Las observaciones infrarrojas del Telescopio Espacial James Webb de la NASA y los datos de luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA se utilizaron para crear esta vista pancromática del cúmulo de galaxias MACS0416. Crédito de la imagen: NASA / ESA / CSA / STScI / J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, España) / J. D’Silva (U. Western Australia) / A. Koekemoer (STScI) / J. Summers & R. Windhorst (ASU) / H. Yan (U. Missouri).
Como parte del estudio MACS (MACS), el Telescopio Espacial Hubble (HST) descubrió un cúmulo de galaxias en colisión (MACS0416) en 2012, que luego se fusionaría para formar un cúmulo aún más grande. Ubicado a unos 4.300 millones de años luz de la Tierra, el cúmulo MACS0416 contiene varias lentes gravitacionales que permiten a los astrónomos mirar hacia atrás en el tiempo y ver las galaxias tal como aparecían cuando el universo era joven. En una nueva colaboración, el Hubble y el Telescopio Espacial James Webb (JWST) se han unido para estudiar MACS0416 en detalle.
El conjunto fue la primera de una serie de observaciones ultraprofundas ordenadas en el año 2014 en el marco del programa sin precedentes Frontier Fields. Esa colaboración se basó en el estudio de cúmulos masivos de galaxias en una lente gravitacional, un fenómeno originalmente predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein. Basado en cómo la atracción gravitacional de objetos masivos cambia la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor, este programa se basó en áreas de galaxias en primer plano para mejorar la luz de los objetos más débiles y distantes en el fondo.
Las imágenes del Hubble de MACS0416 se publicaron en 2014 y se utilizaron en el estudio CLASH (Cluster Lensing And Supernova with Hubble) para ayudar a los científicos a ver el universo primitivo y mapear la distribución de la materia oscura. Junto con otras vistas ultraprofundas obtenidas por el programa Frontier Fields, estas imágenes proporcionaron a los astrónomos las vistas más profundas del universo jamás vistas. También convirtió al Hubble en una misión pionera para buscar galaxias más débiles y distantes que existieron en el universo temprano (aproximadamente mil millones de años después del Big Bang).
Las imágenes del Hubble de MACS0416 se publicaron en 2014 y se utilizaron en el estudio CLASH (Cluster Lensing And Supernova with Hubble) para ayudar a los científicos a ver el universo primitivo y mapear la distribución de la materia oscura. Junto con otras vistas ultraprofundas obtenidas por el programa Frontier Fields, estas imágenes proporcionaron a los astrónomos las vistas más profundas del universo jamás vistas. También convirtió al Hubble en una misión pionera para buscar galaxias más débiles y distantes que existieron en el universo temprano (aproximadamente mil millones de años después del Big Bang).
Esto incluye muchas galaxias fuera del cúmulo y fuentes distantes de diferentes distancias (y tiempos). Para ilustrar las distancias, las longitudes de onda más cortas están marcadas en azul, las más largas en rojo y las longitudes de onda intermedias en verde. Hubble fue mejor en detectar galaxias azules, muchas de las cuales mostraban una fuerte formación estelar, mientras que Webb representó mejor las galaxias más rojas. Algunas galaxias también parecen muy rojas porque contienen mucho polvo cósmico, que absorbe la luz del extremo azul del espectro.
Los cuadros azules describen las regiones de las observaciones de luz visible del Hubble y los cuadros rojos indican áreas de las observaciones de luz infrarroja del Hubble.
Una barra de escala en la esquina inferior izquierda de la imagen indica el tamaño de la imagen en el cielo.
La barra de escala corresponde aproximadamente a 1/30 del ancho aparente de la luna llena vista desde la Tierra.
Los astrónomos se refieren a esta unidad de medida como un minuto de arco, denominado 1′. Crédito de la imagen: NASA / ESA / CSA / STScI / J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, España) / J. D’Silva (U. Western Australia) / A. Koekemoer (STScI) / J. Summers & R. Windhorst (ASU) / H. Yan (U. Missouri).
Además de la estética, la imagen tiene varios objetos cuyo brillo cambia con el tiempo (también conocidos como objetos transitorios), que era el objetivo de la campaña. Para localizar estos objetos en MACS0416, el equipo utilizó tres períodos de observación obtenidos como parte del programa Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PERLOJ) – Observación en tiempo garantizado (GTO) 1176. Este programa tenía como objetivo estudiar el momento del ensamblaje de galaxias y el crecimiento de los núcleos galácticos activos (AGN) en el universo temprano, e implicó observaciones desde siete conjuntos de lentes gravitacionales a intervalos semanales.
Estos se combinaron con resultados adicionales del equipo de investigación canadiense NIRISS Unbiased Cluster Study (CANUCS). Produjo 14 cruces en el campo de visión, doce de los cuales estaban ubicados en tres galaxias muy grandes, probablemente estrellas únicas o múltiples. Los otros dos transitorios están ubicados en galaxias de fondo más moderadamente extendidas y probablemente sean supernovas. Sobre todo, destacó un objeto: un sistema estelar que se expandió al menos 4.000 veces en la galaxia que existió unos 3.000 millones de años después del Big Bang. Las posiciones de las observaciones del Hubble del cúmulo de galaxias MACS J0416 (derecha) y el campo paralelo adyacente (izquierda) se trazan en una imagen de Digitized Sky Survey (DSS). Créditos: NASA/ESA/STScI/y equipo CLASH
El equipo apodó a este sistema estelar «Mothra», en parte debido a su naturaleza extremadamente brillante y magnificada, pero también para coincidir con otra estrella lente que el equipo identificó previamente y apodó «Godzilla». Mothra también fue visible en las observaciones del Hubble en 2014, lo cual es sorprendente dado que efectos de lente tan fuertes resultan de alineaciones aleatorias entre la galaxia en primer plano y la estrella de fondo. El equipo cree que esto se debe a un objeto lente adicional en primer plano (quizás un cúmulo de estrellas), que estiman tienen entre 10.000 y 1 millón masas solares. Pero el hecho de que el grupo lograra encontrar tantos avistamientos pasajeros en un tiempo relativamente corto sugiere que hay muchos más de este y otros grupos. Esto es posible mediante un seguimiento regular con Webb mientras continúa su misión planificada de diez años (eventualmente ampliada a veinte). Mientras tanto, la misión Hubble lleva treinta años en marcha ininterrumpida y no muestra signos de desaceleración.
LECTURA ADICIONAL:
REFERENCIAS:
MAssive Cluster Survey (MACS): https://home.ifa.hawaii.edu/users/ebeling/clusters/MACS.html
Telescopio Espacial Hubble (HST): https://hubblesite.org/home
Telescopio Espacial James Webb (JWST): https://webb.nasa.gov/
Frontier Fields: https://frontierfields.org/
Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH): https://www.stsci.edu/~postman/CLASH/Home.html
NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS): https://niriss.github.io/
