Considere que la Tierra es solo un conejito de polvo cósmico gigante, un gran paquete de escombros acumulados por las estrellas que explotaron. Nosotros, los terrícolas, somos esencialmente pequeños grupos de polvo de estrellas, también, aunque con una química muy compleja.

Y como el espacio exterior es un lugar muy polvoriento, Eso dificulta mucho las cosas para los astrónomos y astrofísicos que intentan mirar más lejos a través del universo o en lo más profundo del centro de nuestra propia galaxia para aprender más sobre su estructura. formación y evolución.

Construyendo un mejor mapa de polvo

Ahora, un nuevo estudio dirigido por Edward F. Schlafly, becario del Hubble en la División de Física del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab), está proporcionando una detallada, Observa el polvo en 3D a una escala que abarca miles de años luz en nuestra galaxia, la Vía Láctea. El estudio fue publicado el 22 de marzo en El diario astrofísico .

Este mapa de polvo es de importancia crítica para el Instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI), un proyecto liderado por Berkeley Lab que medirá la tasa de expansión acelerada del universo cuando comience en 2019. DESI construirá un mapa de más de 30 millones de galaxias distantes, pero ese mapa se distorsionará si se ignora este polvo.

"La luz de esas galaxias distantes viaja durante miles de millones de años antes de que la veamos, "según Schlafly, "pero en los últimos mil años de su viaje hacia nosotros, un pequeño porcentaje de esa luz es absorbida y esparcida por el polvo en nuestra propia galaxia. Necesitamos corregir eso".

Así como el polvo en el aire en el cielo de la Tierra contribuye a la neblina atmosférica que nos da naranjas y rojos brillantes en los amaneceres y atardeceres, El polvo también puede hacer que las galaxias distantes y otros objetos espaciales parezcan más rojos en el cielo, distorsionando su distancia y en algunos casos ocultándolos de la vista.

Los científicos están desarrollando constantemente mejores formas de trazar este polvo interestelar y comprender su concentración. composición, y tamaños y formas de partículas comunes.

Una vez que podamos resolver el problema del polvo creando mejores mapas de polvo y aprendiendo nuevos detalles sobre las propiedades de este polvo espacial, esto puede darnos una medida mucho más precisa de distancias a estrellas lejanas en la Vía Láctea, como un GPS galáctico. Los mapas de polvo también pueden ayudar a medir mejor la distancia a los eventos de supernovas al tener en cuenta los efectos del polvo en el enrojecimiento de su luz.

"El objetivo general de este proyecto es mapear el polvo en tres dimensiones, para averiguar cuánto polvo hay en cualquier región 3-D en el cielo y en la galaxia de la Vía Láctea, "Dijo Schlafly.

Los datos combinados de los estudios del cielo arrojan nueva luz sobre el polvo

Tomando datos de estudios del cielo separados realizados con telescopios en Maui y en Nuevo México, El equipo de investigación de Schlafly compuso mapas que comparan el polvo dentro de un kiloparsec, o 3, 262 años luz, en la Vía Láctea exterior, incluidas las colecciones de gas y polvo conocidas como nubes moleculares que pueden contener densas regiones de formación de estrellas y planetas conocidas como nebulosas, con polvo más distante en la galaxia.

"La resolución de estos mapas de polvo en 3D es mucho mejor que cualquier cosa que existiera anteriormente, "dijo Schlafly.

Esta empresa fue posible gracias a la combinación de una encuesta multianual muy detallada conocida como Pan-STARRS que funciona con una cámara digital de 1,4 gigapíxeles y cubre tres cuartas partes del cielo visible. y una encuesta separada llamada APOGEE que utilizó una técnica conocida como espectroscopia infrarroja.

Las mediciones infrarrojas pueden cortar eficazmente el polvo que oscurece muchos otros tipos de observaciones y proporciona una medición más precisa del color natural de las estrellas. El experimento APOGEE se centró en la luz de aproximadamente 100, 000 estrellas gigantes rojas a través de la Vía Láctea, incluidos los de su halo central.

Lo que encontraron es una imagen más compleja del polvo de lo que habían sugerido investigaciones y modelos anteriores. Las propiedades del polvo a 1 kiloparsec del sol, que los científicos miden con una propiedad de oscurecimiento de la luz conocida como su "curva de extinción, "es diferente a la de las propiedades del polvo en el plano galáctico más remoto y la galaxia exterior.

Surgen nuevas preguntas sobre la composición del polvo espacial

Los resultados, los investigadores encontraron, parecen estar en conflicto con los modelos que esperan que el polvo se distribuya de manera más predecible, y simplemente exhibir tamaños de grano más grandes en áreas donde reside más polvo. Pero las observaciones encuentran que las propiedades del polvo varían poco con la cantidad de polvo, por lo que es posible que sea necesario ajustar los modelos para tener en cuenta una composición química diferente, por ejemplo.

"En regiones más densas, se pensó que los granos de polvo se conglomerarían, para que tenga más granos grandes y menos granos pequeños, ", Dijo Schlafly. Pero las observaciones muestran que las nubes de polvo densas se parecen mucho a las nubes de polvo menos concentradas, de modo que las variaciones en las propiedades del polvo no son solo un producto de la densidad del polvo:"lo que sea que impulse esto no es solo un conglomerado en estas regiones".

Él agregó, "El mensaje para mí de que aún no sabemos qué está pasando. No creo que los (modelos) existentes sean correctos, o solo tienen razón en las densidades más altas ".

Las medidas precisas de la composición química del polvo espacial son importantes, Dijo Schlafly. "Se produce una gran cantidad de química en los granos de polvo, y solo se puede formar hidrógeno molecular en la superficie de los granos de polvo, ", dijo, este hidrógeno molecular es esencial en la formación de estrellas y planetas.

Llenar los espacios en blanco

Incluso con una creciente colección de datos sobre el polvo, todavía tenemos un mapa de polvo incompleto de nuestra galaxia. "Hay aproximadamente un tercio de la galaxia que falta, "Schlafly dijo, "y estamos trabajando ahora mismo en la obtención de imágenes de este 'tercio perdido' de la galaxia". Un estudio del cielo que completará las imágenes del plano galáctico sur y proporcionará estos datos faltantes debería concluir en mayo, él dijo.

APOGEE-2, una encuesta de seguimiento a APOGEE, por ejemplo, proporcionará mapas más completos del polvo en la galaxia local, y se espera que otros instrumentos proporcionen mejores mapas de polvo para las galaxias cercanas, también.

Mientras que la densidad del polvo envuelve nuestra vista del centro de la Vía Láctea, Schlafly dijo que habrá progreso, también, en ver más profundo y recolectar mejores mediciones de polvo allí también.