Un grupo de investigadores ha medido la distancia a la galaxia GN-z11. Ya era conocida por ser la más antigua observada, pero ahora, también han determinado que es la más lejana. Pero conseguir realizar esa observación no ha sido nada sencillo, por la distancia que nos separa…
La galaxia GN-z11 es una vieja conocida
Desde hace ya unos años, la galaxia GN-z11 es conocida como una de las más distantes del universo y una de las más antiguas. Ahora, un grupo de investigadores ha recurrido al telescopio Keck I para estudiarla más a fondo. Han determinado que la galaxia no solo es la más antigua observable, también la más distante. Tanto, que define el límite del universo observable. Los investigadores esperan que el estudio pueda permitir entender mejor los primeros instantes del cosmos. La historia de sus primeros cientos de millones de años.
En este caso, el estudio nace del objetivo de intentar determinar cuál es la galaxia más lejana que podemos observar y, después, intentar entender cuál fue su proceso de formación. Algo posible gracias a que, con el paso del tiempo, las herramientas a nuestra disposición son cada vez más potentes y sofisticadas. Es, por otra parte, un prometedor vistazo a lo que nos espera en el futuro. En la década de 2020 veremos diferentes telescopios, como James Webb, o el Telescopio Extremadamente Grande, que entrarán en funcionamiento y expandirán nuestra capacidad.
Los investigadores han explicado que GN-z11, gracias a estudios anteriores, ya era conocida como la galaxia más distante detectable. O, al menos, una de las más distantes, a 13 400 millones de años-luz. El reto, sin embargo, es conseguir comprobar que esa distancia es correcta. En casos tan extremos, es difícil conseguir mediciones todo lo precisas que sería deseable. Pero parece que lo han logrado, prestando mucha atención al desplazamiento al rojo. El fenómeno por el que la luz, de un objeto, se estira al alejarse de nosotros.
El estudio de la luz de una galaxia
Los investigadores explican, además, que se han fijado en las señales de elementos químicos presentes en la luz de la galaxia. El espectro electromagnético es una herramienta tremendamente poderosa. La presencia de ciertos elementos provoca que haya secciones, del espectro, que sean absorbidas, de forma que se producen huecos en un patrón que debería ser continuo. Cada elemento produce un patrón diferente y, por tanto, es posible determinar cuál es la composición de aquel objeto que se esté estudiando, basta con captar su luz.
Esto es útil para el estudio de la composición de galaxias, en su conjunto, así como de estrellas e, incluso de las atmósferas de exoplanetas observados. Es esta misma técnica, en esencia, la que permitirá analizar la atmósfera de un exoplaneta con la esperanza de encontrar elementos que podrían indicar que estamos ante un mundo habitable. Algo en lo que el telescopio James Webb será muy útil. Sea como fuere, en este caso en particular, los investigadores explican que se puede analizar la distancia a partir de lo estirada que está esa luz.
Es decir, en función de lo estirada que esté la luz y los patrones de esos elementos, es posible determinar qué distancia tiene que haber recorrido desde que inició su viaje hasta nosotros. En ese tiempo, por supuesto, hay que tener en cuenta la expansión del universo. Es decir, inicialmente, la galaxia estaba mucho más cerca de nosotros que en la actualidad. En el caso de GN-z11, recurriendo a la observación de la luz ultravioleta, donde esperaban encontrar la luz desplazada que se correspondería con la presencia de diferentes elementos.
Las propiedades de GN-z11
El telescopio Hubble fue capaz de detectar esas señales, en la luz de GN-z11, en diferentes ocasiones. Sin embargo, los investigadores explican que el telescopio no tiene la resolución suficiente para poder observar la presencia de esos elementos con claridad. Así que recurrieron al telescopio Keck I, en Hawái, para llevar a cabo las observaciones. Este telescopio, mucho más moderno y potente, sí fue capaz de capturar la presencia de los diferentes elementos que se encuentran en la galaxia. Así, se ha podido determinar la distancia con más precisión.
El inconveniente de las distancias, a estas escala,es que no podemos recurrir a las unidades habituales. Es necesario utilizar el sistema de medida de distancias en el espacio. El desplazamiento al rojo se expresa con el valor z y los investigadores explican que se ha logrado obtener un valor que es 100 veces más preciso que el anterior (z=11,09; 10,957 en el estudio). Aun así, añaden que en próximas observaciones será necesario confirmar su medición. Si es así, GN-z11 será la galaxia más distante vista en el universo observable. Al menos por ahora…
Aproximadamente, se calcula que la galaxia tiene apenas un diámetro de 4000 años-luz, muy inferior al de la Vía Láctea. Además, en el momento en que emitió su luz, estaba a 2600 millones de años-luz de nuestra galaxia. La expansión del universo ha provocado que haya tardado 13 400 millones de años en llegar hasta nosotros y que, además, su posición en la actualidad, sea de unos 32 000 millones de años-luz (al tener en cuenta que la expansión del universo es más rápida que la velocidad de la luz). Y todo esto, simplemente analizando un poco de luz…
Estudio
El estudio es L. Jiang, N. Kashikawa, S. Wang et al.; «Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957″. Publicado en la revista Nature Astronomy el 14 de diciembre de 2020. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
