Nota de prensa

Un universo resplandeciente

El espectrógrafo MUSE revela que casi todo el cielo del universo temprano brilla en emisión Lyman-alfa

1 de Octubre de 2018

Profundas observaciones hechas con el espectrógrafo MUSE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, han descubierto grandes reservorios cósmicos de hidrógeno atómico alrededor de galaxias distantes. La exquisita sensibilidad de MUSE ha permitido realizar observaciones directas de tenues nubes de hidrógeno en el universo temprano brillando en emisión Lyman-alfa, revelando que casi todo el cielo nocturno es invisiblemente brillante.

Utilizando el instrumento MUSE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una abundancia inesperada de emisión Lyman-alfa en la región del Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF). La emisión descubierta cubre casi el todo el campo de visión, llevando al equipo a extrapolar que casi todo el cielo refulge intensamente de forma invisible en emisión Lyman-alfa desde el universo temprano [1].

Aunque los astrónomos están acostumbrados a observar el cielo en múltiples longitudes de onda y de maneras muy diferentes, la magnitud de la emisión Lyman-alfa ha resultado impactante. “Darse cuenta de que, cuando observando la emisión Lyman-alfa de las distantes nubes de hidrógeno, todo el cielo se ilumina en el óptico, fue una inmensa sorpresa”, explica Kasper Borello Schmidt, miembro del equipo de astrónomos que ha obtenido este resultado.

“¡Es un gran descubrimiento!”, añade Themiya Nanayakkara, miembro del equipo. “La próxima vez que miren al cielo en una noche sin luna y vean las estrellas, imaginen el brillo invisible del hidrógeno: el primer elemento básico para la construcción del universo, iluminando todo el cielo nocturno”.

La región HUDF que observó el equipo es un área que, en principio, no es especialmente destacable. Se encuentra en la constelación de Fornax (el horno), famosa por haber sido cartografiada por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA en 2004, cuando el Hubble dedicó más de 270 horas de precioso tiempo de observación buscando en lo más profundo de esta región del espacio, algo que no se había hecho antes.

Las observaciones HUDF revelaron miles de galaxias dispersas en lo que parecía ser una mancha oscura del cielo, dándonos una visión humilde de la escala del universo. Ahora, las excepcionales capacidades de MUSE han permitido profundizar aún más en lo profundo. Esta detección de la emisión Lyman-alfa en el HUDF es la primera en la que los astrónomos han podido detectar la débil emisión de las envolturas gaseosas de las galaxias más tempranas. Esta composición muestra la radiación Lyman-alfa en azul superpuesta a la icónica imagen del HUDF.

MUSE, el instrumento tras estas últimas observaciones, es un avanzado espectrógrafo de campo integral instalado en la Unidad de Telescopio 4 del VLT, en el Observatorio Paranal de ESO [2]. Cuando MUSE observa el cielo, ve la distribución de las longitudes de onda de la luz que ha alcanzado cada píxel de su detector. Mirando el espectro completo de la luz que nos llega de los objetos astronómicos, obtenemos importante información sobre los procesos astrofísicos que ocurren en el universo [3].

“Con estas observaciones de MUSE, obtenemos una vista completamente nueva de las envolturas de gas difuso que rodean a las galaxias en el universo temprano”, afirma Philipp Richter, otro miembro del equipo.

El equipo internacional de astrónomos que hizo estas observaciones ha identificado de forma tentativa el motivo por el cual estas distantes nubes de hidrógeno emiten en Lyman-alfa, pero la causa exacta sigue siendo un misterio. Sin embargo, dado que se cree que este débil resplandor omnipresente es ubicuo en el cielo nocturno, se espera que futuras investigaciones arrojen luz sobre su origen.

“En el futuro, planeamos hacer mediciones más sensibles”, concluye Lutz Wisotzki, líder del equipo. “Queremos conocer los detalles sobre cómo se distribuyen en el espacio estos inmensos reservorios cósmicos de hidrógeno atómico”.

Notas

[1] La luz viaja asombrosamente rápido, pero a una velocidad finita, lo que significa que la luz que llega a la tierra procedente de galaxias extremadamente distantes ha viajado durante mucho tiempo, abriéndonos una ventana al pasado, cuando el universo era mucho más joven.

[2] La Unidad de Telescopio 4 del VLT, Yepun, alberga un conjunto de instrumentos científicos excepcionales y sistemas tecnológicamente avanzados, incluyendo las instalaciones de óptica adaptativa, que recientemente recibieron el Premio Paul F. Forman 2018 a Equipos de Excelencia en Ingeniería, otorgado por la Sociedad Americana de Óptica.

[3] La radiación Lyman-alfa observada por MUSE tiene su origen en la transición electrónica atómica de los átomos de hidrógeno, que emiten luz con una longitud de onda de alrededor de 122 nanómetros. Como tal, esta radiación es totalmente absorbida por la atmósfera de la Tierra. Solo la emisión Lyman-alfa desplazada al rojo procedente de galaxias extremadamente distantes tiene una longitud de onda lo suficiente larga como para atravesar la atmósfera de la Tierra sin impedimentos y ser detectada con los telescopios terrestres de ESO.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “Nearly 100% of the sky is covered by Lyman-α emission around high redshift galaxies”, publicado hoy en la revista Nature.

El equipo está formado por Lutz Wisotzki (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Roland Bacon (CRAL - CNRS, Universidad Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Universidad de Lyon, Francia); Jarle Brinchmann (Universidad de Leiden, Países Bajos; Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidad de Oporto, Portugal); Sebastiano Cantalupo (ETH Zúrich, Suiza); Philipp Richter (Universidad de Potsdam, Alemania); Joop Schaye (Universidad de Leiden, Países Bajos); Kasper B. Schmidt (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Tanya Urrutia (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Peter M. Weilbacher (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Mohammad Akhlaghi (CRAL - CNRS, Universidad Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Universidad de Lyon, Francia); Nicolas Bouché (Universidad de Toulouse, Francia); Thierry Contini (Universidad de Toulouse, Francia); Bruno Guiderdoni (CRAL - CNRS, Universidad Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Universidad de Lyon, Francia); Edmund C. Herenz (Universidad de Estocolmo, Suecia); Hanae Inami (Universidad de Lyon, Francia); Josephine Kerutt (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Floriane Leclercq (CRAL - CNRS, Universidad Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Universidad de Lyon, Francia); Raffaella A. Marino (ETH Zúrich, Suiza); Michael Maseda (Universidad de Leiden, Países Bajos); Ana Monreal-Ibero (Instituto de Astrofísica de Canarias, España; Universidad de La Laguna, España); Themiya Nanayakkara (Universidad de Leiden, Países Bajos); Johan Richard (CRAL - CNRS, Universidad Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Universidad de Lyon, Francia); Rikke Saust (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); Matthias Steinmetz (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania); y Martin Wendt (Universidad de Potsdam, Alemania).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile, y con Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

• Fotos de MUSE
• Fotos del VLT

Contactos

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Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
Potsdam, Germany
Teléfono: +49 331 7499 532
Correo electrónico: lwisotzki@aip.de

Roland Bacon
MUSE Principal Investigator / Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
Lyon, France
Móvil: +33 6 08 09 14 27
Correo electrónico: rmb@obs.univ-lyon1.fr

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1832.