Manuel Solimano, estudiante de doctorado del Nucleo de Astronomia, UDP<\/p>\n
Con el desarrollo de los grandes telescopios, se hizo evidente que algunas galaxias, particularmente aquellas que est\u00e1n activamente formando estrellas, est\u00e1n rodeadas por una tenue luz difusa. Esta luz proviene de la l\u00ednea espectral de Lyman Alfa (Ly\u03b1) del hidr\u00f3geno, con longitud de onda de 121.5 nm (ultravioleta), lo que llev\u00f3 a nombrar este fen\u00f3meno como “halo de Lyman Alfa”.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/lossy-page1-723px-Deep_observations_made_with_the_MUSE_spectrograph.tif.jpg\\\\\\"\")
Imagen de falso color de un campo profundo del Telescopio Espacial Hubble. En azul se destacan los halos de Lyman Alfa observados por MUSE que rodean las galaxias y que cubren casi toda la imagen. Cr\u00e9dito: ESA\/Hubble & NASA, ESO\/ Lutz Wisotski et al.<\/p>\n
Existen varios mecanismos que pueden producir estos halos. La explicaci\u00f3n m\u00e1s com\u00fan indica que los fotones (part\u00edculas de luz) generados al interior de las galaxias se dispersan en el gas hidr\u00f3geno que las rodea, como la luz de un foco en una noche con niebla. Sin embargo, debido a la limitada resoluci\u00f3n angular de los telescopios terrestres y la dificultad t\u00e9cnica de observar estas d\u00e9biles se\u00f1ales en galaxias distantes, los halos de Lyman Alfa siguen siendo un misterio.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Night_fog_in_Cheboksary_Chuvashia_\u0422\u0443\u043c\u0430\u043d_\u043d\u043e\u0447\u044c\u044e_\u0427\u0435\u0431\u043e\u043a\u0441\u0430\u0440\u044b_\u0428\u0443\u043f\u0430\u0448\u043a\u0430\u0440.jpg\\\\\\"\")
<\/p>\n
Fotograf\u00eda de una calle iluminada en una noche de niebla. La luz difusa se extiende m\u00e1s all\u00e1 del tama\u00f1o de los focos que los originan.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/gurung_lopez_19_galactic_wind.png\\\\\\"\")
<\/p>\n
Diagrama que ilustra c\u00f3mo los fotones escapan de la fuente central rebotando varias veces en el material que se encuentra alrededor. Cr\u00e9dito: Gurung-L\u00f3pez,S\/MNRAS<\/p>\n
En nuestra \u00faltimo art\u00edculo de investigaci\u00f3n, reportamos el descubrimiento de un halo de Lyman Alfa asociado al par de galaxias nominado SGASJ1226+215220 (SGASJ1226) y realizamos un estudio exhaustivo de sus propiedades. Lo m\u00e1s notable de este sistema es que se encuentra magnificado por el efecto de lente gravitacional, lo que lo hace verse m\u00e1s grande de lo que en realidad es, permiti\u00e9ndonos analizarlo con un detalle imposible de lograr de otra manera.
\nEl sistema SGASJ1226 tiene un corrimiento al rojo de 2.92. Esto significa que est\u00e1 muuuy lejos, aproximadamente 19 mil MILLONES de a\u00f1os luz \ud83e\udd2f. A esa distancia, lo vemos c\u00f3mo era cuando el universo ten\u00eda “tan solo” 2 mil millones de a\u00f1os de edad (ahora tiene 13.7 mil millones). Un poco m\u00e1s cerca pero en la misma direcci\u00f3n del cielo, se encuentra un c\u00famulo de galaxias tan pesado (masivo) que el espacio se deforma dram\u00e1ticamente y produce el efecto de lente sobre SGASJ1226 que ya mencionamos, haciendo que el par de galaxias azules se vean m\u00e1s brillantes y alargadas.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/sgasj1226_rgb_linear-1024x1024.jpg\\\\\\"\")
<\/p>\n
Imagne de falso color obtenida por el Telescopio Espacial Hubble que captura el sistema SGASJ1226, compuesto por las estructuras azules y alargadas que se ven al centro de la imagen. Las galaxias redonditas y amarillas pertencen al c\u00famulo de galaxias, que produce el efecto de lente gravitacional. Cr\u00e9dito: NASA\/ESA Hubble y elaboraci\u00f3n propia.<\/p>\n
En este trabajo combinamos la ayuda natural que nos brinda la lente gravitacional con las excepcionales capacidades del instrumento MUSE instalado en el Very Large Telescope. MUSE est\u00e1 dise\u00f1ado para estudiar los halos de Lyman Alfa en tres dimensiones, dos espaciales y una espectral (longitud de onda). Esto produce datos muy ricos en informaci\u00f3n que nos permiten inferir algunas propiedades del gas que rodea a las galaxias de SGASJ1226.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/640px-MUSE_AOF.jpg\\\\\\"\")
Fotograf\u00eda del instrumento MUSE acoplado a uno de los telescopios del VLT. El instrumento se ve en primer plano como una armatoste de fierros y cables. El telescopio en segundo plano se encuentra bajo el domo abierto, que deja ver una noche estrellada. A trav\u00e9s de la apertura del domo el telescopio lanza rayos l\u00e1ser amarillos al cielo para destruir sat\u00e9lites de St4rl1nk. Mentira, son parte de su sistema de \u00f3ptica adaptativa para mejorar la calidad de imagen. Cr\u00e9dito: Musevlt, Wikimedia Commons<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/blink_hst_muse.gif\\\\\\"\")
<\/p>\n
Gif que alterna cada segundo entre la imagen del Telescopio Espacial Hubble y el mapa de intensidad de Lyman Alfa obtenido con MUSE de la misma regi\u00f3n del cielo. Las etiquetas A.1, A.2 y B muestran distintos componentes del sistema. El mapa de Lyman Alfa posee dos n\u00facleos brillantes en A.1 y B rodeados de emisi\u00f3n difusa<\/p>\n
Primero, reconstruimos la forma y el tama\u00f1o de SGASJ1226 usando un modelo del c\u00famulo-lente. Esto revel\u00f3 que las dos galaxias brillantes en el sistema est\u00e1n juntas y muy probablemente interactuando ligadas por su gravedad. Adem\u00e1s el halo de Lyman Alfa cubre ambas galaxias, lo que sugiere que el gas tambi\u00e9n se encuentra entre medio de las dos galaxias.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/voronoi_source_plane_j1226_at_2p93_blur.png\\\\\\"\")
\u00a0![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/velocity_src_plane.png\\\\\\"\")
<\/p>\n
Reconstrucci\u00f3n de la emisi\u00f3n ultravioleta de las galaxias en el sistema SGASJ1226. La galaxia A (arriba a la izquierda) se encuentra a unos 50 mil a\u00f1os luz de la galaxia B (abajo a la derecha). Los “grumos” brillantes en cada una corresponden a (s\u00faper)c\u00famulos de estrellas j\u00f3venes.
\nReconstrucci\u00f3n del brillo superficial de Lyman Alfa en celdas irregulares. Las zonas m\u00e1s brillantes est\u00e1n cerca de la emisi\u00f3n UV de las galaxias, indicada con los contornos celestes.<\/p>\n
Examinando cuidadosamente los datos, descubrimos una tercera galaxia–mucho peque\u00f1a que las otras dos–que se escond\u00eda detr\u00e1s de una galaxia del c\u00famulo. Este descubrimiento es interesante ya que algunos autores han propuesto que las galaxias que poseen halos de Lyman Alfa est\u00e1n rodeadas de peque\u00f1as e indistinguibles galaxias sat\u00e9lite que contribuyen una parte importante del brillo difuso de Lyman Alfa. En este contexto, esta detecci\u00f3n se tratar\u00eda del primer ejemplo de tales galaxias.<\/p>\n
[Adaptaci\u00f3n de la figura 2 del art\u00edculo. Los tres paneles muestran una regi\u00f3n de la imagen del Hubble donde se ubica la nueva galaxia descubierta. En el primer panel se ven dos galaxias el\u00edpticas que pertenecen al c\u00famulo. En el segundo panel, un modelo suave de la luz de las galaxias el\u00edpticas. Y en el tercero la diferencia entre los datos y el modelo, revelando un exceso de emisi\u00f3n se\u00f1alado dentro de un cuadrado amarillo. Los contornos rojos indican la emisi\u00f3n de Lyman alfa en esa regi\u00f3n. ![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/lae_model_residuals_3panel.png\\\\\\"\")
<\/p>\n
Despu\u00e9s analizamos propiedades de la l\u00ednea Ly\u03b1 en distintas regiones del halo. Observamos, por ejemplo, que la l\u00ednea es m\u00e1s delgada (menos procesada por el gas) cerca de las galaxias brillantes que en la perif\u00e9ria. Esto puede deberse a una mayor transparencia en las zonas interiores, ya que cerca de las galaxias el gas est\u00e1 m\u00e1s expuesto a la radiaci\u00f3n ionizante y por lo tanto densidad de \u00e1tomos en estado neutro (no ionizado) es menor.<\/p>\n
![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/fwhm_src_plane.png\\\\\\"\")
<\/p>\n
[Mapa de ancho de l\u00ednea Lyman Alfa reconstruido. Las zonas m\u00e1s oscuras corresponden a una l\u00ednea m\u00e1s delgada. Esto ocurre preferentemente en la galaxias A y B m\u00e1s que en el halo. La estrella celeste marca la posici\u00f3n de la galaxia enana descubierta en nuestro estudio.]<\/p>\n
Luego utilizamos un modelo de viento gal\u00e1ctico simple para interpretar la se\u00f1al en cada una de las regiones. Este tipo de modelos pertenece a la categor\u00eda de “vaca esf\u00e9rica” \ud83d\udc04: son poco realistas pero nos ayudan a inferir algunos aspectos de la f\u00edsica del sistema. Con estos modelos pudimos estimar la velocidad a la que se expande el gas en el halo. El promedio es de ~210km\/s pero con variaciones locales de ~100 km\/s. La velocidad promedio coincide con lo que indica el espectro de absorci\u00f3n de la galaxias, lo que valida la presencia de vientos de gas neutro. El gas se mueve con menor rapidez en el eje que conecta las dos galaxias. Interpretamos este resultado como producto de la interacci\u00f3n, ya que los vientos encuentran menos resistencia al alejarse de las galaxias que entre medio de ellas.<\/p>\n
<\/p>\n
[Mapa reconstruido de la velocidad de expansi\u00f3n inferida para el gas del halo. La velocidad es m\u00e1s baja a lo largo del eje que conecta las galaxias A y B.]<\/p>\n
Finalmente, discutimos mecanismos alternativos para la formaci\u00f3n del halo en SGASJ1226. Bajo ciertas simplificaciones y supuestos, la radiaci\u00f3n UV del sistema ser\u00eda suficiente para excitar los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno en el halo directamente mediante fluoresencia. Es decir, con los datos que tenemos no es posible descartar que el halo se encienda por fluoresencia, en lugar o adem\u00e1s de la dispersi\u00f3n. Afortunadamente, SGASJ1226 ser\u00e1 observado con el JWST y ALMA \ud83e\udd29, lo cual proporcionar\u00e1 m\u00e1s pistas sobre la naturaleza del sistema.
\nEste proyecto fue posible gracias al apoyo y direcci\u00f3n de mis gu\u00edas de tesis Manuel Aravena y Jorge Gonz\u00e1lez L\u00f3pez (ambos miembros del N\u00facleo de astronom\u00eda UDP). Debo destacar a cada uno de las y los co-autores por sus contribuciones, especialmente a Evelyn Johnston (UDP) quien prepar\u00f3 los datos de MUSE que usamos en este trabajo.
\nBonus: A pesar de que qued\u00f3 relegada al ap\u00e9ndice, esta es mi figura favorita del art\u00edculo \ud83c\udf83. Es un mapa de “ancho equivalente” o intensidad relativa de Ly\u03b1 respecto al continuo UV (sin correcci\u00f3n por lente gravitacional).
\n![\"\\\\\\"\\\\\\"\"](\"\\\\\\"https:\/\/astronomia.udp.cl\/cms\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/smiley.png\\\\\\"\")
<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Manuel Solimano, estudiante de doctorado del Nucleo de Astronomia, UDP Con el desarrollo de los grandes telescopios, se hizo evidente que algunas galaxias, particularmente aquellas que est\u00e1n activamente formando estrellas, est\u00e1n rodeadas por una tenue luz difusa. Esta luz proviene de la l\u00ednea espectral de Lyman Alfa (Ly\u03b1) del hidr\u00f3geno, con longitud de onda de …<\/p>\n