PRESS RELEASE No.: STScI-PR96-29
Nuevas imágenes del Telescopio Espacial Hubble (HST) revelan lo que podrían ser galaxias en construcción en el universo primitivo, originándose en una largamente buscada antigua población de "bloques de construcción galáctica".
Las detalladas imágenes de Hubble, tomadas con la Cámara Planetaria de Campo Ancho 2, revelan una agrupación de 18 gigantescos cúmulos estelares que aparentan estar a una misma distancia desde la Tierra, y suficientemente cerca unos de otros como para que eventualmente vayan a consolidarse en unos pocos objetos del tamaño de galaxias. Están tan lejos, a 11 mil millones de años-luz, que ellos existieron desde la época cuando se piensa comúnmente que las galaxias comenzaron a formarse.
Estos resultados añaden peso a una importante teoría de que las galaxias surgieron comenzando como cúmulos de estrellas, que, a través de una compleja serie de encuentros, se consolidaron en estructuras mayores, que vemos hoy en día como galaxias completamente formadas.
El hallazgo es otro paso hacia el oscuro pasado, donde los astrónomos últimadamente esperan descubrir las más antiguas semillas de formación de galaxias, que surgieron poco después del nacimiento del universo, o el Big Bang.
Los astrónomos en la Universidad del Estado de Arizona, en Tempe, Arizona, (ASU) y en la Universidad de Alabama en Tuscaloosa, encontraron 18 de estos bloques de construcción cósmica empacados en un área de un diámetro de dos millones de años-luz. "Es la primera vez que alguien ha visto tantos objetos de formación estelar en tan pequeño espacio. No hay ni con mucho, tantos objetos luminosos en los dos millones de años-luz que separan la Galaxia de la Tierra, la Vía Láctea, de la Nebulosa de Andrómeda, la galaxia principal más cercana", dice Rogier Windhorst de la Universidad del Estado de Arizona.
Los astrónomos publicarán sus hallazgos en un artículo, escrito por Sam Pascarelle estudiante graduado de ASU en la edición de Septiembre 5 de la revista Nature. Los coautores son Rogier Windhorst y Stephen Odewahn, de ASU, y William Keel de la Universidad de Alabama en Tuscaloosa.
Los bloques de construcción vistos por el Hubble, consisten tan sólo de cerca de mil millones de jóvenes estrellas cada uno, y el Hubble muestra que la formación de estrellas está en progreso a través de la presencia de muchas estrellas azules y gases luminosos. Los objetos típicamente miden sólo 2.000 años-luz de diámetro. "Esto no es mucho. Nuestra propia galaxia tiene 100.000 años-luz de diámetro", dice Odewahn. Los objetos son mucho más pequeños, incluso, que el bulto central de la Vía Láctea, que mide cerca de 8.000 años-luz de diámetro. "Pensamos que por consolidaciones repetidas, crecerán lo suficiente para convertirse en los bultos centrales de galaxias vecinas", dice Keel, citando otros estudios del HST que han mostrado que la rata de consolidación o colisión de galaxias era mayor en el pasado. "De hecho, al menos cuatro de los objetos en este campo muestran estructuras dobles en sus centros, con sólo unos pocos cientos de años-luz de separación, como si las hubiésemos sorprendido en el acto de juntarse.
El Hubble muestra un nuevo nivel de detalle para determinar la naturaleza de estos "objetos pre-galácticos". El Hubble resolvió grupos tan pequeños como 2.000 años-luz de diámetro (1/10 de arco-segundo). Estos fueron vistos en una exposición de dos días (67 órbitas) del Hubble sobre una pequeña región de cielo en la parte Norte de la constelación de Hércules cerca de la frontera con Draco.
"Nunca habíamos visto tantos de estos objetos en una sola imagen, y tan pequeños", dice Pascarelle. "Estamos convencidos de que estos objetos no son peculiares, sino parte del proceso general de formación de galaxias en el universo primitivo".
Los astrónomos observan la formación de estrellas, porque la formación de estrellas es un proceso que aún está ocurriendo. Sin embargo, los astrónomos nunca han visto directamente la formación de galaxias, porque su formación puede haber ocurrido hace mucho tiempo, o porque la formación de galaxias no es tan espectacular como antes se pensaba, y es por lo tanto, mucho más difícil de observar.
La idea de que las galaxias se formaron por la unión de pequeñas piezas, y no por el colapso de gigantescas nubes de gases, ha sido anticipada por trabajos teóricos previos, y por observaciones desde tierra. Las observaciones del Hubble ofrecen alguna de la mejor evidencia visual directa a esta fecha, dice Pascarelle.
Aunque muchos de los objetos están aislados en la imagen, están suficientemente juntos en el espacio como para que muchos de ellos debieran eventualmente consolidarse, de acuerdo con Windhorst. El dibuja un escenario donde dos o más objetos pasaran unos a través de los otros, sacando gases de hidrógeno para luego formar más estrellas. (Aunque se usa el término "colisión", sus estrellas individuales no colisionan). Ellos podrían entonces evolucionar para formar las numerosas tenues azules galaxias, una población de galaxias observadas por el Hubble y otros telescopios. Más tarde, los gases de hidrógeno circundantes se asientan en un disco, formando una galaxia espiral.
Si este plan de construcción está correcto, nuestra Vía Láctea contiene todas las piezas del proceso de ensamblaje. Las más antiguas y rojas estrellas en el bulto central de la Vía Láctea provienen de los cúmulos consolidados, o "unidades sub-galácticas", observadas por Pascarelle y sus colaboradores. El brazo espiral que nuestro Sol habita, fue construido luego de que el hidrógeno se asentó en un disco. Algunos de los 140 cúmulos estelares globulares que orbitan la Vía Láctea podrían ser más pequeños bloques de construcción "sobrantes", que se formaron antes que las unidades mayores observadas por Pascarelle y sus colaboradores, pero que nunca fueron atraídos directamente hacia ensamblajes mayores.
En una de las más profundas exposiciones del universo (aparte del Hubble Deep Field) hasta ahora obtenidas por el telescopio, los astrónomos encontraron 18 objetos en una imagen, en la vecindad de una ténue radio-galaxia que estaban estudiando. Los investigadores usaron un filtro óptico precisamente afinado para detectar la emisión ultravioleta de los brillantes gases de hidrógeno calentados por las estrellas recién nacidas que se formaron temprano en el universo, pero que fue corrida hacia longitudes visibles mayores por la expansión universal. "Este es un caso en el que el Hubble es especialmente adecuado para estudiar objetos sub-galácticos a estas grandes distancias", dice Windhorst, "porque estos objetos son tan compactos que resultaría muy difícil de reconocerlos desde tierra".
Observaciones espectroscópicas de seguimiento, con el Telescopio Multi-Espejos en Mount Hopkins, Arizona (MMT), mostraron que al menos cinco de los cúmulos están a la misma distancia de la Tierra. El equipo confirmó que otros cinco objetos están a la misma distancia, analizando otra línea de hidrógeno corrida hacia el rojo con el Telescopio Infrarrojo de NASA, y a través de seguimiento espectroscópico con el Telescopio W.M. Keck de 10 metros, ambos en Mauna Kea, Hawaii (este último por los Drs. Nicholas Scoville y Lee Armus de Caltech). La cantidad de corrimiento hacia el rojo corresponde a una distancia de 11 billones de años-luz -- suficientemente lejos como para investigar el universo primitivo durante el período cuando muchas de las galaxias gigantes estaban siendo formadas.
En un escrito complementario en prensa para el Astrophysical Journal Letters, Stephen Odewahn, Windhorst, Keel, y Simon Driver (de la Universidad de New South Wales en Sydney, Australia) muestran que las cuentas de tenues, azules objetos en este campo, no son diferentes de aquellas en otros campos profundos del HST. Los astrónomos interpretan que esto significa, que en casi cualquier dirección, un observador debería ver actividad similar ocurriendo a estas distancias -- la gradual construcción de galaxias a partir de tenues, azules bloques de construcción sub-galáctica.
El original de esta nota de prensa y archivos de imágenes pueden ser accesados en el servidor del STScI (September 4, 1996).
El Space Telescope Science Institute (STScI) es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc. (AURA), para NASA, bajo contrato con el Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. El Hubble Space Telescope es un proyecto de cooperación internacional entre NASA y la European Space Agency (ESA).
Actualizada: Diciembre 8 '96
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