Nota de prensa

PRIMERA MEDICIÓN DE TEMPERATURA CÓSMICA TAN PRIMITIVA

13 de Mayo de 2008

Los astrónomos utilizaron el Very Large Telescope de ESO para detectar por primera vez en el ultravioleta la molécula de monóxido de carbono en una galaxia ubicada a casi 11 mil millones de años-luz de distancia. Esta hazaña, que había resultado esquiva por más de 25 años, permitió realizar la medición más precisa que se conoce de la temperatura cósmica en una época tan remota.

El equipo de astrónomos [1] apuntó el espectrógrafo UVES del VLT de ESO por más de 8 horas en dirección a una galaxia bastante oculta, cuya luz a tardado casi 11 mil millones de años en llegar hasta nosotros, es decir, cerca del 80% de la edad del Universo.

La única forma de ver esta galaxia es a través de la huella que su gas interestelar deja en el espectro de un quásar, aún más remoto [2]. “Los quásares aquí se utilizan solamente como un faro en el Universo muy distante. Las nubes interestelares de gas en las galaxias, situadas entre los quásares y nuestro campo visual, absorben parte de la luz emitida por los quásares. Como consecuencia, el espectro resultante presenta ‘valles’ oscuros que se pueden atribuir a elementos bien conocidos y posiblemente moléculas”, explica Raghunathan Srianand (Pune, India), quien lideró el equipo que hizo las observaciones.
Gracias a la potencia del VLT y a una selección muy cuidadosa del objeto -este objeto fue seleccionado entre cerca de diez mil quásares- el equipo pudo descubrir la presencia de hidrógeno molecular normal y deuterado (H2, HD) y moléculas de monóxido de carbono (CO) en el medio interestelar de esta galaxia remota. “Esta es la primera vez que estas tres moléculas se han detectado en absorción frente a un quásar, un logro que había permanecido esquivo por más de un cuarto de siglo”, dice Cédric Ledoux (ESO), miembro del equipo.
El mismo equipo ya había logrado otro récord con la detección del hidrógeno molecular más distante, en una galaxia observada cuando el Universo tenía menos de 1,5 mil millones de años de edad.
El gas interestelar es la reserva que permite la formación de estrellas y, como tal, es un componente importante de las galaxias. Además, debido a que los procesos de formación y el estado de las moléculas son muy sensibles a las condiciones físicas del gas, el que a su vez depende de la proporción de estrellas que se forman y su influencia, el estudio detallado de la química del medio interestelar es una importante herramienta para comprender cómo se forman las galaxias.
Basados en sus observaciones, los astrónomos demostraron que las condiciones físicas que prevalecen en el gas interestelar de esta galaxia remota son similares a las observadas en nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Más importante aún, el equipo fue capaz de medir, con la mayor precisión alcanzada, la temperatura de la radiación cósmica de fondo en el Universo remoto [3]. “A diferencia de otros métodos, medir la temperatura del fondo cósmico usando la molécula de CO implica muy pocos suposiciones”, declara el coautor Pasquier Noterdaeme.

Si el Universo se formó en con el ‘Big Bang’, como suponen la mayoría de los astrofísicos, la radiación de esta primitiva bola incandescente debería haber sido más caliente en el pasado. Esto es exactamente lo que se encontró con estas nuevas mediciones. “Dada la medición de temperatura actual de 2,725 K, uno esperaría que la temperatura hace 11 mil millones de años fuera cerca de 9,3 K”, dice el coautor Patrick Petitjean. “Nuestra serie de observaciones únicas realizadas con el VLT nos permiten deducir una temperatura de 9,15 K, sumándole o restándole 0,7 K, en excelente acuerdo con la teoría”.

“Creemos que nuestro análisis es pionero en los estudios de la química interestelar en alto desplazamiento al rojo y demuestra que, junto con la detección de otras moléculas como HD o CH, es posible utilizar la química interestelar para abordar importantes temas cosmológicos”, agrega Srianand.

Los resultados de este estudio han sido publicados en la sección Carta al Editor de la revista científica Astronomy & Astrophysics (“First detection of CO in a high-redshift damped Lyman- system”, por R. Srianand et al.).

http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361:200809727/pdf

Notas

[1] El equipo está compuesto de Raghunathan Srianand (IUCAA, Pune, India), Pasquier Noterdaeme y Cédric Ledoux (ESO), y Patrick Petitjean (IAP, Francia). El mismo equipo ya hizo la primera medición de la temperatura de la radiación cósmica de fondo de microondas, cuando el Universo tenía sólo cerca de 2,5 mil millones de años de edad, también usando el instrumento UVES del VLT de ESO. En esa ocasión sólo pudieron medir una temperatura en el rango entre 6 y 14 K.

[2] Los quásares son objetos extraordinariamente luminosos en el Universo distante, que supuestamente obedecen a la presencia de agujeros negros supermasivos en el corazón de galaxias. Un solo quásar podría ser mil veces más brillante que una galaxia entera de cien mil millones de estrellas, sin embargo esta enorme cantidad de energía se genera en un volumen más pequeño que nuestro Sistema Solar.

[3] Una de las predicciones fundamentales de la teoría del Big Bang Caliente para la creación del Universo es la existencia de la Radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMBR, por sus siglas en inglés). La radiación de esta primitiva bola incandescente fue descubierta en 1964 por medio de observaciones de radio realizadas por los físicos estadounidenses Arno A. Penzias y Robert W. Wilson, que fueron galardonados con el Premio Nobel en 1978. Precisas mediciones realizadas por los satélites COBE y WMAP mostraron más tarde que esta radiación primordial llena el Universo, con una temperatura actual de algo menos de 3 grados sobre el cero absoluto (2,725 Kelvin o -270,4 °C). Una predicción particular de la teoría del Big Bang es que el Universo se enfría a medida que se expande.

Contactos

Cédric Ledoux
ESO
Chile
Teléfono: +56 2 463 30 56
Correo electrónico: cledoux@eso.org

Pasquier Noterdaeme
ESO
Chile
Teléfono: +56 55 43 53 11
Correo electrónico: pnoterda@eso.org

Patrick Petitjean
Institut d'Astrophysique de Paris, France
Paris, France
Teléfono: +33 1 44 32 81 50
Correo electrónico: petitjean@iap.fr

Raghunathan Srianand
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics
Pune, India
Teléfono: +91 20 569 1414 (ext 320)
Correo electrónico: anand@iucaa.ernet.in

José Miguel Mas Hesse (Contacto para medios de comunicación en España)
Red de Difusión Científica de ESO y Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Teléfono: +34 918131196
Correo electrónico: eson-spain@eso.org

Connect with ESO on social media