El Hubble se extiende para buscar galaxias lejanas

El universo es un gran lugar. Las vistas del Telescopio Espacial Hubble se hunden profundamente en el espacio y el tiempo, pero cubren un área una fracción del tamaño angular de la Luna llena. El desafío es que estas "muestras básicas" del cielo pueden no representar completamente el universo en general. Este dilema para los cosmólogos se llama varianza cósmica. Al expandir el área de la encuesta, se pueden reducir tales incertidumbres en la estructura del universo. 

Una nueva campaña de observación de Hubble, denominada Beyond Ultra-Deep Frontier Fields And Legacy Observations (BUFFALO), ampliará audazmente la vista del telescopio espacial en regiones adyacentes a enormes cúmulos de galaxias fotografiados previamente por los telescopios espaciales Spitzer y Hubble bajo un programa llamado Frontier Fields. 

Los seis cúmulos masivos se usaron como "telescopios naturales" para buscar imágenes amplificadas de galaxias y supernovas tan lejanas y débiles que el Hubble no pudo fotografiarlas sin el impulso de la luz provocado por un fenómeno llamado lente gravitacional. Las grandes masas de los cúmulos, compuestos principalmente de materia oscura, magnifican y distorsionan la luz proveniente de galaxias de fondo distantes que de otro modo no podrían detectarse. El programa BUFFALO está diseñado para identificar galaxias en sus primeras etapas de formación, menos de 800 millones de años después del Big Bang. 

Lente Gravitacional: Esquema de trayectorias de luz en una lente gravitatoria. Las imágenes de objetos distantes adquieren forma de arcos rodeando el objeto masivo intermedio. Wikipedia.

En el programa Frontier Fields, Spitzer captó imágenes de un área del cielo mucho más grande que Hubble, pero no pudo medir las distancias a las galaxias que observó en esas regiones. Con BUFFALO, el Hubble ahora regresa al área completa del cielo cubierto por Spitzer, para medir las distancias a miles de galaxias. Esto es importante porque los seis campos observados por Hubble son relativamente pequeños y pueden no representar completamente el número de galaxias tempranas en el universo más amplio. Abell 370 es el primer clúster que se observará. 

Una motivación importante para el programa BUFFALO es la posibilidad de que haya significativamente menos de las galaxias extremadamente lejanas pronosticadas que se encuentran en la encuesta de Frontier Fields. Esto llevó a los astrónomos a proponer la expansión del área de búsqueda alrededor de cada grupo de Frontier Fields para buscar galaxias más distantes y, por lo tanto, determinar con mayor precisión el número de tales galaxias. 

Esto significa realizar un censo conciso de las primeras galaxias en un área lo más amplia posible. El objetivo es mejorar la probabilidad de identificar algunas de las raras regiones del espacio con una concentración de galaxias tempranas y las regiones mucho más comunes que aún no habían podido formar galaxias tan rápidamente. 

Esta imagen muestra un cúmulo de galaxias masivo incrustado en el medio de un campo de casi 8.000 galaxias dispersas por el espacio y el tiempo. Esta instantánea de "galaxias en abundancia" proviene de un nuevo mapeo del Telescopio Espacial Hubble para ampliar audazmente su vista ampliando significativamente el área cubierta alrededor de enormes cúmulos de galaxias fotografiados previamente por el Hubble. En esta vista, el gran grupo Abell 370, ubicado a unos 4 mil millones de años luz de distancia, se encuentra en el centro de esta imagen. Contiene varios cientos de galaxias. El mosaico de campos que flanquean el cúmulo contiene miríadas de galaxias de fondo lanzadas a través del espacio y el tiempo. Créditos: NASA, ESA, A. Koekemoer (STScI), M. Jauzac (Universidad de Durham), C. Steinhardt (Instituto Niels Bohr) y el equipo de BUFFALO.

Debido a que las observaciones de Frontier Fields ya han establecido cómo son las primeras galaxias, el área más amplia de BUFFALO permitirá búsquedas de estas galaxias varias veces más eficientemente que los Frontier Fields originales. También aprovechará las observaciones de otros telescopios espaciales, incluidas las observaciones ultraprofundas del Telescopio Espacial Spitzer que ya existen alrededor de estos cúmulos. 

El programa BUFFALO está diseñado para identificar galaxias en sus primeras etapas de formación, menos de 800 millones de años después del Big Bang. Estas galaxias deberían ayudar a arrojar luz sobre los procesos por los cuales las galaxias se ensamblaron por primera vez. Uno de los objetivos clave de BUFFALO es determinar lo rápido que se formaron las galaxias en esta época temprana. Esto ayudará a los astrónomos a diseñar estrategias para utilizar el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA para explorar el universo distante con su visión infrarroja. 

Los astrónomos anticipan que el rastreo arrojará nuevos conocimientos sobre cuándo se formaron las galaxias más masivas y luminosas y cómo se relacionan con la materia oscura, y cómo la dinámica de los cúmulos influye en las galaxias en y alrededor de ellas. El rastreo también brindará la oportunidad de identificar imágenes de galaxias y supernovas distantes. 

Este video comienza con una imagen de la constelación Cetus, el Monstruo del Mar, luego se acerca al cúmulo de galaxias Abell 370, ubicado aproximadamente a 4 mil millones de años luz de distancia. Créditos: NASA, ESA y G. Bacon (STScI).

El programa BUFFALO está dirigido conjuntamente por Charles Steinhardt (Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague) y Mathilde Jauzac (Universidad de Durham, Reino Unido), e involucra a un equipo internacional de casi 100 astrónomos de 13 países, incluidos expertos en teoría, en simulaciones informáticas. y en observaciones de evolución galáctica temprana, lentes gravitacionales y supernovas. Aproximadamente 160 horas de tiempo de observación del Hubble están programadas para el proyecto BUFFALO. 

Fuente: NASA, Wikipedia,