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    Imagen simulada que demuestra el poder del telescopio de investigación infrarroja de campo amplio de la NASA

    Esta imagen simulada de una porción de la galaxia de Andrómeda destaca la alta resolución, gran campo de visión, y la huella única del próximo telescopio de investigación de infrarrojos de campo amplio de la NASA (WFIRST). Elaborado con datos del programa Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT), la imagen abarca aproximadamente 34, 000 años luz, o aproximadamente 1/5 del disco completo de Andrómeda, mostrando la luz roja e infrarroja cercana de más de 50 millones de estrellas individuales. El rojo y el verde representan la luz del infrarrojo cercano, mientras que el azul representa la luz roja visible. La imagen va desde el borde del núcleo brillante de la galaxia en la parte inferior izquierda, a lo largo y a lo largo de varios de los brazos espirales de la galaxia en el centro y la derecha. Crédito:NASA, STScI, y B.F. Williams (Universidad de Washington)

    Imagina una flota de 100 telescopios espaciales Hubble, desplegado en una matriz estratégica con forma de invasor espacial a un millón de millas de la Tierra, escaneando el universo a gran velocidad.

    Con el telescopio de reconocimiento infrarrojo de campo amplio de la NASA, programado para su lanzamiento a mediados de la década de 2020, esta visión se convertirá (efectivamente) en realidad.

    WFIRST capturará el equivalente a 100 imágenes del Hubble de alta resolución en una sola toma, obtener imágenes de grandes áreas del cielo 1, 000 veces más rápido que el Hubble. En varios meses, WFIRST podría estudiar la mayor parte del cielo en luz infrarroja cercana, con tanto detalle, como lo ha hecho el Hubble durante sus tres décadas completas.

    Elisa Quintana, Científico adjunto del Proyecto WFIRST para Comunicaciones en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, confía en que WFIRST tendrá el poder de transformar la astrofísica. "Para responder preguntas fundamentales como:¿Qué tan comunes son los planetas como los de nuestro sistema solar? ¿Cómo se forman las galaxias? evolucionar, e interactuar? ¿Exactamente cómo y por qué ha cambiado la tasa de expansión del universo a lo largo del tiempo? Necesitamos una herramienta que pueda brindarnos una vista amplia y detallada del cielo. WFIRST será esa herramienta ".

    Aunque WFIRST aún no ha abierto su amplia, ojos agudos en el universo, Los astrónomos ya están ejecutando simulaciones para demostrar lo que podrán ver y planificar sus observaciones.

    Esta imagen simulada de una porción de nuestra galaxia vecina, Andrómeda (M31), proporciona una vista previa de la vasta extensión y los detalles finos que se pueden cubrir con un solo apunte de WFIRST. Usando información obtenida de cientos de observaciones del Hubble, la imagen simulada cubre una franja de aproximadamente 34, 000 años luz de diámetro, mostrando la luz roja e infrarroja de más de 50 millones de estrellas individuales detectables con WFIRST.

    Si bien puede parecer una disposición un tanto desordenada de 18 imágenes separadas, la simulación en realidad representa un solo disparo. Dieciocho detectores cuadrados, 4096 por 4096 píxeles cada uno, conforman el Instrumento de Campo Amplio (WFI) de WFIRST y dan al telescopio su ventana única al espacio.

    Con cada señalamiento, WFIRST cubrirá un área aproximadamente 1⅓ veces mayor que la de la Luna llena. En comparación, cada imagen infrarroja individual del Hubble cubre un área inferior al 1% de la Luna llena.

    Las ventajas de la velocidad

    WFIRST está diseñado para recopilar los grandes datos necesarios para abordar preguntas esenciales en una amplia gama de temas, incluida la energía oscura, exoplanetas, y astrofísica general que abarca desde nuestro sistema solar hasta las galaxias más distantes del universo observable. Durante su vida útil planificada de 5 años, Se espera que WFIRST acumule más de 20 petabytes de información sobre miles de planetas, miles de millones de estrellas, millones de galaxias, y las fuerzas fundamentales que gobiernan el cosmos.

    Para astrónomos como Ben Williams de la Universidad de Washington en Seattle, quién generó el conjunto de datos simulados para esta imagen, WFIRST brindará una valiosa oportunidad para comprender grandes objetos cercanos como Andrómeda, que de otra manera requieren mucho tiempo para tomar imágenes porque ocupan una gran parte del cielo.

    "Hemos pasado las últimas dos décadas obteniendo imágenes de alta resolución en pequeñas partes de galaxias cercanas. Con el Hubble obtienes estos destellos realmente tentadores de sistemas cercanos muy complejos. Con WFIRST, de repente, puede cubrir todo sin perder mucho tiempo, "Dijo Williams.

    La capacidad de obtener imágenes de un área tan grande proporcionará a los astrónomos el contexto importante necesario para comprender cómo se forman las estrellas y cómo cambian las galaxias con el tiempo. Williams explicó que con un campo amplio, "obtienes las estrellas individuales, obtienes las estructuras en las que viven, y las estructuras que los rodean en su entorno ".

    Julianne Dalcanton de la Universidad de Washington, quien dirigió el programa Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) en el que se basan los datos simulados, también cree que la combinación de WFIRST de capacidades de ultra-telefoto y súper gran angular será innovadora. "La encuesta PHAT de Andrómeda fue una enorme inversión de tiempo, requiriendo una cuidadosa justificación y previsión. Esta nueva simulación muestra lo fácil que podría ser una observación equivalente para WFIRST ". WFIRST podría inspeccionar Andrómeda casi 1, 500 veces más rápido que el Hubble, construyendo un panorama del disco principal de la galaxia en tan solo unas horas.

    La extraordinaria velocidad de levantamiento de WFIRST es el resultado de su amplio campo de visión, su agilidad, y su órbita. Williams explicó que al cubrir más área en un campo y poder cambiar de campo más rápidamente, "está evitando todos esos gastos generales asociados con la reorientación del telescopio tantas veces". Además, La órbita de WFIRST a un millón de millas de distancia proporcionará una vista que generalmente no está obstruida por la Tierra. Si bien el Hubble a menudo puede recopilar datos durante solo la mitad de su órbita terrestre baja a 350 millas de altura, WFIRST podrá observar de forma más o menos continua.

    Principales programas de encuestas

    Debido a que puede recopilar tantos datos detallados con tanta rapidez, WFIRST es ideal para grandes encuestas. Una parte importante de la misión se dedicará a monitorear cientos de miles de galaxias distantes en busca de explosiones de supernovas. que se puede utilizar para estudiar la energía oscura y la expansión del universo. Otro programa importante consistirá en mapear las formas y la distribución de las galaxias para comprender mejor cómo el universo, incluidas las galaxias, materia oscura, y energía oscura — ha evolucionado durante los últimos 13 mil millones de años.

    WFIRST también jugará un papel importante en el censo de exoplanetas. Al monitorear el brillo de miles de millones de estrellas en la Vía Láctea, Los astrónomos esperan captar miles de eventos de microlentes:leves aumentos en el brillo que ocurren cuando un planeta pasa entre el telescopio y una estrella distante. La capacidad de WFIRST para detectar planetas que son relativamente pequeños o están lejos de sus propias estrellas, así como planetas rebeldes, que no orbitan ninguna estrella en absoluto, ayudarán a llenar los principales vacíos en nuestro conocimiento de los planetas más allá de nuestro sistema solar. Aunque la microlente no nos dará la capacidad de ver exoplanetas directamente, WFIRST también llevará un coronógrafo, un instrumento de demostración de tecnología diseñado para bloquear una cantidad suficiente de la cegadora luz de las estrellas para hacer posible la obtención de imágenes directas y la caracterización de los planetas en órbita.

    También se espera que estas grandes encuestas revelen lo inesperado:extraño, fenómenos transitorios que nunca antes se habían observado. "Si cubre gran parte del cielo, vas a encontrar esas cosas raras, "explicó Williams.

    Datos de acceso abierto

    Ampliando aún más su impacto potencial, Todos los datos recopilados por WFIRST no serán de propiedad exclusiva y estarán disponibles de inmediato para el público. Dalcanton subrayó la importancia de este aspecto de la misión:"Miles de mentes de todo el mundo podrán pensar en esos datos y encontrar nuevas formas de usarlos. Es difícil anticipar lo que desbloquearán los datos de WFIRST, pero sé que cuanta más gente lo mire, cuanto mayor sea el ritmo del descubrimiento ".

    Complementando otros Observatorios

    La combinación de talentos de WFIRST será un valioso complemento a los de otros observatorios, incluyendo Hubble y el telescopio espacial James Webb. "Con cien veces el campo de visión del Hubble, y la capacidad de inspeccionar rápidamente el cielo, WFIRST será una herramienta de descubrimiento extremadamente poderosa, "explicó Karoline Gilbert, Científico de la misión WFIRST en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. "Webb, que es 100 veces más sensible y puede ver más profundamente en el infrarrojo, podrá observar los raros objetos astronómicos descubiertos por WFIRST con exquisito detalle. Mientras tanto, Hubble continuará brindando una vista única de la luz óptica y ultravioleta emitida por los objetos que descubre WFIRST, y Webb sigue ".

    La imagen simulada se presenta en la 235a reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Honolulu, Hawai.


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