Webb podrá revelar galaxias escondidas en el resplandor de los quásares

Agustin Ollarce

El telescopio espacial, que se lanzará en 2021, podrá revelar las galaxias anfitrionas de cuásares distantes a pesar de sus pequeños tamaños y su oscurecimiento del polvo.


Estas imágenes simuladas muestran cómo un cuásar y su galaxia anfitriona aparecerían en el telescopio espacial James Webb de la NASA (arriba) y el telescopio espacial Hubble (abajo) en longitudes de onda infrarrojas de 1,5 y 1,6 micrones, respectivamente. 
El espejo más grande de Webb proporcionará más de 4 veces la resolución, lo que permitirá a los astrónomos separar la luz de la galaxia de la abrumadora luz del cuásar central. 
Crédito: M. Marshall/ Universidad de Melbourne.


En un estudio reciente, los astrónomos utilizaron las capacidades del infrarrojo cercano del telescopio espacial Hubble de la NASA para estudiar quásares conocidos con la esperanza de detectar el brillo circundante de las galaxias anfitrionas, sin detecciones significativas. Esto sugiere que el polvo dentro de las galaxias está oscureciendo la luz de sus estrellas. Pero una simulación de vanguardia sugiere que los detectores infrarrojos de Webb podrán mirar a través del polvo y descubrir las galaxias ocultas.


“El Hubble simplemente no se adentra lo suficiente en el infrarrojo para ver las galaxias anfitrionas. Aquí es donde Webb realmente se destacará”.

dijo Rogier Windhorst de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, coautor del estudio.

Para determinar lo que se espera que vea Webb, el equipo utilizó una simulación por computadora de última generación llamada BlueTides, desarrollada por un equipo dirigido por Tiziana Di Matteo en la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania.


“BlueTides está diseñado para estudiar la formación y evolución de galaxias y cuásares en los primeros mil millones de años de la historia del universo. Su gran volumen cósmico y alta resolución espacial nos permite estudiar esos raros albergues de cuásares sobre una base estadística”.

dijo Yueying Ni de la Universidad Carnegie Mellon, que ejecutó la simulación BlueTides. BlueTides proporciona un buen acuerdo con las observaciones actuales y permite a los astrónomos predecir lo que Webb deberia hacer.

El primer fotograma se extiende por unos 200 millones de años luz, mientras que el cuarto y último fotograma abarca solo 200.000 años luz y contiene dos galaxias. Los investigadores utilizaron esta simulación para investigar las propiedades de las galaxias que contienen cuásares: núcleos galácticos brillantes alimentados por la acumulación de agujeros negros supermasivos. Crédito: Y. Ni (Universidad Carnegie Mellon) y L. Hustak (STScI).

El equipo descubrió que las galaxias que albergan cuásares tendían a ser más pequeñas que el promedio, abarcando solo alrededor de 1/30 del diámetro de la Vía Láctea a pesar de contener casi tanta masa como nuestra galaxia.


“Las galaxias anfitrionas son sorprendentemente pequeñas en comparación con la galaxia promedio en ese momento”. […] “Webb abrirá la oportunidad de observar estas galaxias anfitrionas muy distantes por primera vez”.

dijo Marshall.

Las galaxias en la simulación también tendieron a formar estrellas rápidamente, hasta 600 veces más rápido que la tasa actual de formación de estrellas en la Vía Láctea.


“Descubrimos que estos sistemas crecen muy rápido. Son como niños precoces, hacen todo desde el principio”.

explicó Tiziana Di Matteo. coautor del estudio.

Luego, el equipo utilizó estas simulaciones para determinar qué verían las cámaras de Webb si el observatorio estudiara estos sistemas remotos. Descubrieron que era posible distinguir la galaxia anfitriona del cuásar, aunque aún era un desafío debido al pequeño tamaño de la galaxia en el cielo.

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