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Mi área de especialización es en la Época de Reionización (EdR) que es cuando el Universo se ilumina desde la total oscuridad en la que se encontraba. Este proceso ocurrió en algún momento entre los primeros mil millones de años del Universo, es decir a altos-redshifts z ≳ 6, cuando las primeras galaxias se volvieron lo suficientemente poderosas para ionizar el gas de hidrógeno neutro rodeando el Universo. Dentro de toda la interesante ciencia que ocurre en la EdR, yo me he enfocado en estudiar algunas fuentes de ionización como lo son las galaxies masivas más brillantes y cuásares, que son galaxias que en su núcleo tienen un agujero negro supermasivo.

Encontrando Galaxias Brillantes a z ~ 9 en el Censo BoRG del HST

Busqué algunas de las galaxias más brillantes que se encontraban a 500 millones de años después del Big Bang (a redhisft z ~ 9), usando el censo en paralelo o 'pure-parallel' BoRG del Telescopio Espacial Hubble. Este censo tiene la ventaja de cubrir longitudes de onda continuas desde el espectro visible hasta el infrarrojo cercano (λ = 0.35-1.7 μm). Esto nos ayuda a utilizar el método de redshift fotométrico (o drop-out) para seleccionar Lyman Break Galaxies (LBGs). Algunas de estas candidates a galaxia han sido observadas por el Telescopio Espacial Spitzer en el infrarrojo a 3.6 μm, lo que nos ayuda a constreñir mejor el redshift. Encontramos 11 LBGs a redshift z ≳ 7 y estudiamos más a fondo el extremo brillante de la Función de Luminosidad (LF) a z ~ 8 y z ~ 9 (ver Figura a la izquierda). Nuestra comparación con estudios previos de LBGs a redshifts similares muestran que aún hay bastante discrepancia en la evolución de la LF a z ~ 9. Lee el artículo

Como dice el dicho... Un Espectro dice más que Mil Imágenes

Es crucial confirmar más galaxias a estos altos redshifts con espectroscopía. Vamos a obtener estas observaciones con el Telescopio Espacial James Webb con una propuesta del Ciclo 1 de JWST que Co-lideré con Dr. Micaela Bagley para comprobar el redshift de un set de estas galaxies y estudiar su poder de ionización estudiando las líneas nebulares de emisión Hβ y [OIII]/[OII].

El Papel de los Potentes Chorros de Radio en la Galaxia de un Cuásar a z = 5.832

A pesar de los cientos de cuásares que se han encontrado dentro de la Época de Reionización (z ≳ 6), sólo un 10% de la población son brillantes en ondas de radio. Estudié el cuásar P352-15, el único con evidencia directa de chorros extendidos (∼1.6 kpc) a estos altos redshifts, y estudiamos por primera vez las interacciones de estos chorros con el medio interstelar de su galaxia anfitriona. Analicé la emisión del cuásar en radio e infrarrojo lejano de la Energía de Distribución Espectral (SED). En Radio podemos estudiar la emisión de sincrotrón generada por los chorros con ayuda de nuevas observaciones a 215 MHz del GMRT. Encontramos que este es un cuásar muy brillante en radio con un parámetro de radio-loudness R>1000, posicionándolo como uno de los objetos más brillantes en radio a tan alto redshift. En contraste a lo típicamente observado en cuásares radio-quiet a alto redshift, la emisión de polvo frío de este cuásar no se puede reproducir con los datos observados con ALMA 290 GHz y NOEMA 100 GHz del continuo en milímetro correspondiente al infrarrojo lejano de la galaxia (ver Figura a la derecha). Esto evidencia que la fuerte emisión de sincrotrón del chorro contribuye sustancialmente hasta la emisión del cuásar en ondas milimétricas y conlleva a hipotizar un 'break' en la emisión de sincrotrón entre los 3 GHz y 100 GHz. Leer el artículo

Calibrar la Edad de los Chorros de P352-15

Vamos a poder constreñir la edad de los chorros, si conocemos:
i) La frequencia del 'break' al que el espectro de sincrotrón se hace más pronunciado. Para esto lideré una propuesta para observar con el Very Large Array (VLA) la emisión del cuásar en todas las longitudes de onda disponibles del radiotelescopio (de 1.4 GHz a 45 GHz) en la configuración de baja resolución C/D para encontrar la frequencia de este 'break en sincrotrón'.
ii) La fuerza del campo magnético del jet. En el siguiente artículo en el que participé, se descubrió que P352-15 es bastante brillante en Rayos X, probando que los electrones relativísticos del chorro se enfrían principalmente mediante a la Dispersión Inversa de Compton con la Radiación Cósmica de Fondo (IC-CMB, en inglés). Esto ya nos da una idea de que el campo magnético en el chorro es más débil que el de la Radiación Cósmica de Fondo a z = 5.83 y podemos constreñirlo mejor. Estén atentos a los resultados de esta investigación!