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    Las imágenes ultranítidas hacen que las estrellas antiguas se vean absolutamente maravillosas

    Imagen compuesta en color GSAOI + GeMS de HP 1 obtenida con el telescopio Gemini South en Chile. El norte está arriba y el este a la izquierda. Imagen compuesta producida por Mattia Libralato del Space Telescope Science Institute. Crédito:Observatorio Gemini / AURA / NSF; imagen compuesta producida por Mattia Libralato del Space Telescope Science Institute.

    Usando imágenes de óptica adaptativa de alta resolución del Observatorio Gemini, Los astrónomos han descubierto uno de los cúmulos de estrellas más antiguos de la Vía Láctea. La imagen notablemente nítida mira hacia atrás en la historia temprana de nuestro Universo y arroja nuevos conocimientos sobre cómo se formó nuestra Galaxia.

    Así como las imágenes de alta definición están transformando el entretenimiento en el hogar, también está avanzando en la forma en que los astrónomos estudian el Universo.

    "Las imágenes de óptica adaptativa ultranítidas del Observatorio Gemini nos permitieron determinar las edades de algunas de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, "dijo Leandro Kerber de la Universidade de São Paulo y Universidade Estadual de Santa Cruz, Brasil. Kerber dirigió un gran equipo de investigación internacional que publicó sus resultados en la edición de abril de 2019 de la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

    Usando tecnología avanzada de óptica adaptativa en el telescopio Gemini South en Chile, los investigadores se acercaron a un cúmulo de estrellas conocido como HP 1. "Eliminar las distorsiones de nuestra atmósfera a la luz de las estrellas con óptica adaptativa revela tremendos detalles en los objetos que estudiamos, ", agregó Kerber." Debido a que capturamos estas estrellas con tanto detalle, pudimos determinar su edad avanzada y armar una historia muy convincente ".

    Esa historia comienza justo cuando el Universo estaba llegando a su milmillonésimo cumpleaños.

    "Este cúmulo de estrellas es como un antiguo fósil enterrado profundamente en el bulto de nuestra galaxia, y ahora hemos podido fecharlo en una época lejana cuando el Universo era muy joven, "dijo Stefano Souza, estudiante de doctorado en la Universidade de São Paulo, Brasil, que trabajó con Kerber como parte del equipo de investigación. Los resultados del equipo fechan el clúster en aproximadamente 12,8 mil millones de años, haciendo que estas estrellas se encuentren entre las más antiguas jamás encontradas en nuestra galaxia. "Estas también son algunas de las estrellas más antiguas que hemos visto en cualquier lugar, "añadió Souza.

    "HP 1 es uno de los miembros sobrevivientes de los bloques de construcción fundamentales que ensamblaron el bulto interno de nuestra galaxia, ", dijo Kerber. Hasta hace unos años, Los astrónomos creían que los cúmulos de estrellas globulares más antiguos (enjambres esféricos de hasta un millón de estrellas) solo estaban ubicados en las partes externas de la Vía Láctea. mientras que los más jóvenes residían en las regiones galácticas más internas. Sin embargo, El estudio de Kerber, así como otros trabajos recientes basados ​​en datos del Observatorio Gemini y el Telescopio Espacial Hubble (HST), han revelado que los antiguos cúmulos de estrellas también se encuentran dentro del bulbo galáctico y relativamente cerca del centro galáctico.

    Los cúmulos globulares nos dicen mucho sobre la formación y evolución de la Vía Láctea. Se cree que la mayoría de estos sistemas estelares antiguos y masivos se fusionaron a partir de la nube de gas primordial que luego colapsó para formar el disco espiral de nuestra Galaxia. mientras que otros parecen ser los núcleos de galaxias enanas consumidas por nuestra Vía Láctea. De los aproximadamente 160 cúmulos globulares conocidos en nuestra galaxia, aproximadamente una cuarta parte se encuentran dentro de la región central de la Vía Láctea, muy oscurecida y compactada. Esta masa esférica de estrellas unas 10, 000 años luz de diámetro forma el eje central de la Vía Láctea (la yema, si se quiere) que está compuesta principalmente de estrellas viejas, gas, y polvo. Entre los grupos dentro del bulbo, los que son los más pobres en metales (que carecen de elementos más pesados), que incluye HP 1, se sospecha desde hace mucho tiempo que son los más antiguos. HP 1 entonces es fundamental, ya que sirve como un excelente trazador de la evolución química temprana de nuestra galaxia.

    Imagen compuesta de color GSAOI + GeMS de HP 1 (imagen derecha) que se muestra en relación con el campo completo del cúmulo obtenido por el telescopio de exploración visible e infrarroja para astronomía (izquierda). Crédito:Observatorio Gemini / NSF / AURA / VISTA / Aladin / CDS.

    "HP 1 está desempeñando un papel fundamental en nuestra comprensión de cómo se formó la Vía Láctea, ", Dijo Kerber." Nos está ayudando a cerrar la brecha en nuestra comprensión entre el pasado y el presente de nuestra galaxia ".

    Kerber y su equipo internacional utilizaron las imágenes de óptica adaptativa de alta resolución exquisitamente profundas del Observatorio Gemini, así como imágenes ópticas de archivo del HST para identificar miembros débiles del cúmulo. que son esenciales para la determinación de la edad. Con este rico conjunto de datos, confirmaron que HP 1 es una reliquia fósil nacida menos de mil millones de años después del Big Bang. cuando el Universo estaba en su infancia.

    "Estos resultados coronan un esfuerzo de más de dos décadas con algunos de los principales telescopios del mundo destinados a determinar abundancias químicas precisas con espectroscopía de alta resolución". "dijo Beatriz Barbuy de la Universidade de São Paulo, coautor de este artículo y experto de renombre mundial en este campo. "Estas imágenes de Géminis son los mejores datos fotométricos terrestres que tenemos. Están al mismo nivel de datos HST, permitiéndonos recuperar una pieza faltante en nuestro rompecabezas:la era de HP 1. De la existencia de objetos tan antiguos, podemos dar fe de la breve escala de tiempo de formación estelar en el bulbo galáctico, así como su rápido enriquecimiento químico ".

    Para determinar la distancia del cúmulo, El equipo utilizó datos de archivo basados ​​en tierra para identificar 11 estrellas variables RR Lyrae (un tipo de "vela estándar" utilizada para medir distancias cósmicas) dentro de HP 1. El brillo observado de estas estrellas RR Lyrae indica que HP 1 está a una distancia de alrededor de 21, 500 años luz, colocándolo aproximadamente 6, 000 años luz del centro galáctico, bien dentro de la región de abultamiento central de la Galaxia.

    Kerber y su equipo también utilizaron los datos de Gemini, también HST, Telescopio muy grande, y datos de la misión Gaia, para refinar la órbita de HP 1 dentro de nuestro Galaxy. Este análisis muestra que durante la historia de HP 1, el cúmulo se acercó a unos 400 años luz del centro galáctico, menos de una décima parte de su distancia actual.

    "La combinación de alta resolución angular y sensibilidad del infrarrojo cercano hace que GeMS / GSAOI sea una herramienta extremadamente poderosa para estudiar estos compactos, cúmulos estelares muy cubiertos de polvo, "añadió Mattia Libralato del Space Telescope Science Institute, coautor del estudio. "Caracterización cuidadosa de estos sistemas antiguos, como lo hemos hecho aquí, es fundamental para perfeccionar nuestro conocimiento de la formación de nuestra galaxia ".

    Chris Davis, Oficial de programas de la National Science Foundation (NSF) para Géminis, comentó, "Estos fabulosos resultados demuestran por qué el desarrollo de campo amplio, Las imágenes de alta resolución en Gemini son clave para el futuro del Observatorio. El reciente premio de la NSF para apoyar el desarrollo de un sistema similar en Gemini North hará realidad las imágenes rutinarias de gran nitidez de ambos hemisferios. Sin duda, estos son tiempos emocionantes para el Observatorio ".

    Las observaciones de Géminis resuelven las estrellas en aproximadamente 0,1 segundos de arco, que es una 36 milésima de grado y es comparable a separar dos faros de automóvil de aproximadamente 1, 500 millas, o 2, 500 kilómetros, de distancia (la distancia de Manaus a Sao Paulo en Brasil, o de San Francisco a Dallas en los EE. UU.). Esta resolución se obtuvo utilizando el generador de imágenes de óptica adaptativa Gemini South (GSAOI), una cámara de óptica adaptativa en el infrarrojo cercano que se utiliza con el sistema de óptica adaptativa multi-conjugada de Gemini (GeMS). GeMS es un sistema avanzado de óptica adaptativa que utiliza tres espejos deformables para corregir las distorsiones impartidas a la luz de las estrellas por la turbulencia en las capas de nuestra atmósfera.


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