La imagen más profunda del universo captada desde la Tierra

Observar los objetos que están muy lejos en el Universo supone un gran reto porque la luz que nos llega es enormemente débil. Del mismo modo ocurre con aquellos que, aunque no están tan distantes, se encuentran muy dispersos por el espacio; medir su brillo es complicado por la falta de contraste con el fondo del cielo. Recientemente, un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) se propuso averiguar el límite de observación al que podrían llegar usando el telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo: el Gran Telescopio CANARIAS (GTC). Así, consiguieron una imagen diez veces más profunda que cualquier otra obtenida desde la Tierra, observando un tenue halo de estrellas alrededor de la galaxia UGC00180, a unos 500 millones de años luz de distancia. Con este descubrimiento, publicado recientemente en la revista especializada Astrophysical Journal, se confirma la existencia de los halos estelares que predecían los modelos teóricos y permite explorar fenómenos de muy bajo brillo superficial.

El actual modelo de formación de galaxias predice que muchas estrellas habitan en las partes externas de las mismas formando un halo estelar, resultado de la destrucción de otras galaxias menores. El problema, sin embargo, es que muy pocas estrellas se extienden en un espacio enorme. Por ejemplo, para la Vía Láctea, la cantidad de estrellas esperada en su halo es aproximadamente una centésima parte del número de estrellas total de la galaxia que se distribuye sobre un gran volumen que es varias veces su tamaño. Por este motivo, el brillo superficial de los halos es extremadamente débil y sólo se ha podido estudiar un número limitado de ellos en galaxias cercanas. Ante tal obstáculo, los científicos se cuestionaron la posibilidad de observar más allá y conseguir una imagen ultraprofunda, ya que con el desarrollo tecnológico se dispone de telescopios cada vez más grandes capaces de explorar el brillo superficial de los objetos más débiles.

Para llevar a cabo su experimento, utilizaron el GTC, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma). Seleccionaron, por un lado, la galaxia UGC00180, muy parecida a nuestra vecina Andrómeda y a otras galaxias de las que ya se tienen referencias. Por el otro, usaron la cámara OSIRIS del GTC, ya que cubría buena parte del cielo alrededor de la galaxia con el objetivo de explorar su posible halo. Después, tras 8,1 horas de exposición, pudieron comprobar que existe un débil halo compuesto por cuatro mil millones de estrellas, tantas como tienen las nubes de Magallanes, galaxias satélites de la Vía Láctea.

Aparte de haber superado por diez el límite de brillo superficial observable de los anteriores estudios, este descubrimiento supone que se puede explorar el Cosmos, no sólo con la misma profundidad que con la técnica habitual de conteo de estrellas, sino que incluso puede hacerse a distancias inviables para la misma –UGC00180 se encuentra 200 veces más lejos que Andrómeda, a unos 150 megaparsecs. Además, otra ventaja de esta nueva técnica es que pueden explorarse todas las estructuras difusas en el cielo, tengan o no estrellas. “Tras haber demostrado que la técnica funciona –añade Ignacio Trujillo, investigador del IAC y primer autor del estudio-, el objetivo de las siguientes investigaciones es extender el estudio a otro tipo de galaxias y comprobar si la forma de entender su formación predicha por el modelo es correcta o no”.

Artículo: “Beyond 31 mag/arcse: the low surface brightness frontier with the largest optical telescopes” por Ignacio Trujillo (IAC-ULL) y Jüergen Fliri, ApJ, 823. DOI: http://dx.doi.org/10.3847/0004-637X/823/2/123