Las galaxias de ruptura de Lyman son galaxias de formación de estrellas con un alto corrimiento al rojo que se seleccionan utilizando la apariencia diferente de la galaxia en varios filtros de imágenes debido a la posición del límite de Lyman . La técnica se ha utilizado principalmente para seleccionar galaxias con corrimientos al rojo de z = 3–4 usando filtros ópticos y ultravioleta , pero el progreso en la astronomía ultravioleta y en la astronomía infrarroja ha permitido el uso de esta técnica con corrimientos al rojo más bajos [1] y más altos usando ultravioleta y Filtros de infrarrojo cercano.
La técnica de selección de galaxias de 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 las galaxias donde se forman estrellas . En el marco de reposo de la galaxia emisora, el espectro emitido es brillante en longitudes de onda superiores a 912 Å, pero muy tenue o imperceptible en longitudes de onda más cortas; esto se conoce como " deserción " o "ruptura" y puede usarse para encontrar la posición del límite de Lyman. La luz con una longitud de onda inferior a 912 Å se encuentra en el rango ultravioleta lejano y es bloqueada por la atmósfera terrestre, pero en las galaxias muy distantes las longitudes de onda de la luz se alargan considerablemente debido a la expansión del Universo . Para una galaxia con un corrimiento al rojo z = 3, la ruptura de Lyman parecerá tener longitudes de onda de aproximadamente 3600 Å, que es suficiente para ser detectada por telescopios terrestres o espaciales .
Las galaxias candidatas alrededor del corrimiento al rojo z = 3 se pueden seleccionar buscando galaxias que aparecen en imágenes ópticas (que son sensibles a longitudes de onda superiores a 3600 Å), pero que no aparecen en imágenes ultravioleta (que son sensibles a la luz en longitudes de onda inferiores a 3600 Å). A). La técnica puede adaptarse para buscar galaxias con otros desplazamientos al rojo eligiendo diferentes conjuntos de filtros; el método funciona siempre que se puedan tomar imágenes a través de al menos un filtro por encima y por debajo de la longitud de onda del límite de Lyman desplazado al rojo. Para confirmar el corrimiento al rojo estimado mediante 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 consumir 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 alto corrimiento al rojo. [2] [3]
La cuestión de su emisión en el infrarrojo lejano sigue siendo fundamental para el estudio de las galaxias con ruptura de Lyman para comprender mejor su evolución y estimar su tasa total de formación estelar. Hasta ahora, sólo se ha detectado una pequeña muestra en el infrarrojo lejano. La mayoría de los resultados individuales se basan en información obtenida de galaxias con ruptura de Lyman o del sistema ultravioleta en reposo, o de algunos objetos detectados por el satélite Herschel [4] o utilizando la técnica de apilamiento [5] que permite a los investigadores obtener valores promediados para galaxias con ruptura de Lyman no detectadas individualmente.
Pero, recientemente, las técnicas de apilamiento en unas 22.000 galaxias permitieron, por primera vez, recopilar cierta información estadística sobre las propiedades del polvo de los LBG. [6]
En febrero de 2022, los astrónomos informaron del descubrimiento de dos galaxias con rotura de Lyman, denominadas HD1 y HD2 , en z~12-13, basándose en estudios que utilizaron la técnica de Lyman. [7] [8] Tenga en cuenta también GLASS-z12 , una galaxia distante descubierta por el telescopio espacial James Webb en julio de 2022.