Deep Field

Un espacio no tan vacío.

El telescopio espacial Hubble es sin duda uno de los experimentos científicos más exitosos, con múltiples descubrimientos que han resuelto grandes incógnitas sobre el universo; uno de estos fueron sus imágenes de campo profundo.

Además de proveer probablemente las imágenes más espectaculares del espacio, el telescopio espacial Hubble ha ayudado en varios experimentos que han dado respuesta a preguntas clave, como la edad del universo (13.8 Mil millones de años), o el descubrimiento de exo-planetas, o planetas que orbitan estrellas distantes (Como el caso del descubrimiento del planeta Fomalhaut b, a 25 años-luz de la Tierra). Pero una de las mayores aportaciones del Hubble es el capturar imágenes del universo temprano, pero mas importante es mostrar que el universo tiene muchas más galaxias de lo que inicialmente se estimaba.

 

Que tan vacío es el vacío del espacio.

Las imágenes de campo profundo del Hubble fue un experimento que el Astrónomo Bob Williams propuso en 1995; más esta propuesta fue en un momento aún muy complicada para el telescopio Hubble, que tuvo un muy mal inicio debido a una falla en su espejo principal, problema que afortunadamente fue reparado en una increíble misión llevada a cabo por la tripulación del transbordador espacial Endeavour en Diciembre de 1993.

Hubble repair

Imagen de la galaxia M100 antes y después de la reparación del Hubble (www.nasa.gov)

Después de este inicio complicado, el telescopio Hubble estaba finalmente en operación y con toda su capacidad ocupada, efectuando múltiples y variadas observaciones. Así que cuando Williams propuso enfocar el telescopio por diez días consecutivos a un punto específico en el espacio donde visiblemente no se tenía ningún objeto y solo se veía el vacío espacial; esta fué una idea controversial, considerando el limitado tiempo que se otorgaba para hacer observaciones en este telescopio y la posibilidad de que la luz de estos objetos en esta observación era demasiado débil para que el telescopio los detectara.

Mas Williams estaba determinado, y tenía una ventaja, pues siendo el director del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, tenía control sobre el 10% de tiempo de uso del Hubble. Él tomó este riesgo, contradiciendo el consejo de varios colegas astrónomos y comentó que “si esto es tan malo, renunciaré; caeré en mi propia espada”. Así que en Diciembre de 1995, el Hubble miro fijamente a un área vacía en la constelación de la Osa mayor por mas de 100 horas, en este periodo de 10 días.

 

Imágenes de campo profundo

El telescopio espacial Hubble efectuó 342 toma separadas de esta región en este lapso de 100 horas en una región del espacio próxima a la Osa Mayor, este punto fue elegido dado que permitía mantener una línea de vista en este punto mientras el telescopio orbitaba la tierra; durante este periodo el Hubble realizó 150 orbitas alrededor de la Tierra. Las imágenes de estas observaciones, una vez que fueron procesadas, revelaron mucho más de lo que se esperaba.

Esta imagen fue tomada en un área en el firmamento de 2.6 minutos de arco por lado; esto equivale a tomar una de 24 millones de partes en las que se dividiría todo el cielo; considerando a este como una esfera desde nuestra perspectiva; teniendo esta área una forma esférica que se divide en 360 grados de arco; y un minuto de arco es una sexagésima parte de un grado de arco. Como comparación, se considera que en promedio la Luna ocupa un espacio de 30 minutos de arco en el cielo nocturno.

 

Y bien, que hay de relevante con este evento?

Después de procesar los datos generados por el Hubble, los resultados de este experimento demostraron que lo que hasta entonces se consideraba como “espacio vacío” en el firmamento resulto estar repleto de galaxias, muchas más de las que se hubieran podido considerar; algunas de ellas siendo de las más distantes, y por lo tanto más antiguas, jamás registradas (aproximadamente trece mil millones de años, solo 800-mil años después del “big bang”).

Galaxia mas distante

Toma de la galaxia mas distante, a 13.2 mil-millones de años luz (www.nasa.gov)

Lo mas sorprendente fue la cantidad registrada, la imagen compuesta por estas observaciones (y mostrada en este articulo), contiene aproximadamente 3,000 galaxias. Para verificar si este resultado era el mismo en todo el espacio, este experimento se repitió en una locación similar en el espacio, mas esta vez en el hemisferio Sur, y los resultados fueron similares, mostrando nuevamente que un área supuestamente vacía en el firmamento, estaba igualmente repleta de galaxias. Estas tomas permitieron estimar el número total de galaxias en el universo observable, arrojando un estimado de doscientos-mil millones de galaxias.

Este tipo de experimentos se ha repetido con diferentes instrumentos en el espacio, así como en tierra, y considerando la luz emitida en diferentes frecuencias, principalmente en el infrarrojo y ultravioleta. Con estas nuevas tomas, un estudio efectuado en el año 2016 mostró que este estimado total de galaxias estaba errado por n factor de 10, y el nuevo número de galaxias se estima en dos-mil millones, cada galaxia con un promedio de cien-mil millones de estrellas.

Dadas estas enormes cantidades, podemos considerar que hay mas estrellas en el universo, estimado en 10 sextillones (o un 1 seguido de 22 ceros), que granos de arena en todas las playas de la tierra, número estimado de 4 sextillones (o un 4 seguido de 21 ceros).

 

Fantasmas de estrellas pasadas.

Desarrollo del universo

Desarrollo del universo (www.nasa.gov)

Ver imágenes de objetos a estas distancias, es como viajar en el tiempo, dado que estas imágenes muestran la luz de galaxias a diferentes pero muy grandes distancias, luz que viajo igual numero de años para poder ser detectada por estos telescopios tanto en tierra como en el espacio, esto significa que la mayoría de las estrellas que generaron esta luz han dejado de existir hace mucho tiempo, considerando que una estrella típica como nuestro sol vive aproximadamente 10-mil millones de años. Por lo tanto, estas imágenes de campo profundo están compuestas por luz de estrellas y galaxias que ya no existen más, dejándonos solo el remanente de luz que hasta ahora ha tenido el tiempo para alcanzarnos. Estas tomas son las más reales y más dramáticas imágenes del pasado.

Saludos Alex – ScienceKindle

 

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