Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL) ha descubierto una de las galaxias no activas más brillantes y luminosas conocidas hasta la fecha en el universo joven. El hallazgo de BG1429+1202 ha sido posible gracias a la “ayuda” de una galaxia elíptica masiva en la línea de visión a ese objeto, que actúa a modo de lente aumentando el brillo y distorsionando la imagen observada. Los resultados, publicados en Astrophysical Journal Letters, se enmarcan en el proyecto BELLS GALLERY, basado en el análisis de millón y medio de espectros de galaxias del Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
En el fenómeno de lente gravitatoria, predicho por la teoría de la Relatividad General de Einstein, la luz se desvía cuando pasa cerca de un objeto muy masivo. Para un observador distante, la masa de la galaxia elíptica actúa sobre la luz como una lente gigante. Resulta así una imagen mucho más brillante de la fuente, BG1429+1202, lo que permite ver detalles que de otra manera serían demasiado débiles para ser detectados.
"Este es uno de los pocos casos conocidos de galaxias –destaca Rui Marques Chaves, estudiante de doctorado del IAC-ULL y primer autor del artículo- con un brillo aparente muy alto y con una luminosidad intrínseca también muy alta. Las observaciones nos permitieron determinar sus propiedades principales en poco tiempo". Para estudiar este sistema de lente gravitatoria utilizaron dos telescopios del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma): el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) y el Telescopio William Herschel (WHT), este último del Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING). El mismo está formado por una galaxia elíptica masiva a una distancia de 5.400 millones de años luz y una galaxia detrás de ella, BG1429+1202, emisora en la línea Lyman alfa a 11.400 millones de años luz (cuando la edad del Universo era aproximadamente 2.300 millones de años). La galaxia lente produce cuatro imágenes diferentes de la galaxia lejana, con un flujo luminoso total nueve veces superior al que tendría esta última si no hubiera ninguna lente natural en la línea de visión.
Alta luminosidad en el ultravioleta
Lo excepcional de BG1429+1202 es su muy alta luminosidad en la línea de emisión de Lyman alfa, una de las más brillantes en el rango ultravioleta, ya que otros casos similares conocidos de lentes cósmicas no muestran una emisión tan intensa. Aunque el efecto de lente gravitatoria se ha usado en muchos proyectos, el método de selección de galaxias Lyman alfa lejanas, amplificadas por galaxias lente, ha sido utilizado por primera vez en el proyecto BELLS GALLERY. "Analizamos del orden de un millón y medio de espectros de galaxias”, añade Yiping Shu, astrónomo del National Astronomical Observatories (NAOC), en Pekín (China), y primer autor de publicaciones previas del citado proyecto. “Fueron obtenidos con el telescopio Sloan del Observatorio Apache Point, en Nuevo México (EEUU), y detectamos emisión en la línea de Lyman alfa proveniente de galaxias a distancias mucho mayores que las lentes en 187 casos, de los cuales hemos observado 21 con el telescopio espacial Hubble. Estas observaciones de alta resolución angular confirman que la mayoría de estos objetos son lentes".
El aumento del brillo aparente –el observado en el cielo visto desde la Tierra- de galaxias lejanas que se produce por las lentes gravitatorias permite obtener datos de mejor calidad. "Con telescopios como el WHT y el GTC -explica Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC-ULL y coordinador de este trabajo- podemos realizar estudios que sin la presencia de las lentes serían imposibles. En la práctica, es como si en vez de observar con un telescopio de 10 m como el GTC, estuviéramos observando ya con uno de los futuros telescopios gigantes, como el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) de 39 m o el Telescopio de Treinta Metros (TMT)”. “BG1429+1202 es tan brillante que se detecta incluso en las imágenes fotográficas del Digital Sky Survey”, añade Paloma Martínez Navajas, investigadora del IAC-ULL y otra de las autoras del estudio.
A pesar de los abundantes estudios anteriores de lentes gravitatorias basados en imágenes y espectros del proyecto Sloan Digital Sky Survey, BG1429+1202 había pasado desapercibida hasta este trabajo. "Hallazgos como BG1429 + 1202 demuestran que grandes compilaciones de datos astronómicos de cartografiados como el anterior pueden tener nuevas aplicaciones astrofísicas. En el National Optical Astronomy Observatory (NOAO), en Tucson, Arizona (EE.UU) estamos implementando herramientas de acceso abierto para apoyar este tipo de investigaciones utilizando observaciones públicas de la Dark Energy Camera y otros instrumentos, además de próximos datos de proyectos como el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ", concluye Adam Bolton, subdirector dela NOAO y autor de este artículo.
Artículo: "Discovery of a very bright and intrinsically very luminous, strongly lensed Lyα emitting galaxy at z = 2.82 in the BOSS Emission-Line Lens Survey", por Rui Marques-Chaves (IAC-ULL), Ismael Pérez-Fournon (IAC-ULL), Yiping Shu (NAOC), Paloma I. Martínez-Navajas (IAC-ULL), Adam S. Bolton (NOAO y Univ. Utah), Christopher S. Kochanek (Ohio State Univ.), Masamune Oguri (Univ. Tokyo), Zheng Zheng (Univ. Utah), Shude Mao (Tsinghua Univ., NAOC y Univ. Manchester), Antonio D. Montero-Dorta (Univ. Utah), Matthew A. Cornachione (Univ. Utah), and Joel R. Brownstein (Univ. Utah) , 2017, ApJL, 834, L18.
Artículo en ApJL: https://doi.org/10.3847/2041-8213/834/2/L18
Otros artículos relacionados:
"The BOSS Emission-line Lens Survey. IV. Smooth Lens Models for the BELLS GALLERY Sample" Y. Shu et al. 2016, ApJ, 833, 264
http://adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ...833..264S
"The BOSS Emission-line Lens Survey. III. Strong Lensing of Lyα Emitters by Individual Galaxies" Y. Shu et al. 2016, ApJ, 824, 86
http://adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ...824...86S
Nota de prensa del NAOC: “17 New Strong Gravitational Lenses Discovered by NAOC Researchers Using HST Data”
Contacto:
- Rui Marques Chaves: rmarques [at] iac.es (rmarques[at]iac[dot]es)
- Ismael Pérez Fournon: ipf [at] iac.es (ipf[at]iac[dot]es)
