Los astrónomos de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una nueva técnica para descubrir las galaxias más débiles que se hayan visto hasta ahora en el universo temprano, diez veces más débiles que cualquier otra vista anteriormente. Estas galaxias ayudarán a los astrónomos a investigar un poco pero período importante en la historia cósmica. Su nueva técnica ayuda a sondear el tiempo mil millones de años después del Big Bang, cuando el temprano, El universo oscuro se inundó con la luz de las primeras galaxias.

Rachael Livermore y Steven Finkelstein del Departamento de Astronomía de UT Austin, junto con Jennifer Lotz del Space Telescope Science Institute, fue a buscar estas tenues galaxias en imágenes de la encuesta Frontier Fields del Telescopio Espacial Hubble.

"Estas galaxias son en realidad extremadamente comunes, "Dijo Livermore." Es muy satisfactorio poder encontrarlos ".

Estos débiles las primeras galaxias dieron lugar a la Época de la Reionización, cuando la radiación energética que emitieron bombardeó el gas entre todas las galaxias del universo. Esto hizo que los átomos de este gas difuso perdieran sus electrones (es decir, ionizarse).

Finkelstein explicó por qué es tan importante encontrar estas galaxias débiles. "Sabíamos de antemano que para que nuestra idea de reionización impulsada por galaxias funcionara, tenía que haber galaxias cien veces más débiles de lo que podíamos ver con el Hubble, " él dijo, "y tenían que ser realmente, realmente común ". Esta fue la razón por la que se creó el programa Hubble Frontier Fields, él dijo.

Lotz lidera el proyecto Hubble Frontier Fields, uno de los telescopios más grandes hasta la fecha. En eso, El Hubble fotografió varios cúmulos de galaxias grandes. Estos fueron seleccionados para aprovechar su enorme masa que provoca un efecto óptico útil, predicho por Albert Einstein. La inmensa gravedad de un cúmulo de galaxias dobla el espacio, que magnifica la luz de galaxias más distantes detrás de él a medida que esa luz viaja hacia el telescopio. Así, el cúmulo de galaxias actúa como una lupa, o una "lente gravitacional, "permitiendo a los astrónomos ver esas galaxias más distantes, aquellas que normalmente no serían capaces de detectar, incluso con Hubble.

Incluso entonces, aunque, las galaxias con lentes todavía estaban en la cúspide de lo que Hubble podía detectar.

"La principal motivación del proyecto Frontier Fields fue buscar estas galaxias extremadamente débiles durante este período crítico de la historia del universo, "Dijo Lotz." Sin embargo, la principal dificultad con el uso de los cúmulos de Frontier Field como una lupa adicional es cómo corregir la contaminación de la luz de las galaxias del cúmulo ".

Livermore explica:"El problema es, estás tratando de encontrar estas cosas realmente débiles, pero estás mirando detrás de estas cosas realmente brillantes. Las galaxias más brillantes del universo están en cúmulos, y esos cúmulos de galaxias están bloqueando las galaxias de fondo que estamos tratando de observar. Así que lo que hice fue idear un método para eliminar las galaxias del cúmulo "de las imágenes.

Su método utiliza el modelado para identificar y separar la luz de las galaxias en primer plano (las galaxias del cúmulo) de la luz que proviene de las galaxias de fondo (las más distantes, galaxias con lentes).

Según Lotz, "Este trabajo es único en su enfoque para eliminar esta luz. Esto nos ha permitido detectar más galaxias y más débiles que las vistas en estudios anteriores". y lograr el objetivo principal de la encuesta Frontier Fields ".

Livermore y Finkelstein han utilizado el nuevo método en dos de los cúmulos de galaxias en el proyecto Frontier Fields:Abell 2744 y MACS 0416. Les permitió identificar galaxias débiles vistas cuando el universo tenía alrededor de mil millones de años. menos del 10 por ciento de su edad actual:galaxias 100 veces más débiles que las que se encuentran en el campo ultraprofundo del Hubble, por ejemplo, que es la imagen más profunda del cielo nocturno obtenida hasta ahora.

Sus observaciones mostraron que estas débiles galaxias son extremadamente numerosas, consistente con la idea de que un gran número de galaxias extremadamente débiles eran la principal fuente de energía detrás de la reionización.

Quedan cuatro grupos de Frontier Fields, y el equipo planea estudiarlos todos con el método de Livermore. En el futuro, ella dijo, les gustaría usar el telescopio espacial James Webb para estudiar galaxias aún más débiles.

El trabajo se publica en un número reciente de la Diario astrofísico .