El Hubble descubre miles de cúmulos de estrellas globulares dispersos entre las galaxias

Este es un mosaico del Telescopio Espacial Hubble de una porción del inmenso grupo de Coma de más de 1,000 galaxias, ubicado a 300 millones de años luz de la Tierra. La increíble nitidez del Hubble se utilizó para hacer un censo exhaustivo de los miembros más diminutos del cúmulo: la friolera de 22,426 cúmulos de estrellas globulares. Entre los primeros pobladores del universo, los cúmulos de estrellas globulares son islas con forma de globo de nieve de varios cientos de miles de estrellas antiguas. La encuesta encontró los cúmulos globulares dispersos en el espacio entre las galaxias. Han quedado huérfanos de sus galaxias locales a través de las interacciones de las mareas galaxias dentro del cúmulo bullicioso. Los astrónomos usarán el campo del cúmulo globular para mapear la distribución de materia y materia oscura en el cúmulo de galaxias Coma. Créditos: NASA, ESA, J. Mack (STScI) y J. Madrid (Instalación Nacional del Telescopio Australiano)

Al observar a través de 300 millones de años luz en una ciudad monstruosa de galaxias, los astrónomos han usado el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para hacer un censo exhaustivo de algunos de sus miembros más diminutos: la friolera de 22.426 cúmulos estelares globulares encontrados hasta la fecha. 

La encuesta, publicada en la edición del 9 de noviembre de 2018 de Astrophysical Journal, permitirá a los astrónomos usar el campo del cúmulo globular para mapear la distribución de materia y materia oscura en el cúmulo de galaxias Coma, que contiene más de 1.000 galaxias que están agolpadas. 

Debido a que los cúmulos globulares son mucho más pequeños que las galaxias enteras, y mucho más abundantes, son un mejor indicador de cómo la estructura del espacio está distorsionada por la gravedad del cúmulo de Coma. De hecho, el grupo de Coma es uno de los primeros lugares donde se consideró que las anomalías gravitacionales observadas son indicativas de una gran cantidad de masa invisible en el universo, que luego se llamaría "materia oscura". 

Entre los primeros pobladores del universo, los cúmulos de estrellas globulares son islas con forma de globo de nieve de varios cientos de miles de estrellas antiguas. Son parte integral del nacimiento y crecimiento de una galaxia. Alrededor de 150 cúmulos globulares se deslizan alrededor de nuestra galaxia la Vía Láctea y, debido a que contienen las estrellas más antiguas del universo, estuvieron presentes en los primeros años de formación de nuestra galaxia. 

Algunos de los cúmulos globulares de la Vía Láctea son visibles a simple vista como "estrellas" de apariencia borrosa. Pero a la distancia del clúster Coma, sus globulares aparecen como puntos de luz incluso para la visión súper aguda del Hubble. La encuesta encontró los cúmulos globulares dispersos en el espacio entre las galaxias. Han quedado huérfanos de su galaxia local debido a las casi colisiones de galaxias dentro del cúmulo atascado por el tráfico. Hubble reveló que algunos cúmulos globulares se alinean a lo largo de patrones en forma de puente. Esta es una evidencia reveladora de las interacciones entre galaxias en las que se juntan gravitacionalmente entre sí, como si fueran tirones. 

El astrónomo Juan Madrid de la Instalación Nacional del Telescopio Australiano en Sídney, Australia, pensó por primera vez en la distribución de cúmulos globulares en Coma cuando examinaba imágenes del Hubble que muestran los cúmulos globulares que se extienden hasta el borde de cualquier fotografía de las galaxias en el cúmulo de Coma. 

Esperaba recibir más datos de una de las investigaciones heredadas del Hubble que fue diseñada para obtener datos de todo el cúmulo de Coma, llamada “Coma Cluster Treasury Survey”. Sin embargo, en la mitad del programa, en 2006, la potente Cámara “Advanced Camera for Surveys” (ACS) del Hubble tuvo un fallo en la electrónica. (La ACS fue reparada posteriormente por los astronautas durante una misión de mantenimiento del Hubble en 2009). 

Para llenar los vacíos de la investigación, Madrid y su equipo extrajeron minuciosamente numerosas imágenes del Hubble del cúmulo de galaxias tomadas de diferentes programas de observación del Hubble. Estos se almacenan en el Archivo Mikulski para Telescopios Espaciales del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Reunió un mosaico de la región central del grupo, trabajando con estudiantes del programa Experiencia de investigación para estudiantes universitarios de la Fundación Nacional de Ciencias. "Este programa ofrece una oportunidad para que los estudiantes matriculados en universidades con poca o ninguna experiencia en astronomía obtengan experiencia en el campo", dijo Madrid. 

El equipo desarrolló algoritmos para analizar las imágenes del mosaico de Coma que contienen al menos 100.000 fuentes potenciales. El programa usó el color de los cúmulos globulares (dominado por el brillo de las estrellas rojas envejecidas) y la forma esférica para eliminar objetos extraños, en su mayoría galaxias de fondo no asociadas con el cúmulo Coma. 

Aunque el Hubble tiene excelentes detectores con una sensibilidad y resolución incomparables, su principal inconveniente es que tienen pequeños campos de visión. "Uno de los aspectos interesantes de nuestra investigación es que muestra la asombrosa ciencia que será posible con el Telescopio de Inspección de Infrarrojos de Campo Amplio (WFIRST) planeado por la NASA, que tendrá un campo de visión mucho más amplio que el del Hubble", dijo Madrid. "Podremos obtener imágenes de grupos de galaxias enteras a la vez". 

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés) en Baltimore, Maryland, realiza las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, DC 

Fuente: NASA/Goddard Space Flight Center,