Hubble ve una imagen especular de la misma galaxia gracias a lentes gravitacionales


Han sido un par de semanas increíbles para los fanáticos de las lentes gravitacionales. JWST acaparó los titulares con una espectacular vista infrarroja de la lente en la imagen SMACS 0723, y eso hizo que todos hablaran. Sin embargo, ver objetos con lentes gravitacionales no es nuevo. Algunos se pueden ver desde el suelo y, por supuesto, el Telescopio Espacial Hubble (HST) ha estado generando vistas de lentes gravitacionales durante años.

Esta intrigante observación del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA muestra una galaxia con lentes gravitacionales con la identificación de largo aliento SGAS J143845+145407. Las lentes gravitacionales han dado como resultado una imagen especular de la galaxia cerca del centro de esta imagen, creando una pieza central cautivadora. Una tercera imagen distorsionada de la galaxia aparece como un puente entre ellos.

Hace solo unos días, HST lanzó otro. Es una vista impactante de una galaxia distante llamada SGAS J143845+145407. Es la pieza central de la vista HST y aparece dos veces en una imagen especular de sí mismo. La galaxia aparece por tercera vez, como una aparición muy manchada que hace de “puente” entre las otras dos imágenes.

Deconstruyendo la lente de SGAS J143845+145407

Entonces, ¿qué estamos viendo en la imagen del HST? Este objeto de imagen triple es de un conjunto de observaciones del Hubble que utilizan lentes gravitacionales para observar el interior de las galaxias en el Universo primitivo. Funciona porque la luz de esas galaxias distantes es curvada o «doblada» por la influencia gravitacional de un cúmulo de galaxias 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».

Lentes gravitacionales. Fuente: CalTech

Las lentes gravitacionales pueden hacer cosas divertidas con la apariencia del objeto con lentes. Puede manchar la imagen, distorsionarla y, si la geometría se alinea correctamente, crear múltiples imágenes de ella. Finalmente, la lente gravitatoria puede ampliar la vista del objeto con lente. Y eso es importante porque la mayoría de las veces estos objetos distantes estarían demasiado lejos o serían demasiado débiles para ser observados.

La lente revela detalles de galaxias distantes, como la existencia de brazos espirales o regiones de nacimiento de estrellas, lo que permite a los astrónomos determinar la formación estelar en galaxias tempranas. Esto, a su vez, brinda a los científicos una mejor comprensión de cómo se ha desarrollado la evolución general de las galaxias a lo largo del tiempo.

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

Acerca de Galaxy SGAS J143845+145407

La galaxia triplemente representada en la imagen del HST se conoce técnicamente como una galaxia infrarroja luminosa (LIRG, para abreviar). Un LIRG típico puede ser tan brillante como 100 mil millones de veces la luminosidad de nuestro Sol. Por lo general, estas galaxias son espirales y su luminosidad infrarroja proviene de regiones activas de formación estelar. Muchos de ellos crean alrededor de 100 nuevas estrellas por año. A modo de comparación, la Vía Láctea crea (en promedio) una nueva estrella por año.

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

Esta galaxia se encuentra a unos 6.900 millones de años de distancia de nosotros. Su luz fue reflejada por un cúmulo de galaxias a solo 2.800 millones de años de distancia. Para obtener las imágenes con lentes de SGAS J143845+145407, tenía que estar alineado precisamente detrás del cúmulo 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 lentes, ver esta galaxia es un desafío. Como tiene lentes, los astrónomos pueden estudiar regiones individuales de formación de estrellas con una resolución bastante alta. Resulta que la actividad de nacimiento de estrellas tiene lugar en grandes regiones de la galaxia. Además, los astrónomos pudieron discernir claramente una estructura de dos brazos en la galaxia. Lo llaman una espiral de «gran diseño», lo que significa que tiene brazos bien definidos. Esta galaxia también tiene un núcleo muy rojo y grupos de emisiones más azules esparcidos por 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 ráfagas de formación estelar generalizadas (quizás incluso en toda la galaxia). Si los compara con las galaxias del universo actual, la diferencia es sorprendente. Las galaxias del universo local pueden tener nudos de formación estelar muy intensos, pero son de menor escala que las regiones de formación estelar de los LIRG.

Lentes para la victoria

HST y JWST seguirán siendo los instrumentos elegidos para estudiar objetos con lentes en el universo distante. Mientras que algunos se estudian desde el suelo, los muy distantes en el universo primitivo necesitan el poder de los telescopios en órbita.

Con información de Universetoday

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