La Plata, 5 de octubre de 2001

ASTRONOMOS DESCUBREN UN SISTEMA ESTELAR FORMADO CASI AL INICIO DEL UNIVERSO

Utilizaron potentes telescopios en la Tierra y en el Espacio, pero un efecto de lentes gravitacionales aumentó el brillo del objeto lejano. Aportan así mayor información de cuándo y cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias.

Un equipo internacional de astrofísicos ha detectado un sistema estelar -pequeño y débil- formado durante los primeros 500 millones de años del Universo. Dicho descubrimiento fue a través del fenómeno de lentes gravitacionales y acaba de ser publicado por la revista internacional Astrophysical Journal.

Su autor principal es Richard Ellis, profesor de astronomía del Instituto Tecnológico de California (CALTECH) EEUU.

Dicho sistema estelar fue detectado al examinar pequeñas áreas del cielo vistas a través del cúmulo de galaxias Abell 2218 a dos millones de años luz de distancia. Este cúmulo actúa como una poderosa lente gravitacional, agrandando objetos distantes y permitiendo a los científicos comprobar cómo se formaron galaxias muy lejanas durante el inicio del universo mismo.

Las lentes gravitacionales hacen a la teoría de relatividad general de Einstein. El mecanismo hace que un objeto de gran masa en primer plano curva los rayos que irradia un objeto en el fondo (la materia curva el espacio). Consecuentemente, un objeto detrás de una galaxia como Abell 2218 aparecerá mucho más brillante ya que esta galaxia desvía fotones hacia la Tierra, de la misma manera que las lentes de cristal de los binoculares doblan más fotones hacia los ojos.

En el caso del sistema estelar detectado por Ellis y su grupo de trabajo, este efecto hace la imagen por lo menos treinta veces más brillante. De no haber existido el cúmulo de galaxias Abell 2218, ni los telescopios Keck de 10 metros de diámetro ni el telescopio espacial Hubble hubieran detectado aquel sistema estelar. (Ambos telescopios fueron utilizados para obtener las imágenes)

Ellis remarcó que sin estas lentes gravitacionales la fuente observada no podría haber sido detectada ni siquiera en el Campo profundo del Hubble (exposiciones múltiples tomadas entre 1995 y 1998)

El equipo de investigadores utilizó el telescopio Keck de 10 metros ubicado en Mauna Kea, Hawai. A través del mismo encontraron una señal débil que se corresponde con un par de imágenes débiles reconocidas luego en el Campo profundo del Telescopio espacial Hubble. Los estudios de la composicion de la luz confirmaron que las imágenes provienen de una sola fuente extremadamente lejana y en el proceso de la formación. " El sistema - indica el Prof. Ellis- contiene alrededor de un millón de estrellas a una distancia de 13.400 millones de años luz, teniendo en cuenta que se estima en 14 mil millones años la edad del Universo"

" Existen galaxias y cuasares más distantes que se han detectado con los telescopios Keck, pero debido a la ampliación obtendida por el efecto de lente cósmica, estamos atestiguando una fuente mucho más pequeña que una galaxia normal que está formando su primera generación de estrellas."

Nuestro estudio es un inicio de tal entendimiento. Este trabajo incluye la colaboración de Jean-Paul Kneib del equipo del Observatorio Midi-Pyrenees cerca de Toulouse, Francia. El equipo concluye que el sistema estelar estudiado es muy joven (en estándares cósmicos) y podría representar así el nacimiento de los bloques constitutivos de las galaxias. Se cree que éstos eran abundantes en el origen del Universo y que luego se unieron para formar galaxias del tamaño como la nuestra

Mike Santos, de Caltech, explica que con el telescopio Keck "observamos gas de hidrógeno calentado por las estrellas recién formadas. Pero aún no es una evidencia convincente para establecer la mezcla de estrellas de diferentes edades. Esto sugiere que estemos viendo la fuente en el momento cercano a su formación. " En su artículo, los investigadores deducen que las estrellas se estuvieron formando a razón de una masa solar por año por no mucho más de un millón de años. Tal estructura podría representar el nacimiento de un cúmulo globular (sistemas estelares considerados como los más antiguos componentes de la galaxia).

El presente trabajo es parte de un desarrollo para determinar la cantidad de aquellas estrellas distantes en formación así como para fijar el período en la historia cósmica cuando se formaron estos objetos importantes

Consultado acerca de este hallazgo, el Dr. Juan Carlos Forte, investigador y docente del Observatorio Astronómico de la UNLP, señaló que "es una técnica promisoria para buscar objetos similares y habría que hacerlo en otros cúmulos para descartar que sea un hecho aislado".

"Si se repite con frecuencia -agregó Forte- confirmaría expectativas de que es posible esta formacion de estrellas primeras del universo."

En este caso se trató de una macrolente que tiene gran concentración de materia, es enorme y tiene millones de años. A veces aunque no es demasiado común- nos topamos con microlentes que son objetos únicos que se mueven rápido y se ven casualmente por pasar delante de lo que estamos observando. Son impredictibles y de duracion breve.

Qué son las lentes gravitacionales

Tenemos un objeto muy pero muy distante y también contamos con un cúmulo de galaxias. Si este cúmulo se encuentra en la misma línea visual del objeto ubicado más atrás y mucho más lejos, su colosal campo gravitatorio desvía la luz de ese objeto lejano, como una lente .

Este es un fenómeno observable que se produce entonces, cuando la luz de una fuente distante, en su trayectoria hacia un observador en la Tierra, pasa por la vecindad de una objeto con gran concentración de masa, que se convierte así en una "lente". Estos fenómenos usualmente se dividen en dos categorías: microlentes y macrolentes. Los microlentes se refieren a objetos con una masa de la lente relativamente pequeña como estrellas, enanas marrones, planetas jovianos, etc. Macrolente es cuando la masa de la lente es extremadamente grande como una galaxia, cúmulo de galaxias, un agujero negro masivo, etc.

Campo de fondo profundo del Hubble

Una observación de campo profundo es la imagen que resulta de sumar durante mucho tiempo la luz de una pequeña región de la bóveda celeste (30 veces más pequeña que el diámetro de la luna llena). El célebre telescopio espacial Hubble lo hizo hace unos años en dos regiones del cielo: una en el hemisferio Sur y otra en el Norte. Son los llamados campos profundos que, de entrada, mostraron que había muchas más galaxias de lo que se creía, y en los que los astrofísicos no han parado de hacer descubrimientos. Ahora se ha hecho lo mismo con el Chandra, un observatorio espacial de la NASA diseñado para captar la radiación de rayos X que no alcanza la superficie terrestre. Este nuevo campo profundo cubre una minúscula fracción del cielo del hemisferio Sur y abarca hasta distancias de unos 10.000 millones de años luz.

La primera conclusión de los científicos es que la llamada radiación de fondo de rayos X, una difusa radiación de onda corta descubierta hace casi 40 años, está originada por un gran número de agujeros negros residentes en los núcleos de galaxias lejanas.

Página del "Campo profundo de Hubble".
¿Qué es el "Campo profundo de Hubble"? (Información general, en Inglés)