Mancha Espacial Gigante Resplandece desde el Interior

por Giancarlo Mar Sep 06, 2011 6:53 pm

Fuente ESO

Mancha Espacial Gigante Resplandece desde el Interior

El VLT descubre que una nube de hidrógeno primitiva cuenta con propulsión central.

Observaciones desde el Very Large Telescope de ESO han esclarecido la fuente de poder de una rara y amplia nube de gas resplandeciente en el Universo primitivo. Las observaciones muestran por primera vez que esta gigante “mancha Lyman-Alfa” –uno de los objetos individuales más grandes que se conocen- debe ser alimentada por galaxias en su interior. Los resultados aparecen en la publicación del 18 de agosto de la revista Nature.

Mancha Espacial Gigante Resplandece desde el Interior 84711195

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Un equipo de astrónomos ha usado el Very Large Telescope de ESO para estudiar un inusual objeto llamado mancha “Lyman-Alfa” [1]. Estas enormes y muy luminosas estructuras normalmente se ven en regiones del Universo primitivo donde la materia está concentrada. El equipo descubrió que la luz proveniente desde estas manchas es polarizada [2]. En la vida diaria, por ejemplo, la luz polarizada se usa para crear efectos 3D en el cine. Esta es la primera vez que se descubre la polarización en una mancha Lyman-alfa, y esta observación ayuda a develar el misterio de cómo brillan las manchas.

“Hemos mostrado por primera vez que el resplandor de este enigmático objeto corresponde a luz dispersa que proviene de las galaxias brillantes escondidas en su interior, en lugar de provenir del gas a través de la propia nube brillante”, explica Mathew Hayes (Universidad de Toulouse, Francia), autor principal del artículo.

Las manchas Lyman-Alfa son uno de los objetos más grandes del Universo: nubes gigantes de gas de hidrógeno que puede alcanzar diámetros de unos pocos cientos de miles de años-luz (unas pocas veces más grandes que el tamaño de la Vía Láctea), y que son tan poderosas como la más brillantes galaxias. Suelen encontrarse a grandes distancias de modo que las vemos como eran cuando el Universo tenía sólo unos pocos millones de años. Por lo tanto, son importantes en nuestro entendimiento de cómo se formaron y evolucionaron las galaxias cuando el Universo era más joven. Sin embargo, la fuente de poder de su luminosidad extrema, y la naturaleza principal de las manchas, permanece sin ser resuelta.

El equipo estudió una de las primeras y más brillantes de estas manchas en ser encontrada. Conocida como LAB-1, fue descubierta en el año 2000 y está tan lejos que su luz se ha demorado unos 11.500 millones de años en llegar a nosotros. Con un diámetro de unos 300.000 años-luz también es una de las más grandes conocidas y tiene varias galaxias primitivas en ella, incluyendo una galaxia activa [4].

Existen varias teorías que compiten por explicar las manchas Lyman-Alfa. Una idea postula que brillan cuando gas frío es arrastrado por la poderosa gravedad de la mancha y se calienta. Otra postula que son brillantes porque hay objetos brillantes en su interior: galaxias experimentando una vigorosa formación estelar o conteniendo voraces agujeros negros que tragan materia. Las nuevas observaciones muestran que son las galaxias embutidas y no el gas arrastrado lo que propulsa a LAB-1.

El equipo probó las dos teorías para medir si la luz de las manchas estaba polarizada. Mediante el estudio de cómo la luz es polarizada los astrónomos pueden averiguar los procesos físicos que produjeron la luz o qué le ha pasado entre su origen y su llegada a la Tierra. Si es reflejada o aislada se vuelve polarizada y este sutil efecto puede detectarse mediante un instrumento muy sensible. Sin embargo, medir la polarización de la luz desde una mancha Lyman-Alfa es una observación muy desafiante debido a su gran distancia.

“Estas observaciones no se podrían haber hecho sin el VLT y su instrumento FORS. Claramente necesitábamos dos cosas: un telescopio con al menos un espejo de ocho metros para captar suficiente luz y una cámara capaz de medir la polarización de luz. No muchos observatorios en el mundo pueden ofrecer esta combinación”, agrega Claudia Scarlata, co-autora del artículo.

Al observar sus objetivos por aproximadamente 15 horas con el Very Large Telescope, el equipo encontró que la luz de la mancha Lyman-Alfa LAB-1 estaba polarizada en un anillo alrededor de la región central y que no había polarización en el centro. Este efecto es casi imposible de producir si la luz simplemente viene del gas que cae en la mancha por efecto de la gravedad, pero es justo lo que se esperaba si la luz originalmente viene de galaxias metidas en la región central, antes de ser dispersa por el gas.

Los astrónomos ahora planean mirar muchos más de estos objetos para ver si los resultados obtenidos con LAB-1 son ciertos para las otras manchas.

Notas
[1] El nombre viene del hecho de que estas manchas emiten una longitud de onda de luz característica conocida como radiación Lyman-Qlfa, que se produce cuando los electrones en átomos de hidrógeno caen desde el segundo menor nivel de energía hasta el nivel más bajo.

[2] Cuando las ondas de luz son polarizadas, sus componentes eléctricos y campos magnéticos tienen una orientación específica. En la luz no polarizada, la orientación de los campos es aleatoria y no tiene una dirección preferida.

[3] Los efectos 3D son creados asegurándose de que el ojo izquierdo y el derecho estén viendo imágenes levemente diferentes. El truco usado en algunos cines incluye luz polarizada: imágenes separadas con luz polarizada diferentemente se envía a nuestros ojos izquierdo y derecho mediante filtros polarizantes en los lentes.

[4] Las galaxias activas son galaxias cuyos centros brillantes se cree que son propulsados por un gran agujero negro. Su luminosidad viene de material que es calentado a medida que es arrastrado por el agujero negro.

Información adicional
Esta investigación fue presentada en el artículo “Central Powering of the Largest Lyman-alpha Nebula is Revealed by Polarized Radiation” por Hayes et al., que aparecerá en Nature del 18 de agosto de 2011.

El equipo está compuesto por Matthew Hayes (Universidad de Toulouse, Francia y el Observatorio de Ginebra en Suiza), Claudia Scarlata (Universidad de Minnesota y el Centro de Ciencia Spitzer, el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, Estados Unidos) y Brian Siana (Universidad de California, Riverside, USA)