Formación de Galaxias en el Apogeo Cósmico

Director de NOIRLab de NSF ve los resultados de un estudio de 10 años sobre galaxias

1 Junio 2020

Un proyecto iniciado hace diez años atrás por el Director de NOIRLab de NSF, Patrick McCarthy (que en ese entonces era un astrónomo de la Carnegie Institution for Science), junto al científico de Carnegie Daniel Kelson, dio frutos este mes con los resultados del estudio Carnegie-Spitzer-IMACS (CSI) Redshift Survey publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El Universo está lleno de galaxias como nuestra Vía Láctea, las cuales se distribuyen por todo el cielo. Sin embargo, esta distribución no es aleatoria: Las galaxias se presentan en patrones, agrupaciones y correlaciones que se conocen como “estructuras a gran escala”. El objetivo del Estudio de CSI Redshift apuntó a comprender cómo esta estructura afecta el crecimiento y la evolución de las galaxias. Para estudiar esto, el equipo tuvo que recopilar muchas mediciones, incluyendo distancias, luminosidades, colores y, lo más importante, la masa de medio millón de galaxias.

En el año 2003, antes de embarcarse en este estudio, McCarthy estuvo involucrado en la Gemini Deep Deep Survey (GDDS), la exploración infrarroja más profunda de galaxias en el Universo distante. Una vez finalizada esta investigación, McCarthy vio una oportunidad de expandir este trabajo utilizando el espectrógrafo de campo amplio IMACS en el telescopio Magallanes Baade de Carnegie, ubicado en el Observatorio Las Campanas, en Chile. A su vez, Dan Kelson (astrónomo de Carnegie), estaba experimentando con un prisma (la forma más antigua y simple de un espectrógrafo) en el IMACS; de esta forma, McCarthy y Kelson se dieron cuenta que podían seguir trabajando sobre las bases que estableció la GDDS y explorar muchas más galaxias a la vez.

El estudio de CSI utilizó datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer, junto con los espectros del IMACS, para medir los corrimientos al rojo y las masas de galaxias en la época del “Apogeo Cósmico”, un momento clave para el crecimiento de galaxias en la historia del Universo. Las imágenes multicolores que entregaron los telescopios del Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) y el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) -ambos programas de NOIRLab de NSF-, permitieron una relación crucial entre estos dos conjuntos de datos, lo que ayudó al equipo a determinar con precisión los corrimientos al rojo y masas estelares. En total, se recopilaron y analizaron datos de 500 mil galaxias.

Un hallazgo clave de este estudio fue la capacidad de comprender el crecimiento de las galaxias en regiones densas del Universo. En el pasado, los estudios utilizaban modelos computacionales que predecían el crecimiento de galaxias basándose en su interacción. Los métodos que utilizó este equipo de investigación permitieron modelar las interacciones entre galaxias a una escala mucho menor para predecir cómo crecen las galaxias al interior de sus entornos locales. Uno de los hallazgos demostró que los grupos de galaxias más densos crecen más rápido, mientras que los grupos de menor densidad crecen de forma más lenta.

“Esta fue una verdadera hazaña en análisis de datos y software inteligente realizada por Dan Kelson, Andrew Benson y el resto del equipo de CSI”, precisó McCarthy sobre el trabajo del autor principal, Daniel Kelson (Carnegie Institution for Science).

El IMACS es un precursor del Instrumento Espectroscópico para el estudio de la Energía Oscura (DESI por sus siglas en inglés) en KPNO, el cual examinará el efecto de la energía oscura en la expansión del Universo, midiendo el espectro de muchas más (decenas de millones) de galaxias.

Más información

Esta investigación se publicó en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volumen 494, Edición 2, mayo de 2020, Páginas 2628–2640 

El equipo de investigación también incluyó a Daniel D. Kelson, Louis E. Abramson, Andrew J. Benson, Shannon G. Patel, Stephen A. Shectman, Alan Dressler, Patrick J. McCarthy, John S. Mulchaey y Rik J. Williams.

Enlaces

• Paper de la investigación

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Jefa de Prensa y Comunicaciones Internas
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