Los astrónomos han retrocedido en el tiempo para encontrar lo que parece ser una población de galaxias ocultas que podrían albergar la clave para desvelar algunos de los secretos del universo. Si se confirma su existencia, rompería con los modelos actuales sobre el número y la evolución de las galaxias. Estas posibles galaxias también podrían proporcionar la pieza clave del rompecabezas sobre la generación de energía en el universo en luz infrarroja.
Esto se debe a que su luz combinada sería suficiente para completar el balance energético del universo hasta el máximo que observamos, lo que explicaría todas las emisiones de energía restantes en estas longitudes de onda largas.
Se detectó una posible evidencia de la existencia de las galaxias en la imagen más profunda jamás obtenida del universo en longitudes de onda largas del infrarrojo lejano, que incluye casi 2000 galaxias distantes y fue creada por un equipo de investigadores dirigido por STFC RAL Space y el Imperial College de Londres.
El Dr. Chris Pearson, de STFC RAL Space, es el autor principal de uno de los dos artículos publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Afirmó: «Este trabajo ha llevado la ciencia con Herschel al límite, explorando mucho más allá de lo que normalmente podemos ver con claridad y revelando potencialmente una población completamente nueva de galaxias que contribuyen a la luz más tenue que podemos observar en el universo».
El equipo responsable de la investigación creó su visión profunda del universo superponiendo 141 imágenes utilizando datos del instrumento SPIRE del Observatorio Espacial Herschel, una misión de la Agencia Espacial Europea que funcionó entre 2009 y 2013.
El Campo Oscuro Herschel-SPIRE resultante es la imagen más profunda jamás obtenida del cielo en el infrarrojo lejano: cinco veces más profunda que la observación más profunda anterior de Herschel y al menos el doble de profunda que cualquier otra área del cielo observada por el telescopio.
Superponer las imágenes permitió a los astrónomos observar las galaxias más polvorientas, donde se forman la mayoría de las nuevas estrellas en el cosmos.
También les permitió rastrear cómo cambia el número de galaxias con el brillo y medir la contribución de cada una al balance energético total del universo.
Sin embargo, la imagen era tan profunda y detectó tantas galaxias que los objetos individuales comenzaron a fusionarse y volverse indistinguibles entre sí.
Esto dificultó la extracción de información, según Thomas Varnish, estudiante de doctorado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y autor principal del segundo artículo.
«Empleamos técnicas estadísticas para sortear esta saturación, analizando las partes más borrosas de la imagen para explorar y modelar la distribución subyacente de galaxias no discernibles individualmente en la imagen original», explicó el Sr. Varnish, quien realizó la mayor parte de su investigación como becario de verano en el Imperial College de Londres y RAL Space.
«Lo que encontramos fue una posible evidencia de una población completamente nueva y desconocida de galaxias débiles, ocultas en la borrosidad de la imagen, demasiado débiles para ser detectadas por los métodos convencionales en el análisis original.
«De confirmarse, esta nueva población rompería con todos nuestros modelos actuales sobre el número y la evolución de las galaxias».
Los investigadores ahora esperan confirmar la existencia del posible nuevo grupo de galaxias utilizando telescopios en otras longitudes de onda.
Su objetivo es descifrar la naturaleza de estos objetos débiles y polvorientos y su importancia en el gran esquema de la evolución de nuestro universo.
El Dr. Pearson afirmó: «Cuando observamos la luz de las estrellas a través de telescopios convencionales, solo podemos leer la mitad de la historia de nuestro universo; La otra mitad está oculta, oscurecida por el polvo interpuesto.
De hecho, aproximadamente la mitad de la energía emitida por el universo proviene de la luz estelar, que ha sido absorbida por el polvo y reemitida como radiación infrarroja más fría. Para comprender plenamente la evolución de nuestro universo, necesitamos observar el cielo tanto en luz óptica como en luz infrarroja de longitud de onda más larga.
El Observatorio Espacial Herschel se encargó de observar el universo en el infrarrojo, y su instrumento SPIRE cubría las longitudes de onda más largas.
Como cualquier instrumento científico en el espacio, el instrumento SPIRE también requería observaciones regulares para su calibración y observaba rutinariamente una única porción de cielo oscuro aproximadamente cada mes, durante su misión de cuatro años.
Herschel ostentaba el récord del telescopio espacial infrarrojo más grande de la historia, hasta que fue eclipsado por el Telescopio Espacial James Webb en 2021.
El astrofísico del Imperial College de Londres, Dr. David Clements, quien también participó en la investigación, añadió: «Estos resultados demuestran el valor del archivo de Herschel.
Más de 10 años después de que el satélite dejara de operar, seguimos obteniendo excelentes resultados.
Sin embargo, lo que no podemos obtener son más datos en estas longitudes de onda para dar seguimiento a estos fascinantes nuevos resultados. Para ello, necesitamos la misión de infrarrojo lejano de próxima generación, PRIMA, que actualmente se está proponiendo a la NASA».
La Misión de Sonda de Infrarrojo Lejano para Astrofísica (PRIMA) cuenta con el apoyo de un consorcio del Reino Unido que incluye a RAL Space, la Universidad de Sussex, el Imperial College de Londres y la Universidad de Cardiff.
Implicaría el uso de un telescopio de 1,8 metros optimizado para imágenes y espectroscopía en el infrarrojo lejano, lo que cerraría la brecha entre los observatorios existentes, como el Telescopio Espacial James Webb, y los radiotelescopios.
PRIMA es una de las dos propuestas preseleccionadas para la próxima misión de sonda de la NASA, con un presupuesto de 1.000 millones de dólares (772 millones de libras esterlinas). La agencia espacial estadounidense confirmará la selección final de la misión en 2026.
Con información de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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