Hubble ve una imagen invertida de la misma galaxia gracias a una lente gravitatoria

Han sido dos semanas geniales para los fanáticos de las lentes de gravedad. JWST acaparó los titulares con una impresionante pantalla de lente infrarroja en la foto de SMACS 0723 e hizo que todos hablaran. Sin embargo, ver objetos con lentes gravitacionales no es nuevo. Algunos se pueden ver desde la Tierra y, por supuesto, el Telescopio Espacial Hubble (HST) ha estado publicando vistas de lentes gravitacionales durante años.

Hace solo unos días, HST lanzó otro. Es una vista impresionante de una galaxia distante llamada SGAS J143845 + 145407. Es el foco de la vista del HST y aparece dos veces en una imagen especular de sí mismo. La galaxia aparece por tercera vez, como un aspecto muy difuminado que hace de “puente” entre las otras dos imágenes.

Lente de desmontaje SGAS J143845 + 145407

Entonces, ¿qué vemos en la imagen del HST? Este objeto de triple imagen es parte de un conjunto de observaciones del Hubble que utilizan una lente gravitacional para observar el interior de las galaxias en el universo primitivo. Funciona porque la luz de esas galaxias distantes se desvía o se “dobla” por el efecto gravitacional de un cúmulo galáctico que se encuentra entre el HST y sus objetivos. El cúmulo se denomina “lente” y la galaxia distante, en este caso, SGAS J143845 + 145407, es el “objeto observado”.

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Las lentes de gravedad pueden hacer cosas divertidas con la apariencia de un objeto con lente. Puede distorsionar la imagen, distorsionarla y, si la geometría está alineada correctamente, crear múltiples imágenes de ella. Finalmente, las lentes de gravedad pueden aumentar el ancho del objeto con lente. Esto es importante porque la mayoría de las veces estos objetos distantes estarán demasiado lejos o serán demasiado débiles para ser notados.

lente de gravedad
Lentes de gravedad. Fuente: Instituto de Tecnología de California

La lente revela detalles de galaxias distantes, como la presencia de brazos espirales o regiones de nacimiento de estrellas, lo que permite a los astrónomos determinar la formación de estrellas en las primeras galaxias. Esto, a su vez, les da a los científicos una mejor idea de cómo ha evolucionado la evolución general de las galaxias a lo largo del tiempo.

Acerca de Galaxy SGAS J143845 + 145407

La galaxia fotografiada tres veces en la imagen del HST se conoce técnicamente como la Galaxia Infrarroja Luminosa (LIRG). Un LIRG típico podría ser tan brillante como 100 mil millones de veces más brillante que nuestro Sol. Estas galaxias son típicamente espirales y su luminosidad infrarroja se origina en regiones activas de formación estelar. Muchos de ellos crean alrededor de 100 estrellas nuevas cada año. A modo de comparación, la Vía Láctea crea (en promedio) una nueva estrella cada año.

Una vista de primer plano muestra más detalles en las imágenes de doble lente de la galaxia. La tercera imagen es la misma galaxia manchada entre las otras dos imágenes. Cortesía: NASA/ESA/STScI

Gracias a la formación estelar (y posiblemente a la presencia de núcleos galácticos activos), los LIRG son mucho más brillantes en luz infrarroja que en luz óptica. Eso es porque la luz visible es absorbida por el gas y el polvo en las galaxias. Luego, el polvo irradia energía térmica, que se puede ver mejor en el espectro infrarrojo. Se utilizaron dos instrumentos HST, la Cámara avanzada para encuestas y la Cámara de campo amplio 3, para obtener imágenes del objeto, y se tomaron los espectros para un estudio más detallado.

Esta galaxia está a unos 6.900 millones de años de distancia de nosotros. Su luz fue reflejada por un grupo de galaxias a solo 2.800 millones de años. Para obtener las imágenes de la lente SGAS J143845 + 145407, tuvo que alinearse con precisión detrás del bloque desde el punto de vista del Hubble.

¿Qué aprendieron los astrónomos sobre esta galaxia?

El equipo de astrónomos que enfocó el HST en esta galaxia descubrió que la vista ampliada de SGAS J143845 + 145407 les permitió obtener detalles sobre la formación de estrellas en esa galaxia. Sin la lente, ver esta galaxia es un desafío. Debido a que tiene lentes, los astrónomos pueden estudiar regiones de formación estelar individuales con una precisión muy alta. Resulta que la actividad del nacimiento de estrellas ocurre en grandes áreas de la galaxia. Además, los astrónomos pudieron distinguir claramente una estructura bípeda en la galaxia. Lo llaman el tornillo de “gran diseño”, lo que significa que tiene brazos bien definidos. Esta galaxia también tiene un núcleo muy rojo y cúmulos de emisión azules dispersos a lo largo de los brazos espirales.

Las cantidades masivas de formación estelar en los brazos espirales de esta galaxia sugieren fuertemente que la mayoría (si no todos) los LIRG tienen una formación estelar generalizada (posiblemente incluso en toda la galaxia). Si comparas estas galaxias con galaxias en el universo actual, la diferencia es asombrosa. Las galaxias del universo local pueden contener nudos intensos de formación estelar, pero son de menor tamaño que las regiones de formación estelar de los LIRG.

Lentes para ganar

HST y JWST seguirán siendo las herramientas preferidas para estudiar objetos lenticulares en el universo distante. Mientras que algunos de ellos están siendo estudiados desde la Tierra, aquellos muy lejanos en el universo primitivo necesitan el poder de los telescopios en órbita.

para más información

Hubble captura una galaxia reflectante
El modelo de lente y la reconstrucción de la fuente revelan la distribución de la morfología y la formación estelar en LIRG SGAS J143845.1 + 145407.

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