Estos resultados se publican en un número de septiembre de la revista especializada Astrophysical Journal

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Los investigadores Antonio Marín Franch y Antonio Aparicio Juan, miembros del Grupo de Poblaciones Estelares del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), han detectado la presencia de 6.000 galaxias extremadamente débiles en la imagen de Campo Profundo del Hubble (Hubble Deep Field o HDF), la imagen más profunda del cielo obtenida con el telescopio espacial Hubble. Estas 6.000 galaxias son tan débiles, que resultan invisibles incluso en esta imagen. Sin embargo, un análisis basado en la técnica de fluctuaciones de brillo superficial revela su presencia, más allá del límite de detección del telescopio espacial. La revista Astrophysical Journal publica estos resultados en un número de septiembre.

El Telescopio Espacial Hubble proporciona una visión del Universo sin precendentes. Sería capaz de ver separados los faros de un coche que se encontrara a 6.000 km de distancia. Uno de los grandes proyectos desarrollados con el Telescopio Espacial ha sido el llamado Hubble Deep Field o HDF. En diciembre de 1995, el telescopio fue apuntado a una región cercana al polo norte galáctico, donde no hay estrellas ni galaxias próximas a nosotros. Es decir, una región completamente vacía de objetos brillantes. El objetivo era estudiar en detalle los objetos muy débiles y, por tanto, probablemente muy lejanos, que se pudieran encontrar en esa región. Se observó ininterrumpidamente durante 10 días y los datos obtenidos pasaron a disposición de la comunidad científica internacional. Este ambicioso proyecto proporcionó la visión más profunda del Universo jamás obtenida: las imágenes HDF, en las que aparecen unas 2.500 galaxias. Se trata de las galaxias más débiles que hemos sido capaces de observar hasta la fecha. La mayoría se encuentra a miles de millones de años luz de nosotros. Son tan lejanas que la luz que ahora nos llega de ellas fue emitida en las primeras fases de sus vidas, poco después de su formación, cuando el Universo era aún bastante joven. Precisamente, han sido analizadas por muchos grupos de investigaciones con el objetivo de estudiar las propiedades de las galaxias en las primeras fases de su evolución.

TÉCNICA DE ANÁLISIS

“Se puede tener una idea de la enorme densidad de galaxias en el HDF si se tiene en cuenta que el área del cielo cubierta por el Telescopio Espacial es parecida a un cuadrado de sólo 2,5 minutos de arco de lado”, comenta Antonio Aparicio. “Eso es equivalente al tamaño con el que se ve una moneda de un céntimo a 20 m de distancia o una pelota de tenis a 90 m. En un área tan reducida, en la imagen HDF del Hubble son visibles 2.500 galaxias. Sin embargo, lo que aporta nuestro estudio es que, en realidad, son muchas más: 6.000 galaxias adicionales, que no son detectables con las técnicas de análisis habituales pero cuya presencia se pone de manifiesto si se hace un análisis de las fluctuaciones de brillo superficial de las imágenes”. Este hallazgo, resultado de la tesis doctoral presentada este año por Antonio Marín y dirigida por Antonio Aparicio, supone extender el límite de detección hasta galaxias 10 veces más débiles que las más débiles detectadas hasta ahora.

La técnica de las fluctuaciones de brillo superficial fue introducida hace 15 años por John Tonry y Donald Schneider, investigadores del Massachusets Institute of Technology (Cambridge) y del Institute for Advanced Studies (Princeton), con el objetivo de medir distancias a galaxias. Sin embargo, la técnica se ha revelado más flexible de lo que, en un principio, cabía esperar. La propuesta de los investigadores del IAC es su aplicación, con algunas modificaciones, al análisis de regiones del cielo que, tal como las muestran los telescopios más potentes, están vacías aparentemente. Sin embargo, estas regiones contienen la traza de objetos extremadamente débiles, tanto que no pueden ser resueltos con los métodos habituales. “En esencia -explica Antonio Marín-, la técnica de las fluctuaciones de brillo superficial no es muy diferente del filtrado de sonidos que se realiza sobre una cinta de audio, en la que se escuchan multitud de señales y ruidos de diferente origen superpuestos, con el fin de aislar uno concreto. La diferencia, fundamental por otra parte, es que, en lugar de sonidos, la señal consiste en la superposición de fotones emitidos por multitud de diferentes fuentes”.

El Dr. Antonio Marín Franch es actualmente investigador en el grupo de Astronomía Infrarroja del Departamento de Astronomía de la Universidad de Florida en Gainesville. Entre 1998 y 2003 ha trabajado como  astrofísico residente en el IAC, integrado en el grupo de Poblaciones Estelares en Galaxias. En 2003 ha obtenido el doctorado en Astrofísica por la Universidad de La Laguna con una tesis sobre la aplicación de la técnica de fluctuaciones de brillo superficial a diferentes contextos astrofísicos, dirigida por el Dr. Aparicio.

El Dr. Antonio Aparicio Juan es profesor titular de la Universidad de La Laguna y miembro del Instituto de Astrofísica de Canarias, donde lidera el grupo de Poblaciones Estelares en Galaxias. Es Director del Departamento de Astrofísica de la Universidad de La Laguna y Coordinador del Área de Enseñanza del IAC.