«Luz fantasmal» procedente de la destrucción masiva de galaxias

La luz intracumular (intra-cluster light, en inglés) –la “luz fantasmal” de los cúmulos de galaxias- proviene de estrellas en cúmulos que no están unidas gravitacionalmente a ninguna galaxia en particular. Según la predicción teórica, enormes fuerzas de marea destruirían las galaxias y forzarían a sus estrellas a vagar libremente por los cúmulos. De esta manera, conocer las propiedades de esta luz intracumular nos ofrece pistas sobre la formación y evolución de los cúmulos de galaxias. Sin embargo, el gran problema al que se enfrentan los astrónomos al estudiar esta luz es que es muy débil y, por lo tanto, difícil de observar. También debe estudiarse a una cierta distancia del cúmulo, para no estar contaminados por la luz proveniente de las partes más externas de las galaxias que forman parte del mismo.

Utilizando los datos más profundos de cúmulos de galaxias obtenidos gracias al telescopio espacial Hubble, investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL) han podido estudiar, por primera vez en detalle, las propiedades de esta luz hasta distancias de 350 mil años luz en el cúmulo Abell 2744, que se encuentra a unos 4 mil millones de años luz (z~0,3) de nosotros. Para ello han usado los datos de un nuevo cartografiado -el “Hubble Frontier Fields” (Campos Frontera del Hubble)- que el telescopio Hubble está realizando y que incluye 6 cúmulos de galaxias con una profundidad sin precedentes. El estudio se ha publicado en la revista especializada Astrophysical Journal.

“Es un trabajo novedoso que supone –subraya Mireia Montes, primera autora del artículo- un antes y un después en nuestro entendimiento sobre la formación y evolución de los cúmulos de galaxias, ya que hasta ahora los estudios sobre la luz intracumular habían contado con serias limitaciones en profundidad y en cubrimiento espectral para poder derivar edades y metalicidades de las estrellas que la emiten.”

Estas observaciones en varias longitudes de onda (óptico e infrarrojo) son las más profundas que se han hecho de cúmulos de galaxias hasta la fecha. Inicialmente, el proyecto “Hubble Frontier Fields” fue concebido para el estudio de galaxias muy lejanas aprovechando las propiedades gravitacionales de estos cúmulos, los cuales actúan como una especie de lente que magnifica los objetos pequeños y débiles que se encuentran detrás. “No obstante –advierte Montes-, la profundidad de estas imágenes permite un estudio detallado del propio cúmulo, lo que las convierte en imágenes ideales para analizar la luz intracumular”. Usar imágenes tan profundas permite trazar esta luz difusa a grandes distancias y, por lo tanto, evitar la contaminación causada por las partes más externas de las galaxias. Además, la combinación de imágenes de varias longitudes de onda -desde el óptico al infrarrojo- permite discernir las poblaciones estelares que contribuyen a esta luz.

“El resultado del estudio demuestra –explica Ignacio Trujillo, segundo autor del artículo- que las galaxias que potencialmente pueden crear esta luz intracumular son muy parecidas a la Vía Láctea y que empezaron a caer en Abell 2744 hace 9.000 millones de años. La cantidad de masa que se observa en forma de esta luz es equivalente a la destrucción de entre 4 y 6 galaxias como la nuestra.” Este resultado es acorde con las teorías actuales de formación de galaxias donde las grandes estructuras tienden a crecer añadiendo estructuras más pequeñas (modelo jerárquico).