Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Astrónomos chilenos desarrollan nueva técnica para estudiar el halo de las galaxias

Sebastián López.

Sebastián López.

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Paper en Nature
Departamento de Astronomía
CATA

El trabajo publicado en la última edición de la Revista Nature muestra una galaxia en formación cuyo gas circundante se distribuye de manera completamente irregular.

Ilustración tomografía arco gravitacional

Un estudio liderado por el académico Sebastián López, del Departamento de Astronomía de la FCFM, logró desarrollar una técnica que permite detectar detalles del gas que rodea a las galaxias.

En la investigación, desarrollada en conjunto con investigadores de la U. Católica, estudiaron una galaxia ubicada encuentra detrás del Cúmulo RCS0327-1326, a unos 8 mil millones de años luz. "Descubrimos que el gas que rodea la galaxia estudiada tiene grumos y huecos. Más aún, probablemente dicho halo de gas ni siquiera es esférico. El tiempo que ha demorado la luz de dicha galaxia en llegar a nosotros es de 8 mil millones años, es decir, más la mitad de la vida del Universo", explica el académico. 

"Estos resultados los obtuvimos con una técnica que bautizamos como tomografía de arco gravitacional, la que nos tardó dos años de trabajo desarrollar, ésta es parecida a una resonancia nuclear magnética donde pudimos analizar por capas el gas circundante de una galaxia en formación", cuenta el académico. "Esta investigación permitió entender cómo se distribuye al halo gaseoso de una galaxia, mas allá de lo simplemente visible. La importancia de nuestro estudio es que ahora en vez de hacerlo de forma estadística -para muchas galaxias- lo hicimos por primera vez en detalle para una en particular", comenta Felipe Barrientos, académico del Instituto de Astrofísica UC e investigador del Centro de Astrofísica CATA.

"Lo que hicimos fue usar un fenómeno de la Teoría General de la Relatividad, en el cual objetos masivos alteran la curvatura del espacio-tiempo y deforman las trayectorias de los rayos de luz. En este caso, un cúmulo de galaxias actúa como un "lente gravitacional", magnificando y deformando la luz proveniente de una galaxia lejana (galaxia fuente) y produciendo un arco gravitacional gigante. Al descomponer la luz de este arco gravitacional se pudo apreciar por primera vez las propiedades del material gaseoso de una galaxia interviniente lejana (o sea, una galaxia ubicada entre la fuente y el observador) en dos dimensiones espaciales", indica Nicolás Tejos, profesor asociado del Instituto de Física de la U. Catolica de Valparaíso.

El antes y el ahora

Esta investigación significa una innovación en cómo se estudia el halo de la galaxias. "Hasta antes de nuestro trabajo, para explorar halos galácticos lejanos se usaba luz de cuásares más lejanos. Pero los cuásares no dan una visión tomográfica sino puntual. Así que lo que sabíamos de estos halos se basaba en estadísticas y promedios. Nosotros hemos agregado una dimensión espacial (tomográfica)", explica el académico de la U. de Chile.

El proceso de investigación y recolección de datos tardó más de un año de trabajo y se realizó con diversos instrumentos: el espectrógrafo integral "MUSE" del "Very Large Telescope" del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el Telescopio Espacial Hubble, de la NASA. "MUSE es un instrumento impresionante, capaz de tomar espectros simultáneos de 100.000 posiciones contiguas de un campo de 1x1 minutos de arco cuadrado. A lo anterior se sumó imágenes del siempre impresionante telescopio Hubble", agrega.

Investigación Made in Chile

La investigación es producto de una colaboración internacional, pero liderada desde Chile: "Mis tres colaboradores más cercanos - Nicolás Tejos, Felipe Barrientos y Cedric Ledoux- trabajan en Chile; tengo certeza de que ello facilitó el desarrollo de esta técnica que ninguno de nosotros dominaba de antemano. Nuestros colegas norteamericanos fueron también muy importantes ya que por ejemplo desarrollaron el modelo de lente gravitacional correspondiente, y aportaron con conocimiento teórico y datos del Hubble para este trabajo", dice López. 

"Esta es solo la primera galaxia que estudiamos de esta forma. Ahora tenemos que repetir el estudio en otras galaxias para ver si los resultados son consistentes, o si depende por ejemplo del tipo de galaxia, la masa o su edad", concluye Barrientos.

Comunicaciones CATA- DAS

Miércoles 31 de enero de 2018