Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
El equipo del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA ha publicado los planes detallados para un importante estudio que revelará nuestra galaxia, la Vía Láctea, con un detalle sin precedentes. En un mes de observaciones, distribuido a lo largo de dos años, el estudio revelará decenas de miles de millones de estrellas y explorará estructuras previamente inexploradas.
“El Estudio del Plano Galáctico revolucionará nuestra comprensión de la Vía Láctea”, afirmó Julie McEnery, científica principal del proyecto Roman en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Podremos explorar la misteriosa cara oculta de nuestra galaxia y su corazón estelar. Gracias a la amplitud y profundidad del sondeo, será una mina de oro para la ciencia”.
El Estudio del Plano Galáctico es el primer estudio astrofísico general seleccionado de Roman, uno de los muchos programas de observación que realizará, además de sus tres sondeos principales y la demostración de la tecnología del Coronógrafo. Al menos el 25 % de la misión principal de cinco años de Roman está reservada para que astrónomos de todo el mundo propongan más estudios más allá de los programas principales, aprovechando al máximo las capacidades de Roman para realizar ciencia innovadora. El lanzamiento de Roman está previsto para mayo de 2027, pero el equipo prevé un lanzamiento para otoño de 2026.
Si bien la nave espacial retirada Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea) cartografió alrededor de 2 mil millones de estrellas de la Vía Láctea en luz visible, muchas partes de la galaxia permanecen ocultas por el polvo. Al explorar en luz infrarroja, Roman utilizará una potente visión térmica que puede atravesar este velo para ver qué hay más allá.
“Me sorprende que podamos ver a través de la parte más densa de nuestra galaxia y explorarla adecuadamente por primera vez”, declaró Rachel Street, científica sénior del Observatorio Las Cumbres en Santa Bárbara, California, y copresidenta del comité que seleccionó el diseño del Estudio del Plano Galáctico.
Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
El estudio cubrirá casi 700 grados cuadrados (una región del cielo tan grande como unas 3500 lunas llenas) a lo largo de la banda brillante de la Vía Láctea: nuestra vista de canto de la estructura en forma de disco que contiene la mayor parte de las estrellas, el gas y el polvo de nuestra galaxia. Los científicos esperan que el estudio cartografíe hasta 20 000 millones de estrellas y detecte pequeños cambios en sus posiciones mediante repetidas observaciones de alta resolución. Y solo tomará 29 días, distribuidos a lo largo de los dos primeros años de la misión.
Cunas Cósmicas
Las estrellas nacen de nubes progenitoras de gas y polvo. Roman observará a través de la bruma de estas zonas de anidación para ver millones de embriones estelares, estrellas recién nacidas aún envueltas en sudarios de polvo, estrellas bebés que rabietan y emiten destellos impredecibles, y estrellas jóvenes que podrían tener sistemas planetarios formándose a su alrededor. Los astrónomos estudiarán las tasas de natalidad estelar en un amplio rango de masas y crearán videos que muestren cómo las estrellas cambian con el tiempo.
“Este estudio estudiará una cantidad tan grande de estrellas en entornos estelares tan diversos que muestrearemos cada fase de su evolución”, afirmó Street.
Observar tantas estrellas en diversas etapas de desarrollo inicial arrojará luz sobre las fuerzas que las moldean. La formación estelar es como un tira y afloja entre cuatro fuerzas: gravedad, radiación, magnetismo y turbulencia. Roman nos ayudará a estudiar cómo estas fuerzas influyen en si las nubes de gas colapsan y se convierten en estrellas completas, enanas marrones más pequeñas (objetos intermedios mucho más pesados que los planetas, pero no lo suficientemente masivos como para inflamarse como estrellas) o en nuevos mundos.
Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
Algunas estrellas nacen en enormes camadas llamadas cúmulos. Roman estudiará cerca de 2000 cúmulos abiertos jóvenes y poco unidos para observar cómo los brazos espirales de la galaxia desencadenan la formación estelar. El estudio también cartografiará docenas de cúmulos globulares antiguos y densamente poblados cerca del centro de la galaxia, lo que podría ayudar a los astrónomos a reconstruir la historia temprana de la Vía Láctea.
Comparar las instantáneas de Roman de los cúmulos dispersos por toda la galaxia permitirá a los científicos estudiar la naturaleza y la crianza a escala cósmica. Dado que las estrellas de un cúmulo generalmente comparten la misma edad, origen y composición química, analizarlas permite a los astrónomos aislar los efectos ambientales con gran precisión.
Control de Pulso
Cuando se agotan, las estrellas similares al Sol dejan núcleos llamados enanas blancas, y las estrellas más pesadas colapsan para formar estrellas de neutrones y agujeros negros. Roman encontrará estos rescoldos estelares incluso cuando estén solos gracias a las arrugas del espacio-tiempo.
Todo lo que tiene masa deforma el tejido subyacente del universo. Cuando la luz de una estrella de fondo atraviesa el pozo gravitacional que rodea a un objeto intermedio en su viaje hacia la Tierra, su trayectoria se curva ligeramente alrededor del objeto. Este fenómeno, llamado microlente, puede aumentar temporalmente el brillo de la estrella. Al estudiar estas señales, los astrónomos pueden conocer la masa y el tamaño de objetos en primer plano que de otro modo serían invisibles.
Un estudio independiente, el Estudio del Bulbo Galáctico en el Dominio del Tiempo de Roman, realizará observaciones profundas de microlente en un área más pequeña en el corazón de la Vía Láctea. El Sondeo del Plano Galáctico realizará observaciones repetidas en un intervalo más corto, pero a lo largo de todo el centro de la galaxia, lo que nos proporcionará la primera visión completa de este complejo entorno galáctico. Una visión despejada de la barra central de la galaxia ayudará a los astrónomos a responder la pregunta sobre su origen, y los vídeos de Roman de estrellas en esta región nos permitirán estudiar algunos objetos binarios ultracompactos en los últimos momentos de sus vidas gracias a sus interacciones con estrellas compañeras cercanas.
“Las binarias compactas son particularmente interesantes porque son precursoras de las fuentes de ondas gravitacionales”, afirmó Robert Benjamin, profesor visitante de la Universidad de Wisconsin-Whitewater y copresidente del comité que seleccionó el diseño del Estudio del Plano Galáctico. Cuando las estrellas de neutrones y los agujeros negros se fusionan, la colisión es tan potente que genera ondas en el tejido del espacio-tiempo. “Los científicos quieren saber más sobre las vías que conducen a esas fusiones”.
Las repetidas observaciones de Roman también monitorizarán las estrellas parpadeantes. Los sondeos terrestres detectan miles de brillantes estallidos estelares, pero a menudo no pueden ver las estrellas tenues y oscurecidas por el polvo que los producen. Roman identificará a los responsables y tomará instantáneas de alta resolución de las consecuencias.
Algunas estrellas vibran rítmicamente, y la velocidad de su pulsación está directamente relacionada con su brillo intrínseco. Al comparar su brillo real con el brillo que perciben desde la Tierra, los astrónomos pueden medir distancias a través de la galaxia. Roman encontrará estas estrellas parpadeantes más lejos que nunca y las rastreará a lo largo del tiempo, lo que ayudará a los astrónomos a mejorar sus criterios de medición cósmica.
“Combinar el Estudio del Plano Galáctico de Roman con otras observaciones de la Vía Láctea creará el mejor retrato de la galaxia que jamás hayamos tenido”, afirmó Benjamin.
Descargue imágenes y videos adicionales del Estudio de Visualización Científica de la NASA.
Para más información sobre el Telescopio Espacial Roman, visite https://www.nasa.gov/roman
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA