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Observatorio Rubin revelará el misterio de las estrellas expulsadas de sus galaxias

El veloz telescopio del Observatorio Vera C. Rubin, junto a su inmensa cámara digital, serán capaces de detectar el tenue resplandor de las estrellas que vagan entre los cúmulos galácticos.

La luz intracúmulo, es decir el resplandor colectivo de innumerables estrellas despojadas de sus galaxias de origen y abandonadas a su suerte vagando por el inmenso espacio que hay entre las galaxias, es extremadamente tenue y difícil de detectar. Sin embargo, la próxima Investigación del Espacio Tiempo como Legado para la Posteridad (LSST) será el primer estudio astronómico en proveer a los científicos los datos necesarios para detectar luz intracúmulo en miles de cúmulos galácticos, revelando las claves acerca de la historia evolutiva del Universo a gran escala.

Las galaxias, como nuestra Vía Láctea, son conjuntos de miles de millones de estrellas unidas entre sí por la gravedad. En algunas oportunidades, las galaxias se agrupan en cúmulos que contienen cientos o incluso miles de galaxias. Estos cúmulos galácticos son los objetos más grandes del Universo que están unidos por su propia gravedad y toman miles de millones de años en formarse y en modificarse. Esas escalas de tiempo hacen difícil poder observar su evolución desde nuestra posición en el espacio y el tiempo. Sin embargo, hay una manera de leer la historia de los cúmulos galácticos a través de un cuenta cuentos cósmico muy particular: la población de estrellas que han sido expulsadas de sus galaxias anfitrionas y que se hallan esparcidas entremedio de los espacios que hay entre las galaxias de los cúmulos. Estas estrellas emiten una luz muy tenue llamada luz intracúmulo, que es al menos mil veces más difusa que la noche con el cielo más oscuro que podamos percibir con nuestros ojos. Este tipo de luz ha estado casi completamente oculta para los telescopios y cámaras actuales, porque es extremadamente débil. Pero con los datos de la próxima Investigación del Espacio Tiempo como Legado para la Posteridad (LSST) del Observatorio Vera C. Rubin, que comenzará en 2025, los científicos serán capaces de observar esta luz extremadamente difusa como nunca antes. 

El Observatorio Rubin está financiado de forma conjunta por la Fundación Nacional de los Estados Unidos (NSF por sus siglas en inglés) y por el Departamento de Energía del mismo país (DOE). Rubin es un Programa de NSF de NOIRLab, de Observatorio AURA, y del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC, que van a operar Rubin de forma conjunta. 

Durante millones de años, a medida que las galaxias chocan y se fusionan, la luz intracúmulo forma un “registro fósil” de las interacciones dinámicas experimentadas por un cúmulo galáctico, proporcionando información crucial sobre la historia del sistema de cúmulos y del Universo a gran escala.

“Las estrellas expulsadas de sus galaxias terminan poblando el espacio que hay entre las galaxias de un cúmulo. Esas estrellas son como el polvo que se desprende de un trozo de tiza al pasarla por un pizarrón”, explicó Mireia Montes, investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias y miembro de la Colaboración Científica de Rubin/LSST Galaxies. "Cuando podamos rastrear el polvo de la tiza estelar con Rubin, esperamos ser capaces de leer las palabras en el pizarrón de los cúmulos galácticos", agregó.

No se sabe muy bien cuál es la cantidad de estrellas de este tipo y su distribución en los cúmulos, porque la luz intracúmulo ha sido muy difícil de estudiar hasta ahora. “Hay tanto que no sabemos sobre la luz intracúmulo, pero el poder de Rubin es tal que nos va a proporcionar un montón de cúmulos galácticos que podremos explorar”, destacó Montes.

Además de entregar pistas sobre la historia de los cúmulos galácticos, los científicos podrán utilizar la luz intracúmulo para obtener más información sobre una elusiva sustancia conocida como materia oscura, un material invisible que no emite ni refleja luz, y que se encuentra en grandes concentraciones alrededor de cúmulos de galaxias.

Rubin realizará un mapeo del cielo nocturno del hemisferio sur todas las noches durante 10 años con la cámara digital más grande del mundo, revelando la luz intracúmulo que hasta ahora los astrónomos sólo podían detectar con prolongadas observaciones muy específicas de un solo cúmulo de galaxias a la vez. Durante el transcurso de sus 10 años de escaneo, Rubin tomará millones de imágenes de alta resolución de cúmulos galácticos distantes, de modo que los científicos podrán apilar las imágenes de exposición ultra largas más grandes jamás creadas del cielo del hemisferio sur. Estas brindarán a los científicos una cantidad de cúmulos galácticos con luz intracúmulo detectable mucho más grande que la que se tiene hasta el momento. De este modo, Rubin incrementará el número de cúmulos galácticos que podemos estudiar de un puñado a miles de cúmulos, lo que le permitirá a científicos como Montes analizar el tenue resplandor de la luz intracúmulo a lo largo del Universo.

Desde la evolución de los cúmulos galácticos a la distribución de la materia oscura, la luz intracúmulo guarda importantes pistas sobre la forma en que surgieron las grandes estructuras del Universo. Montes indicó al respecto que la “luz intracúmulo se puede ver como algo muy pequeño e insignificante, pero tiene un montón de implicaciones, ya que complementa lo que ya sabemos y abre nuevas ventanas a la historia de nuestro Universo”, concluyó.

NOIRLab

Revista BIOMA 

2023

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