Alguna vez se pensó que las galaxias eran islas solitarias en el universo:grupos de materia flotando a través del espacio que de otro modo sería vacío. Ahora sabemos que están rodeados por un sin embargo, una nube de polvo y gas casi invisible. Los astrónomos lo llaman el medio circungaláctico, o CGM. El CGM actúa como una planta de reciclaje gigante, absorbiendo la materia expulsada por la galaxia y luego empujándola hacia adentro.

Telescopio ultravioleta lejano de círculo de Rowland de la NASA para imágenes y espectroscopía, o FORTIS, La misión estudiará este proceso de reciclaje para ayudar a resolver varios misterios sin resolver. Lanzamiento de un cohete sonoro desde el campo de misiles White Sands en Nuevo México, FORTIS observará una galaxia cercana para medir los gases que sus estrellas y supernova bombean al CGM circundante. Estas observaciones arrojarán luz sobre cómo circula el material dentro y fuera de las galaxias, alimentando la formación de estrellas y la evolución galáctica. La ventana de lanzamiento de FORTIS se abre el 27 de octubre.

Un caso de materia perdida

Los astrónomos que estudian el ciclo de vida de las galaxias han luchado con dos grandes misterios.

Primero, para construir nuevas estrellas, las galaxias necesitan combustible:gases como el hidrógeno, helio, ya veces elementos más pesados. Pero muchas galaxias continúan formando estrellas mucho después de que los astrónomos predicen que su combustible debería haberse agotado. ¿De dónde venía el gas extra?

Segundo, parecía que faltaban los subproductos de las estrellas existentes. "A medida que las estrellas envejecen, contaminan su entorno, "dijo Stephan McCandliss, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins e investigador principal de FORTIS. "Toman el material a su alrededor y lo apagan".

Pero los científicos descubrieron que las galaxias llenas de estrellas no estaban tan contaminadas con metales (los elementos pesados ​​forjados cuando las estrellas arden) como deberían haber estado. El gas enriquecido con metales entraba y salía de las galaxias, pero nadie sabía cómo.

El centro de reciclaje galáctico

Los astrónomos sabían de la existencia de CGM, pero la mayoría eran demasiado tenues y dispersas para ser estudiadas en detalle. Luego, en 2009, el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos se agregó al Telescopio Espacial Hubble. El estudio del CGM ya estaba abierto al público.

Dos años después de la adición, un estudio de los CGM de 42 galaxias reveló que estaban llenos de metales gaseosos. Era la reserva de metales, desaparecido de la galaxia, que los astrónomos habían estado buscando.

Estos gases enriquecidos con metales no solo estaban allí, cualquiera. En lugar de, el CGM los pasa de un lado a otro con la galaxia como parte de un proceso de reciclaje continuo.

"El CGM es de vital importancia para comprender la evolución de las galaxias, ya que es el depósito de gran parte del combustible de formación estelar, "dijo Scott Porter, un astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Gravedad, tirando gases del CGM hacia el centro galáctico, inyecta a las galaxias con combustible fresco para hacer estrellas. Al mismo tiempo, los vientos estelares y las supernovas disparan metales de vuelta al CGM, reponer el suministro.

Cómo contaminan las estrellas y las supernovas

La misión FORTIS cuantificará la cantidad de gas que se bombea al CGM como parte de este proceso de reciclaje. Específicamente, el telescopio mide los vientos de las estrellas y las supernovas para averiguar cuánto gas se inyecta en el CGM y cuánto pasa junto a él.

"Si se expulsa gas a una velocidad muy alta, escapará de la galaxia por completo, "McCandliss dijo. Los metales preciosos pueden ser disparados a través del CGM hasta el espacio intergaláctico, abandono del proceso de reciclaje. "Pero si son expulsados ​​a baja velocidad, circularán y ayudarán a enriquecer la galaxia".

Para tal fin, FORTIS volará alto en un cohete sonoro, un vehículo espacial suborbital que se lanza al espacio para un viaje de ida y vuelta de 15 minutos antes de aterrizar de nuevo en la Tierra. FORTIS apuntará sus instrumentos a la galaxia Triangulum, también conocido como M33, 2,7 millones de años luz de distancia. El triángulo es brillante con muchas estrellas recién formadas que cuentan con fuertes vientos estelares.

Después de aproximadamente un minuto observando M33, FORTIS se centrará en sus cúmulos de estrellas y supernovas más brillantes para medir la velocidad y composición de sus vientos. "Todo esto nos dará una idea de cómo circula ese material y cuánto se mueve, "Dijo McCandliss.

Nueva tecnología nueva ciencia

Como muchas misiones de cohetes que suenan, FORTIS abordará estas cuestiones científicas mientras prueba nuevas herramientas. Para este vuelo FORTIS está utilizando una matriz de microobturadores de próxima generación que se basa en un diseño utilizado para el telescopio espacial James Webb de la NASA. El instrumento actualizado permitirá a FORTIS medir hasta 40 objetivos separados a la vez, en longitudes de onda de luz ultravioleta lejana más allá de lo que las versiones anteriores podrían resolver.

"Es nueva ciencia habilitada por nuevas tecnologías, ", dijo McCandliss." Queremos capacitar a nuestra fuerza laboral en misiones más grandes y mejores ".

La misión FORTIS se lanzará desde White Sands Missile Range en Nuevo México en un cohete con sonda Black Brant IX. La trayectoria alcanza su punto máximo a una altitud de aproximadamente 155 millas antes de volver a la Tierra para recuperarse. El equipo espera seis minutos de tiempo de observación, con un tiempo total de vuelo de aproximadamente 15 minutos. La ventana de lanzamiento se abre el 27 de octubre a las 10:30 p.m. MDT.