Las galaxias Lyman-break son galaxias formadoras de estrellas con un alto corrimiento al rojo que se seleccionan utilizando la apariencia diferente de la galaxia en varios filtros de imagen debido a la posición del límite Lyman . La técnica se ha utilizado principalmente para seleccionar galaxias con corrimientos al rojo de z = 3–4 utilizando filtros ultravioletas y ópticos , pero el progreso en la astronomía ultravioleta y en la astronomía infrarroja ha permitido el uso de esta técnica en corrimientos al rojo más bajos [1] y más altos utilizando filtros ultravioleta e infrarrojo cercano.
La técnica de selección de galaxias por ruptura de Lyman se basa en el hecho de que la radiación a energías más altas que el límite de Lyman en 912 Å es absorbida casi por completo por el gas neutro alrededor de las regiones de formación estelar de las galaxias. En el marco de reposo de la galaxia emisora, el espectro emitido es brillante en longitudes de onda mayores que 912 Å, pero muy tenue o imperceptible en longitudes de onda más cortas; esto se conoce como " pérdida " o "ruptura" y se puede utilizar para encontrar la posición del límite de Lyman. La luz con una longitud de onda menor que 912 Å está en el rango del ultravioleta lejano y está bloqueada por la atmósfera de la Tierra, pero para galaxias muy distantes las longitudes de onda de la luz se estiran considerablemente debido a la expansión del Universo . Para una galaxia con un corrimiento al rojo z = 3, la ruptura de Lyman parecerá estar en longitudes de onda de aproximadamente 3600 Å, que es lo suficientemente larga para ser detectada por telescopios terrestres o espaciales .
Las galaxias candidatas con un corrimiento al rojo z = 3 pueden seleccionarse buscando galaxias que aparezcan en imágenes ópticas (que son sensibles a longitudes de onda mayores que 3600 Å), pero que no aparezcan en imágenes ultravioleta (que son sensibles a la luz en longitudes de onda menores que 3600 Å). La técnica puede adaptarse para buscar galaxias con otros corrimientos al rojo eligiendo diferentes conjuntos de filtros; el método funciona siempre que las imágenes puedan tomarse a través de al menos un filtro por encima y por debajo de la longitud de onda del límite de Lyman con corrimiento al rojo. Para confirmar el corrimiento al rojo estimado por la selección de color, se realiza una espectroscopia de seguimiento . Aunque las mediciones espectroscópicas son necesarias para obtener un corrimiento al rojo de alta precisión, la espectroscopia suele requerir mucho más tiempo que la obtención de imágenes, por lo que la selección de galaxias candidatas mediante la técnica de ruptura de Lyman mejora en gran medida la eficiencia de los estudios de galaxias con corrimiento al rojo alto. [2] [3]
La cuestión de su emisión en el infrarrojo lejano sigue siendo central para el estudio de las galaxias Lyman-break, con el fin de comprender mejor su evolución y estimar su tasa total de formación estelar. Hasta ahora, solo se ha detectado una pequeña muestra en el infrarrojo lejano. La mayoría de los resultados individuales se basan en información obtenida de galaxias Lyman-break con efecto lente o del ultravioleta en reposo, o de unos pocos objetos detectados por el satélite Herschel [1] o utilizando la técnica de apilamiento [4] que permite a los investigadores obtener valores promedio para galaxias Lyman-break no detectadas individualmente.
Pero, recientemente, las técnicas de apilamiento en alrededor de 22.000 galaxias permitieron, por primera vez, recolectar cierta información estadística sobre las propiedades del polvo de las LBG. [5]
En febrero de 2022, los astrónomos informaron el descubrimiento de dos galaxias de ruptura Lyman, llamadas HD1 y HD2 , en z~12-13, basándose en estudios que utilizaron la técnica Lyman. [6] [7] Observe también GLASS-z12 , una galaxia distante descubierta por el telescopio espacial James Webb en julio de 2022.