Ubican siete galaxias de más de 13,100 millones de años

Washington, EEUU – Usando el telescopio espacial Hubble, de la NASA, astrónomos anunciaron este doce de diciembre que han visto más atrás en el tiempo que nunca antes, y han descubierto una población de siete galaxias primitivas que se formaron hace más de trece mil millones de años, cuando el universo era menos del tres por ciento de lo que es actualmente. Las imágenes más profundas dadas por Hubble arrojan la primera muestra de imágenes estadísticamente robustas, que nos dicen que tan abundantes eran estas galaxias, cuando se formaron.

Los resultados son de un ambicioso sondeo del Hubble de un punto intensamente estudiado del cielo, conocido como Campo Ultra Profundo (UDF, por sus siglas en inglés). En la campaña del 2012, llamada UDF12, un equipo de astrónomos dirigido por Richard Ellis del Instituto Californiano de Tecnología en Pasadena usó la Cámara de Campo Amplio 3 (WFC3) con una luz casi-infrarroja para observar hacia el espacio, con mayor profundidad de observación de cualquiera de las realizadas anteriormente por el Hubble.

Los trabajos se fectuaron durante seis semanas en agosto y septiembre, y los primeros resultados científicos están apareciendo en una serie de disertaciones científicas. El equipo UDF12 está lanzando al público estos datos únicos tras prepararlos para que otros grupos de investigación los utilicen.

Los resultados muestran un ligero declive en el número de galaxias desde hace 450 millones de años, tras el teórico big bang. Las observaciones refuerzan la idea de que las galaxias se fueron ensamblando continuamente con el paso del tiempo  y que pudieron haber provisto suficiente radiación para recalentar, o re ionizar, el universo unos pocos millones de años después del big bang.

Mirar más adentro del universo también significa observar atrás en el tiempo. Se estima que el universo tiene 13,700 millones de años. Las galaxias descubiertas recientemente son vistas como fueron de 350 a 600 millones de años después del big bang. Su luz apenas llega a la Tierra ahora. Los astrónomos estudian el universo distante en luz casi infrarroja debido a que la expansión del espacio reduce la luz ultravioleta y visible de las galaxias en longitudes de onda infrarrojas, un fenómeno llamado “redshift”, o desplazamiento hacia el rojo. Entre más distante una galaxia, mayor su desplazamiento al rojo.

La mayor profundidad de las nuevas imágenes del Hubble, junto con una estrategia de estudio diseñada cuidadosamente, permite a este trabajo ir más lejos que los estudios previos, proveyendo a los investigadores de lo que llaman el primer censo confiable de esa época. Notablemente, una de las galaxias puede estar en una distancia récord, ya que fue observada 380 millones de años tras el nacimiento de nuestro universo en el big bang, correspondiendo a un redshift de 11.9.

Una de las principales metas del nuevo programa era determinar que tan rápido el número de galaxias se incrementaba con el tiempo en los inicios del universo. Esta medida es evidencia clave para saber que tan rápido las galaxias forman sus estrellas constituyentes.

“Nuestro estudio ha llevado la materia hacia adelante en dos modos,” explicó Ellis. “Primero, hemos usado el Hubble para exposiciones más prolongadas. La profundidad adicional es esencial para sondear confiablemente el periodo temprano de la historia cósmica. Segundo, hemos usado los filtros de color de Hubble de una forma muy efectiva para medir las distancias galácticas de una manera más precisa.”

El equipo estimó las distancias galácticas al estudiar sus colores a través de un conjunto cuidadosamente elegido de cuatro filtros en longitudes de onda casi-infrarrojas específicas.

“Añadimos un filtro, y comenzamos exposiciones mucho más profundas en algunos filtros que en trabajos anteriores, esto para rechazar de forma convincente la posibilidad de que algunas de nuestras galaxias sean objetos en primer plano,” dijo el miembro del equipo James Dunlop, del Instituto de Astronomía en la Universidad de Edimburgo en Escocia.

Los astrónomos han debatido por mucho tiempo si las estrellas radioactivas en esas galaxias tempranas podrían haber provisto suficiente radiación para calentar el hidrógeno frío que se formó poco después del big bang. Este proceso, llamado “re ionización,” se cree que ocurrió entre 200 millones a mil millones de años después del nacimiento del universo. Este proceso hizo al universo transparente a la luz, permitiendo a los astrónomos mirar hacia atrás en el tiempo. Las galaxias en el nuevo estudio son vistas en esta época temprana.

“Nuestra información confirma que la re ionización fue un proceso gradual, ocurrido durante varios cientos de millones de años, con las galaxias construyendo lentamente sus estrellas y elementos químicos,” dijo Brant Robertson de la Universidad de Arizona en Tucson. “No hubo un solo momento dramático en el que las estrellas se formasen. Fue un proceso gradual.”

El descubrimiento del equipo del censo de galaxias distantes ha sido aceptado para su publicación en la Revista de Letras Astrofísicas.