El Telescopio Espacial Herschel descubre las fuentes del fondo cósmico infrarrojo

Imágenes del PACS (Arreglo Fotodetector de Cámara y Espectómetro>) del Telescopio Espacial Herschel del campo de "GOODS-N" (Grandes Observatorios para Relevamiento Profundo de los Orígenes en el hemisferio Norte) en la constelación de la Osa Mayor, en las longitudes de onda de infrarrojo lejano entre 100 y 160 µm. Las galaxias con alto corrimiento al rojo (es decir, la mayor distancia cosmológica) o con el polvo más frío se muestran en rojo, mientras que las galaxias cercanas aparecen en azul. Crédito de la imagen: ESA

Un débil campo de radiación cósmica infrarroja que llega a la Tierra desde todas las direcciones contiene mensajes todavía no descifrados sobre la evolución de las galaxias

Usando las primeras observaciones con el Instrumento PACS a bordo del Telescopio Espacial Herschel de la ESA, científicos del Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre y otras instituciones, tienen por primera vez resuelta más de la mitad de esta radiación en sus fuentes constituyentes. Las observaciones con el Herschel abren el camino hacia la comprensión de las propiedades de estas galaxias, y al rastreo del lado polvoriento de la evolución galáctica.

A mediados de la década de 1990, al analizar los datos de la nave espacial COBE de la NASA los científicos descubrieron una radiación débil en la parte del infrarrojo lejano del espectro electromagnético, que llega a la Tierra con la misma intensidad en todas las direcciones del espacio. Inmediatamente, se sospechó que es la emisión total de muchas galaxias distantes en el universo temprano, liberando la misma cantidad de energía en el infrarrojo lejano que la que nos llega de la luz visible de las galaxias distantes de manera similar. Considerando que la luz visible nos habla de las estrellas en las galaxias, el infrarrojo lejano es emitida por el polvo frío que oculta las estrellas recién formadas. Sin embargo, la identificación de estas galaxias polvorientas sorprendentemente numerosas ha sido difícil. Los telescopios espaciales son necesarios para detectar la emisión infrarroja lejana, ya que es absorbida por la atmósfera de la Tierra. Anteriormente los telescopios espaciales infrarrojos han detectado luz infrarroja sólo de las más brillantes de las galaxias que forman este fondo cósmico. Para recoger toda la información acerca de los objetos más débiles, los astrónomos han de basarse en pruebas indirectas basadas en la radiación de longitud de onda más corta.

El Observatorio Espacial Herschel de la ESA, lanzado en mayo de 2009, es el telescopio espacial más grande jamás construido con un espejo de 3,5 m de diámetro. Su instrumento PACS está diseñado para tomar imágenes de alta resolución del cielo en longitudes de onda del infrarrojo lejano de 70 a 160 µm, exactamente donde se recibe la mayor parte de las emisiones del fondo cósmico de infrarrojo. "Después de la salida xxxxxde nuestro instrumento, nuestro anhelo es obtener las primeras observaciones del infrarrojo lejano profundo del cielo", dice Alberto Poglitsch, investigador principal del PACS.

Para un total de 30 horas en octubre, el PACS ha observado un pequeño pedazo de cielo en la constelación de la Osa Mayor, cerca de un cuarto del tamaño de la luna llena. "Ya en estas primeras observaciones, hemos resuelto aproximadamente el 60% del fondo cósmico infrarrojo de esta región del cielo en diferentes fuentes bien detectadas", dice Dieter Lutz, de la asociación de científicos de cinco institutos europeos que han obtenido los datos. "Y este es sólo el principio. Sin embargo, las observaciones más sensibles seguirán pronto, y seremos capaces de comprender en detalle la época de la actividad y las propiedades de las galaxias que producen el fondo cósmico infrarrojo, ahora que hemos depositado hacia abajo."

Las imágenes PACS del campo de GOODS-N se obtuvieron como parte del programa "PACS Evolutionary Probe" (PEP) por un consorcio que incluye a científicos del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (Alemania), CEA Saclay (Francia), el Instituto de Astrofísica de Canarias (España), el Istituto Nazionale di Astrofisica (Italia), y el Centro de Ciencia de Herschel, dirigido por Dieter Lutz (MPE Garching).

El instrumento PACS ha sido diseñado y construido por un consorcio de institutos y departamentos universitarios de toda Europa bajo la dirección del investigador principal Albrecht Poglitsch con sede en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Garching, Alemania. Los miembros del consorcio son: Austria: UVIE; Bélgica: PIEM, KUL, CSL; Francia: CEA, OAMP; Alemania: MPE, MPIA; Italia: IFSI, OAP / AOT, OAA / CAISMI, LENTE, SISSA; España: IAC; Hungría: Konkoly; EE.UU.: NHSC.

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Herschel Space Telescope uncovers the sources of the Cosmic Infrared Background