Las “galaxias fantasma” que fueron detectadas con el mismo principio detrás de las lámparas fosforescentes

Los censos más conocidos de galaxias se basan en la luz proveniente de las estrellas, ¿pero qué sucede cuando las estrellas emiten tan poca luz?

20/09/2018
galaxias

Las galaxias fantasma fueron localizadas con un instrumento del Gran Telescopio Canarias o GTC, el mayor telescopio óptico e infrarrojo completamente orientable del mundo. BBC MUNDO/Daniel López / IAC

El equipo del astrofísico Jordi Cepa logró hacer visible lo invisible.

El científico español es el investigador principal de un nuevo censo de galaxias que incluye las que él mismo denomina “fantasmas”.

Los censos más conocidos de galaxias se basan en la luz proveniente de las estrellas, ¿pero qué sucede cuando las estrellas emiten tan poca luz que no pueden verse con la gran mayoría de los telescopios actuales?

El nuevo censo, denominado OTELO, fue elaborado gracias a un instrumento pionero del Gran Telescopio Canarias o GTC, el mayor telescopio óptico e infrarrojo completamente orientable del mundo, debido a la capacidad colectora de luz de su espejo primario de 10,4 metros de diámetro.

Fue ese instrumento, denominado OSIRIS, cuya fabricación había sido propuesta años atrás por el mismo Cepa en colaboración con el investigador Jesús González, de la UNAM, el que permitió al investigador elaborar el censo de galaxias más profundo hasta la fecha, que incluye unas mil galaxias que no aparecían en censos anteriores.

¿Cómo logró el equipo de investigadores identificar esas galaxias fantasma?

Igual que en las lámparas de bajo consumo

“Hay que partir de la base de que las galaxias se componen de estrellas y de gas“, señaló Cepa a BBC Mundo.

Instrumento OSIRIS

El instrumento OSIRIS tiene filtros sintonizables que le permiten detectar gas ionizado. BBC MUNDO/Pablo Bonet / IAC

“Los filtros de banda ancha que se utilizan en la mayoría de los telescopios tienen la ventaja de que son poco selectivos, captan mucha más luz y permiten observar objetos mucho más débiles. Lo que observan estos filtros es fundamentalmente estrellas”, explicó el científico.

Pero en el caso de las galaxias fantasma, “aunque sus estrellas no son fácilmente visibles para esos filtros de banda ancha, el gas sí puede detectarse siempre y cuando esté ionizado“.

El gas en las galaxias puede estar ionizado o no, señaló Cepa.

“Si está ionizado lo vemos porque brilla y son normalmente las estrellas las que ionizan el gas”.

“¿Qué quiere decir esto de ionizar el gas? Es como si fuera una lámpara fluorescente o de bajo consumo. A esas lámparas tú le das corriente, hay una chispa eléctrica que excita el gas que está adentro, que puede ser por ejemplo vapor de mercurio”.

“Ese gas se excita y emite luz, es lo que se llama un gas ionizado que emite luz. Es el mismo principio”.

“Seleccionan un tono determinado”

El instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias tiene la capacidad de detectar el gas ionizado.

OSIRIS tiene unos filtros especiales que se llaman filtros sintonizables, que son unos filtros entre 100 y 200 veces más estrechos que los filtros de banda ancha”, explicó Cepa.

Zona del cielo explorada con el proyecto OTELO

Esta imagen muestra la zona del cielo explorada con el proyecto OTELO, utilizando el instrumento OSIRIS. El campo que se ve está situado entre las constelaciones de la OsA Mayor y el Boyero. BBC MUNDO/IAC

“Los filtros estrechos son capaces de observar el gas ionizado. En astronomía, por ejemplo, hay un filtro que se llama filtro R, de red o rojo, que selecciona la luz roja, como si te colocaras unas gafas de sol de un color y solo vieras la luz de ese color que dejan pasar las gafas; el principio es el mismo”.

“Cuando hablo de filtro más estrecho, esto quiere decir que de todo ese rojo yo selecciono una parte. Ese filtro R de banda ancha abarca muchos colores rojos del espectro, más o menos rojos pero todos rojos. Los filtros estrechos, en cambio, lo que hacen es seleccionar un tono muy determinado“.

Cepa señaló que las estrellas emiten en un espectro continuo, en rojo, verde, azul, ultravioleta e infrarrojo.

“Pero el gas ionizado no emite en todas partes sino que emite en regiones muy determinadas del espectro.

“Si en mi filtro sintonizable, que selecciona un tono de color, en una zona muy estrechita de color, cae una línea de ese gas ionizado, yo la veo muy brillante.

“Entonces lo que se ha hecho con el instrumento OSIRIS y los filtros sintonizables en el Gran Telescopio Canarias es hacer un cartografiado, una imagen muy profunda de una zona muy determinada del cielo, la más profunda que se ha obtenido hasta ahora con esa técnica.

“Estamos obteniendo unas imágenes que son entre 10 y 100 veces más profundas (que detectan señales débiles) que otras imágenes que se han obtenido con esta técnica”, explicó.

El instrumento permitió la elaboración del nuevo censo de galaxias OTELO, que recibe su nombre de “Osiris Tunable Emission Line Object Survey” o “Cartografiado de objetos en emisión utilizando filtros sintonizables”.

“Como cuando la luz pasa a través de un prisma”

Cepa llama a las galaxias que detectó por su gas pero que no aparecen en otros censos “galaxias fantasma”.

Las llamo galaxias fantasma porque se ve el gas ionizado pero no se aprecia la estrella, eso no quiere decir que no haya estrellas porque como decíamos si el gas está ionizado alguien lo está ionizando y ese alguien probablemente son estrellas”.

Gran Telescopio Canaria sobre un horizonte de nubes iluminadas por el Sol

El estudio con el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias permitió encontrar unas mil galaxias fantasma. “Las llamo galaxias fantasma porque se ve el gas ionizado pero no se aprecia la estrella”, señaló Cepa. BBC MUNDO/Pablo Bonet / IAC

Esas galaxias no se ven con los telescopios actuales porque sus estrellas emiten muy poco.

“Tal vez en el futuro cuando haya telescopios de 30 o 40 metros será posible, pero de momento es muy difícil ver esas galaxias”.

El siguiente paso para el científico español es analizar esas galaxias fantasma con espectroscopía.

“Ahora sabemos qué posición tienen esas galaxias, porque recuerden lo que dije antes, como en banda ancha no se ven, no sabes donde están. Pero como nosotros sí sabemos donde están podemos analizar su luz”.

“Y si ya sabes las posiciones de esas galaxias fantasma puedes poner un telescopio potente apuntando a esas posiciones en particular y analizar en detalle la luz que viene de esas galaxias mediante espectroscopía”.

Es como cuando la luz pasa a través de un prisma y vemos que se descompone en los colores del arco iris. Un espectrógrafo de un telescopio hace lo mismo pero con mucha más resolución y mucha más precisión”.

“El cuadro completo”

Es muy poco lo que se sabe por el momento de las galaxias fantasma. Pero si los astrónomos obtienen más líneas de gas ionizado eso permitirá saber a qué distancia se encuentran esa galaxias, qué composición química tienen y tal vez la edad de las estrellas que están ionizando el gas, según explicó Cepa.

Instrumento OSIRIS colocado en el Gran Telescopio Canarias

El instrumento OSIRIS colocado en el Gran Telescopio Canarias. El instrumento permitió “hacer un cartografiado, una imagen muy profunda de una zona muy determinada del cielo, la más profunda que se ha obtenido hasta ahora con esa técnica”. BBC MUNDO/Pablo Bonet / IAC

Para el astrofísico, estudiar estas galaxias fantasma es esencial.

Sin las galaxias fantasma no sería posible comprender cómo evolucionan las propiedades de las galaxias, de la misma forma que no sería posible estudiar la evolución del ser humano restringiéndose solamente a las personas mayores de 40 años, aseguró Cepa.

“Suponte que quieres estudiar el ser humano, y yo te digo que debido al sistema con que obtengo la muestra sólo podremos estudiar a personas mayores de 40 años. Esto significa que te vas a perder una parte importante de la población.

“De la misma forma, si quieres estudiar la formación y la evolución de las galaxias tienes que tener el cuadro completo”.


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