13 galaxias distantes encontradas en una muestra de cielo. Crédito de la imagen: ESO. Click para agrandar.
Es uno de los principales objetivos de la cosmología observacional rastrear la forma en que se formaron y evolucionaron las galaxias y compararlo con las predicciones de los modelos teóricos. Por lo tanto, es esencial saber con la mayor precisión posible cuántas galaxias estuvieron presentes en el Universo en diferentes épocas.
Esto es más fácil de decir que de hacer. De hecho, si contar galaxias a partir de imágenes astronómicas profundas es relativamente sencillo, medir su distancia, por lo tanto, la época en la historia del universo donde lo vemos [1], es mucho más difícil. Esto requiere tomar un espectro de la galaxia y medir su desplazamiento al rojo [2].
Sin embargo, para las galaxias más débiles, que probablemente sean las más lejanas y, por lo tanto, las más antiguas, esto requiere mucho tiempo de observación en el telescopio más grande. Hasta ahora, los astrónomos tenían que seleccionar primero cuidadosamente las galaxias candidatas de alto desplazamiento al rojo, para minimizar el tiempo dedicado a medir la distancia. Pero parece que los astrónomos fueron demasiado cuidadosos al hacerlo y, por lo tanto, tenían una imagen equivocada de la población de galaxias.
Sería mejor observar "simplemente" en un parche dado del cielo todas las galaxias más brillantes que un límite dado. Pero mirar un objeto a la vez haría imposible tal estudio.
Para asumir el desafío, un equipo de astrónomos franceses e italianos [3] utilizó el telescopio más grande posible con un instrumento altamente especializado y muy sensible que es capaz de observar una gran cantidad de objetos (débiles) en el universo remoto simultáneamente.
Los astrónomos utilizaron el Espectrógrafo de Objetos Múltiples VIsible (VIMOS) en Melipal, uno de los telescopios de 8,2 m del Very Large Telescope Array de ESO. VIMOS puede observar los espectros de aproximadamente 1,000 galaxias en una sola exposición, desde la cual se pueden medir los desplazamientos al rojo, por lo tanto, las distancias. La posibilidad de observar dos galaxias a la vez sería equivalente a usar dos telescopios de unidades VLT simultáneamente. VIMOS multiplica efectivamente la eficiencia del VLT cientos de veces.
Esto hace posible completar en pocas horas observaciones que habrían tomado meses solo unos pocos años atrás. Con capacidades hasta diez veces más productivas que los instrumentos de la competencia, VIMOS ofrece la posibilidad por primera vez de realizar un censo imparcial del Universo distante.
Utilizando la alta eficiencia del instrumento VIMOS, el equipo de astrónomos se embarcó en el VIMOS VLT Deep Survey (VVDS) cuyo objetivo es medir en algún parche seleccionado del cielo el desplazamiento al rojo de todas las galaxias más brillante que la magnitud 24 en rojo, es decir , galaxias que son hasta 16 millones más débiles de lo que el ojo sin ayuda puede ver.
En una muestra total de aproximadamente 8,000 galaxias seleccionadas solo en base a su brillo observado en luz roja, se descubrieron casi 1,000 galaxias brillantes y vigorosamente formadoras de estrellas en una época entre 1,500 y 4,500 millones de años después del Big Bang (desplazamiento al rojo entre 1.4 y 5) .
"Para nuestra sorpresa", dice Olivier Le Févre, del Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (Francia) y co-líder del proyecto VVDS, "esto es de dos a seis veces más alto que lo encontrado en trabajos anteriores. Estas galaxias se habían perdido porque las encuestas anteriores habían seleccionado objetos de una manera mucho más restrictiva que nosotros. Y lo hicieron para acomodar la eficiencia mucho más baja de la generación anterior de instrumentos ".
Si bien las observaciones y los modelos han indicado consistentemente que el Universo aún no había formado muchas estrellas en los primeros mil millones de años de tiempo cósmico, el descubrimiento realizado por los científicos exige un cambio significativo en esta imagen.
Combinando los espectros de todas las galaxias en un rango de desplazamiento al rojo dado (es decir, pertenecientes a la misma época), los astrónomos podrían estimar la cantidad de estrellas formadas en estas galaxias. Encuentran que las galaxias en el Universo joven se transforman en estrellas entre 10 y 100 veces la masa de nuestro Sol en un año.
"Este descubrimiento implica que las galaxias formaron muchas más estrellas al principio de la vida del Universo de lo que se pensaba anteriormente", explica Gianpaolo Vettolani, el otro co-líder del proyecto VVDS, que trabaja en INAF-IRA en Bolonia (Italia). "Estas observaciones exigirán una profunda reevaluación de nuestras teorías sobre la formación y evolución de las galaxias en un Universo cambiante".
Ahora queda para los astrónomos explicar cómo se puede crear una población de galaxias tan grande, produciendo más estrellas de lo que se suponía anteriormente, en un momento en que el Universo tenía aproximadamente el 10-20% de su edad actual.
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
