Los telescopios actuales estudian el cielo a través del espectro electromagnético.
Cada parte del espectro nos dice diferentes cosas sobre el Universo,
dándonos más piezas del rompecabezas cósmico.
Los telescopios más potentes en tierra y en el espacio
han unido fuerzas durante la última década
en una única campaña de observación conocida como GOODS,
que se extiende a través del espectro y en profundidad en el tiempo cósmico.
¡Este es el ESOcast!
Ciencia de vanguardia y vida detrás de la escena de ESO,
el Observatorio Europeo Austral.
Explorando las últimas fronteras con nuestro anfitrión Dr. J, alias Dr. Joe Liske.
Hola y bienvenidos a este muy especial “cast múltiple”.
Estaremos explorando una singular colaboración
entre algunos de los telescopios más potentes del mundo tanto
en tierra como en el espacio.
Ahora bien, para hacer esto hemos establecido una colaboración similar entre
el ESOcast, el Hubblecast,
el “Universo Oculto” del Telescopio Espacial Spitzer y
el “Universo Hermoso” del Observatorio de Rayos-X Chandra.
Soy Megan Watzke del Universo Hermoso del Centro de Rayos –X Chandra.
Y yo soy el Dr. Robert Hurt del Universo Oculto del Centro Científico Spitzer de NASA
Es la combinación de observaciones profundas desde varios telescopios diferentes
lo que hace tan importante a este proyecto.
Cuanto más tiempo un telescopio dedica a observar un objeto,
más sensibles se tornan las observaciones y más profundamente podemos observar el espacio.
Pero para obtener la película completa de lo que está ocurriendo en el Universo,
los astrónomos también necesitan observaciones en rangos de diferentes longitudes de onda,
requiriendo distintos telescopios.
Éstas son las ideas claves tras el “Great Observatories Origins Deep Survey”,
o GOODS, en breve.
El proyecto GOODS une a los observatorios más avanzados del mundo,
lo que incluye al Very Large Telescope de ESO,
al Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA,
al Telescopio Espacial Spitzer,
al Observatorio de Rayos-X Chandra y muchos otros,
cada uno realizando observaciones extremadamente profundas
del Universo distante a través del espectro electromagnético.
Al combinar su potencia y observando la misma parte del cielo,
los observatorios GOODS nos están dando una mirada única de la formación
y evolución de las galaxias a través del tiempo cósmico,
y trazando un mapa de la historia de la expansión del Universo.
Bien, esta no es la primera vez que unos telescopios
han sido usados para darnos una visión extremadamente profunda del cosmos.
Por ejemplo, el Hubble Deep Field es una imagen muy profunda
de una pequeña región del cielo en la constelación septentrional de Ursa Maior.
Ésta reveló miles de galaxias distantes
a pesar del hecho de que todo el campo es en realidad sólo una pequeña porción de cielo,
alrededor del tamaño de un grano de arena mantenido a la distancia del brazo.
Ahora, con GOODS muchos observatorios diferentes
han unido sus fuerzas para alcanzar dos objetivos más grandes,
uno centrado en el Campo Profundo Hubble original, en el cielo del norte
y uno centrado en un objetivo profundo distinto,
el Chandra Deep Field South, en el cielo del sur.
Cada uno de los principales campos de GOODS es 30 veces más grande que el Hubble Deep Field,
y observaciones adicionales cubren un área del tamaño de la Luna llena.
Estas áreas del cielo ya eran algunas de las más extensamente exploradas,
de modo que la combinación de los datos existentes en archivos con muchas nuevas observaciones
nos da una visión sin precedentes de la historia de las galaxias.
En el Very Large Telescope de ESO en Cerro Paranal, los gigantes de 8,2 metros de diámetro
fueron usados en un total de casi 100 noches de observaciones dedicadas.
Los telescopios tomaron imágenes de la región tanto en luz infrarroja cercana,
como en el límite entre luz visible y luz ultravioleta.
A estas longitudes de onda tan cortas, sólo telescopios en sitios excepcionales
como el Cerro Paranal del VLT,
tienen posibilidad de observar a través de la atmósfera de la Tierra.
El Telescopio Espacial Hubble NASA/ESA observó
las regiones GOODS a longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas,
para detectar galaxias lejanas con formación estelar, entre otras cosas.
Ahora, Hubble empleó un total de 5 días observando los campos,
divididos en cinco visitas repetidas.
Cada una de ellas estuvo separada de la anterior por unos 45 días.
Ahora, al repartir las observaciones de esta forma,
Hubble fue capaz de estar atento a la aparición de nuevas supernovas con el paso de los meses,
dando información clave para estudiar la expansión y la aceleración del Universo
debidas a la misteriosa energía oscura.
Pero no fue sólo Hubble el que hizo observaciones desde el espacio para GOODS…
El Telescopio Espacial Spitzer de NASA fotografió las regiones de GOODS
en la luz infrarroja cercana e intermedia durante 5 días,
a longitudes de onda hasta 30 veces más largas que las observaciones de Hubble.
Estas longitudes de onda más largas son importantes para revelar galaxias distantes
cuya luz puede estar oscurecida por el polvo cósmico,
o extendida por la expansión del Universo, haciéndolas invisibles para Hubble.
Para estas galaxias distantes, las imágenes de Spitzer también les hablan a los astrónomos sobre la edad
y la masa total de estrellas – información complementaria a los datos de Hubble.
Ahora movámosnos desde el infrarrojo a longitudes de onda mucho más cortas…
También en órbita, el Observatorio de Rayos-X Chandra, ya había observado el campo de GOODS
en muchas largas observaciones realizadas en el curso de un año.
Las de Chandra son las imágenes de rayos-X más profundas jamás tomadas
y detectaron más de 200 fuentes de rayos-X,
supuestamente agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias jóvenes.
Los rayos-X son producidos por gases interestelares extremadamente calientes
cayendo dentro de los agujeros negros.
Estas observaciones multi-longitud de onda identificaron decenas de miles de galaxias.
Para lograr una completa comprensión de la historia y desarrollo de las galaxias
a través de la amplia extensión de la historia del Universo,
necesitamos poder definir sus distancias más precisamente,
para fijarlas en el tiempo cósmico.
Ya que estas galaxias están tan lejos,
las ondas de luz que vemos hoy de ellas
empezaron su viaje hace unos 13 mil millones de años
y, como el Universo se ha estado expandiendo desde el Big Bang,
en ese entonces el Universo tenía menos de un séptimo de su tamaño actual.
Durante los miles de millones de años del viaje de la luz,
su longitud de onda se ha estirado a medida que el tejido del espacio se ha ido expandiendo.
Este efecto es conocido como “desplazamiento hacia el rojo”
porque, por ejemplo, la luz que originalmente fue de color azul o ultravioleta
es desplazada hacia longitudes de onda más largas y más rojas.
De vuelta a tierra, los astrónomos usaron espectrógrafos
en el Very Large Telescope de ESO
para capturar los espectros de galaxias,
desplegando su luz como los colores del arcoiris.
Pues bien, los espectros permiten a los astrónomos medir
los desplazamientos hacia el rojo de las galaxias y, por lo tanto, sus distancias.
Una extensa campaña proporcionó desplazamientos hacia el rojo
para casi 3000 galaxias en los campos de GOODS.
Ahora, con este conocimiento podemos ubicar las galaxias
a sus distancias a lo largo de un vasto cono de espacio,
extendiéndose desde nuestro propio mirador
como el haz de luz de una linterna hacia el cosmos.
Podemos hacer un asombroso viaje
a través de una especie de túnel hacia el borde del Universo.
En algunos lugares las galaxias se acumulan,
formando estructuras que tienen hasta decenas de millones de años-luz en escala.
Gracias a GOODS y otros rastreos en la misma región,
estas áreas del cielo están singularmente bien estudiadas
con alta resolución, observaciones profundas
a través de una amplia gama de longitudes de onda
y además hay mucho aún por venir.
Por ejemplo, el telescopio Atacama Pathfinder Experiment, o APEX,
ha usado un total de 300 horas – casi dos semanas enteras –
tomando imágenes de la región en longitudes de onda submilimétricas
desde su sitio elevado en el llano de Chajnantor a 5000 metros de altura
en los Andes chilenos.
Las observaciones en estas longitudes de onda
son ideales para encontrar la luz desplazada hacia el rojo
de galaxias distantes, ricas en polvo en el Universo muy temprano.
Debido a la longitud de onda más larga de su luz submilimétrica,
la imagen de APEX no es tan nítida como las imágenes en luz visible e infrarroja.
Sin embargo, gracias a las imágenes profundas de Spitzer,
así como a las imágenes tomadas en ondas de radio,
podemos contrastar e identificar los objetos encontrados por APEX
con las galaxias vistas en otras longitudes de onda.
El brillo en la luz submilimétrica
revela que cientos de estrellas se están formando al año en estas galaxias.
En el próximo par de años,
ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,
actualmente en construcción en el mismo llano que APEX,
comenzará sus primeras observaciones científicas.
Observando también en longitudes de onda submilimétricas,
tendrá mucha mayor sensibilidad que APEX
y una resolución aún mejor que Hubble.
ALMA revolucionará nuestra comprensión del Universo temprano
al revelar muchas galaxias más distantes, oscurecidas por el polvo,
que no pueden ser vistas para nada por telescopios en la luz visible e infrarroja.
Estos proyectos son un excelente ejemplo de como los grandes observatorios
se están uniendo, a través del espectro electromagnético,
para darnos un visión más completa de las galaxias en el transcurso de la historia del Universo.
Los astrónomos ya han escrito más de 400 artículos basados en estos datos,
¡con aún más proyectados!
Y, sobre todo, las observaciones de los campos de GOODS continuarán en el futuro.
Estas zonas del cielo serán los objetivos principales para la próxima generación de telescopios,
tanto en tierra como en el espacio,
y los astrónomos alrededor del mundo podrán usar estos datos
para aprender nuevas cosas sobre el Universo durante muchos años por venir.
Despidiéndose de nuestros amigos en los otros observatorios,
éste es el Dr. J anunciando el fin del ESOcast y del Hubblecast…
Éste es el Dr. Robert Hurt despidiéndose desde el Hidden Universe y el Spitzer Science Centre,
recordándoles que hay un Universo oculto esperando ser descubierto.
Y aquí está Megan Watzke
despidiéndose desde el Chandra X-ray Observatory y el Beautiful Universe.
Acompáñenme la próxima vez en otra aventura cósmica,
que estoy seguro nos sorprenderá más allá de nuestra imaginación.
Este fue un multicast de:
ESOcast, Hubblecast, Universo Oculto, Universo Hermoso
ESOcast es producido por ESO, el Observatorio Europeo Austral.
ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización intergubernamental de ciencia y tecnología,
enfocada al diseño, construcción y operación de los telescopios terrestres más avanzados del mundo.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional,
es una colaboración de Europa, Norteamérica y Asia Oriental en cooperación con la República de Chile.
APEX es una colaboración entre el Instituto Max-Planck para Radioastronomía,
el Observatorio Europeo Austral, y el Observatorio Espacial Onsala.
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El Hubblecast destaca los últimos descubrimientos del observatorio espacial más reconocido y valorado del mundo,
el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA