Miles de galaxias que forman estrellas captadas en el universo distante

Redacción | 08/04/2021

La imagen LOFAR más profunda jamás realizada, en la región del cielo conocida como "Elais-N1", que es uno de los tres campos estudiados como parte de este estudio de radio profundo. - PHILIP BEST & JOSE SABATER, UNIVERSITY OF EDINBURG

Un equipo internacional de astrónomos ha publicado las imágenes más sensibles del Universo jamás tomadas a bajas frecuencias de radio, utilizando el International Low Frequency Array (LOFAR).

Al observar las mismas regiones del cielo una y otra vez y combinar los datos para hacer una sola imagen de exposición muy larga, el equipo ha detectado el tenue resplandor de radio de las estrellas que explotan como supernovas, en decenas de miles de galaxias hasta los lugares más distantes del Universo. Un número especial de la revista científica Astronomy & Astrophysics está dedicado a catorce artículos de investigación que describen estas imágenes y los primeros resultados científicos.

Philip Best, de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido), quien dirigió el estudio profundo, explicó en un comunicado: "Cuando miramos el cielo con un radiotelescopio, los objetos más brillantes que vemos son producidos por agujeros negros masivos en el centro de las galaxias. Sin embargo, nuestras imágenes son tan profundas que la mayoría de los objetos que contiene son galaxias como nuestra propia Vía Láctea, que emiten débiles ondas de radio que trazan su formación estelar en curso".

"La combinación de la alta sensibilidad de LOFAR y la amplia área del cielo cubierta por nuestro estudio, unas 300 veces el tamaño de la luna llena, nos ha permitido detectar decenas de miles de galaxias como la Vía Láctea, en el lejano Universo. La luz de estas galaxias ha viajado durante miles de millones de años para llegar a la Tierra; esto significa que vemos las galaxias como eran hace miles de millones de años, cuando estaban formando la mayoría de sus estrellas ".

Isabella Prandoni, INAF Bolonia (Italia), agregó: "La formación de estrellas generalmente está envuelta en polvo, lo que oscurece nuestra vista cuando miramos con telescopios ópticos. Pero las ondas de radio penetran en el polvo, por lo que con LOFAR obtenemos una imagen completa de su formación estelar". Las imágenes profundas de LOFAR han dado lugar a una nueva relación entre la emisión de radio de una galaxia y la velocidad a la que está formando estrellas, y una medición más precisa del número de nuevas estrellas que se forman en el joven Universo.

El notable conjunto de datos ha permitido una amplia gama de estudios científicos adicionales, que van desde la naturaleza de los espectaculares chorros de emisión de radio producidos por agujeros negros masivos, hasta el que surge de las colisiones de enormes cúmulos de galaxias. También ha arrojado resultados inesperados. Por ejemplo, al comparar las observaciones repetidas, los investigadores buscaron objetos que cambiaran en el brillo de la radio. Esto resultó en la detección de la estrella enana roja CR Draconis. Joe Callingham, de la Universidad de Leiden y ASTRON (NL), señaló que "CR Draconis muestra ráfagas de emisión de radio que se parecen mucho a las de Júpiter, y pueden ser impulsadas por la interacción de la estrella con un planeta previamente desconocido, o porque la estrella está girando extremadamente rápido ".

LOFAR no produce mapas del cielo directamente; en su lugar, deben combinarse las señales de más de 70.000 antenas. Para producir estas imágenes profundas, se tomaron y procesaron más de 4 petabytes de datos sin procesar, lo que equivale a aproximadamente un millón de DVD. "Las imágenes de radio profundas de nuestro Universo están difusamente ocultas, en lo profundo de la gran cantidad de datos que LOFAR ha observado". dijo Cyril Tasse del Observatorio de París, Universidad PSL (Francia). "Los avances matemáticos recientes hicieron posible extraerlos, utilizando grandes grupos de computadoras".

Igual de importante para extraer la ciencia ha sido la comparación de estas imágenes de radio con los datos obtenidos en otras longitudes de onda. "Las partes del cielo que elegimos son las mejor estudiadas en el cielo del norte", explicó Philip Best. Esto ha permitido al equipo reunir datos ópticos, infrarrojos cercanos, infrarrojos lejanos y submilimétricos para las galaxias detectadas por LOFAR, lo que ha sido crucial para interpretar los resultados de LOFAR.

LOFAR es operado por ASTRON, el Instituto Holandés de Radioastronomía, y coordinado por una asociación de 9 países europeos: Francia, Alemania, Irlanda, Italia, Letonia, Países Bajos, Polonia, Suecia y el Reino Unido.

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