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¿Un estallido de rayos gamma detectado en el borde del Universo en la galaxia más distante conocida?

Ya no hay ninguna duda: la galaxia GN-z11, descubierta hace unos años con el telescopio Hubble, es de hecho la más lejana y antigua conocida hasta la fecha. Incluso observamos una de las explosiones más poderosas posibles en el cosmos observable, una explosión de rayos gamma, que ocurrió solo 400 millones de años después del Big Bang.

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Hace casi un siglo, durante la década de 1920, el astrónomo Edwin Hubble ha logrado demostrar que algunas de las nebulosas, que sus colegas habían observado durante casi dos siglos, no formaban parte del Vía láctea pero que eran, como ella, grandes galaxias que contenían miles de millones deestrellas. Descubriendo a raíz de la expansión deUniverso observable, iba a dar Georges lemaître razones adicionales para desarrollar su modelo de Big Bang que entendió que estaba naturalmente involucrado en ecuaciones de la teoría de relatividad general re’Einstein.

De hecho, como se explicó repetidamente Jean-Pierre Luminet, Lemaître estaba varias décadas por delante de todos los demás en cosmología en las décadas de 1920 y 1930, ya sea con la ley que ahora llamamos Hubble-Lemaître, la teoría de la formación de galaxias, la constante cosmológica acelerando la expansión del cosmos observable e incluso un teoría cuántica del big bang.

Por lo tanto, una gran parte del modelo cosmológico moderno se encuentra en la obra de Lemaître, que también se completa en gran medida desde un punto de vista teórico con la obra del Premio Nobel en físico James Peebles.

Los telescopios en la cima de Mauna Kea, como aquí, incluidos los telescopios del Observatorio Keck que se muestran en este video, nos permiten explorar los secretos del cosmos. Para obtener una traducción al francés bastante precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, deberían aparecer los subtítulos en inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego en “Subtítulos” y finalmente en “Traducir automáticamente”. Elija “francés”. © Explorar películas documentales

Ver las primeras galaxias

Pero no debe pasarse por alto la importancia de las observaciones. Desde Hubble y Lemaître, los astrónomos buscan remontarse cada vez más al pasado para comprender el nacimiento de estrellas y galaxias, multiplicando registros gracias a instrumentos que recolectan fotones. fósiles en todo longitudes de onda, rayos gamma, kilonovas a las ondas radios de cuásares.

La nueva frontera ha sido durante algún tiempo la de la era del Cosmos conocida como Edad Oscuray, más principalmente, de hecho, su final con motivo del período conocido como Renacimiento Cósmico; va acompañado del nacimiento de las primeras estrellas y el reionización de gas de bariones del Big Bang bajo el efecto de la radiación de estrellas jóvenes y también de la primera agujeros negros masivo acreciendo el importar corrientes frías ahora en el centro de atención vía el paradigma homónimo que explica el crecimiento de las galaxias que las albergan.

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Las observaciones de satélite Planck nos han enseñado que el Universo observable tiene aproximadamente 13.787 ± 0.020 mil millones de años. Ahora se cree que las primeras estrellas comenzaron su vida alrededor de 150 millones de años después del Big Bang, y las galaxias ya estaban bien formadas solo unos 100 millones de años después.

Lo que parece cierto hoy es que el galaxia GN-z11 (cuyo descubrimiento se anunció en 2016 tras las observaciones de telescopio Hubble) es de hecho el más antiguo conocido hasta la fecha y esos instrumentos, como los que equipan los telescopios Keck I y Subaru en Mauna Kea, en Hawai, nos lo muestran, muy parcialmente es cierto, como lo era hace unos 13.400 millones de años.

En dirección a la constelación de la Osa Mayor, hay relativamente pocas estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea, por lo que el cielo abre hermosas ventanas al Universo. Fue en uno de ellos donde Hubble descubrió el objeto GN-z11 que rompió el récord de distancia anterior. © Nasa, Esa, G. Bacon (STScI)

¿Estallidos de rayos gamma del final de la Edad Media?

Esto es de hecho lo que muestra hoy vía dos publicaciones en Astronomía de la naturaleza un equipo internacional de astrónomos dirigido por Linhua Jiang, del Instituto Kavli de Astronomía yastrofísica de la Universidad de Pekín y Nobunari Kashikawa de la Universidad de Tokio. Los investigadores obtuvieron en el próximo infrarrojo de espectros que confirman lo que ya sospechábamos con las observaciones de Hubble hace cuatro años, como explica Futura en el artículo anterior a continuación.

Pero hay algo mejor, ya que uno se puede convencer leyendo una de estas publicaciones, una versión de la cual es de libre acceso, como la otra, en una de las famosas memorias científicas colectivas de la noosfera: arXiv.

Como sabemos, cuanto más tiempo haya viajado un fotón en el espacio en expansión, más se habrá estirado su longitud de onda por esta expansión, produciendo el efecto de un cambio espectral hacia el rojo. Los astrónomos ahora explican que fotones infrarrojos de GN-z11 parecen ser originalmente de un destello de ligero importante en elultravioleta por lo tanto, ocurrió hace unos 13,4 mil millones de años.

Este flash duró unos minutos y sus características sugieren que es la punta de un explosión de rayos gamma ocurrido en GN-z1. Por tanto, sería un asustar gamma long, el tipo de GRB (estallidos de rayos gamma) que se cree que es el resultado de la aparición de supernovas de tipo Ib y Ic. Si es así, los investigadores concluyen que “ Los resultados también sugieren que la tasa de eventos de tipo GRB podría ser muy alta en el universo temprano, lo que implica una rápida formación de galaxias. Los detectores de GRB más sensibles podrán observar directamente estos GRB en el futuro y sondear la época temprana de la reionización cósmico ».

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Artículo de Xavier Demeersman publicado el 03/07/2016

Al final de su carrera, pero aún en buena forma, Hubble acaba de establecer un nuevo récord de distancia: una pequeña galaxia vigorosa vista a 13,4 mil millonesaños luz. Así que lo vemos como solo 400 millones de años después del Big Bang. Impresionados, los investigadores también se sorprenden por sus primeras características. El antiguo telescopio espacial invade así el territorio que explorarán sus sucesores, JWST y WFirst.

En orbita alrededor de Terre durante un cuarto de siglo, Hubble es un veterano que siempre tiene buen pie ojo. El telescopio espacial vuelve a ser capaz de realizar hazañas impresionantes, como acaba de demostrar un equipo internacional que lo llevó al límite para eliminar una galaxia muy joven en los confines del Universo.

Acechando a unos 13,4 mil millones de años luz de la Tierra, en la dirección de constelación de la Osa Mayor, se muestra como era hace 13.400 millones de años … ¡es decir, solo 400 millones de años después del Big Bang! “Hemos dado un gran paso atrás en el tiempo, mucho más allá de lo que esperábamos poder hacer con Hubble, dice Pascal Oesch, de la Universidad de Yale, quien dirigió esta investigación para aparecer el 8 de marzo en El diario astrofísico (disponible aquí). Vemos GN-z11 en un momento en que el Universo tenía solo el 3% de su edad actual ”.

Nos acercamos al inicio de la era de la reionización

Dado que nuestro Universo se está expandiendo, todos galaxias que observamos parecen huir de nosotros, y esto tanto más rápidamente cuanto que están lejos de nosotros. Esto da como resultado una cambio rojo (corrimiento al rojo, en inglés) en el espectro electromagnético. Por tanto, con un desplazamiento (z) de 8,68, EGSY8p7 ostentaba el récord anterior: unos 13.200 millones de años luz (estamos 600 millones de años después del Big Bang). Con el instrumento WFC3 (Cámara de campo amplio 3) Hubble, el equipo pudo diseccionar la luz del GN-z11 y medir con precisión su distancia. Con un retraso de 11,1, el récord de distancia anterior acaba de romperse.

“El poseedor del récord anterior fue visto en medio de un período en el que la luz de las estrellas de las galaxias primordiales estaba comenzando a calentarse y disipar un niebla hidrógeno frío, explica Rychard Bouwens, de la Universidad de Leiden (Holanda), coautor del estudio. Una época de transición llamada era de reionización. En cuanto a GN-z11, lo vemos 150 millones de años antes, poco después del inicio de esta transición en la evolución del Universo. “

Aún pequeño, GN-z11 da a luz a 20 veces más estrellas que la Vía Láctea

GN-z11 está demostrando ser más brillante de lo que teóricamente se esperaba para su edad. También es tan brillante que se han realizado observaciones relativamente detalladas. Combinando la aguda visión de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, los investigadores pudieron determinar que es 25 veces más pequeño que nuestro Vía láctea (que mide 100.000 años luz de diámetro). Su masa de materia en forma de estrellas es actualmente una centésima parte de la de nuestra galaxia, estimada en unas 200 mil millones de veces la de la Soleil.

“Por ahora”, porque este niño galáctico está lleno de promesas. Su crecimiento es rápido: 20 veces mayor que, a ralentí, que nuestro buen viejo está experimentando actualmente. espiral de galaxia. Un promedio de 24 nuevas estrellas salen de las fábricas cada año (nubes gas y polvo) dentro de GN-z11. “Es sorprendente que una galaxia tan masiva solo existiera entre 200 y 300 millones de años después de que las primeras estrellas comenzaran a formarse », comenta Garth Illingworth de la Universidad de California. Una verdadera sorpresa compartida por todo el equipo. En efecto, « […] como ha sugerido nuestro trabajo anterior, galaxias tan brillantes no deberían existir tan temprano en el Universo “, dice Marijn Franx, coautora e investigadora de la Universidad de Leiden.

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Hubble nos da una idea de las futuras observaciones de JWST y WFirst

Aún queda mucho por aprender sobre este período. “La forma en que surgió GN-z11 sigue siendo un misterio por ahora. ¿Probablemente estamos viendo la formación de las primeras generaciones de estrellas alrededor de los agujeros negros? “ cree Ivo Labbe, quien también participó en esta exploración de los confines del Universo.

¿Quién mejor que los muy prometedores? JWST, la Telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para finales de 2018, ¿podrá sondear estas regiones distantes para arrojar luz sobre las etapas de formación de las primeras estrellas y galaxias? Con este descubrimiento, Hubble ya ha invadido el territorio de caza del futuro telescopio espacial y también el de otro sucesor, ahora en construcción, WFirst (Telescopio topográfico infrarrojo de campo amplio) cuyo campo será 100 veces mayor que el del venerable Hubble.

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