Artista de la escala logarítmica de la concepción del universo observable. Las galaxias dan paso a la gran escala… estructura y el plasma caliente y denso del Big Bang en las afueras. Tratar de averiguar cuántas galaxias existen dentro del Universo es una de las grandes misiones cósmicas de nuestro tiempo.,
El usuario de Wikipedia Pablo Carlos Budassi
Cuando miras el cielo nocturno, a través del velo de las estrellas y el plano de la Vía Láctea cerca, no puedes evitar sentirte pequeño ante el gran abismo del universo que se encuentra más allá. A pesar de que casi todos ellos son invisibles a nuestros ojos, nuestro universo observable, que se extiende a decenas de miles de millones de años luz en todas las direcciones, contiene un número fantásticamente grande de galaxias dentro de él.,
la cantidad de galaxias que hay ahí fuera solía ser un misterio, con estimaciones que aumentaban de miles a millones a miles de millones, todo a medida que la tecnología del telescopio mejoraba. Si hiciéramos la estimación más sencilla usando la mejor tecnología de hoy, diríamos que hay 170 mil millones de galaxias en nuestro universo. Pero sabemos más que eso, y nuestra estimación moderna es aún más grande: dos billones de galaxias. Así es como llegamos allí.
nuestros estudios de galaxias más profundas pueden revelar objetos a decenas de miles de millones de años luz de distancia, pero incluso con…, tecnología ideal, habrá una gran distancia entre la galaxia más lejana y el Big Bang. En algún momento, nuestra instrumentación simplemente no puede revelarlos todos.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
En un mundo ideal, nos gustaría contar con todos ellos. Apuntábamos nuestros telescopios al cielo, cubríamos todo, recogíamos cada fotón emitido en nuestro camino, y detectábamos cada objeto que estaba ahí fuera, sin importar cuán débil fuera., Con una tecnología arbitrariamente buena y una cantidad infinita de recursos, simplemente mediríamos todo en el universo, y eso nos enseñaría cuántas galaxias hay ahí fuera.
pero en la práctica, eso no funcionará. Nuestros telescopios tienen un tamaño limitado, lo que a su vez limita la cantidad de fotones que pueden recolectar y las resoluciones que pueden lograr. Hay un equilibrio entre lo débil que es un objeto que puedes ver y la cantidad de cielo que puedes absorber a la vez. Parte del universo está oscurecido por la materia que interviene., Y cuanto más distante está un objeto, más débil aparece; en algún momento, una fuente está lo suficientemente lejos como para que incluso observando durante un siglo no revele tal Galaxia.
Las estrellas y galaxias que vemos hoy en día no existen siempre, y cuanto más atrás vamos, más cerca… el universo se vuelve perfectamente suave, pero hay un límite a la suavidad que podría haber logrado, de lo contrario no tendríamos ninguna estructura en absoluto hoy. Para explicarlo todo, necesitamos una modificación del Big Bang: La inflación cosmológica.
NASA, ESA, and A., Feild (STScI)
así que lo que podemos hacer, en su lugar, es ver una porción clara del universo sin intervenir la materia, Las estrellas o las galaxias lo más profundamente posible. Cuanto más tiempo mires fijamente un solo trozo de cielo, más luz recogerás y más revelarás sobre él. Hicimos esto por primera vez a mediados de la década de 1990 con el Telescopio Espacial Hubble, apuntando a un trozo de cielo que se sabía que no tenía prácticamente nada en él, y simplemente sentarnos en ese lugar y dejar que el universo revelara lo que estaba presente.,
la región en blanco del cielo, que se muestra en la caja amarilla en forma de L, fue la región elegida para ser la observación… ubicación de la imagen original del Campo Profundo del Hubble. Sin estrellas o galaxias conocidas dentro de ella, en una región desprovista de gas, polvo o materia conocida de cualquier tipo, este era el lugar ideal para mirar al abismo del universo vacío.
NASA / Digital Sky Survey, STScI
fue una de las estrategias más arriesgadas de todos los tiempos., Si fallara, habría sido una pérdida de más de una semana de tiempo de observación en el recientemente corregido Telescopio Espacial Hubble, el observatorio más buscado para tomar datos. Pero si tenía éxito, prometía revelar una visión del universo de una manera que nunca habíamos visto antes.
recogimos datos de cientos de órbitas, a través de una multitud de longitudes de onda diferentes, con la esperanza de revelar galaxias que eran más débiles, más distantes y más difíciles de ver que cualquier otra que habíamos detectado antes. Esperábamos saber cómo era realmente el universo ultra-distante., Y cuando esa primera imagen finalmente fue procesada y liberada, obtuvimos una vista diferente a cualquier otra.
El original de Campo Profundo del Hubble, por primera vez, reveló algunas de las galaxias más… galaxias lejanas jamás vistas. Solo con una vista de larga exposición y de múltiples longitudes de onda del Universo ultra distante podríamos esperar revelar estos objetos nunca antes vistos.
R. Williams (STScI), el equipo de Campo Profundo del Hubble y la NASA
en todas partes, en todas las direcciones, había galaxias. No solo unos pocos, sino miles y miles de ellos., El universo no estaba vacío y no estaba oscuro; estaba lleno de fuentes que emitían luz. Por lo que pudimos ver, las estrellas y las galaxias estaban agrupadas y agrupadas en todas partes.
Pero había otros límites. Las galaxias más distantes están atrapadas en la expansión del Universo, causando que las galaxias distantes se corran hacia el rojo más allá del punto donde nuestros telescopios ópticos y de infrarrojo cercano (como el Hubble) podrían detectarlas. Los tamaños finitos y los tiempos de observación significaron que solo se podían ver las galaxias por encima de un cierto umbral de brillo., Y galaxias muy pequeñas, de baja masa, como la Segue 3 en nuestro propio patio trasero, serían demasiado débiles y pequeñas para resolverlas.
Sólo aproximadamente 1000 estrellas están presentes en la totalidad de las galaxias enanas Transición 1 y Transición 3,… que tiene una masa gravitacional de 600.000 Soles. Las estrellas que componen el satélite enano Segue 1 están rodeadas aquí. Si la nueva investigación es correcta, entonces la materia oscura obedecerá a una distribución diferente dependiendo de cómo la formación estelar, a lo largo de la historia de la Galaxia, la haya calentado.,
observatorios Marla Geha y Keck
para que pudiéramos superar nuestros límites tecnológicos desde esa imagen de mediados de la década de 1990, pero aún así, nunca pudimos obtener todas las galaxias. El mejor intento que hemos hecho fue el campo profundo extremo del Hubble (XDF), que representaba una imagen compuesta de datos ultravioleta, ópticos e infrarrojos. Al observar solo una pequeña porción del cielo tan pequeña que tomaría 32 millones de ellos para cubrir todas las direcciones posibles que podríamos mirar, acumulamos un total de 23 días de datos.,
apilando todo en una sola imagen reveló algo nunca antes visto: un total de aproximadamente 5.500 galaxias. Esto representaba la mayor densidad de galaxias jamás observada a través de un haz estrecho en forma de lápiz en el espacio.
varias campañas de larga exposición, como el Hubble eXtreme Deep Field (XDF) mostrado aquí, han revelado… miles de galaxias en un volumen del Universo que representa una fracción de una millonésima parte del cielo., Pero incluso con todo el poder del Hubble, y todo el aumento de las lentes gravitacionales, todavía hay galaxias más allá de lo que somos capaces de ver.
NASA, ESA, H. Teplitz y M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), y Z. Levay (STScI)
por lo tanto, se podría pensar que podríamos estimar el número de galaxias en el universo tomando el número que observamos en esta imagen y multiplicándolo por el número de imágenes que se necesitarían para cubrir todo el cielo.,
de hecho, se puede obtener un número espectacular al hacerlo: 5500 multiplicado por 32 millones resulta en una increíble 176 mil millones de galaxias.
pero eso no es una estimación; es un límite inferior. En ninguna parte de esa estimación aparecen las galaxias demasiado débiles, demasiado pequeñas o demasiado cercanas a otra. En ninguna parte aparecen las galaxias oscurecidas por el gas neutro y el polvo, ni tampoco las galaxias localizadas más allá de las capacidades de corrimiento al rojo del Hubble. Sin embargo, así como esas galaxias existen cerca, también deberían existir en el universo joven y distante.,
Galaxias comparable a la actual vía Láctea son numerosos, pero más joven galaxias que son Lechoso… Way-like son inherentemente más pequeñas, más azules, más caóticas y más ricas en gas en general que las galaxias que vemos hoy en día. Para las primeras galaxias de todas, esto debe ser llevado al extremo, y sigue siendo válido hasta donde hemos visto.
NASA y ESA
El gran ingrediente que necesitamos para llegar a una estimación verdadera, entonces, es cómo se forma la estructura con precisión en el universo., Si podemos ejecutar una simulación que comience con:
- Los ingredientes que componen el universo,
- Las condiciones iniciales correctas que reflejan nuestra realidad,
- y las leyes correctas de la física que describen la naturaleza,
podemos simular cómo evoluciona tal Universo. Podemos simular cuando las estrellas se forman, cuando la gravedad atrae la materia en colecciones lo suficientemente grandes como para crear galaxias, y comparar lo que nuestras simulaciones predicen con el universo, tanto cercano como lejano, que realmente observamos.,
quizás sorprendentemente, hay más galaxias en el universo temprano que en la actualidad. Pero como era de esperar, son más pequeños, menos masivos, y están destinados a fusionarse en las viejas espirales y elípticas que dominan el universo que habitamos en la actualidad. Las simulaciones que mejor coinciden con la realidad contienen materia oscura, energía oscura y pequeñas fluctuaciones de semillas que crecerán, con el tiempo, en estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias.,
más notablemente, cuando miramos las simulaciones que coinciden mejor con los datos observados, podemos extraer, basado en nuestra comprensión más avanzada, qué grupos de estructura deberían equipararse a una galaxia dentro de nuestro universo.
Una simulación de la estructura a gran escala del Universo. Identificar qué regiones son densas y… lo suficientemente masivo como para corresponder a las galaxias, incluyendo el número de galaxias que existen, es un desafío al que los cosmólogos apenas están llegando.
Dr., Zarija Lukic
Cuando hacemos exactamente eso, obtenemos un número que no es un límite inferior, sino más bien una estimación del número real de galaxias contenidas dentro de nuestro universo observable. La notable respuesta?
a partir de hoy, dos billones de galaxias deberían existir dentro de nuestro universo observable.
sin embargo, ese número es tan notablemente diferente de la estimación del límite inferior que se nos ocurrió de la imagen de Campo Profundo extremo del Hubble., Dos billones contra 176 billones significa que más del 90% de las galaxias dentro de nuestro universo están más allá de las capacidades de detección del observatorio más grande de la humanidad, incluso si buscamos durante casi un mes a la vez.
dos galaxias cercanas como se ve en la vista ULTRAVIOLETA del campo mercancías-Sur, una de las cuales es… formando activamente nuevas estrellas (azul) y la otra que es solo una galaxia normal. En el fondo, se pueden ver galaxias distantes con sus poblaciones estelares también., A pesar de que son más raras, todavía hay galaxias tardías que forman activamente cantidades masivas de nuevas estrellas.
NASA, ESA, P. Oesch (Universidad de Ginebra) y M. Montes (Universidad de Nueva Gales del Sur)
con el tiempo, las galaxias se fusionaron y crecieron, pero las galaxias pequeñas y débiles aún permanecen hoy en día. Incluso en nuestro propio grupo Local, todavía estamos descubriendo galaxias que contienen solo miles de estrellas, y el número de galaxias que conocemos ha aumentado a más de 70., Las galaxias más débiles, más pequeñas y distantes de todas continúan sin ser descubiertas, pero sabemos que deben estar allí. Por primera vez, podemos estimar científicamente cuántas galaxias hay en el universo.
el siguiente paso en el gran rompecabezas cósmico es encontrar y caracterizar tantos de ellos como sea posible, y entender cómo creció el universo. Liderados por el Telescopio Espacial James Webb y la próxima generación de observatorios terrestres, incluidos LSST, GMT y el ELT, estamos listos para revelar el universo nunca visto hasta ahora.