En astronomía , un estudio de corrimiento al rojo es un estudio de una sección del cielo para medir el corrimiento al rojo de los objetos astronómicos : generalmente galaxias, pero a veces otros objetos como cúmulos de galaxias o quásares. Utilizando la ley de Hubble , el corrimiento al rojo se puede utilizar para estimar la distancia de un objeto a la Tierra . Al combinar el corrimiento al rojo con datos de posición angular, un estudio de corrimiento al rojo mapea la distribución 3D de la materia dentro de un campo del cielo. Estas observaciones se utilizan para medir propiedades estadísticas detalladas de la estructura a gran escala del universo. Junto con las observaciones de la estructura temprana en el fondo cósmico de microondas , estos resultados pueden imponer fuertes restricciones a parámetros cosmológicos como la densidad promedio de la materia [1] [2] y la constante de Hubble. [3]
Generalmente, la construcción de un estudio de corrimiento al rojo implica dos fases: primero se toma una imagen del área seleccionada del cielo con un telescopio de campo amplio, luego se seleccionan de las imágenes resultantes las galaxias más brillantes que un límite definido como objetos no puntuales; Opcionalmente, también se puede utilizar la selección de color para ayudar a discriminar entre estrellas y galaxias. [4] En segundo lugar, las galaxias seleccionadas se observan mediante espectroscopia , más comúnmente en longitudes de onda visibles, para medir las longitudes de onda de líneas espectrales prominentes ; Al comparar las longitudes de onda observadas y en laboratorio se obtiene el corrimiento al rojo de cada galaxia.
La Gran Muralla , un vasto conglomerado de galaxias de más de 500 millones de años luz de ancho, proporciona un espectacular ejemplo de una estructura a gran escala que los estudios de corrimiento al rojo pueden detectar.
El primer estudio sistemático de desplazamiento al rojo fue el CfA Redshift Survey de alrededor de 2.200 galaxias, iniciado en 1977 y la recopilación inicial de datos se completó en 1982. Esto se amplió más tarde al estudio CfA2 de desplazamiento al rojo de 15.000 galaxias, [5] completado a principios de los años 1990.
Estos primeros estudios de corrimiento al rojo tenían un tamaño limitado al tomar un espectro para una galaxia a la vez; A partir de la década de 1990, el desarrollo de espectrógrafos de fibra óptica y espectrógrafos de múltiples rendijas permitió observar espectros de varios cientos de galaxias simultáneamente, y se hicieron factibles estudios de corrimiento al rojo mucho más grandes. Ejemplos notables son el 2dF Galaxy Redshift Survey (221.000 corrimientos al rojo, completado en 2002); el Sloan Digital Sky Survey (aproximadamente 1 millón de corrimientos al rojo en 2007) y el estudio Galaxy And Mass Assembly . Con un alto corrimiento al rojo, los estudios actuales más grandes son el DEEP2 Redshift Survey y el VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) ; estos tienen alrededor de 50.000 corrimientos al rojo cada uno y se centran principalmente en la evolución de las galaxias.
ZFOURGE o FourStar Galaxy Evolution Survey es un estudio de imágenes de banda media grande y profundo que tiene como objetivo establecer un punto de referencia de observación de las propiedades de las galaxias con un corrimiento al rojo z > 1. El estudio utiliza el instrumento FOURSTAR de infrarrojo cercano en los Telescopios de Magallanes , estudiando en todos tres campos heredados de HST: COSMOS, CDFS y UDS. [6]
Debido a las exigencias del tiempo de observación necesario para obtener corrimientos al rojo espectroscópicos (es decir, corrimientos al rojo determinados directamente a partir de características espectrales medidas con alta precisión), una alternativa común es utilizar corrimientos al rojo fotométricos basados en ajustes del modelo a los brillos y colores de los objetos. Estas "fotografías" se pueden utilizar en grandes estudios para estimar la distribución espacial de galaxias y quásares, siempre que se comprendan bien los tipos y colores de las galaxias en un rango de corrimiento al rojo particular. En la actualidad, los errores en las mediciones fotométricas del corrimiento al rojo son significativamente mayores que los de los corrimientos al rojo espectroscópicos , pero estudios futuros (por ejemplo, el LSST ) pretenden perfeccionar significativamente la técnica.