NASA/Laine Havens; Crédito de la música: Building Heroes de Enrico Cacace [BMI], Universal Production Music; Adaptación al español: NASA en español
El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA ayudará a los científicos a tener una mejor comprensión de los componentes menos brillantes de nuestra galaxia: el gas y el polvo esparcidos entre las estrellas de la Vía Láctea, que se conocen como el medio interestelar.
Uno de los principales programas de observación de Roman, denominado Sondeo del Plano Galáctico, mirará a través de nuestra galaxia hasta su extremo más lejano, cartografiando alrededor de 20.000 millones de estrellas, o casi cuatro veces más de lo que se ha cartografiado hasta la fecha. Los científicos utilizarán los datos de estas estrellas para estudiar y trazar mapas del polvo a través del cual viaja su luz, lo que contribuirá a formar la imagen más completa que se haya obtenido de la estructura de la Vía Láctea, la formación de estrellas y los orígenes de nuestro sistema solar.
“Con Roman, podremos convertir las representaciones digitales de la Vía Láctea existentes en modelos más basados en datos, empleando los nuevos factores condicionantes en la distribución tridimensional del polvo interestelar”, dijo Catherine Zucker, astrofísica del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian en Cambridge, Massachusetts.
Resolviendo el misterio de la Vía Láctea
Los científicos saben cómo es probable que se vea nuestra galaxia mediante la combinación de observaciones de la Vía Láctea y de otras galaxias espirales. Pero las nubes de polvo hacen que sea difícil resolver los detalles en el lado opuesto de la galaxia. Imagina cómo sería intentar trazar un mapa de un vecindario mientras vemos a través de las ventanas de una casa rodeada de una densa niebla.
Roman verá a través de la “niebla” del polvo con una cámara especializada y filtros que observan la luz infrarroja, esto es, luz con longitudes de onda más largas de lo que nuestra vista puede detectar. La luz infrarroja tiene más probabilidades de pasar a través de las nubes de polvo sin dispersarse.
La luz con longitudes de onda más cortas, incluyendo la luz azul que producen las estrellas, se dispersa más fácilmente. Eso significa que las estrellas que brillan a través del polvo se ven más tenues y rojas de lo que realmente son.
Al comparar los resultados de las observaciones con información sobre las características de la estrella donde se origina la luz, los astrónomos pueden desentrañar la distancia de la estrella a partir de cuánto se han enrojecido sus colores. El estudio de esos efectos revela pistas acerca de las propiedades del polvo.
“Puedo preguntar: ‘¿Cuánto más roja y tenue es la luz de las estrellas que Roman detecta en diferentes longitudes de onda?’. Entonces, puedo tomar esa información y relacionarla con las propiedades de los propios granos de polvo y, en específico, con su tamaño”, dijo Brandon Hensley, científico que estudia el polvo interestelar en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California.
Los científicos también aprenderán sobre la composición del polvo y sondearán las nubes para investigar los procesos físicos responsables de las propiedades cambiantes de este polvo.
Las pistas que se ocultan en la luz estelar bajo los efectos del polvo dan indicios de la cantidad de polvo que existe entre una estrella y nosotros. Reunir los resultados de la observación de muchas estrellas permite a los astrónomos elaborar mapas detallados del polvo en 3D. Eso permitiría a científicos como Zucker crear un modelo de la Vía Láctea, el cual nos mostrará cómo se ve la galaxia desde el exterior. A continuación, los científicos pueden comparar mejor la Vía Láctea con otras galaxias que solo podemos observar desde afuera, situándola en una perspectiva cosmológica de la evolución de las galaxias.
“Roman añadirá una nueva dimensión a nuestra comprensión de la galaxia porque veremos miles y miles de millones de estrellas más”, dijo Zucker. “Una vez que observemos las estrellas, también tendremos los datos del polvo porque sus efectos están codificados en cada estrella que Roman detecta”.
Ciclos de vida galácticos
El medio interestelar hace más que moverse por la Vía Láctea; también alimenta la formación de estrellas y planetas. Las densas masas del medio interestelar forman nubes moleculares, las cuales pueden colapsar a causa de la gravedad y dar inicio a las primeras etapas del desarrollo de estrellas. Las estrellas jóvenes expulsan vientos calientes que pueden hacer que el polvo a su alrededor se aglutine, creando los componentes básicos de la formación de los planetas.
“El polvo transporta mucha información acerca de nuestros orígenes y de cómo todo llegó a existir”, dijo Josh Peek, astrónomo adjunto y jefe de la oficina de misiones de ciencias de datos en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. “En este momento, básicamente estamos sobre un grano de polvo muy grande: la Tierra se formó a partir de montones y montones de granos muy pequeños que se juntaron y crecieron hasta formar una esfera gigante”.
Roman identificará los cúmulos de estrellas jóvenes en regiones nuevas y lejanas donde ocurre la formación estelar; asimismo, contribuirá con datos sobre las “fábricas de estrellas” identificadas anteriormente por misiones como el telescopio espacial Spitzer de la NASA, ya retirado.
“Si queremos entender la formación de las estrellas en diferentes entornos, tenemos que comprender el paisaje interestelar que las siembra”, dijo Zucker. “Roman nos permitirá conectar la estructura tridimensional del medio interestelar con la distribución tridimensional de las estrellas jóvenes a través del disco de la galaxia”.
Los nuevos mapas tridimensionales del polvo creados con el telescopio Roman mejorarán nuestra comprensión de la estructura en espiral de la Vía Láctea, ese patrón similar a un molinillo donde las estrellas, el gas y el polvo se amontonan como en un embotellamiento de tráfico galáctico. Al combinar los datos de la velocidad con los mapas del polvo, los científicos podrán comparar las observaciones con las predicciones de los modelos para ayudar a identificar la causa de la estructura en espiral, algo que actualmente no está claro.
Igualmente, sigue existiendo incertidumbre sobre el papel que desempeña este patrón en espiral en la formación de las estrellas. Algunas teorías sugieren que esa congestión galáctica desencadena la formación de estrellas, mientras que otras sostienen que estos atascos reúnen material, pero no estimulan el nacimiento de las estrellas.
Roman ayudará a resolver misterios como estos al proporcionar más datos sobre las regiones de polvo que existen de un extremo al otro de la Vía Láctea. Eso permitirá a los investigadores comparar muchos entornos galácticos y estudiar el nacimiento de estrellas dentro de estructuras específicas, como los brazos espirales sinuosos de la galaxia o su barra estelar central.
La comunidad astronómica se encuentra actualmente en las etapas finales de planificación del Sondeo del Plano Galáctico de Roman.
“Con el enorme estudio del plano galáctico que llevará a cabo Roman, podremos tener una profunda comprensión técnica de nuestra galaxia”, dijo Peek.
Después de ser procesados, los datos de Roman estarán disponibles en línea para el público mediante la plataforma Roman Research Nexus y el Archivo Barbara A. Mikulski para Telescopios Espaciales, los cuales ofrecerán acceso abierto a los datos en los próximos años.
“Gente que no ha nacido todavía podrá hacer análisis realmente geniales de estos datos”, dijo Peek. “Tenemos una obra realmente hermosa que transmitir como herencia para las generaciones futuras y que debemos celebrar”.
El lanzamiento del telescopio Roman está programado para mayo de 2027, a más tardar, y el personal está trabajando para un posible lanzamiento anticipado que podría ocurrir tan pronto como en el otoño de 2026.
El telescopio espacial Nancy Grace Roman es administrado desde el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y Caltech/IPAC en el sur de California, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y un equipo integrado por científicos de diversas instituciones de investigación. Los principales socios industriales son BAE Systems, en Boulder, Colorado; L3Harris Technologies en Rochester, Nueva York; y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks, California.
Por Laine Havens
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
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