La lente cósmica revela una débil radio galaxia a más de 8 mil millones de años luz de la Tierra.

Los radiotelescopios son los receptores de radio más sensibles del mundo, capaces de encontrar rayos extremadamente débiles de emisiones de radio de objetos en los confines más lejanos del universo. Recientemente, un equipo de astrónomos utilizó Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation para aprovechar la ayuda de la naturaleza para detectar una galaxia distante que podría decirse que es el objeto emisor de radio más débil jamás encontrado.

El descubrimiento fue parte del VLA Frontier Fields Legacy Survey, dirigido por el astrónomo de NRAO Eric Murphy, que utilizó cúmulos de galaxias distantes como lentes naturales para estudiar objetos aún más distantes. Los cúmulos actuaron como lentes gravitacionales, utilizando la atracción gravitacional de las galaxias en los cúmulos para doblar y magnificar la luz y las ondas de radio de los objetos más distantes.

Imagen de radio VLA superpuesta a la imagen del cúmulo de galaxias MACSJ0717.5 + 3745 del Telescopio Espacial Hubble. Los objetos prominentes de color rojo anaranjado son grandes estructuras llamadas reliquias de radio, posiblemente causadas por ondas de choque dentro del cúmulo. Crédito: Heywood et al.; Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; STScI.

En este compuesto, una imagen de radio VLA se superpone a una imagen de luz visible de telescopio espacial Hubble. Los objetos prominentes de color rojo anaranjado son reliquias de radio, grandes estructuras probablemente causadas por ondas de choque, dentro del cúmulo de galaxias en primer plano, llamado MACSJ0717.5 + 3745, que se encuentra a más de 5 mil millones de años luz de la Tierra.

Observaciones detalladas del VLA mostraron que muchas de las galaxias en esta imagen emiten ondas de radio además de luz visible. Los datos de VLA revelaron que una de estas galaxias, que se muestra en el retiro, está a más de 8 mil millones de años luz de distancia. Su luz y ondas de radio fueron dobladas por el efecto de lente gravitacional del cúmulo intermedio.

La imagen de radio de esta galaxia distante, llamada VLAHFF-J071736.66 + 374506.4, fue ampliada más de 6 veces por la lente gravitacional, dijeron los astrónomos. Ese aumento es lo que permitió al VLA detectarlo.

La lejana galaxia VLAHFF-J071736.66 + 374506.4, a más de 8 mil millones de años luz de la Tierra. Crédito: Heywood et al.; Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; STScI.

«Este es probablemente el objeto emisor de radio más débil jamás detectado», dijo Ian Heywood de la Universidad de Oxford en el Reino Unido. «Esta es exactamente la razón por la que queremos usar estos cúmulos de galaxias como poderosas lentes cósmicas para aprender más sobre los objetos detrás de ellos».

“La ampliación proporcionada por la lente gravitacional, combinada con las imágenes extremadamente sensibles del VLA, nos dio una mirada sin precedentes a la estructura de una galaxia 300 veces menos masiva que la nuestra. Vía láctea en un momento en que el universo tenía menos de la mitad de su edad actual. Esto nos proporciona información valiosa sobre la formación de estrellas en galaxias de masa tan baja en ese momento y cómo finalmente se ensamblaron en galaxias más masivas ”, dijo Eric Jimenez-Andrade, de NRAO.

Los científicos informan sobre su trabajo en un par de artículos en el Diario astrofísico.

Referencias:

«The VLA Frontier Fields Survey: Imágenes de radio profundas y de alta resolución de los clústeres de lentes MACS a 3 y 6 GHz» por I. Heywood, EJ Murphy, EF Jiménez-Andrade, L. Armus, WD Cotton, C. DeCoursey, M . Dickinson, TJW Lazio, E. Momjian, K. Penner, I. Smail y OM Smirnov, aceptado, Diario astrofísico.
arXiv: 2103.07806

«The VLA Frontier Field Survey: una comparación del tamaño de radio y UV / óptico de galaxias formadoras de estrellas de 0.3≲z≲3» por EF Jiménez-Andrade, EJ Murphy, I. Heywood, I. Smail, K. Penner, E . Momjian, M. Dickinson, L. Armus y TJW Lazio, aceptaron, Diario astrofísico.
arXiv: 2103.07807

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo de cooperación de Associated Universities, Inc.