Keck Cosmic Web Imager ofrece la mejor visión hasta ahora de la red filamentosa que conecta galaxias        

Por: Observatorio Keck.

28 de septiembre de 2023.

Representación visual de un corte tridimensional a través de una red de filamentos de gas hidrógeno que entrecruzan los espacios entre galaxias. Crédito de la imagen: Caltech/R. Hurt (IPAC).

Al igual que los ríos que alimentan los océanos, las corrientes de gas alimentan a las galaxias en todo el Universo. Pero estas corrientes, que forman parte de la llamada red cósmica, son muy débiles y difíciles de ver. Si bien los astrónomos conocen la red cósmica desde hace décadas, e incluso vislumbraron el brillo de sus filamentos alrededor de objetos cósmicos brillantes llamados cuásares, hasta ahora no han obtenido imágenes directas de la estructura extendida en las partes más oscuras del espacio.

Los nuevos resultados del Keck Cosmic Web Imager (KCWI), son pioneros en mostrar luz directa emitida por la porción más grande y más oculta de la red cósmica: los tenues filamentos entrecruzados que se extienden a lo largo de los rincones más oscuros del espacio entre galaxias. El instrumento KCWI tiene su base en el Observatorio WM Keck en la cima de Maunakea en Hawai'i.

Las galaxias de nuestro Universo se condensan a partir de nubes de gas arremolinadas. Luego, ese gas se condensa aún más en estrellas que iluminan las galaxias, haciéndolas visibles para los telescopios en un rango de longitudes de onda de luz. Los astrónomos creen que los filamentos fríos y oscuros del espacio profundo serpentean hacia las galaxias, proporcionándoles gas, que es el combustible para formar más estrellas. En 2015, resultados de investigación apuntaban a “evidencia irrefutable” para este llamado modelo de formación de galaxias de flujo frío: un filamento largo que canaliza gas hacia una galaxia grande.

Para este trabajo, utilizaron un instrumento prototipo para KCWI, el Cosmic Web Imager, que tenía su sede en el Observatorio Palomar de Caltech. En ese caso, el filamento estaba siendo iluminado por un cuásar cercano, el núcleo brillante de una galaxia joven. Pero la mayor parte de la red cósmica se encuentra en el territorio desolado entre galaxias y es difícil de visualizar. La mejor manera de ver la red cósmica directamente es captar firmas de su componente principal, el gas hidrógeno, utilizando instrumentos llamados espectrómetros, que difunden la luz en una multitud de longitudes de onda, también conocidas como espectro. El gas hidrógeno se puede identificar dentro de estos espectros a través de su línea de emisión más fuerte, llamada línea alfa de Lyman.

Los precisos espectrómetros de KCWI pueden buscar firmas Lyman alfa de la red cósmica en una variedad de longitudes de onda. Debido a la expansión del universo, que extiende la luz a longitudes de onda más largas, el gas que se encuentra más lejos de la Tierra tiene una firma Lyman alfa más roja. Las imágenes 2D capturadas por KCWI en cada longitud de onda de luz se pueden apilar para crear un mapa tridimensional (3D) de la emisión de la red cósmica. Para esta observación, KCWI observó una región del espacio a entre 10 y 12 mil millones de años luz de distancia.

En ese sentido, el estudio publicado en Nature Astronomy, diseño un mapa en 3D de la red cósmica, apuntando a que imágenes como las capturadas por el nuevo estudio pueden ayudar a la comunidad astronómica a comprender mejor cómo se forman y evolucionan las galaxias a lo largo de eones.

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