En astronomía , un estudio de corrimiento al rojo es un estudio de una sección del cielo para medir el corrimiento al rojo de objetos astronómicos : generalmente galaxias, pero a veces otros objetos como cúmulos de galaxias o cuásares. Usando la ley de Hubble , el corrimiento al rojo se puede usar 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 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 los parámetros cosmológicos como la densidad promedio de 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 las galaxias más brillantes que un límite definido de las imágenes resultantes como objetos no puntuales; opcionalmente, también se puede utilizar la selección de color para ayudar a la discriminación 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 ; luego, al comparar las longitudes de onda observadas y de laboratorio, se obtiene el corrimiento al rojo para cada galaxia.
La Gran Muralla , una enorme conglomeración de galaxias de más de 500 millones de años luz de ancho, proporciona un ejemplo espectacular de una estructura a gran escala que los estudios de corrimiento al rojo pueden detectar.
El primer estudio sistemático del corrimiento al rojo fue el CfA Redshift Survey de alrededor de 2.200 galaxias, iniciado en 1977 y cuya recopilación inicial de datos se completó en 1982. Posteriormente se amplió al CfA2 Redshift Survey de 15.000 galaxias, [5] completado a principios de los años 1990.
Estos primeros estudios de corrimiento al rojo estaban limitados en tamaño al tomar un espectro de una galaxia a la vez; a partir de la década de 1990, el desarrollo de espectrógrafos de fibra óptica y espectrógrafos multi-rendija permitió observar espectros de varios cientos de galaxias simultáneamente, y se hicieron posibles 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 Galaxy And Mass Assembly survey . En corrimiento al rojo alto, 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 observacional de las propiedades de las galaxias en el corrimiento al rojo z > 1. El estudio utiliza el instrumento FOURSTAR de infrarrojo cercano en los telescopios Magallanes , que estudia los tres campos heredados del HST: COSMOS, CDFS y UDS. [6]
Debido a las demandas de tiempo de observación requeridas 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 usar corrimientos al rojo fotométricos basados en ajustes de modelos a los brillos y colores de los objetos. Tales "foto-z" pueden usarse en estudios a gran escala para estimar la distribución espacial de galaxias y cuásares, siempre que los tipos de galaxias y colores se comprendan bien en un rango de corrimientos al rojo particular. En la actualidad, los errores en las mediciones de corrimientos al rojo fotométricos son significativamente más altos que los de los corrimientos al rojo espectroscópicos , pero los estudios futuros (por ejemplo, el LSST ) apuntan a refinar significativamente la técnica.
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