Una inusual galaxia enana de bajo brillo superficial, fue descubierta en el borde de la Galaxia de Andrómeda utilizando diversas instalaciones de NOIRLab de NSF. La galaxia, llamada Pegasus V, fue detectada primero como parte de una búsqueda sistemática de galaxias enanas de Andrómeda, coordinada por el astrónomo David Martínez-Delgado del Instituto de Astrofísica de Andalucía, España, luego que el astrónomo aficionado Giuseppe Donatiello encontrara una intrigante “mancha” en los datos de una fotografía contenida en el Estudio del Legado de Imágenes DESI [1]. La imagen fue obtenida con la Cámara de Energía Oscura, fabricada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, que se encuentra instalada en el telescopio Víctor Blanco de 4 metros, en Cerro Tololo (CTIO), en Chile. Los datos se procesaron a través del Community Pipeline, una iniciativa operada por el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) de NOIRLab.

Observaciones de seguimiento realizadas con posterioridad por astrónomos profesionales en el gran telescopio de Gemini Norte, con el instrumento GMOS, detectaron estrellas de bajo brillo en Pegasus V y confirmaron que se trata de una galaxia enana de bajo brillo superficial, ubicada en los bordes de la Galaxia de Andrómeda. Ubicado en la isla grande de Hawai‘i, Gemini Norte corresponde a la versión boreal del Observatorio Gemini.

Las observaciones con Gemini revelaron que la galaxia parece ser extremadamente pobre en elementos pesados, comparada con galaxias enanas similares, lo que da a entender que se trata de una galaxia muy antigua y probablemente corresponde a un fósil de las primeras galaxias en el universo.

“Encontramos una galaxia de bajo brillo superficial cuyas estrellas se formaron en una época muy temprana del universo", comentó Michelle Collins, astrónoma de la Universidad de Surrey, del Reino Unido, y autora del artículo científico que anuncia el descubrimiento. “Esta es la primera vez que encontramos una galaxia de bajo brillo alrededor de la galaxia de Andrómeda, utilizando un estudio astronómico que no fue específicamente diseñado para esta tarea”.

Las galaxias con bajo brillo superficial se las considera como fósiles de las primeras galaxias que se formaron y son verdaderas pistas sobre la formación de las primeras estrellas. Si bien los astrónomos esperan que el universo esté repleto de galaxias de bajo brillo como Pegasus V, no han descubierto las suficientes de acuerdo a lo que predicen las teorías. Si realmente hay menos galaxias de bajo brillo que las esperadas, esto sería un problema serio para la comprensión de los astrónomos sobre la materia oscura y la cosmología.

Por eso, el descubrimiento de este tipo de galaxias es una tarea importante, pero también difícil. Es extremadamente complejo detectarlas, ya que aparecen como un puñado de pocas estrellas dispersas y escondidas en vastas imágenes del cielo.

El problema con estas galaxias de bajo brillo es que contienen muy pocas de las estrellas brillantes que usualmente utilizamos para identificar galaxias y medir sus distancias” explicó Emily Charles, estudiante de Doctorado de la Universidad de Surrey que también está involucrada en el estudio.“El espejo de 8,1 metros de Gemini nos permitió encontrar estrellas antiguas y de bajo brillo que nos permitieron medir la distancia a Pegasus V y determinar que se trata de una población estelar extremadamente antigua”.

La gran concentración de estrellas antiguas que el equipo encontró en Pegasus V sugiere que el objeto es un fósil de las primeras galaxias. Comparada con las otras galaxias difusas alrededor de Andrómeda, Pegasus V parece excepcionalmente antigua y pobre en metales, lo que indica que la formación de estrellas en su interior cesó muy pronto.

“Esperamos que estudios específicos sobre las propiedades químicas de Pegasus V entreguen información clave sobre los períodos más tempranos de formación estelar”, precisó Collins. “Esta pequeña galaxia fósil del universo primitivo puede ayudarnos a comprender cómo las galaxias se forman, y si nuestra comprensión de la materia oscura es correcta”.

Por su parte, el Jefe del Programa Gemini en la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, Martin Still, expresó que “el telescopio de acceso público Gemini Norte, proporciona una variedad de capacidades para la comunidad astronómica. En este caso, Gemini apoyó a este equipo internacional para confirmar la presencia de una galaxia enana, asociarla físicamente con la galaxia de Andrómeda, y determinar la naturaleza deficiente en metales de su población estelar".

Las próximas instalaciones astronómicas están preparadas para entregar más información sobre las galaxias difusas. Pegasus V fue testigo de un período en la historia del universo conocido como la época de la reionización, al igual que otros objetos que pronto serán observados con el Telescopio Espacial James Webb. Los astrónomos también esperan descubrir otras galaxias similares en el futuro con el Observatorio Vera C. Rubin, un Programa de NOIRLab de NSF. El Observatorio Rubin llevará a cabo un estudio sin precedentes del cielo nocturno, de una década de duración, llamado Estudio del Legado del Espacio y Tiempo (LSST por sus siglas en inglés).

Notas

[1] El Estudio de Legado de Imágenes DESI fue realizado para identificar objetivos para las operaciones del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI). Estos estudios incluyen una combinación única de tres proyectos que han observado un tercio del cielo nocturno: el Estudio del Legado de la Cámara de Energía Oscura (DECaLS), observado por la Cámara de Energía Oscura (DECam) que fue construida por DOE y que se encuentra en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4-metros, en el Observatorio de Cerro Tololo (CTIO), en Chile; el Estudio del Legado Mayall banda-z (MzLS), por la cámara Mosaic3 que se encuentra en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4-metros, ubicado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO); y el Estudio del Cielo Beijing-Arizona Sky (BASS), por la cámara 90Prime, instalada en el Telescopio Bok 2.3-meter, que es propiedad y que está operado por la Universidad de Arizona, y se encuentra en KPNO. CTIO y KPNO son Programas de NOIRLab de NSF.

[2] Pegasus V se llama así porque es la quinta galaxia enana descubierta en la constelación de Pegasus. La separación en el cielo entre Pegasus V y la Galaxia de Andrómeda es cerca de 18,5 grados.

Más Información

Esta investigación fue presentada en un artículo científico titulado “Pegasus V — a newly discovered ultra-faint dwarf galaxy on the outskirts of Andromeda” que será publicado en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El equipo científico estaba compuesto por Michelle L. M. Collins (Physics Department, University of Surrey, UK), Emily J. E. Charles (Physics Department, University of Surrey, UK), David Martínez-Delgad (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain), Matteo Monelli (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) and Universidad de La Laguna, Spain), Noushin Karim (Physics Department, University of Surrey, UK), Giuseppe Donatiello (UAI – Unione Astrofili Italiani, Italy), Erik J. Tollerud (Space Telescope Science Institute, USA), Walter Boschin (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Universidad de La Laguna, and Fundación G. Galilei - INAF (Telescopio Nazionale Galileo), Spain).

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSFNRC–CanadaANID–ChileMCTIC–BrasilMINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

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Newswise: Descubren nueva galaxia en imágenes tomadas en Cerro Tololo

Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA Acknowledgment: Image processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)

Caption: La galaxia enana de bajo brillo superficial, Pegasus V. Una galaxia enana de bajo brillo y única en su especie, fue descubierta en los bordes exteriores de la Galaxia de Andrómeda gracias a los agudos ojos de un astrónomo aficionado que examinaba los datos de archivo de la Cámara de Energía Oscura, fabricada por el Departamento de Energía de EE. UU. e instalada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros, en el Observatorio de Cerro Tololo (CTIO), y que fueron procesados por el Community Science and Data Center (CSDC). El seguimiento posterior realizado por astrónomos profesionales utilizando el Observatorio Internacional Gemini, reveló que la galaxia enana, Pegasus V, contiene muy pocos elementos pesados y es probable que sea un fósil de las primeras galaxias. Las tres instalaciones involucradas en el hallazgo son programas de NOIRLab de NSF.

Newswise: Descubren nueva galaxia en imágenes tomadas en Cerro Tololo

Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA Acknowledgment: Image processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)

Caption: La galaxia enana de bajo brillo superficial, Pegasus V (en el círculo). Una galaxia enana de bajo brillo y única en su especie fue descubierta en los bordes exteriores de la Galaxia de Andrómeda gracias a los agudos ojos de un astrónomo aficionado que examinaba los datos de archivo de la Cámara de Energía Oscura, fabricada por el Departamento de Energía de EE. UU. e instalada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros, en el Observatorio de Cerro Tololo (CTIO), y que fueron procesados por el Community Science and Data Center (CSDC). El seguimiento posterior realizado por astrónomos profesionales utilizando el Observatorio Internacional Gemini, reveló que la galaxia enana, Pegasus V, contiene muy pocos elementos pesados y es probable que sea un fósil de las primeras galaxias. Las tres instalaciones involucradas en el hallazgo son programas de NOIRLab de NSF.

CITATIONS

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society