en sondeos anteriores se veían como una sola- revelaron ser en realidad varias galaxias

Por D. Brisbin, O. Miettinen, M. Aravena, et al. A & A 608, A15 alt

Las galaxias submilimétricas (SMG) representan una población clave de galaxias de formación de estrellas de alto redshift que arrojan luz sobre la época de ensamblaje de galaxias y  formación estelar intensa.

“Estas SMG son tan brillantes debido a que la mayoría de ellas están formando estrellas a un ritmo increíble, ¡más de 100 masas solares por año! (Para comparar, nuestra propia Vía Láctea está formando estrellas a un ritmo de apenas 1 masa solar por año). Además, podemos ver estas SMG a grandes distancias. Muchas están tan lejos, que su luz tarda miles de millones de años en llegar hasta nosotros y, por lo tanto, las vemos tal como eran cuando el Universo todavía era solo un “bebé”.

Nos señala Drew Brisbin.

Los sondeos de SMG comenzaron en 1997 con detectores sensibles como SCUBA, pero en telescopios de un solo plato, con baja resolución, que conducen a la confusión de las fuentes. Respecto a esto, Brisbin nos cuenta que:

Al utilizar el poderoso conjunto de telescopios ALMA en el norte de Chile, podemos identificar estas galaxias mejor que nunca. Cuando miramos con tanta precisión, las galaxias que parecían ser manchas gigantes de luz antes, ahora se distinguen claramente. En algunos casos, lo que antes parecía una sola galaxia borrosa, se revela como múltiples galaxias muy juntas.

Recientemente, varios sondeos de SMG en el hemisferio sur con los telescopios de ALMA han demostrado cómo las fuentes anteriores pueden dividirse en varios objetos.

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Sus distribuciones de redshift (z) van de 1 a 6, con una mediana de alrededor de 2.48, pero con grandes variaciones debido a diferentes sesgos en la selección. Este trabajo presenta observaciones de ALMA de 129 campos en la región COSMOS en una longitud de onda de a 1.25 mm, detectando un total de 152 galaxias. Las fuentes se seleccionaron de una muestra de 129 SMG que se descubrieron inicialmente con la cámara AzTEC en el telescopio ASTE, y ahora se identifican con imágenes ALMA de alta resolución de 1,25 mm. Junto con los datos fotométricos de múltiples longitudes de onda disponibles en COSMOS, este sondeo ahora puede identificar  las contrapartes de SMG y determinar sus redshifts en base a su brillo. Los resultados son consistentes con varios sondeos previos de galaxias submilimétricas, y muestran un valor para la mediana del redshift de z = 2.48. Además, 33 fuentes AzTEC  han resultado ser sistemas múltiples de galaxias, y nuestros valores de redshift sugieren que nueve de ellos probablemente estén asociados físicamente.

Finalmente, Brisbin señala lo siguiente:

Las galaxias submilimétricas siguen siendo fuentes misteriosas. Una pregunta abierta es exactamente qué tan lejos están, o en otras palabras, cuál es su “distribución de redshift“. Muchos estudios han encontrado varias distribuciones redshift  para SMG. Lo que encontramos es que la distribución de redshift es sensible a los “efectos de selección”, es decir, a cómo se eligieron las galaxias para estudiarlas. Con nuestras observaciones más sensibles, encontramos un valor para la mediana del redshift de z = 2.48 con una cola significativa de redshift alto. Esto significa que la luz que vemos desde una SMG promedio se emitió cuando el Universo tenía solo 2.700 millones de años ¡Una quinta parte de los que tiene ahora!

 

Esta investigación fue destacada en el sitio web de la revista Astronomy & Astrophysics https://www.aanda.org/2017-highlights/1445

Crédito: Astronomy & Astrophysics, publicado por EDP Sciences.


(*) El redshift (z) es un número que indica el corrimiento del espectro de galaxias lejanas hacia el rojo, producidas por la expansión del Universo y el efecto Doppler. Al ser la expansión del Universo homogénea, el redshift es mayor a medida que la distancia a la galaxia es mas grande, y por lo tanto la época que observamos es más temprana (por el tiempo que demora su luz en llegar hasta nosotros). De esta manera, el redshift se usa tanto como unidad de distancia, así como de tiempo hacia el pasado, para galaxias lejanas.

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