AA: Un viaje al pasado de nuestro Universo

Formación de estrellas y emisión del polvo en galaxias muy lejanas
Iván Oteo^1,2, Jordi Cepa^1,2, Ángel Bongiovanni^1,2, Ana M. Pérez García^1,2, Bernabé Cedrés^1,2, Helena Dominguez García^1,2, Alessandro Ederoclite³, Miguel Sánchez Portal⁴, Irene Pintos Castro⁵, Ricardo Pérez Martínez⁶
¹ Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), La Laguna, Tenerife, España
² Universidad de La Laguna (ULL), La Laguna, Tenerife, España
³ Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón, Teruel, España
⁴ Herschel Science Centre (ESAC). Villafranca del Castillo, España
⁵ Centro de Astrobiología, INTA-CSIC, Villanueva de la Cañada, Madrid, España
⁶ XMM/Newton Science Operations Centre (ESAC). Villafranca del Castillo, España

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

Las galaxias están formadas, principalmente, por estrellas, gas y polvo. Parte de la luz emitida por las estrellas es absorbida por el polvo pero, afortunadamente, ¡esta luz se vuelve a emitir! La medida de esta luz re-emitida es extremadamente importante porque permite conocer a qué velocidad se forman las estrellas en las galaxias. El objetivo de nuestro trabajo fue medir la luz re-emitida por el polvo en un conjunto de galaxias muy, muy lejanas, que se formaron poco tiempo después del Big Bang. En cosmología, observar galaxias muy lejanas equivale a estudiar cómo fue nuestro universo en el pasado, hace muchos, muchos años.

Cuando los astrofísicos hablamos de galaxias lejanas, dejamos de utilizar el concepto de distancia usado en el día y día y describimos las distancias a las galaxias con un parámetro llamado desplazamiento al rojo. Cuanto mayor es la distancia que nos separa de una galaxia, mayor es su desplazamiento al rojo. La razón fundamental es que las distancias en astrofísica (especialmente para galaxias lejanas) son tan, tan grandes que no resulta práctico hablar en centímetros, ni metros, ni kilómetros, ni siquiera en años luz. Una galaxia con desplazamiento al rojo de 1 ya se podría considerar muy lejana. Pues bien, ¡en nuestro trabajo hemos estudiado galaxias a desplazamiento al rojo 3!

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

En nuestro trabajo hemos estudiado por primera vez la emisión del polvo en una muestra de galaxias lejanas, tradicionalmente llamadas LBGs por sus siglas en inglés. Las LBGs han sido ampliamente estudiadas en el pasado desde su descubrimiento allá por los años 90. Sin embargo, la luz estelar re-emitida por el polvo todavía no se había estudiado con detalle.

La detección de la emisión del polvo en estas galaxias no sólo permite el estudio de las características del polvo y de la formación de estrellas en las mismas, sino que abre la puerta a futuros estudios, sobre todo del gas molecular. Las estrellas se forman a partir de gas molecular y, por lo tanto, la medida del gas molecular es otra alternativa al estudio de las formación de estrellas en galaxias. El estudio del gas molecular será posible, por ejemplo, con el observatorio ALMA, cuyas primeras observaciones comenzaron hace algo más de un año y que promete revolucionarios resultados, no sólo en el ámbito de las galaxias lejanas, sino también relativos al estudio de galaxias cercanas, exo-planetas o el Sol.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear?

Si las las LBGs se descubrieron en los años 90, ¿por qué la emisión del polvo no se había detectado hasta ahora? La respuesta es simple: hasta la actualidad no disponíamos de los telescopios e instrumentos necesarios. En primer lugar, la atmósfera de la Tierra no deja pasar la luz emitida por el polvo debido al valor característico de su frecuencia. Por lo tanto, ¡para observarla tenemos que disponer de telescopios en el espacio! En segundo lugar, normalmente la emisión del polvo procedente de galaxias lejanas es débil y, en consecuencia, se necesitan telescopios espaciales grandes y con instrumentos con tecnología puntera para poder detectarla. Esto sólo se ha conseguido con el telescopio espacial Herschel, lanzado en Mayo del 2009, de donde se han extraído gran parte de los datos usados en nuestro trabajo.

Pero no sólo hemos usado datos de Herschel. Cuando se estudian galaxias lejanas se necesita información en muchas frecuencias para poder obtener propiedades fundamentales como la edad o la masa. Así, en nuestro trabajo se han utilizado observaciones tomadas en varios telescopios, tanto espaciales (como el Hubble o Spitzer) como terrestres, por ejemplo el VLT en Chile o Subaru en Hawai.

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

Sinceramente, no creo que los estudios de la emisión del polvo en galaxias lejanas tengan repercusión directa en la vida diaria de una persona corriente. Sin embargo, para los astrofísicos supone un pequeño paso para entender un poco mejor cómo eran y qué propiedades tenían las galaxias y cómo era nuestro universo hace muchísimos millones de años. Además, los resultados publicados en nuestro trabajo sirven de base para un análisis más detallado del estudio, no sólo las galaxias lejanas, sino también de la evolución de las galaxias desde el universo temprano hasta el actual.

Iván Oteo

^★★Publicado en Astromy & Astrophysics en el año 2013.

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