El enorme potencial del array de radiotelescopios ALMA

El array de radiotelescopios ALMA es uno de los grandes proyectos científicos que se han construido en la historia. Su capacidad de observación es sensiblemente mayor que sus predecesores, y el salto en calidad científica aún mayor.

Las capacidades para poder observar el universo primitivo con ALMA son espectaculares, y una de las grandes ambiciones de este proyecto es poder determinar características de las galaxias primitivas y como han evolucionado hasta nuestros días. También son objetivos científicos de este proyecto el poder determinar estructuras internas que están rodeadas de polvo, y por tanto no son observables por medidas en radiación del visible (medibles por telescopios ordinarios), sino que solo la parte del espectro en ondas de radio es capaz de atravesar esos entornos ricos en polvo, y poder así ver más profundamente hasta el interior. Ejemplos de esto pueden estructuras protoestelares, en las que se encuentran estrellas naciendo dentro de una nube de gas y polvo, opaca a la radiación visible.

ALMA

Una prueba de este potencial son las últimas observaciones de ALMA en las que se han determinado la posición de unas 100 galaxias con alta formación estelar del universo temprano. Esto implica que ALMA ha conseguido en unas pocas horas lo que se había hecho con los radiotelescopios de todo el mundo durante más de una década.

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Estas galaxias, consideradas las que tienen la mayor tasa de formación estelar del universo conocido, son claves en comprender la evolución galáctica y su dinámica a través del tiempo. Sin embargo, esta alta tasa de nuevos “nacimientos” estelares contamina el entorno con grandes cantidades de polvo, haciéndolo invisible a los telescopios ópticos más potentes, entrando en juego los radiotelescopios que tienen la capacidad de observar esta parte del espectro. Sin embargo las resoluciones de un radiotelescopio son mucho menores que la de un telescopio ordinario en el visible, es por esto que se necesitan métodos como la interferometría, requerido por un array de radiotelescopios, para poder observar minúsculos detalles en la bóveda celeste.

Datos como los que ha obtenido ALMA en este catálogo de posiciones, de unas 100 galaxias, han sido esperados por los astrofísicos durante décadas, son muy difíciles de obtener. La capacidad de este array de radiotelescopios está revolucionando la forma en la que se pueden observar este tipo de galaxias, incluso cuando ALMA todavía no está al 100% de su capacidad de observación.

El mejor mapa de estas galaxias primitivas fue tomado usando el Atacama Pathfinder Experiment telescope (APEX), operado por ESO. Este observatorio escudriñó una zona del cielo de un tamaño como el de la luna llena, encontrando 126 galaxias de este tipo de galaxias. Sin embargo, la imagen que genera APEX de cada una de ellas es un borrón disperso en el que no sea aprecian detalles y en el que incluso pueden estar incluidas varias galaxias. Debido a estas restricciones de resolución, la información a poder sacar de estos datos es baja. Para poder obtener una mayor resolución se requiere un mayor telescopio, en este caso utilizando un array de radiotelescopios mayor. Para el caso de APEX, lo que tenemos es una antena simple de 12 metros, sin embargo ALMA son decenas de antenas como la APEX que se combinan mediante téćnicas de interferometría para obtener una resolución muy superior.

Zona del cielo en el que se han realizado las observaciones

Zona del cielo en el que se han realizado las observaciones

Este mapeado de galaxias es parte de una primera fase de “puesta a punto” de las observaciones científicas de ALMA, y en el que se han usado menos de una cuarta parte de las 66 antenas que se utilizarán finalmente. ALMA tuvo que usar el “ridículo” tiempo de exposición de 2 minutos por galaxia, obteniendo una imagen 200 veces más pequeña que los borrones globulares obtenidos con APEX, con una resolución mucho mayor. En tan solo unas horas ALMA había doblado el número de este tipo de observaciones realizadas hasta la fecha.

Con estas observaciones no solo se ha podido identificar unívocamente que galaxias contienen regiones de alta formación estelar, sino que en más o menos la mitad de ellas se han identificado múltiples regiones de formación estelar. Esto tiene sus implicaciones, ya que previamente se pensaba que estas galaxias podrían tener tasas de formación estelar miles de veces la de la Vía Láctea, esto implicaría el riesgo de disrupción, destruyendo este tipo de estructuras. Sin embargo, las imágenes de ALMA revelan que esta formación estelar se encuentra esparcida en varias zonas de la galaxia, obteniendo unas tasas más razonables y siendo consecuentes con la propia estabilidad de la estructura galáctica.

Este catálogo de galaxias polvorientas con altas tasas de formación estelar en el universo temprano es el primero que se realiza, dando una información crucial para futuras investigaciones, evitando el riesgo de malas interpretaciones por la baja resolución de las medidas.

[Referencia: ESO]

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