{"id":2370,"date":"2020-09-24T11:26:01","date_gmt":"2020-09-24T11:26:01","guid":{"rendered":"https:\/\/astronomia.bedigital.cl\/udp-astronomers-obtain-the-deepest-alma-observations-in-the-hubble-udf\/"},"modified":"2024-11-12T19:04:21","modified_gmt":"2024-11-12T19:04:21","slug":"udp-astronomers-obtain-the-deepest-alma-observations-in-the-hubble-udf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astronomia.udp.cl\/es\/udp-astronomers-obtain-the-deepest-alma-observations-in-the-hubble-udf\/","title":{"rendered":"UDP astronomers obtain the deepest ALMA observations in the Hubble UDF"},"content":{"rendered":"

Un grupo internacional de astr\u00f3nomos us\u00f3 el\u00a0Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array\u00a0(ALMA) para hacer un inventario del polvo y gas molecular presente en galaxias distantes a una profundidad sin precedentes en el ic\u00f3nico Campo Ultraprofundo del Hubble (H-UDF), una de las regiones m\u00e1s estudiadas del cielo. Los resultados finales se publican hoy en una serie de art\u00edculos en\u00a0The Astrophysical Journal. A significant part of these results is led by UDP researchers: Prof.\u00a0 Manuel Aravena (co-principal investigator),\u00a0 Dr. Jorge Gonz\u00e1lez-Lopez (Carnegie\/UDP fellow), Prof. Roberto Assef and Dr. Tanio Diaz-Santos.<\/strong><\/p>\n

Se ha demostrado que las estrellas se forman a partir del colapso gravitacional de densas nubes de gas molecular. Para describir la evoluci\u00f3n de las galaxias es indispensable medir su contenido de gas molecular y determinar su evoluci\u00f3n en el tiempo c\u00f3smico. Dicha medici\u00f3n fue uno de los tres grandes objetivos del proyecto ALMA desde su concepci\u00f3n. Para ello, un grupo internacional de astr\u00f3nomos llev\u00f3 a cabo el\u00a0ALMA SPECtroscopic Survey in the Hubble Ultra-Deep Field\u00a0(ASPECS), a saber, el primer programa extragal\u00e1ctico de gran envergadura aprobado por ALMA, ideado para realizar un levantamiento sin sesgos y tridimensional del contenido de gas molecular de las galaxias en el campo profundo extragal\u00e1ctico mejor estudiado, el emblem\u00e1tico Campo Ultraprofundo del Hubble (H-UDF).<\/p>\n

El equipo del ASPECS eligi\u00f3 el H-UDF debido a que permite realizar las mejores observaciones en profundidad y alta resoluci\u00f3n en todo el espectro electromagn\u00e9tico, m\u00e1s all\u00e1 del continuo tradicional, y tiene una ubicaci\u00f3n ideal para ALMA. El Dr. Chris Carilli, del Observatorio Radioastron\u00f3mico Nacional de Estados Unidos (NRAO), explica: \u201cEl \u00e9xito del ASPECS radica en dos grandes avances: la sensibilidad sin precedentes de ALMA y la base de datos en longitudes de onda m\u00faltiples sin parang\u00f3n disponible sobre el Campo Ultraprofundo del Hubble gracias a las m\u00e1s de 1.000 horas de observaci\u00f3n realizadas en las instalaciones astron\u00f3micas espaciales y terrestres m\u00e1s avanzadas\u201d.<\/p>\n

El equipo del ASPECS tambi\u00e9n opt\u00f3 por un enfoque conocido como escaneo de frecuencia para obtener mediciones sin sesgos del gas molecular en un volumen c\u00f3smico bien definido. Se eligi\u00f3 este enfoque para maximizar las l\u00edneas de mon\u00f3xido de carbono (CO) con alto desplazamiento al rojo, que delatan directamente la presencia de gas molecular, y obtener im\u00e1genes del continuo milim\u00e9trico del HUDF en profundidades sin precedentes . El Dr. Jorge G\u00f3nzalez-L\u00f3pez de la Universidad Diego Portales, en Santiago de Chile, explica este m\u00e9todo:<\/strong>\u201cLa t\u00e9cnica de escaneo de frecuencia es similar a la sintonizaci\u00f3n de un canal de radio AM\/FM: se mueve la perilla hasta obtener se\u00f1al. Para nosotros, cada uno de estos \u2018canales de radio\u2019 es una l\u00ednea de gas molecular en una galaxia distante\u201d. La validez del enfoque observacional del programa ASPECS qued\u00f3 demostrada por varios programas piloto llevados a cabo por el interfer\u00f3metro Plateau de Bure del IRAM y por ALMA en ciclos anteriores. La profundidad sin precedentes de los escaneos en frecuencia milim\u00e9trica y las im\u00e1genes de continuo de ALMA revelaron la presencia de docenas de galaxias distantes y polvorientas en la regi\u00f3n H-UDF, lo cual permiti\u00f3 al equipo del ASPECS responder varias preguntas sobre c\u00f3mo se forman y crecen las galaxias.<\/p>\n

Adem\u00e1s de revelar las galaxias que contienen la mayor parte de las reservas de polvo y gas fr\u00edo del UDF, la gran cantidad de datos recabados en longitudes de onda m\u00faltiples disponibles sobre el campo ASPECS\/UDF, que incluyen im\u00e1genes profundas del telescopio espacial Hubble de la NASA\/ESA e im\u00e1genes espectrosc\u00f3picas del explorador MUSE del Very Large Telescope de la ESO, permite obtener un panorama completo de las propiedades f\u00edsicas de las galaxias del ASPECS. El Prof. Manuel Aravena concluye:<\/strong>\u201cLos datos del ASPECS constituyen nuestra mirada m\u00e1s profunda al Universo lejano y polvoriento hasta la fecha, y podr\u00edan abarcar la totalidad de las reservas masivas de polvo y gas en el H-UDF. Gracias a nuestra estrategia de observaci\u00f3n, pudimos identificar reservas de gas masivas en galaxias donde no se esperaba detectarlas debido a la baja tasa de formaci\u00f3n estelar y las bajas masas estelares\u201d. En efecto, la profundidad sin precedentes alcanzada por el ASPECS permiti\u00f3 al equipo determinar que casi todas las reservas de polvo fr\u00edo del H-UDF a una distancia que se remonta a los albores de los tiempos c\u00f3smicos corresponden a galaxias. Los resultados obtenidos por ALMA podr\u00edan explicarse en el contexto de mediciones realizadas anteriormente por el equipo del ASPECS mediante modelos paralelos. Estos resultados tambi\u00e9n confirman que, en general, hace cerca de 10.000 millones de a\u00f1os las galaxias estaban hechas principalmente de gas molecular, en vez de estrellas, al contrario de lo que se observa en las galaxias actuales.<\/p>\n

El estudio ASPECS tambi\u00e9n permiti\u00f3 determinar la evoluci\u00f3n de la densidad del gas molecular c\u00f3smico desde unos 2 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang hasta hoy. El Dr. Roberto Decarli, del Instituto Nacional de Astrof\u00edsica de Bolonia (Italia), explica: \u201cNuestro an\u00e1lisis demostr\u00f3 sin ambig\u00fcedades que la densidad del gas molecular alcanz\u00f3 su m\u00e1ximo cuando el Universo ten\u00eda unos 4 millones de a\u00f1os, y luego disminuy\u00f3 casi en una orden de magnitud hasta el valor medido en el Universo local. Este resultado ya se hab\u00eda predicho en estudios de campo profundo molecular anteriores, entre ellos el programa piloto del ASPECS. Al recabar datos m\u00e1s fidedignos, el equipo del ASPECS pudo confirmar sin margen de error que se produjo un incremento y luego una disminuci\u00f3n en la densidad del gas molecular en el transcurso del tiempo c\u00f3smico. Este nivel m\u00e1ximo en la densidad de gas molecular corresponde al que se registr\u00f3 en la \u00e9poca de la formaci\u00f3n de galaxias\u201d.<\/p>\n

Este fen\u00f3meno se cotej\u00f3 con otras mediciones clave de las propiedades de las galaxias, en particular la evoluci\u00f3n de la densidad c\u00f3smica del gas at\u00f3mico, la tasa de formaci\u00f3n estelar y el aumento de las masas estelares. El Dr. Fabian Walter, del Instituto Max Planck de Astronom\u00eda de Heidelberg (Alemania), concluye: \u201cAl reunir toda la informaci\u00f3n, pudimos determinar la cantidad de gas que se concentr\u00f3 en los centros de las galaxias mediante acreci\u00f3n a lo largo del tiempo c\u00f3smico y as\u00ed explicar la existencia de las estrellas presentes en las galaxias\u201d. As\u00ed, estas observaciones delimitan considerablemente los modelos y simulaciones de evoluci\u00f3n gal\u00e1ctica.<\/p>\n

El equipo del ASPECS espera continuar estudiando galaxias con alto contenido de gas a partir de datos de mayor resoluci\u00f3n obtenidos por ALMA y de los nuevos datos que arrojar\u00e1n las observaciones del telescopio espacial James Webb de la NASA (cuyo lanzamiento est\u00e1 programado para fines de 2021).<\/p>\n

Este proyecto se basa en el gran proyecto ASPECS de ALMA, del que han emanado 20 art\u00edculos publicados en revistas internacionales consagradas (v\u00e9ase la p\u00e1gina web del equipo enhttp:\/\/www.aspecs.info). <\/span>Los art\u00edculos m\u00e1s recientes estar\u00e1n disponibles en arXiv el 24 de septiembre de 2020.. All <\/span>Simult\u00e1neamente, se pondr\u00e1n a disposici\u00f3n de la comunidad astron\u00f3mica todos los datos usados por el equipo en una p\u00e1gina web ad hoc del Observatorio ALMA.<\/strong><\/p>\n

Esta investigaci\u00f3n forma parte del proyecto\u00a0Cosmic_Gas, financiado con fondos del Consejo Europeo de Investigaci\u00f3n (CEI) en el marco del programa de investigaci\u00f3n e innovaci\u00f3n Horizon 2020 de la Uni\u00f3n Europea (fondo n.o 740246). Este trabajo cont\u00f3 asimismo con financiamiento del fondo CONICYT <\/span>+ PCI + INSTITUTO MAX PLANCK DE ASTRONOMIA MPG190030<\/em><\/strong><\/p>\n

The Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array (ALMA), an international astronomy facility, is a partnership of ESO, the U.S. National Science Foundation (NSF) and the National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan in cooperation with the Republic of Chile. ALMA is funded by ESO on behalf of its Member States, by NSF in cooperation with the National Research Council of Canada (NRC) and the National Science Council of Taiwan (NSC) and by NINS in cooperation with the Academia Sinica (AS) in Taiwan and the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). ALMA construction and operations are led by ESO on behalf of its Member States; by the National Radio Astronomy Observatory (NRAO), managed by Associated Universities, Inc. (AUI), on behalf of North America; and by the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) on behalf of East Asia. The Joint ALMA Observatory (JAO) provides the unified leadership and management of the construction, commissioning and operation of ALMA.<\/em><\/p>\n

\"\\\\\\"\\\\\\"\"<\/p>\n

Figure 1. The Hubble Ultra Deep Field (UDF):<\/strong> The left image shows the Hubble Space Telescope (HST) image, based on the deepest HST observations ever obtained, in optical and near-infrared wavelengths. It shows the presence of 100s of galaxies at different cosmic loopback times. The right image shows the same region on the sky, but obtained through the ASPECS ALMA Large Program, showing the dust emission of the UDF galaxies, as traced through millimetre wavelengths. This ALMA image provides the deepest view of the dusty universe in a cosmological deep field to date.<\/p>\n

\"\\\\\\"\\\\\\"\"<\/p>\n

Figure<\/span> 2. ALMA 3D gas tomography:<\/strong> The ASPECS ALMA Large Program imaged the UDF using ALMA frequency scans to search for molecular gas emission (as traced through carbon monoxide spectral lines). The net result are 3D data cubes, the three axes being right ascension, declination and frequency, where frequency equates to the line-of-sight distance via the redshift. This figure shows a rendering of the ALMA data, in which the \u2018islands\u2019 in the volume correspond to molecular gas emission lines of distant galaxies.<\/p>\n

\"\\\\\\"\\\\\\"\" Comparaci\u00f3n entre la imagen del Hubble (\u00f3ptica e infrarrojo cercano) y la huella ASPECS del H-UDF, que se muestra a la derecha. Cr\u00e9dito: STScI, gonzalez-Lopez et al, ALMA (ESO\/NAOJ\/NRAO)<\/p>\n

\"\\\\\\"\\\\\\"\" Render en 3D del cubo de datos de ASPECS en Banda 3 sobre fondo de Hubble UDF. Aparecen fuertes emisores de gas molecular fr\u00edo como puntos brillantes en los cubos. Las caracter\u00edsticas lineales corresponden a fuentes continuas de polvo brillante. Cr\u00e9dito: Decarli et al<\/p>\n

<\/div>\n

Videos<\/h3>\n