Nueva comprensión de la evolución galáctica utilizando el telescopio espacial romano de la NASA

La imagen del Hubble de una parte del campo GOODS-South (izquierda) requiere múltiples exposiciones únicas cosidas en un mosaico. El Telescopio Espacial Romano tendrá un campo de visión (derecha) al menos 100 veces mayor que el del Hubble, lo que le permitirá capturar datos sobre miles de galaxias en una sola exposición. Créditos: NASA, ESA, J. DePasquale (STScI) Agradecimientos: DSS

Cuando se lance el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA a mediados de 2020, revolucionará la astronomía al proporcionar un campo de visión panorámica al menos 100 veces mayor que el del telescopio Hubble con una resolución o una resolución de imagen similar. El telescopio espacial romano escaneará el cielo hasta miles de veces más rápido de lo que podría hacerse con el Hubble. Esta combinación de un campo amplio, alta resolución y un enfoque de escaneo eficiente promete una nueva comprensión en muchas áreas, particularmente en cómo se forman y evolucionan las galaxias a través del tiempo cósmico. ¿Cómo se ensamblaron las estructuras más grandes del universo? ¿Cómo se convirtió nuestra galaxia, la Vía Láctea, en su forma actual? Estas son algunas de las preguntas que Roman ayudará a responder.


Las galaxias son grupos de estrellasGas, polvo y materia oscura. El más grande puede abarcar cientos de miles de años luz. Muchos están agrupados en cúmulos que contienen cientos de galaxias, mientras que otros están relativamente aislados.

La forma en que las galaxias cambian con el tiempo depende de muchos factores: por ejemplo, su historia de formación de estrellas, la rapidez con que se forman las estrellas con el tiempo y cómo cada generación de estrellas ha afectado a la siguiente a través de explosiones de supernovas y vientos estelares. Para obtener estos detalles, los astrónomos necesitan estudiar un gran número de galaxias.

Swara Ravindranath dijo: “Roman nos dará la capacidad de ver objetos débiles y ver galaxias durante largos períodos de tiempo cósmico. Esto nos permitirá estudiar cómo se agrupan y transforman las galaxias”. astrónomo en el Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland.

Si bien las imágenes a gran escala serán importantes para los estudios de galaxias, las capacidades de Roman en espectroscopía son igualmente importantes. Un espectrómetro toma la luz de un objeto y la esparce en un arco iris de colores conocido como espectro. De esta gama de colores, los astrónomos pueden extraer muchos detalles no disponibles, como la distancia o la composición de un objeto. La capacidad de Roman para proporcionar un espectro para cada objeto en el campo de visión, combinada con la fotografía romana, permitiría a los astrónomos aprender más sobre el universo que las imágenes o la espectroscopia por sí solas.

Esta animación muestra la naturaleza complementaria de las imágenes y la espectroscopia para comprender las galaxias. Comienza con una parte del campo Hubble GOODS-South, una región del cielo que contiene cientos de galaxias visibles. Luego, se agregan líneas de colores del arco iris llamadas espectros junto a las galaxias seleccionadas; De hecho, la luz de cada estrella y galaxia está dispersa. La imagen subyacente luego se desvanece para resaltar los espectros de las galaxias, que contienen una gran cantidad de información, incluidas las distancias (corrimiento al rojo). La imagen y los espectros fueron obtenidos por Hubble y muestran lo que se hará con los romanos, pero en un número mucho mayor de galaxias. Fuente: NASA, ESA y J. DePasquale (STScI)

Revela cuándo y dónde nacieron las estrellas

Las galaxias no forman estrellas a un ritmo constante. Aceleran y desaceleran, y forman más o menos estrellas, bajo la influencia de una variedad de factores, desde colisiones y fusiones hasta ondas de choque de supernovas y vientos de escala galáctica impulsados ​​por agujeros negros supermasivos.

Al estudiar el espectro de la galaxia en detalle, los astrónomos pueden explorar la historia de la formación de estrellas. “Utilizando el idioma romano, podemos estimar qué tan rápido las galaxias forman estrellas y encontrar las galaxias más prolíficas que producen estrellas a una tasa exponencial. Lo más importante es que podemos decir no solo lo que está sucediendo en una galaxia en el momento en que la observamos, sino también Armos me dijo, astrónoma de IPAC / Caltech en Pasadena, California, su historia ha sido “.

Algunas de las primeras galaxias generaron estrellas muy rápidamente durante un corto tiempo, solo para dejar de formar estrellas repentinamente al principio de la historia del universo, pasando por una rápida transición de viva a “muerta”.

“Sabemos que las galaxias previenen la formación de estrellas, pero no sabemos por qué”, dijo Kate Whitaker, astrónoma de la Universidad de Massachusetts. “Con el amplio campo de visión de Roman, tenemos más posibilidades de captar estas galaxias en acción. ” Amherst.

El telescopio espacial romano fue diseñado para realizar grandes estudios del cielo. Esta animación da una idea de una sola escala de las posibles áreas de estudio de Roman, que abarcarán un área de 2.000 grados cuadrados, aproximadamente 10.000 veces el tamaño de una luna llena. Créditos: NASA / Caltech-IPAC / R. Reconocimiento: Esta animación hizo uso del Planetario Stellarium.

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Incluso cuando las galaxias mismas han crecido con el tiempo, también se han unido en cúmulos para formar estructuras complejas a lo largo de miles de millones de años luz. Las galaxias tienden a reunirse en burbujas, láminas y filamentos, formando una vasta red cósmica. Al combinar imágenes de alta resolución, que dan como resultado la ubicación de una galaxia en el cielo, con espectroscopía, que proporciona una distancia, los astrónomos pueden mapear esta red en tres dimensiones y aprender sobre la estructura a gran escala del universo.

La expansión del universo extiende la luz desde galaxias más distantes a longitudes de onda más largas y rojas, un fenómeno llamado corrimiento al rojo. Cuanto más lejos está una galaxia, más corrimiento al rojo es. Los detectores de infrarrojos romanos son ideales para capturar la luz de esas galaxias. Además, las galaxias distantes son más débiles y más difíciles de detectar. Combine esto con el hecho de que algunos tipos de galaxias son raras, debe buscar en un área más grande del cielo con un observatorio más sensible para encontrar las cosas que a menudo tienen las historias más interesantes que contar.

“Actualmente, utilizando telescopios como el Hubble, podemos muestrear docenas de corrimientos al rojo altos galaxias. Con Roman, podremos tomar muestras de miles “, explicó Russell Ryan, astrónomo de STScI.

Buscando lo desconocido

Si bien los astrónomos pueden esperar muchos descubrimientos del telescopio espacial romano, quizás lo más emocionante es la posibilidad de encontrar cosas que nadie más podría haber predicho. Las observaciones de modelos de alta resolución de observatorios espaciales como el Hubble apuntan a objetos específicos para una investigación detallada. El enfoque de la encuesta de Roman arrojaría una vasta red, abriendo así un nuevo “espacio de descubrimiento”.

“Roman sobresaldrá en lo desconocido”, dijo Ryan.

“Los estudios de imágenes y espectroscopía de Roman recolectarán ‘pepitas de oro’ que de otra manera no hubiéramos extraído”, agregó Ravindranath.


El Telescopio Espacial Romano puede tomar imágenes simultáneamente de 100 campos profundos del Hubble


La frase: Nueva comprensión de la evolución galáctica con el telescopio espacial romano de la NASA (2021, 21 de septiembre) Obtenido el 21 de septiembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-09-galaxy-evolution-nasa-roman-space.html

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