Las balanza de los pares de Galaxias


Astrónomos del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental y del Obsrvatorio Astronómico de Córdoba, en colaboración con científicos de Canadá, Francia, Estados Unidos y Brasil, lograron determinar la masa de pares de galaxias, aprovechando las lentes gravitacionales, una técnica descripta hace cien años por la Teoría de la Relatividad. Básicamente calculan la distorsión que sufre la luz de esas galaxias al pasar cerca de objetos masivos para estimar su masa.

Imagen de lentes gravitacionales tomadas por el telescopio espacial Hubble. Fuente: Nasa, ESA, S. Beckwith (stscI) y el equipo hudf. Disponible públicamente en http://hubble.org

 

Es común que las galaxias tiendan a agruparse y a formar sistemas que van desde pares y triples, hasta cúmulos de cientos. Los astrónomos estudian intensamente estos conglomerados para entender tanto la transformación de las galaxias como las razones por las cuales tienden a juntarse.

Sin embargo, una de las tareas más complicadas para estos científicos es estimar la masa que poseen tales sistemas. Una manera de inferirla se denomina “Lentas gravitacionales” y surgió de la teoría de la Relatividad General, propuesta por Albert Einstein hace más de cien años.

La técnica se basa en un principio muy simple: al pasar cerca de objetos muy masivos, la luz cambia su trayectoria y distorsiona la forma de lo que se está observando.

Efecto de curvatura de un rayo de luz emitido por una galaxia debido a la presencia de un par de galaxias.

Como los grupos de galaxias son objetos muy masivos – billones de veces la masa del Sol –, la luz de los objetos que están detrás es modificada al pasar cerca de estos grupos y, por lo tanto, medir sus formas peculiares permite analizar el efecto de lentes gravitacionales.

“Cuando se observa una imagen donde hay una agrupación de galaxias, las que están por detrás se ven distorsionadas. Si se puede medir con cierto grado de precisión qué tan distorsionadas están, es posible estimar la masa del grupo”, explica Elizabeth González, una de las autoras del trabajo y becaria posdoctoral en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (Conicet – UNC). Es, además, una de las primeras astrónomas de Argentina en aplicar el análisis de lentes gravitacionales para la determinación de masas de grupos de galaxias.

Respecto al trabajo publicado, explica que los datos utilizados para realizar este análisis son parte de una colaboración internacional en la que participan investigadores de diferentes países, principalmente, Canadá, Francia, Estados Unidos y Brasil.

Una mirada innovadora

En general, cuando se estudian grupos de galaxias, es más sencillo detectar y calcular la masa de los que son muy numerosos. Por esa razón, muchas investigaciones se enfocan en grupos numerosos o cúmulos.

Sin embargo, el trabajo realizado por González y su equipo se ocupa de estudiar la masa de pares de galaxias, que actúan como lentes de aquellas que están ubicadas detrás. De un catálogo de galaxias, primero seleccionaron los sistemas pares a evaluar, aplicando algoritmos computacionales. Para logar mayor confiabilidad en los resultados, luego cada uno de los sistemas elegidos fue inspeccionado de manera visual.

Los pares analizados contienen dos galaxias muy cercanas y fueron clasificados de acuerdo a la presencia o ausencia de signos de interacción, es decir, que ambas estén unidas por ‘puentes’ o estén en contacto.

Esta clasificación permitió determinar, mediante lentes gravitacionales, la masa de pares de galaxias interactuantes. Uno de los resultados más significativos a los que arribaron los autores del trabajo es que la masa de los pares en interacción es mayor que la de aquellas que no interactúan.

En su trabajo, estos investigadores afirman que los estudios de pares de galaxias pueden ayudan a comprender la formación de galaxias masivas, grupos de galaxias y las transformaciones que sufre cada una de ellas, ya que las interacciones en estos sistemas son muy comunes y juegan un papel importante en la evolución de las grandes estructuras del Universo.

Publicación Científica

Weak-lensing analysis of galaxy pairs using CS82 data.
Autores | Elizabeth J. Gonzalez, Facundo Rodríguez, Diego García Lambas, Martín Makler, Valeria Mesa, Sol Alonso, Fernanda Duplancic, Maria E. S. Pereira y HuanYuan Shan.