El Universo está lleno de galaxias masivas como la nuestra, pero los astrónomos no entienden completamente cómo crecieron y evolucionaron. Saben que las primeras galaxias se formaron al menos 670 millones de años después del Big Bang. Saben que las fusiones juegan un papel en el crecimiento de las galaxias. Los astrónomos también saben que los agujeros negros supermasivos están involucrados en el crecimiento de las galaxias, pero no saben exactamente cómo.

Un nuevo sondeo de galaxias del Hubble debería ayudar a los astrónomos a resolver algo de esto.

El estudio se llama 3D-Drift And Shift (3D-DASH). 3D-DASH es un estudio de espectrometría e imágenes del infrarrojo cercano de alta resolución del cielo que mapea las regiones de formación estelar. Es el más grande de su tipo. El objetivo es encontrar objetos galácticos raros a los que el telescopio espacial James Webb pueda apuntar en observaciones de seguimiento.

Un artículo titulado “3D-DASH: The Widest Near-Infrared Hubble Space Telescope Survey” presenta el nuevo mosaico. Se publicará en The Astrophysical Journal y actualmente está disponible en el sitio de preimpresión arxiv.org. La autora principal es Lamiya Mowla, Dunlap Fellow en el Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Toronto.

“Desde su lanzamiento hace más de 30 años, el Telescopio Espacial Hubble ha liderado un renacimiento en el estudio de cómo han cambiado las galaxias en los últimos 10 mil millones de años del Universo”, dijo el autor principal Mowla. “El programa 3D-DASH amplía el legado de Hubble en imágenes de área amplia para que podamos comenzar a desentrañar los misterios de las galaxias más allá de la nuestra”.

3D-DASH es una mejora de un esfuerzo anterior llamado COSMOS. COSMOS cubrió un campo ecuatorial de 2 grados cuadrados utilizando múltiples telescopios terrestres y espaciales, utilizando imágenes de espectroscopia, rayos X y radio. Contiene más de 2 millones de galaxias que abarcan el 75% de la edad del Universo.

3D-DASH mejora a COSMOS al inspeccionar todo su contenido en infrarrojo cercano. Eso es significativo porque permite a los astrónomos ver las galaxias más distantes y tempranas.

El tamaño de la encuesta es fundamental en el estudio de las galaxias. Para ser productivos, los estudios deben identificar fenómenos únicos en el Universo: las galaxias más masivas, las galaxias más antiguas y las galaxias a punto de fusionarse son fundamentales para ampliar nuestra comprensión de las galaxias. También lo son los agujeros negros altamente activos. Pero para encontrarlos, los astrónomos necesitan imágenes enormes que puedan examinar.

Los escaneos del cielo o sondeos anteriores no fueron tan sólidos debido a que eran realizados desde tierra. Sufrían de baja resolución, lo que limitaba lo que los astrónomos podían aprender de ellos. 3D-DASH no sufre de esas mismas limitaciones.

“Tengo curiosidad por las galaxias gigantes, que son las más masivas del Universo formadas por la fusión de otras galaxias. ¿Cómo crecieron sus estructuras y qué impulsó los cambios en su forma? dice Mowla, quien comenzó a trabajar en el proyecto en 2015 cuando era estudiante de posgrado en la Universidad de Yale. “Fue difícil estudiar estos eventos extremadamente raros usando imágenes existentes, que es lo que motivó el diseño de este gran sondeo”.

DASH significa Drift And Shift, el nombre de la nueva técnica de imagen que Mowla y sus colegas. DASH es similar a tomar una imagen panorámica con un teléfono inteligente. El método captura múltiples imágenes que luego se unen en una imagen enorme. DASH es un gran ahorro de tiempo y tomó imágenes en 250 horas que antes hubieran tomado 2000 horas.

Lo hace capturando ocho imágenes por órbita del Hubble en lugar de una. Solo se apunta la primera de cada una de las ocho imágenes, y las siguientes siete no están guiadas y se toman mientras el Hubble “va a la deriva y cambia”. La técnica hace que los procedimientos de reducción de datos sean más exigentes, pero el resultado merece la pena.

“3D-DASH agrega una nueva capa de observaciones únicas en el campo COSMOS y también es un trampolín para los estudios espaciales de la próxima década”, dice Ivelina Momcheva, jefa de ciencia de datos en el Instituto Max Planck de Astronomía e investigadora principal del estudiar. “Nos da un adelanto de futuros descubrimientos científicos y nos permite desarrollar nuevas técnicas para analizar estos grandes conjuntos de datos”.

3D-DASH proporciona una lista de objetivos galácticos para el telescopio espacial James Webb, que debería comenzar pronto con las observaciones científicas. El ‘Universo temprano’ y las ‘Galaxias a lo largo del tiempo’ son dos de los objetivos científicos generales del JWST. “La sensibilidad infrarroja sin precedentes de Webb ayudará a los astrónomos a comparar las galaxias más débiles y tempranas con las grandes espirales y elípticas de hoy, ayudándonos a comprender cómo se ensamblan las galaxias durante miles de millones de años”, escribe la NASA. La lista de objetivos de 3D-DASH ayudará a avanzar en esos objetivos.

Proyectos como COSMOS Y 3D-DASH son tan importantes para ayudarnos a comprender la formación y el origen de nuestra propia galaxia. Si bien es cierto que todavía no tenemos todas las respuestas sobre el funcionamiento del universo, y algunas dudas tal vez no lleguemos a resolverlas jamás. Pero si nos ayudan a comprender mejor el universo, nuestra existencia y hasta donde podremos llegar en el futuro. Además de que obtenemos pruebas y conocimiento que tiran por la borda aquellas creencias erróneas y disfuncionales y que muchas veces perjudican nuestra existencia.