Como mucha ciencia pionera, el Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) comenzó como el proyecto de presupuesto reducido de un joven investigador curioso.

Haciendo un agujero en el techo de una oficina en el Laboratorio de Ciencias Físicas de la Universidad de Wisconsin-Madison a fines de la década de 1970, El astrofísico Ron Reynolds apuntó un espectrómetro especialmente construido hacia el cielo por primera vez y descubrió una característica previamente desconocida de la Vía Láctea.

Dondequiera que mirara con su novedoso telescopio, Reynolds observó el tenue resplandor rojo del gas hidrógeno ionizado. Fue la primera evidencia contundente de que vastas nubes de hidrógeno ionizado (átomos de gas hidrógeno despojados de electrones) impregnan el espacio entre las estrellas. "Nadie esperaba ver hidrógeno ionizado en medio de la nada, ", dijo en una entrevista de 2004." Está por todo el cielo, pero es más brillante en el plano de la galaxia ".

Sobre la base de esos primeros esfuerzos para descubrir una característica nueva y en su mayoría oculta de nuestra galaxia, Reynolds y sus colegas, incluido Matt Haffner, un científico senior en el departamento de astronomía de UW-Madison, desarrolló WHAM, un espectrómetro capaz de detectar el desmayo, luz difusa que emana del espacio entre las estrellas. El instrumento, apoyado por la National Science Foundation y operado por el Space Science Institute en Boulder, Colorado, ha estado en funcionamiento casi continuo durante los últimos 20 años. Primero fue en la cima de Kitt Peak en Arizona y luego se trasladó a Cerro Tololo en Chile, donde ha estado observando el cielo del hemisferio sur durante aproximadamente la última década.

Este último mes, Haffner, quien asumió la dirección de WHAM tras la jubilación de Reynolds en 2005, y sus compañeros soltaron lo más profundo, estudio más completo hasta la fecha del hidrógeno ionizado que impregna la Vía Láctea. Ahora conocida por los astrofísicos como la "Capa de Reynolds" por el científico de la Universidad de Washington en Madison que la descubrió, la característica mapeada por WHAM muestra una cantidad masiva de hidrógeno ionizado, una estructura 75, 000 años luz de diámetro y 6, 000 años luz de espesor, que envuelve el plano de la galaxia y gira al paso con él.

"Es como una atmósfera galáctica, ", dice Haffner." Estamos rastreando el mismo tipo de emisión en la parte visible del espectro que da lugar a nebulosas brillantes. Pero en gran parte de la galaxia es muy muy débil."

El hidrógeno ionizado es uno de los ingredientes de la sopa de elementos que componen lo que los astrónomos llaman el medio interestelar, la mezcla irregular de polvo y gas que existe entre las estrellas. Los materiales encontrados allí son parte de la gran historia de la vida y muerte galáctica, dice Haffner, explicando que las nubes de materiales que se encuentran en el espacio interestelar provienen de estrellas muertas y moribundas y, en última instancia, se reciclarán en nuevas estrellas y planetas.

La composición y dinámica del medio interestelar, él dice, puede revelar cómo evoluciona una galaxia con el tiempo.

"Nuestra galaxia es de mediana edad, "Dice Haffner. La edad media para una galaxia significa que no está pasando por los cambios dramáticos que típicamente experimentan las galaxias más viejas o más jóvenes". En ese tipo de estado estable, ¿cómo funciona todo? "

Una idea crítica derivada de WHAM es que algunas estrellas pueden ser actores más grandes de lo que se creía anteriormente, ejerciendo su influencia a mayores distancias. Ionizar hidrógeno o cualquier otro elemento requiere energía, y se sabe que las estrellas ionizan átomos en sus vecindarios inmediatos.

Una de las razones por las que WHAM observa tanto hidrógeno ionizado en el plano de la galaxia es que allí residen muchas estrellas calientes. Qué desconcertó a los astrofísicos, Haffner dice:Así es como pueden aparecer nubes de hidrógeno ionizado a años luz por encima del avión.

"Para que veamos esta emisión en todas partes, el gas debe ionizarse activamente, ", dice." ¿Cuáles son las fuentes de energía que lo mantienen funcionando? "

Lo que Haffner y otros científicos creen que está sucediendo es que lo que se conoce como estrellas de tipo O, muy grandes, Las estrellas brillantes y de vida relativamente corta que varían en tamaño de 15 a 90 veces la masa del sol y nacen en lo profundo del plano de la galaxia, son de alguna manera capaces de ionizar gas a través de la galaxia. lejos de los viveros estelares en su plano. La evidencia de esta idea fue proporcionada por los datos de WHAM, que en 2003 derribó la noción de que el hidrógeno ionizado en la galaxia se producía solo en lo que se conoce como esferas de Strömgren, nebulosas en las inmediaciones de estrellas de tipo O.

WHAM puede que algún día proporcione suficientes datos para desentrañar el misterio de cómo se puede ionizar el hidrógeno en los desiertos interestelares, lejos de las estrellas que los astrónomos creen que son las responsables. Continúa su estudio de la galaxia en cada claro, noche sin luna, pasos y recopilación de datos en exposiciones de 30 segundos en cuadrantes amplios del cielo.

Más recientemente, Haffner y sus colegas han estado recopilando datos de las Nubes de Magallanes, dos galaxias vecinas más pequeñas visibles desde el hemisferio sur. Tener datos de galaxias más allá de la Vía Láctea, él dice, bien puede proporcionar información sobre los acertijos de nuestra propia galaxia.