Esta semana, un equipo internacional de astrónomos, utilizando datos del ya desafectado Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea, logró un descubrimiento que podría transformar nuestra comprensión sobre la evolución del universo.
Como una caja de sorpresas, datos valiosos de uno de los instrumentos más productivos de la ESA salieron a la luz, para ser analizados por expertos.
En lo que constituye una de las investigaciones más profundas sobre el cosmos, los científicos han encontrado una población de galaxias que, hasta ahora, permanecían ocultas. Este hallazgo desafía los modelos actuales de evolución galáctica y tiene el potencial de llenar un vacío significativo en lo que sabemos sobre la energía cósmica.
El descubrimiento efectuado gracias a las observaciones realizadas por el Herschel, puesto fuera de servicio el 17 de junio de 2013 por falta de combustible, no solo es impactante por la revelación de estas galaxias, sino también por la técnica innovadora utilizada para observarlas.
A través de una imagen infrarroja lejana sin precedentes, los astrónomos han conseguido capturar la luz colectiva de estas galaxias, tan tenues y envueltas en polvo, que de confirmarse su existencia, “rompería efectivamente los modelos actuales sobre el número de galaxias y su evolución”, según los expertos.
Los resultados, publicados el 10 de abril último en la revista astronómica especializada Royal Astronomical Society, tienen el poder de modificar sustancialmente nuestras ideas sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias en el universo. En este sentido, este descubrimiento podría representar un avance crucial en la astrofísica, permitiendo a los científicos acceder a una faceta del universo que solo puede observarse a través de longitudes de onda más largas, es decir, en el infrarrojo.
Los hallazgos provienen de una serie de imágenes capturadas durante la fase de calibración del instrumento SPIRE (Receptor de Imágenes Espectrales y Fotométricas), que formó parte de la misión Herschel. El trabajo, dirigido por el Imperial College de Londres y STFC RAL Space, involucró la creación de la imagen más profunda jamás obtenida del universo en el espectro infrarrojo lejano. Esta impresionante observación fue posible gracias a la combinación de 141 imágenes apiladas una sobre otra, lo que permitió a los científicos superar las limitaciones de resolución y detectar galaxias que, debido a su polvo y ubicación, resultaban invisibles en observaciones previas.
El campo de estudio, conocido como el Campo Oscuro SPIRE, abarca una región del cielo cercana al Polo Norte Eclíptico, conocida por su capacidad para caracterizar la estabilidad del instrumento SPIRE.
“La profundidad del Campo Oscuro de SPIRE implica que los mapas son muy confusos, lo que dificulta la extracción tradicional de fuentes”, aseguraron los científicos. A pesar de esta complejidad, los astrónomos lograron detectar una población de galaxias débiles, hasta ahora no observadas, que podrían ser clave para comprender mejor la estructura y la evolución del cosmos. Este avance podría finalmente resolver un antiguo misterio: la parte faltante del balance energético cósmico, especialmente aquella asociada a la emisión de energía en el espectro infrarrojo.
Un aspecto destacado de este trabajo es el análisis de la luz infrarroja combinada de estas galaxias, la cual, como explican los expertos, podría llenar el vacío energético del universo que hasta ahora se había escapado de las observaciones más tradicionales. Como indicó el doctor Chris Pearson, uno de los principales investigadores de la misión, “este trabajo ha llevado la ciencia con Herschel a su límite absoluto, explorando mucho más allá de lo que normalmente podemos ver discerniblemente”.
De confirmarse, estas galaxias desatarían una revisión de las teorías existentes, al demostrar que las galaxias formadoras de estrellas más tenues y polvorientas son mucho más numerosas de lo que previamente se pensaba.
El equipo detrás de esta investigación se enfrentó a desafíos técnicos considerables. Las imágenes resultantes del SPIRE mostraron una densidad tan alta de galaxias que los objetos individuales comenzaron a fusionarse, haciendo imposible distinguirlos de manera convencional.
En lugar de seguir métodos tradicionales de análisis, como explicó Thomas Varnish, estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el equipo empleó técnicas estadísticas avanzadas para superar esta saturación de datos. El uso de estas herramientas permitió a los astrónomos rastrear la distribución de las galaxias en las imágenes borrosas, lo que reveló la presencia de una población completamente nueva, invisible para las técnicas de observación anteriores.
El descubrimiento se produce en un momento crucial para la astronomía, cuando los telescopios más avanzados, como el James Webb, comienzan a proporcionar nuevas perspectivas sobre el universo. Sin embargo, como señalan los investigadores, “el Campo Oscuro de SPIRE representa actualmente la imagen más profunda del cielo en el infrarrojo lejano que no será superada hasta al menos el cambio de década”. Esto resalta la importancia de los datos proporcionados por Herschel, un telescopio que, aunque ha sido eclipsado en términos de tamaño por el telescopio espacial James Webb, sigue siendo un pilar esencial para estudiar el cosmos en longitudes de onda más largas.
La técnica utilizada para generar la imagen profunda del universo, apilando observaciones infrarrojas de 2009 a 2013, permitió a los astrónomos obtener una visión única de cómo se forman las estrellas y galaxias en las zonas más polvorientas del cosmos. Estas áreas, donde las nuevas estrellas nacen a partir de nubes de gas y polvo, son cruciales para entender la dinámica del universo temprano. De acuerdo con los resultados obtenidos, esta imagen infrarroja profunda no solo ha revelado galaxias ocultas, sino que también ha aportado nueva información sobre la distribución y el brillo de estas galaxias en la historia cósmica.
La siguiente fase del proyecto involucra la confirmación de la existencia de esta población de galaxias mediante observaciones adicionales con telescopios que operan en otras longitudes de onda. La comunidad científica ahora se enfrenta a un nuevo reto: entender la naturaleza de estos objetos tan distantes y polvorientos y determinar cómo encajan en el marco más amplio de la evolución cósmica. La investigación continuará con el uso de datos complementarios obtenidos por otros observatorios, como el telescopio espacial Spitzer, que ofrece imágenes en longitudes de onda más cortas y complementa la información recolectada por Herschel.
Además de sus implicaciones para la astrofísica, el hallazgo tiene un fuerte impacto en el estudio de la energía cósmica. Como explica Pearson, “cuando observamos la luz de las estrellas a través de telescopios normales, solo podemos leer la mitad de la historia de nuestro universo, la otra mitad está oculta, oscurecida por el polvo intermedio”. Este descubrimiento subraya la necesidad de combinar observaciones en luz óptica con aquellas en infrarrojo para obtener una visión completa de la energía que fluye a través del cosmos.
El futuro de la investigación en este campo está vinculado a los avances tecnológicos y a las misiones de telescopios espaciales que están en desarrollo.
En particular, la misión PRIMA, propuesta por un consorcio internacional y respaldada por la NASA, promete ser un paso decisivo para llenar los vacíos actuales en las observaciones de infrarrojo lejano. Esta misión, si es seleccionada, se centrará en la creación de imágenes y espectros a longitudes de onda aún más largas, lo que proporcionaría a los astrónomos la capacidad de explorar regiones del universo que hasta ahora han permanecido inaccesibles.
A medida que avanzan las investigaciones y las nuevas misiones se ponen en marcha, el descubrimiento de estas galaxias ocultas representa un hito importante en el campo de la astronomía. Su existencia podría reescribir las leyes conocidas sobre la formación y evolución de las galaxias y proporcionar una nueva perspectiva sobre cómo el universo ha cambiado a lo largo de los miles de millones de años.
Si se confirma esta población galáctica, estaríamos ante una nueva era en la que lo invisible se hace visible, y lo que antes parecía ser un misterio se convierte en una pieza clave de la historia cósmica.
