Los astrónomos han estudiado por primera vez el escurridizo brillo tenue que emanan las estrellas que han sido arrancadas de sus hogares y ahora existen como huérfanos cósmicos entre galaxias.
El equipo usó una nueva técnica para estudiar esta llamada «luz intragrupo» y contar la historia de cómo las estrellas desplazadas se entrelazaron a través de un grupo de galaxias. Debido a que estas galaxias se ven como eran hace 2.500 millones de años, la investigación podría hacer una valiosa contribución a nuestra comprensión de la evolución cósmica.
«No sabemos casi nada sobre la luz intragrupo», dijo en un comunicado la científica de la escuela de física de la Universidad de Gales del Sur, Cristina Martínez-Lombilla. “Revelar la cantidad y el origen de la luz intragrupo proporciona un registro fósil de todas las interacciones que ha sufrido un grupo de galaxias y proporciona una visión holística de la historia de interacción del sistema”, dijo Martínez-Lombilla.
Los astrónomos utilizaron una técnica que elimina la luz de todas las demás fuentes, salvo la luz intragrupo. Además de detectar esta luz tenue, el proceso permitió al equipo contar la historia de las estrellas que habitan en el espacio entre las galaxias.
«Analizamos las propiedades de las estrellas dentro del grupo, esas estrellas perdidas entre los grupos de galaxias», Martínez-Lombilla. «Observamos la edad y la abundancia de los elementos que los componían y luego comparamos esas características con las estrellas que aún pertenecen a grupos de galaxias».
El equipo descubrió que la luz intragrupo indica que estas estrellas son más jóvenes y menos ricas en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, denominados metales por los astrónomos, que las estrellas de las galaxias que las rodean.
Esto implica que estas estrellas huérfanas no solo son anacrónicas (parecen pertenecer a un tiempo diferente), sino que parecen tener un origen diferente al de sus estrellas vecinas. De hecho, los astrónomos piensan que las estrellas del intragrupo tienen más en común con las estrellas que ocupan la ‘cola’ nebulosa de una galaxia más distante. «Estos eventos ocurrieron hace mucho tiempo. Las galaxias [que estamos mirando] están tan lejos que las estamos observando como lo estaban hace 2.500 millones de años. Ese es el tiempo que tarda su luz en llegar a nosotros, Martínez-Lombilla dijo en el comunicado.
Usando esta información, el equipo repasó la historia de las estrellas dentro del grupo y cómo llegaron a reunirse en un orfanato estelar entre galaxias. «Creemos que estas estrellas individuales fueron despojadas en algunos puntos de sus galaxias de origen y ahora flotan libremente, siguiendo la gravedad del grupo», explicó Martínez-Lombilla.
Este desprendimiento de estrellas de las galaxias se denomina despojo de mareas y es causado por el paso de galaxias satélite masivas, similares a la Vía Láctea, y su influencia gravitacional que arrastra estrellas a su paso.
El desprendimiento de mareas ocurre cuando la galaxia más grande NGC 2207 separa a la más pequeña IC 2163 como lo ve el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. (Crédito de la imagen: NASA/ESA y The Hubble Heritage Team (STScI))
Para obtener esta primera vista de la luz intragrupo, los astrónomos desarrollaron un proceso especial de tratamiento de imágenes que les permitió analizar la luz más tenue. «Las partes más brillantes de la luz intragrupo son unas 50 veces más débiles que el cielo nocturno más oscuro de la Tierra. Es extremadamente difícil de detectar, incluso con los telescopios más grandes de la Tierra o del espacio», dijo Martínez-Lombilla.
Para hacer esto, el equipo tuvo que idear su propio método para ver esta luz tenue. «Hemos desarrollado un procedimiento de tratamiento de imágenes personalizado que nos permite analizar las estructuras más tenues del universo. Sigue los pasos estándar para el estudio de estructuras tenues en imágenes astronómicas, lo que implica el modelado 2D y la eliminación de toda la luz excepto la que proviene de la luz intragrupo», añadió Martínez-Lombilla.
Martínez-Lombilla explicó que se trata de bloquear la luz de todas las estrellas brillantes de las imágenes y la luz de las galaxias que suele oscurecer la luz del intragrupo. «El resultado más importante es que cuando se estudian estructuras muy tenues alrededor de las galaxias, cada paso del proceso cuenta, y [toda] la luz indeseable debe tenerse en cuenta y eliminarse», dijo Martínez-Lombilla. «De lo contrario, sus medidas serán incorrectas».
El equipo ahora tiene como objetivo utilizar este proceso más allá de este grupo de galaxias en una gran muestra de agrupaciones similares. “Entonces podemos mirar las estadísticas y descubrir las propiedades típicas con respecto a la formación y evolución de la luz intragrupo y estos sistemas extremadamente comunes de grupos de galaxias”, agregó Martínez-Lombilla.
Debido a que el método de tratamiento del equipo se basa completamente en el lenguaje de codificación Python versátil y de código abierto, Martínez-Lombilla explicó que es muy modular. Esto significa que se puede aplicar fácilmente a diferentes conjuntos de datos de una variedad de telescopios.
“Este es un trabajo clave para preparar la próxima generación de estudios profundos de todo el cielo, como los que se realizarán con el telescopio espacial Euclid y el LSST con el Observatorio Vera C. Rubin”, concluyó Martínez-Lombilla.
La investigación del equipo se publica en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
