Más allá de Abell S1063

El espacio… La frontera final. Con esa frase tan evocadora tal vez les venga a la cabeza algunas historias como la que comenzó hace cincuenta años con el Capitán Kirk y la tripulación de la nave estelar Enterprise en su viaje a través del universo tal y como nos cuenta la saga Star Trek, y por supuesto, que nos seguirá contando en su última entrega ‘Star Trek: Beyond’ (‘Star Trek: Más allá’, en España). Independientemente de que sean o no ‘trekkies’, la exploración de esa frontera final viene representada perfectamente por el telescopio espacial más famoso: el Hubble (NASA/ESA), y es que, el nuevo objetivo del telescopio para explorar el universo desconocido como parte de su programa Frontier Fields, es el lejano cúmulo galáctico Abell S1063, un lugar que potencialmente alberga miles de millones de extraños nuevos mundos.

Este nuevo punto de vista del cúmulo, el cual aparece en el centro de la siguiente imagen, nos muestra a Abell S1063 tal y como era hace 4.000 millones de años. A pesar de la lejanía, este cúmulo galáctico nos permite explorar objetos más alejados todavía más alejados en el espacio y en el tiempo que nunca nadie antes ha explorado. Esto es porque la gran masa del cúmulo amplifica y distorsiona la luz de objetos que están situados justo detrás suyo según la alineación que presenta con nosotros. A este efecto de amplificación y distorsión se le conoce como ‘lente gravitatoria’ y le permite al Hubble ver galaxias que de otra forma sería demasiado complicado como para observarlas debido a la escasa luz que recibimos y, también, por su lejanía. Sepan también, que gracias a estos datos podemos investigar la primera generación de galaxias del universo. Como diría un famoso vulcaniano, ‘fascinante’, ¿no?

Abell S1063, a galaxy cluster, was observed by the NASA/ESA Hubble Space Telescope as part of the Frontier Fields programme. The huge mass of the cluster acts as a cosmic magnifying glass and enlarges even more distant galaxies, so they become bright enough for Hubble to see.

El cúmulo de galaxias Abell S1063 observado por el telescopio espacial Hubble (NASA/ESA) como parte del programa Frontier Fields. Los arcos que lo rodean son el efecto visible de la lente gravitatoria que produce. Creditos: NASA, ESA, and J. Lotz (STScI) (imagen original).

Los primeros resultados de los datos de Abell S1063 prometen algunos descubrimientos destacables. De entrada, ya se ha observado una galaxia situada unos 9.000 millones de años luz más allá del cúmulo, lo que quiere decir que se formó 1.000 millones de años después del Big Bang. También se han identificado 16 galaxias de fondo cuya luz ha sido distorsionada por el cúmulo con la consecuencia de que aparecen múltiples copias de ellas en el cielo, lo que está permitiendo un análisis de la distribución alrededor del cúmulo tanto de la materia ordinaria como de la materia oscura, permitiendo analizar y comprender con mayor profundidad ésta última.

Pero no piensen que Abell S1063 es el único objeto conocido con la capacidad de doblar la luz procedente de galaxias posteriores: otros tres cúmulos galácticos ya han sido observados por el Hubble también dentro del programa Frontier Fields y dos más serán observados en los próximos años. Con datos obtenidos de las anteriores lentes gravitatoria provocadas por otros cúmulos galácticos se han descubierto galaxias que ya existían cuando el universo tenía pocos cientos de millones de años (H. Atek et al., 2015) y la primera predicción de la aparición y reaparición de una supernova amplificada por una lente gravitatoria (T. Treu et al., 2016; P.L. Kelly et al., 2016).

This image composite shows the search for the supernova, nicknamed Refsdal, using the NASA/ESA Hubble Space Telescope. The image to the left shows a part of the the deep field observation of the galaxy cluster MACS J1149.5+2223 from the Frontier Fields programme. The circle indicates the predicted position of the newest appearance of the supernova. To the lower right the Einstein cross event from late 2014 is visible. The image on the top right shows observations by Hubble from October 2015, taken at the beginning of observation programme to detect the newest appearance of the supernova. The image on the lower right shows the discovery of the Refsdal Supernova on 11 December 2015, as predicted by several different models.

Izquierda: parte del campo de observación del cúmulo de galaxias MACS J1149.5+2223 donde el círculo indica la posición predicha para la aparición de la supernova ‘Refsdal’. Superior derecha: observaciones de Hubble de octubre de 2015, tomadas al inicio del programa de observación para detectar la aparición de la supernova. Inferior derecha: descubrimiento de la supernova Refsdal el 11 de diciembre de 2015, según lo predicho por varios modelos diferentes. Créditos: NASA & ESA and P. Kelly (University of California, Berkeley) (imagen original).

Es tan extensa la colaboración internacional en este tipo de investigaciones que Gene Roddenberry, padre de Star Trek, estaría orgulloso, porque en el universo Star Trek, es una tripulación multidisciplinar y multicultural la que se une para explorar el universo, y esto se logra en parte con el telescopio espacial Hubble en el que los 22 países miembros de la ESA y la NASA colaboran para investigar con uno de los instrumentos científicos más sofisticados del mundo, por no hablar de las decenas de equipos científicos internacionales que salen de sus fronteras para lograr sus objetivos científicos.

Larga vida y prosperidad al Hubble, aunque ya tenga los días contados…

Referencias:
– H. Atek et al. (2015). “Are Ultra-faint Galaxies at z = 6−8 Responsible for Cosmic Reionization? Combined Constraints from the Hubble Frontier Fields Clusters And Parallels?“. Astrophysical Journal 814 69.
– T. Treu et al. (2016). “‘Refsdal’ meets popper: comparing predictions of the re-appearance of the multiply imaged supernova behind MACSJ1149.5+2223“. Astrophysical Journal 817 1.
– P.L. Kelly et al. (2016). “‘Déjà vu’ all over again: The reappearance of supernova Refsdal“. Astrophysical Journal Letters 819 1.
Space… the final frontier.
Hubble spies Big Bang frontiers.
Caught in the act.

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