Los técnicos preparan el UVOT de Swift para las pruebas de vibración el 1 de agosto de 2002, más de dos años antes del lanzamiento, en la sala limpia de High Bay en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Crédito de Maryland:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Imagínese si la cámara a color nunca se hubiera inventado y todas nuestras imágenes fueran en blanco y negro. El mundo todavía se vería hermoso pero incompleto. Durante miles de años, así era como los humanos veían el universo. En la tierra, solo podemos ver parte de la luz que emiten las estrellas.
Gran parte de lo que no podemos ver, en infrarrojos, el ultravioleta, los rayos X y las longitudes de onda de los rayos gamma - está bloqueado por la atmósfera de la Tierra. En la mayor parte, Ésto es una cosa buena. La atmósfera atrapa la luz infrarroja que mantiene la Tierra caliente durante la noche y bloquea la luz ultravioleta de alta energía. Rayos X y rayos gamma, manteniéndonos a salvo de la radiación cósmica mortal, mientras deja entrar porciones visibles del espectro de luz. Para los astrónomos, sin embargo, esto tiene un inconveniente:miramos el universo con un ojo cerrado, incapaz de recibir toda la información que el universo nos envía.
Lanzado el 20 de noviembre, 2004, y orbitando una altitud de 340 millas, El Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA tiene tres telescopios que monitorean el universo usando longitudes de onda de luz que están bloqueadas por la atmósfera de la Tierra. Estos incluyeron el telescopio de rayos X, el telescopio Burst-Alert sensible a rayos gamma y el telescopio óptico ultravioleta (UVOT). La UVOT entregó recientemente su imagen 1 millonésima, datos que los astrofísicos como yo utilizamos para obtener información sobre todo, desde los orígenes del universo hasta la composición química de los cometas cercanos.
La luz visible es solo una pequeña parte del espectro electromagnético. Crédito:NASA
Viendo el nacimiento de los agujeros negros
La misión principal de Swift es estudiar el resplandor de los estallidos de rayos gamma (GRB), que documentan el nacimiento de los agujeros negros. Los agujeros negros se forjan en las explosiones más violentas del universo:la explosión de una estrella masiva o la fusión de dos estrellas de neutrones (las cáscaras arrugadas que quedaron de pasadas explosiones estelares). Estas explosiones son tan poderosas, que producen decenas a cientos de miles de millones de veces más energía que el sol, que a pesar de que ocurren a miles de millones de años luz de la Tierra, todavía pueden ser detectados por instrumentos como Swift. De hecho, los primeros GRB fueron detectados por los satélites Vela, que fueron construidos para detectar las explosiones de armas nucleares.
Durante casi 14 años, Swift ha estudiado más de mil GRB. Al hacerlo, ha revelado lo que les da poder y nos ha dado vislumbres de los confines más lejanos del cosmos, hasta el momento en que se formaron las primeras estrellas después del Big Bang.
A la izquierda hay una imagen de la galaxia cercana NGC 3623 tomada con UV. A la derecha hay una imagen óptica. Observe cómo los brazos espirales de las galaxias, donde están naciendo nuevas estrellas, se destacan en las longitudes de onda ultravioleta emitidas por estos objetos calientes. Crédito:NASA / Swift / L.McCauley, PSU, CC BY-ND
Sin embargo, Una de las cosas que aprendes al trabajar en una misión de telescopio espacial es que si la construyes, ellos vendrán. La misión proporciona capacidades a la comunidad de astrofísicos:imágenes simultáneas de rayos X / UV y una respuesta rápida a las solicitudes para observar y fotografiar secciones específicas del cielo, que solo están disponibles para Swift. Podemos enfocar nuestros telescopios en un objeto de interés pocas horas después de una solicitud de "Objetivo de oportunidad" a través de nuestro sitio web, algo que ninguna otra misión puede hacer. UVOT también llena un nicho importante al observar áreas más grandes del cielo que las que se pueden observar con los instrumentos ultravioleta más poderosos a bordo del Telescopio Espacial Hubble. Estas capacidades han demostrado ser una bendición para la comunidad y han permitido estudiar todo tipo de objetos y fenómenos más allá de los GRB.
Los descubrimientos de Swift con ayuda ultravioleta
Las galaxias cercanas están llenas de actividad con la formación de nuevas estrellas. Swift puede capturar imágenes panorámicas ultravioleta que resaltan a los más jóvenes, las estrellas más masivas de estas galaxias. Esto nos da una idea de lo que ha estado haciendo el universo durante los últimos cientos de millones de años. El trabajo de mi equipo de investigación se ha centrado en las galaxias cercanas, como Andrómeda y las Nubes de Magallanes, para revelar qué procesos impulsan su formación estelar pasada y en curso.
A la izquierda hay una composición ultravioleta hecha de varias imágenes de la Galaxia Whirpool (M51) tomadas entre 2005-2007. La imagen de la derecha fue realizada en junio de 2011, poco después de que los astrónomos detectaran la explosión de una estrella masiva en uno de los brazos espirales exteriores de la galaxia. El objeto está marcado por el círculo rojo. Crédito:NASA / Swift / E. Hoversten, PSU, CC BY-ND
Con UVOT, obtenemos una visión mucho mejor de las explosiones de supernovas. Estos pueden ocurrir cuando una enana blanca, el remanente de una estrella como el sol, explota o durante la agonía final de una estrella masiva, más de ocho veces la masa del sol. Estos eventos generan enormes cantidades de luz ultravioleta, y Swift tiene la capacidad única de observarlos a las pocas horas de haber sido descubiertos.
Los cometas barren nuestro sistema solar, transformándose de una bola sólida congelada en vapor a medida que se acercan al sol y creando magníficas colas de partículas ionizadas. Swift estudia estos cometas, y analiza su composición química dividiendo la luz que emiten en diferentes longitudes de onda. Swift también permite a los científicos medir la rotación de un cometa al ver cómo cambia la luz con el tiempo. Esto ha revelado que las erupciones violentas en la superficie del cometa pueden alterar drásticamente la trayectoria de un cometa.
Uno de los descubrimientos más emocionantes que hizo Swift estuvo relacionado con el reciente descubrimiento de ondas gravitacionales por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO). Las ondas gravitacionales son distorsiones en el tejido del espacio-tiempo creadas por los movimientos de objetos extremadamente masivos. En agosto de 2017, dos estrellas de neutrones chocaron en una galaxia distante, creando ondas gravitacionales lo suficientemente potentes como para ser detectadas en la Tierra. Swift formaba parte de un ejército de telescopios que buscaban la fuente de las ondas gravitacionales. La loca lucha durante esos pocos días condujo a uno de los descubrimientos más emocionantes de la última década:un resplandor luminoso de la fuente de las ondas gravitacionales. Esto ha abierto nuevas ramas de la ciencia al conectar una nueva forma de estudiar el universo, a través de ondas gravitacionales, a la forma tradicional, a través de la luz.
Esta imagen del cometa Lulin fue tomada por Swift el 28 de enero de 2009. Muestra datos obtenidos por el telescopio óptico / ultravioleta de Swift (azul y verde) y el telescopio de rayos X (rojo). La imagen del campo de estrellas (blanco) fue adquirida por Digital Sky Survey. En el momento de la observación, El cometa Lulin estaba a 99,5 millones de millas de la Tierra y a 115,3 millones de millas del sol. La luz ultravioleta proviene de moléculas de hidroxilo y muestra que, en este momento, Lulin estaba derramando 800 galones de agua por segundo. Crédito:D. Bodewits / Swift / NASA, CC BY-ND
UVOT ha estado tomando instantáneas del universo desde 2004 y finalmente acumuló su millonésima imagen. Su éxito es un testimonio del equipo internacional de ingenieros, científicos y personal de las tres instituciones que lo apoyan:la Universidad Estatal de Pensilvania; Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard en Surrey, Inglaterra; y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Ha sido un privilegio ser parte de este equipo durante los últimos nueve años. ¿Qué le depara el futuro a la UVOT? Esperamos encontrar más fuentes de ondas gravitacionales, inspeccionar galaxias cercanas, estudiar aún más supernovas, y monitorear cómo los objetos en el universo cambian con el tiempo.
Por el próximo millón de imágenes.
Representación de un artista de una colisión de deformación espacial de dos estrellas de neutrones que se fusionan. Las ondulaciones representan las ondas gravitacionales que distorsionan la cuadrícula del espacio-tiempo. Los haces estrechos que salen disparados de la colisión muestran el estallido de rayos gamma que se liberan después de las ondas gravitacionales. Las nubes amarillas brillan con otras longitudes de onda de luz que se generan en la colisión. Crédito:NSF / LIGO / Universidad Estatal de Sonoma / A. Simonnet
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.