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Esta ‘galaxia fantasma’ es 99,99% de materia oscura

Los astrónomos la encontraron con el Observatorio WM Keck y el telescopio Gemini Norte en Mauna Kea, Hawai

Hay un óvalo nebuloso y tenue no resalta en el centro de la imagen; se trata de una galaxia entera. Dragonfly (Libélula) 44 tiene aproximadamente la misma masa que nuestra Vía Láctea, excepto que es un 99,99 por ciento de materia oscura y tiene menos de una centésima parte de cantidad de estrellas. La materia oscura es algo que no puede interactuar con la fuerza electromagnética (sobre todo la forma en que experimentamos el mundo), de modo que no podemos verla o tocarla.

Los científicos pueden observar sus efectos gravitacionales, sin embargo, que mantienen unidas a la insignificante colección de estrellas visibles de Dragonfly 44. Hay alrededor de cinco veces más materia oscura que materia ordinaria en el universo, e incluso nuestra propia Vía Láctea tiene alrededor de 90% de materia oscura.

La galaxia oscura Dragonfly 44. La imagen de la izquierda es del Sloan Digital Sky Survey. Sólo una tenue mancha es visible. La imagen de la derecha es una larga exposición con el telescopio Gemini, revelando un objeto grande, alargado. Dragonfly 44 se ve muy débil para su masa y se compone casi en su totalidad de la materia oscura. (Imágenes de Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Géminis, Sloan Digital Sky Survey)


Los astrónomos encontraron Dragonfly 44 con el Observatorio WM Keck y el telescopio Gemini Norte en Mauna Kea, Hawai y publican sus resultados en la revista The Astrophysical Journal. El equipo midió la masa de la Dragonfly 44 mediante la observación de las velocidades de sus estrellas», al realizar ampliaciones sobre diversas áreas de la galaxia.







En un comunicado de prensa, el científico Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale señaló que una galaxia como esta permitiría a los astrónomos estudiar mejor una enorme masa de materia oscura con muchas menos estrellas, o su faltante en la galaxia, que bloqueen la vista.

Fuente: Discover Magazine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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"El agujero de Lockman": una ventana única al universo lejano

Cerca de El Carro de la Osa Mayor —o Ursa Major— es posible apreciar un fragmento especial del cielo. Esta región, que recibe el nombre de "El agujero de Lockman" no contiene ni estrellas ni prácticamente nubes de gas de la galaxia de la Vía Láctea. Se trata de una ventana única al universo lejano que fue descubierta en 1986 por el astrónomo Felix J. Lockman

Desde su descubrimiento, los astrónomos han inspeccionado el agujero de Lockman para estudiar la evolución de las galaxias durante la historia del cosmos. Poco después del lanzamiento del observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA el 10 de diciembre de 1999, varios equipos comenzaron a observar este fragmento del cielo con el nuevo equipamiento. En 2003 ya habían acumulado más de 200 horas de datos.


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Obtenida de esas observaciones, la imagen muestra una porción del agujero de Lockman, en la que se pueden apreciar cientos de distantes galaxias, cuya luz ha viajado miles de millones de años hasta llegar a la Tierra.

En el núcleo de cada una de estas galaxias hay un agujero negro supermasivo, una enorme concentración de materia que acumula entre millones y miles millones de veces la masa del Sol, y cuya intensa gravedad arrastra grandes cantidades de material desde sus alrededores. La mayor parte de los agujeros negros que se presentan en esta imagen acretan materia de sus alrededores a un ritmo muy alto, lo que resulta en la emisión de luz en todo el espectro electromagnético, incluidos los rayos X.

 

 

En la imagen también aparecen algunos cúmulos de galaxias, agrupaciones gigantescas de galaxias permeadas por gas caliente que brilla con gran intensidad en rayos X. El objeto rojo de lóbulo doble situado hacia la parte superior izquierda de la imagen es uno de esos cúmulos de galaxias: su luz ha tardado más de ocho mil millones de años en alcanzarnos.

Esta vista en colores agrupa los datos de rayos X colectados a energías entre 0,5 y 2 keV (a los que se muestra en rojo), entre 2 y 4,5 keV (en verde) y entre 4,5 y 10 keV (en azul). La imagen muestra la mitad de un grado —alrededor del diámetro de la Luna llena— en su lado menos extenso; el norte está arriba, y el este a la izquierda. Fue publicada por primera vez en 2001 en un artículo de G. Hasinger y sus colegas.

Fuente: ESA. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El sondeo XXL de cúmulos de galaxias aporta tridimensionalidad al lado oscuro del universo

Las observaciones desde los telescopios de ESO, en lo que de ha llamdo cacería (o sondeo) XXL de cúmulos de galaxias, han proporcionado una tercera dimensión, clave en el sondeo del lado oscuro del Universo

Los cúmulos de galaxias son congregaciones masivas de galaxias que albergan inmensos reservorios de gas caliente cuyas temperaturas son tan altas que se producen rayos X. Estas estructuras resultan útiles para los astrónomos, pues se cree que su construcción está influenciada por los componentes más extraños del Universo: la materia oscura y la energía oscura. Por medio del estudio de sus propiedades en diferentes etapas de la historia del Universo, los cúmulos de galaxias podrían arrojar luz sobre el poco conocido lado oscuro del Universo.

El equipo, conformado por más de 100 astrónomos de todo el mundo, comenzó la búsqueda de estos monstruos cósmicos en el año 2011. Si bien la radiación de alta energía de los rayos X que revela su ubicación es absorbida por la atmósfera de la Tierra, puede ser detectada por los observatorios de rayos X en el espacio. Por lo tanto, combinaron el sondeo XMM-Newton de ESA, que significó la mayor adjudicación de tiempo de observación jamás otorgada a este telescopio en órbita, junto con observaciones provenientes de ESO y otros observatorios. El resultado es una enorme y creciente recopilación de datos de todo el espectro electromagnético [1], que se ha denominado colectivamente el sondeo XXL.


Los telescopios de ESO han brindado a un equipo internacional de astrónomos el regalo de la tercera dimensión en una enorme búsqueda de las mayores estructuras ligadas gravitacionalmente en el Universo: los cúmulos de galaxias. Las observaciones realizadas con el VLT y el NTT complementan a las realizadas desde otros observatorios en la tierra y el espacio, como parte del sondeo XXL, una de las mayores búsquedas de cúmulos de este tipo

«El principal objetivo del sondeo XXL es proporcionar un muestreo bien definido de unos 500 cúmulos de galaxias, a una distancia a la que el Universo tenía la mitad de su edad actual», explica la Investigadora Principal del sondeo XXL, Marguerite Pierre de CEA, Saclay, Francia.

El telescopio Newton XMM captó imágenes de dos zonas del cielo -cada una de un tamaño de cien veces el área de la luna llena- en un intento por descubrir un gran número de cúmulos de galaxias no conocidas previamente. El equipo del sondeo XXL ha publicado sus conclusiones en una serie de artículos científicos acerca de los 100 cúmulos más brillantes descubiertos [2].

Asimismo se usaron observaciones realizadas con el instrumento EFOSC2, instalado en el New Technology Telescope (NTT), junto con el instrumento FORS acoplado al Very Large Telescope de ESO (VLT), para analizar cuidadosamente la luz proveniente de galaxias dentro de estos cúmulos de galaxias. Fundamentalmente, esto permitió al equipo medir las distancias exactas hasta los cúmulos de galaxias, proporcionando una vista tridimensional del cosmos, requerida para realizar mediciones precisas de la materia oscura y energía oscura [3].

Se espera que el sondeo XXL genere diversos resultados interesantes e imprevistos, pero aún con la quinta parte de los datos finales ya han surgido importantes y sorprendentes hallazgos.


Esta imagen sobrepone una imagen en rayos X de un cúmulo distante (la imagen pixelada en azul, captada con el satélite XMM de ESA) por encima de una vista del cielo captada desde la tierra (con el telescopio Canada France Hawaii Telescope). Algunos de los objetos de rayos X más luminosos son galaxias con núcleos brillantes, alimentados por agujeros negros súper masivos. El cúmulo en el centro de la imagen aparece como una mancha extendida con emisión de rayos X proveniente de gas caliente. ESA/XXL consortium/Canada France Hawaii Telescope

Uno de los artículos científicos informa del descubrimiento de cinco nuevos súper cúmulos -cúmulos de cúmulos de galaxias- que se agregan a los ya conocidos, como nuestro propio súper cúmulo, denominado Laniakea.

Otro informe se refiere a las observaciones de seguimiento a un cúmulo de galaxias en particular (informalmente conocido como XLSSC-116), ubicado a una distancia de seis mil millones de años luz [4]. Utilizando el instrumento MUSE del VLT, se observó en dicho cúmulo una fuente de luz inusualmente brillante y difusa.

«Esta es la primera vez que logramos analizar en detalle la luz difusa en un cúmulo de galaxias distante, lo cual demuestra la potencia de MUSE para estas valiosas investigaciones,» explica Christoph Adami, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia, co-autor del artículo.

El equipo también usó los datos para confirmar el concepto que postula que los cúmulos de galaxias fueron, en el pasado, versiones a escala reducida de aquellos que observamos actualmente; un descubrimiento importante para la comprensión teórica de la evolución de los cúmulos a lo largo de la historia del Universo.


Este cúmulo de galaxias distantes fue descubierto en el sondeo XXL. Su hallazgo fue posible gracias a su reveladora emisión de rayos X, proveniente de gas caliente, detectado por el satélite XMM de ESA. Las distancias hasta las galaxias individuales se calcularon utilizando los telescopios de ESO y otros, que permitieron una vista tridimensional de la distribución de los cúmulos de galaxias a delimitar. La imagen se obtuvo con el Canada France Hawaii Telescope. Crédito: XXL consortium/Canada France Hawaii Telescope

El simple acto de contar los cúmulos de galaxias en los datos XXL ha confirmado, también, un peculiar resultado previo: existen menos cúmulos distantes que los esperables basados en predicciones con parámetros cosmológicos calculados por el telescopio Planck de ESA. Se desconoce el motivo de esta discrepancia, aunque el equipo espera llegar a comprender esta curiosidad cosmológica con el muestreo completo de cúmulos, en el año 2017.

Estos cuatro resultados importantes no son más que un anticipo de lo que se espera conseguir con este enorme sondeo de algunos de los objetos más masivos del Universo.

 

 

Notas

[1] El sondeo XXL combina datos de archivo con nuevas observaciones de cúmulos de galaxias que cubren las longitudes de onda de 1×10-4 µm (rayos X, observados con XMM) hasta 492 µm (rango submilimétrico, observado con el Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

[2] Los cúmulos de galaxias informados en los trece artículos científicos se encuentran en corrimientos al rojo entre z = 0,05 and z = 1,05, que corresponden al periodo en que la edad del Universo era de 13 a 5.700 millones de años, respectivamente.

[3] El sondeo de los cúmulos de galaxias requirió conocer sus distancias con exactitud. Si bien las distancias aproximadas – corrimientos hacia el rojo fotométricos – se pueden medir analizando sus colores a diversas longitudes de onda, se requieren desplazamientos hacia el rojo espectroscópicos más precisos. Corrimientos al rojo espectroscópicos también fueron obtenidos de los datos de archivo, como parte del VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (Sondeo Público del Corrimiento al Rojo VIMOS) (VIPERS), el VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) y el sondeo GAMA.

[4] Este cúmulo de galaxias se encontró en un corrimiento hacia el rojo de z = 0.543.

Información adicional

La descripción del sondeo y algunos de sus primeros resultados científicos se presentarán en una serie de artículos científicos publicados en la revista Astronomy & Astrophysics con fecha 15 de diciembre de 2015.

El listado completo del equipo XXL se encuentra aquí.

XXL es un Proyecto internacional basado alrededor de un Programa Muy Amplio XMM que sondea dos campos extra-galácticos de 25 grados cuadrados a una profundidad de ~5 x 10-15 erg cm-2 s-1 en la banda [0.5-2] keV para fuentes puntuales. El sitio web de XXL está aquí. La información de multi-banda y seguimiento espectroscópico de las fuentes de rayos X se pueden obtener a través de un número de programas de rastreo, resumidos aquí.

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, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. 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, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser «el ojo más grande del mundo para mirar el cielo».

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Fuente: ESO. Aportado por Eduardo J. Carletti

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