ESPACIO Y TIERRA

ESPECIAL 1999

Curso: ESTUDIO DEL UNIVERSO A ALTO CORRIMIENTO AL ROJO A PARTIR DE LAS LÍNEAS DE ABSORCIÓN DE LOS CUÁSARES

 
Prof. Jill Bechtold
Universidad de Arizona
EEUU

"Espero que se produzcan grandes avances en nuestro conocimiento sobre la formación y la evolución de las galaxias antes del lanzamiento del NGST. De hecho, es curioso que me haga esta pregunta, porque el proyecto NGST trata de justificarse en el sentido contrario: han hecho un gran esfuerzo por enumerar las razones por las que el NGST seguirá siendo útil dentro de unos 10 años, especialmente para cartografiados profundos de galaxias. Hasta el lanzamiento del NGST habrá miles de noches de observación en la nueva generación de grandes telescopios terrestres dotados de espectrógrafos multiobjeto en el infrarrojo cercano y de cámaras infrarrojas. Se terminarán los cartografiados más importantes de galaxias, como el Sloan Digital Sky Survey y el cartografiado DEEP del Keck. Se lanzará SIRTF, que llevará a cabo cartografiados profundos de galaxias en el infrarrojo medio y lejano. Con la llegada de grandes detectores de HgCdTe se podrá obtener por primera vez imágenes de gran campo en el infrarrojo. Hay varios proyectos programados para la construcción de telescopios optimizados para la obtención de imágenes de gran campo y para espectroscopia. Me sorprendería que estos nuevos datos no cambiasen la idea que tenemos del Universo temprano antes del lanzamiento del NGST."

"El infrarrojo cercano y el medio son rangos espectrales importantes para el estudio de las galaxias a alto corrimiento al rojo por una serie de razones. Las observaciones en el visible de un objeto a alto corrimiento al rojo corresponden al UV lejano en el sistema en reposo del objeto emisor, con lo cual se produce por las estrellas masivas más jóvenes. Deducir parámetros de interés como la tasa de formación estelar partiendo sólo de datos obtenidos en el visible puede ser inexacto, debido a la amplia corrección necesaria para compensar el enrojecimiento del polvo en el ultravioleta y al hecho de que los cartografiados en el visible seleccionan galaxias que han experimentado formación estelar intensa recientemente. Por otro lado, la distribución espectral en el sistema en reposo en el visible e IR cercano revela poblaciones estelares más viejas, que podrían dominar la masa visible, y permite estudiar galaxias con gran presencia de polvo y muy oscurecidas. Además, hay muchas características espectrales con diagnósticos bien conocidos que están desplazadas hacia el infrarrojo medio con alto corrimiento al rojo, como las emisiones en H alfa y otras líneas de emisión nebulares de regiones HII.

El NGST ganará en sensibilidad a cualquier telescopio terrestre por un factor muy grande, especialmente a longitudes de onda superiores a 2 micras, debido a la débil transmisión atmosférica en el infrarrojo medio y al elevado fondo térmico de los telescopios terrestres. En principio, el NGST puede proporcionar también imágenes limitadas por difracción de un campo mucho mayor de lo que podría hacerlo cualquier telescopio terrestre, incluso utilizando óptica adaptativa. Todavía se debate hasta dónde podrá llegar el NGST en el infrarrojo medio. Nuestro grupo de Arizona propone, por varias razones técnicas, que la longitud de onda límite lógica está en las 40 micras. A lo largo de las 40 micras, el fondo térmico del NGST será un problema.

Por supuesto, hay otras regiones espectrales que también son importantes. Un ejemplo evidente son el rango milimétrico y el submilimétrico. Los grandes interferómetros actuales y en proyecto tienen la resolución espacial y la sensibilidad suficientes para estudiar el rico espectro molecular de regiones de formación estelar a alto corrimiento al rojo. Los estudios de la línea de 21 cm desplazada al rojo complementarán también los realizados en el infrarrojo y en el ultravioleta. Lo que está claro es que cuanto más ancha sea la región espectral estudiada, más información se obtendrá sobre las galaxias."

"La espectroscopía óptica de alta resolución espectral desde tierra estudia el medio intergaláctico mediante la absorción en Lyman alfa para corrimientos al rojo superiores a 2. Las líneas de absorción en el ultravioleta del hidrógeno molecular y las otras líneas de absorción en el UV en el sistema en reposo son accesibles también desde tierra. Los datos obtenidos desde tierra han demostrado que la llamada 'selva' de líneas Lyman alfa está compuesta por estructuras altamente ionizadas en forma de capas o filamentos. La densidad de las estructuras desciende muy rápidamente con el corrimiento al rojo, probablemente porque el gas se precipita hacia el interior de las galaxias. Sin embargo, el medio intergaláctico parece haber sido algo rico en metales en épocas tempranas; sería muy interesante ver cómo se dio exactamente esta circunstancia, aunque también es bastante difícil. Las líneas interestelares permiten medir la metalicidad con precisión y, en principio, ponen fuertes límites a la historia de la nucleosíntesis del gas. La interpretación de las abundancias y las implicaciones para la formación de galaxias está aún sujeta a controversia, a mi modo de ver."

"A principios de los años 70, el astrónomo de Kitt Peak Arthur Hoag empezó a trabajar con autoridades de Tucson y de Pima County para reducir la contaminación lumínica. En 1972, Tucson introdujo una de las primeras normativas para el control de las emisiones luminosas, que contemplaba que las luminarias de los sistemas de alumbrado público debían estar apantalladas y orientadas hacia el suelo. Hace unos diez años, David Crawford, astrónomo de Kitt Peak, y Tim Hunter, de Tucson, fundaron la International Dark-Sky Association, con sede en Tucson. Gracias a sus incansables esfuerzos, en 1991 se declaró ilegal instalar luminarias de vapor de mercurio en Tucson y en Pima County. Se han adoptado normativas similares en otros cincuenta puntos en Arizona, incluidos todos los condados y la mayor parte de sus ciudades. Crawford ha conseguido convencer al público de que las normativas restrictivas del alumbrado público que benefician al trabajo de los astrónomos proporcionan la luz suficiente a las ciudades como para garantizar la seguridad en la vía pública y tienen un impacto positivo, o al menos neutro, a nivel económico.

Sin embargo, desgraciadamente los cielos oscuros de Tucson siguen estando amenazados. El crecimiento inmobiliario está en plena expansión en el sur de Arizona y el impacto ambiental del desarrollo urbanístico es uno de los temas más controvertidos de la política local. El problema medioambiental más acuciante es la creciente escasez de agua potable, pero a veces también se trata el tema de la contaminación lumínica. A principios de este año los constructores trataron de recalificar la zona cercana al Telescopio Multi Espejo (MMT) para poder así construir un gran centro comercial, un campo de golf y unas 8.000 casas en la falda del Monte Hopkins. Entre los que se oponían al proyecto había arqueólogos que habían hallado numerosos yacimientos históricos importantes en la zona y residentes locales amantes del estilo de vida natural del Valle de Santa Cruz. También los astrónomos de la Institución Smithsonian y del MMT se manifestaron en contra de la recalificación de los terrenos, naturalmente por la potencial contaminación lumínica que conlleva. Cuando los constructores amenazaron con denunciar a los astrónomos de la institución reclamándoles 900 millones de dólares si no apoyaban el proyecto, la opinión pública se volcó sin dudarlo a favor de los astrónomos y en contra de los constructores, que se comportaron como matones, y lograron por fin que no se recalificaran los terrenos. Desgraciadamente, estoy segura de que los constructores volverán al ataque con un plan revisado de recalificación el año que viene."

JIL BECHTOLD se licenció en Astronomía por el Instituto Tecnológico de California y se doctoró, en 1985, por la Universidad de Arizona, de la que es Profesora de Astronomía desde 1990.

Su labor investigadora se ha centrado en la astronomía observacional, trabajando con numerosos telescopios tanto terrestres como espaciales y en múltiples rangos del espectro electromagnético: espectroscopía de rayos X, ultravioleta e infrarrojo desde el espacio y visible e infrarrojo desde tierra; espectroscopia submilimétrica y milimétrica y bolometría.

Entre sus campos de trabajo se cuentan el estudio de las regiones de líneas de emisión de los cuásares, las distribuciones de energía espectral en el continuo de núcleos activos de galaxias y de cuásares, la formación y evolución de las galaxias y el medio intergaláctico.

Es Investigadora Principal del espectrógrafo echelle para el telescopio MMT, así como del módulo del instrumento de ciencia integrada del NGST.

Su labor en Astrofísica se ha visto reconocida con varios premios, como el Chretien International Research Grant (1990), de la Sociedad Americana de Astronomía, el Presidential Young Investigator de la National Science Foundation (1989) y el Robert J. Trumper Award de la Sociedad Astronómica del Pacífico (1988).

Jill Bechtold forma o ha formado parte de comités como el Grupo de Trabajo Científico ad-hoc del NGST, el Constellation-X Science Team y el Grupo de Usuarios del satélite ROSAT.

Perteneció también a los tribunales de revisión del HST, el AXAF, el ROSAT, el MIDEX, el Hubble Fellows y el AXAF Fellows.