Lente gravitacional revela joven galaxia distante

Los astrónomos usaron el radiotelescopio Very Large Array (VLA) para observar una galaxia a más de 12 mil millones de años luz de la Tierra, vista tal como era cuando el Universo tenía apenas un 15% de su edad actual.

Entre esta galaxia y la Tierra yace otra galaxia, tan perfectamente alineada a lo largo de la línea de visión que su intensa gravedad curva la luz y ondas de radio del objeto más lejano en lo que se denomina "Anillo de Einstein".

La imagen reconstruída de la galaxia distante, a la izquierda y el "Anillo de Einstein" visto desde la Tierra, a la derecha. Los colores indican el movimiento Doppler de la emisión de radio del monóxido de carbono. Los 8 kpc (kilo pársecs) equivalen a 28 mil años luz.
Crédito:Riechers et al., NRAO/AUI/NSF

Una lente gravitacional se forma cuando la luz proveniente de objetos lejanos se curva alrededor de un objeto masivo situado entre el objeto emisor y el receptor.

Esta lente gravitacional hace posible para los científicos aprender detalles de la joven y distante galaxia que de otro modo no hubieran podido.

"La Naturaleza nos provee de una lente de aumento para espiar el funcionamiento de una galaxia en nacimiento, dándonos una excitante mirada al violeto proceso de creación de las galaxias en la historia temprana del Universo", señala Dominik Riechers, que lideró el proyecto en el Instituto de Astronomía Max Planck en Alemania y ahora en Caltech.

La nueva imagen de la distante galaxia, denominada PSS J2322+1944 muestra un masivo reservorio de gas, de 16.000 años luz de diámetro, que contiene el material para formar nuevas estrellas. Un agujero negro supermasivo está deglutiendo vorazmente material y se están formando nuevas estrellas a una tasa de casi 700 astros por año. En comparación, nuestra Vía Láctea produce el equivalente de 3 a 4 estrellas por año.

El agujero negro parece estar cerca del borde, en vez de en el centro, de este gigantesco reservorio de gas, indicando, según explican los astrónomos, que la galaxia se fusionó con otra.

"Esta imagen total, de masivas galaxias y agujeros negros supermasivos formándose a través de la fusión de galaxias tan temprano en el Universo, es un nuevo paradigma en la formación de galaxias. Este sistema nos permite ver este proceso con detalles sin precedentes", añade Chris Carilli, del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO).

En 2003, los astrónomos estudiaron este sistema, encontrando el Anillo de Einstein al observar ondas de radio emitidas por moléculas de Monóxido de carbono (CO). Cuando los astrónomos notan grandes cantidades de CO en una galaxia, concluyen que también hay presente una gran cantidad de hidrógeno molecular y así una gran reserva de combustible para la formación estelar.
En el último estudio, los científicos produjeron un modelo físico de la galaxia intermedia. Al conocer la masa, estructura y orientación de esta galaxia, pudieron deducir los detalles de cómo curva la luz y ondas de radio de la galaxia más distante. Esto permitió reconstruir la imagen de la galaxia distante, con múltiples imágenes de VLA a diferentes frecuencias de radio y así midieron los movimientos del gas en la galaxia distante.

PSS J2322+1944 es un sistema descubierto por George Djorgovski de Caltech, usando el Observatorio Palomar. Posteriores estudios de radio y ópticos mostraron que tenía un enorme reservorio de polvo y gas molecular.

Las lentes gravitacionales fueron predichas por Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad en 1919. El propio científico mostró en 1936 que una lente perfectamente alineada produciría una imagen circular. La primera lente fue descubierta en 1979 y el primer Anillo de Einstein se halló por investigadores usando el VLA en 1987.

Cómo se observó la galaxia distante

Las ondas de radio del monóxido de carbono en la galaxia distante (izquierda) fueron curvadas por el efecto gravitacional de otra galaxia directamente entre el objeto distante y la Tierra (derecha). El casi perfecto alineamiento causó que el objeto distante parezca como un anillo al ser visto desde la Tierra. El gráfico muestra cómo se vería el objeto distante si uno se moviera desde la Tierra hacia la galaxia que actúa como lente. Algunas de las ondas son de distinto color que otras, por el efecto Doppler generado por el movimiento del gas en la galaxia. Verde indica gas "estacionario", rojo indica gas alejándose de nosotros y azul indica gas moviéndose hacia nosotros, con respecto al resto del gas en la galaxia.

Crédito:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Fuentes y links relacionados

• Physorg: Cosmic Lens Reveals Distant Galactic Violence
• A Molecular Einstein Ring at z = 4.12: Imaging the Dynamics of a Quasar Host
  Galaxy Through a Cosmic Lens
  Dominik A. Riechers et al.
  The Astrophysical Journal, 686:851–858, 20 octubre 2008
  arXiv:0806.4616v1
• NRAO:Cosmic Lens Reveals Distant Galactic Violence

Vía: Noticias del Cosmos