El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA estudiará tenues corrientes de estrellas que se extienden mucho más allá de los bordes aparentes de muchas galaxias. Misiones como los telescopios espaciales Hubble y James Webb tendrían que unir cientos de pequeñas imágenes para ver en su totalidad estas estructuras alrededor de las galaxias cercanas. Roman lo hará en una sola captura para que los astrónomos usen estas observaciones en la exploración de cómo crecen las galaxias y la naturaleza de la materia oscura
¿Por qué es tan importante el
telescopio espacial Roman? El Roman podrá mejorar estas observaciones astronómicas identificando estrellas individuales para comprender las poblaciones estelares de cada flujo y ver flujos estelares de varios tamaños en incluso más galaxias.
Los flujos estelares parecen mechones etéreos de cabello que se extienden hacia afuera desde algunas galaxias, flotando pacíficamente a través del espacio como parte del halo, una región esférica que rodea una galaxia. Pero estos mechones estelares son signos de un antiguo drama a escala cósmica que sirven como registros fósiles del pasado de una galaxia. Estudiarlos transforma a los astrónomos en arqueólogos galácticos.
“Los halos están hechos principalmente de estrellas que fueron despojadas de otras galaxias”, dijo Tjitske Starkenburg, becario postdoctoral en la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, quien examinó el potencial de Roman en este área.
“Las amplias y profundas imágenes de Roman serán lo suficientemente nítidas como para que podamos detectar estrellas individuales en halos de otras galaxias, lo que hará posible estudiar, por primera vez, flujos estelares en una gran cantidad de galaxias”.
El equipo, dirigido por Starkenburg, compartió sus resultados en la reunión número 240 de la American Astronomical Society en Pasadena, California.
Canibalismo galáctico, estrellas robadas
Las simulaciones respaldan la teoría de que las galaxias crecen, en parte, al engullir grupos más pequeños de estrellas. Una galaxia enana capturada en órbita por una más grande se distorsiona por la gravedad. Sus estrellas lloviznan, trazando arcos y bucles alrededor de la galaxia más grande hasta que finalmente se convierten en sus miembros más nuevos.
“A medida que las estrellas individuales se filtran de la galaxia enana y caen en la más masiva, forman corrientes largas y delgadas que permanecen intactas durante miles de millones de años”, dijo Sarah Pearson, becaria postdoctoral del Hubble en la Universidad de Nueva York y autora principal de un estudio independiente sobre las observaciones proyectadas de la misión en este área. “Las corrientes estelares guardan secretos del pasado y pueden iluminar miles de millones de años de evolución”.
Los astrónomos han captado en el acto este proceso utilizando telescopios como el satélite Gaia de la ESA, que mide las posiciones y los movimientos de las estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. El Roman ampliará estas observaciones tomando medidas similares de estrellas tanto en la Vía Láctea como en otras galaxias.
¿Cómo contribuirá el telescopio Roman?
La Vía Láctea alberga al menos 70 corrientes estelares, lo que significa que probablemente se ha comido, como poco, 70 galaxias enanas o cúmulos de estrellas globulares, grupos de cientos de miles de estrellas unidas gravitacionalmente.
Las imágenes de la Vía Láctea del Roman podrían permitir a los astrónomos unir instantáneas para mostrar el movimiento de las estrellas. Eso nos ayudará a aprender de qué está hecha la materia oscura, materia invisible que solo podemos detectar a través de sus efectos gravitacionales en los objetos visibles.
Una teoría sugiere que la materia oscura es “fría” o está compuesta de partículas pesadas y lentas. Si es así, debería agruparse dentro de halos de galaxias, lo que perturbaría las corrientes estelares de formas que el Roman podrá descubrir. Al detectar o descartar estas distorsiones, el Roman podría reducir los candidatos de los que podría estar hecha la materia oscura.
Los astrónomos también esperan estudiar corrientes estelares en varias de las galaxias vecinas de la Vía Láctea. No están bien estudiados en otras galaxias porque son muy débiles y están muy lejos. También son tan grandes que pueden envolver una galaxia entera. Se necesita una vista panorámica inigualable como la del Roman para capturar imágenes que sean lo suficientemente grandes y detalladas para verlas.
Las corrientes estelares especialmente esquivas que se formaron cuando la Vía Láctea extrajo estrellas de los cúmulos de estrellas globulares se han detectado antes, pero nunca se han encontrado en otras galaxias. Son más débiles porque contienen menos estrellas, lo que las hace mucho más difíciles de detectar en otras galaxias más distantes.
El Roman puede detectarlos en varias de nuestras galaxias vecinas por primera vez. La visión amplia, nítida y profunda de la misión debería incluso revelar estrellas individuales en estas estructuras enormes y tenues. En un estudio anterior, Pearson dirigió el desarrollo de un algoritmo para buscar sistemáticamente flujos estelares que se originen en cúmulos globulares en galaxias vecinas.
El nuevo estudio de Starkenburg añade más contenido a la imagen al predecir que el Roman debería poder detectar docenas de corrientes en otras galaxias que se originaron en galaxias enanas, ofreciendo una visión sin precedentes de la forma en la que crecen las galaxias.
“Es emocionante aprender más sobre nuestra Vía Láctea, pero si realmente queremos comprender la formación de las galaxias y la materia oscura, necesitamos un tamaño de muestra más grande”, dijo Starkenburg. “Estudiar las corrientes estelares en otras galaxias con el Roman nos ayudará a ver el panorama general”.
El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman se administra en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Goddard Space Flight Center de la NASA y Caltech/IPAC, en el sur de California, el Space Telescope Science Institute, en Baltimore y un equipo compuesto por científicos de varias instituciones de investigación.
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Publicado: 16/6/2022