Una lupa gigante 'caza' a dos galaxias fusionándose

Las lupas se han utilizado desde hace bastante tiempo para revelar evidencias apenas visibles para el ser humano, aumentando el tamaño de lo que queremos observar. Suelen ser objetos pequeños los analizados por estos instrumentos ópticos, tales como pelos, escamas, astillas y demás. A nivel astronómico, aunque los tamaños de lo observado son más grandes que una astilla, también se utilizan lupas, eso sí, mucho más grandes.

Una de estas grandes lupas astronómicas ha sido capaz de proporcionarnos de una manera clara la imagen de una fusión galáctica que tuvo lugar cuando el universo tenía la mitad de edad que la actualidad.

Pero para observar a través de esa lupa necesitamos un ojo muy eficaz, mucho más que el de Sherlock Holmes. Este ojo puede estar formado por un telescopio, o como en este caso, por un conjunto de ellos: ALMA, APEX, VISTA, Hubble,  Gemini Sur, Keck-II, Spitzer, JVLA, CARMA, IRAM, SDSS y WISE. Como podéis ver, un total de 12 telescopios para formar una ojo de lo más sofisticado.

"Mientras los astrónomos a menudo se ven limitados por la potencia de sus telescopios, en algunos casos nuestra capacidad para ver el detalle es enormemente mejorada por lentes naturales, creadas por el universo", afirma Hugo Messias de la Universidad de Concepción (Chile) y el Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, autor principal de esta nueva investigación.

Las lentes gravitatorias son creadas por enormes estructuras como galaxias o cúmulos de galaxias que desvían la luz de objetos que hay detrás debido a su fuerte gravedad. Este efecto permite a los astrónomos estudiar objetos que de otro modo no serían visibles. "Einstein predijo en su teoría de la relatividad general que, dada la suficiente masa, la luz no viaja en línea recta, sino que se dobla de forma similar a la luz refractada por una lente normal", explica Messias.

Pero para que la lente gravitatoria produzca el efecto deseado, tanto la galaxia que hace de lente como el objeto a analizar deben estar alineados de una manera casi perfecta. "Estas alineaciones casuales son muy raras y tienden a ser difíciles de identificar", afirma Messias, "pero estudios recientes han demostrado que mediante la observación en longitudes de onda del infrarrojo lejano y el rango milimétrico, podemos encontrar estos casos de una forma mucho más eficiente", añade.

El proceso, paso a paso

La galaxia observada por este enorme ojo con la ayuda de la lupa ha sido H-ATLAS J142935.3-002836, o para abreviar, H1429-0028. Esta detección fue encontrada mediante el sondeo H-ATLAS (Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey)-ATLAS), que aunque en luz visible es extremadamente débil, en el espectro infrarrojo es una de las más brillantes.

Los telescopios Hubble y Keck-II revelaron un detallado anillo de luz inducido por la propia lente gravitatoria, demostrando que la galaxia lente era una galaxia vista de canto bajo desde nuestra perspectiva, y estaba oscureciendo gran parte de la imagen lenticular proyectada debido al polvo de su propio disco galáctico.

Pero para evitar el polvo estaban los telescopios ALMA y JVLA. Debido a su diseño, pueden escrutar en longitudes de onda más largas y hacen que ese polvo galáctico resulte transparente.

Con esto se vio que la galaxia observada no era una, sino dos. Eso sí, se están fundiendo en una colisión. ALMA analizó el monóxido de carbono, permitiendo realizar estudios detallados en lo referido a formación estelar, además de trazar un mapa de dinámica que, efectivamente, demostró que las galaxias estaban colisionando.

El resto de los telescopios ayudó a reforzar la imagen, añadiendo detalles y de esta forma, obtener la imagen más detallada obtenida de una fusión galáctica tan lejana en el espacio y en el tiempo.

En esta colisión cada año se convierten en estrellas un volumen de gas equivalente a 400 veces la masa del Sol, y esto es mucho, ya que en otros sistemas conocidos de fusión galáctica la cantidad de gas invertida en formar nuevas estrellas es de unas decenas de veces la masa de nuestra estrella.

Rob Ivison, Director de Ciencia de ESO y coautor del estudio, afirma que "ALMA nos ha permitido resolver este dilema porque nos ha proporcionado información sobre la velocidad del gas en las galaxias, lo que hace posible distinguir los diversos componentes, revelando la firma clásica de una fusión de galaxias. Este hermoso estudio capta una fusión galaxia en plena acción, justo en el momento en el que desencadena un estallido extremo de formación estelar".

El trabajo se ha presentado en un artículo titulado 'Herschel-ATLAS and ALMA HATLAS J142935.3-002836, a lensed major merger at redshift 1.027', por Hugo Messias et al., que aparece en la versión digital de la revista Astronomy & Astrophysics.