El astrónomo Gregory Rudnick ve el universo atravesado por algo parecido a un sistema de superautopistas interestelares. Los filamentos, las hebras de materia agregada que se extienden millones de años luz a través del universo para conectar los cúmulos de galaxias, son las autopistas.

"Las galaxias fluirán a lo largo de filamentos desde las partes menos densas del universo a las partes más densas del universo, algo así como coches que fluyen por una carretera hacia la gran ciudad. En este caso, se dirigen hacia grandes agrupaciones, siendo arrastrado por la gravedad de esas grandes concentraciones de materia, " él dijo.

Rudnick, profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Kansas, quiere saber más sobre cómo los filamentos influyen en las galaxias que se mueven a través de ellos. Ahora, el investigador de KU ha ganado $ 280, 000 de la National Science Foundation para liderar una colaboración internacional que investiga galaxias que se extienden a lo largo de esta "red cósmica" de filamentos.

"Estoy interesado en cómo las galaxias se ven afectadas por las regiones en las que viven, "Dijo Rudnick." Los filamentos son el primer lugar donde las galaxias entran en contacto con regiones de mayor densidad del universo. Si una galaxia en una parte 'rural' del universo entra en una parte densa, Quiero saber cómo cambian sus propiedades, por ejemplo, ¿Cambia el número de estrellas que forma? ¿O se altera su forma? Usando la analogía de la carretera, cuando conduces a Kansas City, a medida que avanza, se acumulan más y más automóviles a su lado, y a veces hay accidentes automovilísticos; esto es algo así como el universo real porque las galaxias pueden colisionar, también."

Rudnick y sus colegas utilizarán múltiples telescopios en todo el mundo para observar hidrógeno neutro y gas molecular en galaxias a medida que viajan a lo largo de filamentos. El equipo espera determinar si la cantidad de gas, el combustible para la formación de estrellas, es menos abundante en las galaxias de filamentos que en las galaxias de otros entornos. como los que están solos o en grupos o cúmulos de galaxias.

"Cuando las galaxias entran en un filamento, la presión del gas difuso en el filamento puede ralentizar la rapidez con que la galaxia forma estrellas, ", Dijo Rudnick." Todas las galaxias tienen gas, y si hay suficiente, puede colapsar en pequeñas pepitas y formar estrellas. Las galaxias se alimentan constantemente de gas y lo expulsan en un sistema complejo. Cuando una galaxia entra en un filamento, el gas que normalmente se alimenta a una galaxia ahora se convierte en parte del filamento. La galaxia podría desconectarse de su cordón umbilical de gas ".

En otras palabras, Rudnick dijo:"Quizás un filamento es como un largo tramo de carretera sin muchas estaciones de servicio".

Los colaboradores de Rudnick incluyen a Rose Finn y Graziano Vernizzi de Sienna College en Loudonville, Nueva York, así como investigadores de todo el mundo y estudiantes de KU, incluido un estudiante de posgrado que será apoyado directamente por la subvención. El equipo utilizará varios telescopios, incluido el telescopio Philips Claude en el observatorio Mount Laguna en California, de los cuales KU posee una participación. El grupo también utilizará el telescopio IRAM en Pico Veleta en la Sierra Nevada española, el radiotelescopio Nançay en Francia y uno de los telescopios espaciales astronómicos de longitud de onda infrarroja de la NASA, apodado "WISE" para el Explorador de levantamientos infrarrojos de campo amplio.

Las observaciones del equipo estudiarán las galaxias objetivo en muchas longitudes de onda de luz diferentes, revelando diversas piezas de información sobre ellos. Por ejemplo, Los investigadores no solo observarán las estrellas que están presentes en las galaxias, sino también el gas que es la materia prima para la formación de nuevas estrellas.

"El gas tiene muchas fases y formas diferentes, "Dijo Rudnick." El hidrógeno neutro son átomos de hidrógeno individuales con un protón y un electrón. Pero cuando eso se comprime, los átomos de hidrógeno pueden combinarse para formar hidrógeno molecular con dos átomos; de ahí se forman las estrellas. El hidrógeno neutro es el depósito de gas, y cuando se canaliza hacia las galaxias, se convierte en hidrógeno molecular y puede formar estrellas, y brilla. Al observar ese resplandor de luz que es invisible a los ojos, pero visible con radiotelescopios, podemos medir el suministro de combustible de las galaxias ".

Rudnick dijo que el equipo haría observaciones en muchas longitudes de onda diferentes para comprender mejor el ciclo del gas dentro de las galaxias a medida que se suministra. calentado, utilizado y expulsado. Por ejemplo, para observar la emisión de hidrógeno ionizado, el equipo se centrará en longitudes de onda de luz específicas que correspondan a las de la parte roja del espectro visible. Son estas observaciones las que se llevarán a cabo con la participación de KU en el telescopio Philips Claud en el monte Laguna.

"Si tomas un átomo de hidrógeno y eliminas un electrón y luego vuelve a caer sobre el átomo, emite luz en una longitud de onda específica, "Dijo Rudnick." El resplandor de esa luz específica nos dice dónde se están formando las estrellas en este momento. Y 'ahora mismo' está dentro de cinco a 10 millones de años; en términos de astronomía, eso es un abrir y cerrar de ojos, ya que estas galaxias tardan al menos unos pocos cientos de millones de años en evolucionar notablemente ".

Parte del trabajo de la subvención también apoyará un exitoso programa de astronomía basado en la investigación en las escuelas locales de Kansas, expandiéndolo a 20 estudiantes de diversos orígenes.

"Ahora estoy en el quinto año de ejecutar un programa de divulgación en Lawrence High School, ", Dijo Rudnick." Como parte del programa, Trabajo con un profesor que obtuvo su licenciatura en astronomía en KU y con un graduado de KU, ambos que ayudan a ejecutar el curso. En el primer semestre, los estudiantes toman una clase de astronomía similar a la que enseñamos a los estudiantes en KU. En el segundo semestre, hacen un proyecto de investigación con datos del telescopio espacial Spitzer de la NASA, que culmina en un mini-simposio en KU al que asistieron profesores y estudiantes graduados ".