Un nuevo instrumento pionero que produce las imágenes más nítidas de estrellas jóvenes podría dar a los astrónomos una visión fascinante de cómo se veía el sistema solar hace más de 4.500 millones de años.

Un equipo internacional de expertos, incluyendo al profesor Stefan Kraus de la Universidad de Exeter, están llevando a cabo una nueva investigación sobre cómo se forman los planetas utilizando un nuevo e innovador generador de imágenes infrarrojas.

El creador de imágenes llamado MIRC-X, está diseñado para brindar nuevos conocimientos sobre cómo se forman los planetas a partir de la rotación, discos circunestelares de polvo denso y gas que existen alrededor de estrellas jóvenes.

Si bien los telescopios convencionales solo pueden ver la región del disco exterior de estas estrellas incipientes, debido a la gran distancia a la que se encuentran de la Tierra, el nuevo generador de imágenes puede producir imágenes desde las profundidades de las regiones más internas.

El equipo de investigación cree que la investigación no solo brindará una comprensión mucho mayor de cómo se forman estas estrellas, que se encuentran a varios cientos de años luz de distancia, sino que también dará una idea de cómo el sistema solar habría visto su propia formación.

Profesor Kraus, del departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Exeter e investigador principal del instrumento MIRC-X, dijo:"El gran premio en los estudios de formación de planetas es comprender lo que sucede en las regiones internas de estos discos, en las escalas donde se encuentra la Tierra en nuestro sistema solar.

"En estas regiones del interior, el disco sufre una transición dramática de una composición de polvo + gas a un disco puramente gaseoso. El fuerte gradiente de presión en la región podría conducir a una acumulación de granos de polvo que podría desencadenar la formación de planetas rocosos en la región ".

El equipo de investigación que también incluye a expertos de la Universidad de Michigan (EE. UU.), creó el generador de imágenes MIRC-X para proporcionar imágenes mucho más nítidas de las regiones internas del disco por primera vez.

El equipo utilizó el conjunto de telescopios CHARA, ubicado en Mt. Wilson en California y operado por la Universidad Estatal de Georgia, para ayudar a producir las imágenes finales. Esta instalación incorpora seis, Telescopios de un metro repartidos en un área de 330 metros de diámetro. El instrumento MIRC-X combina la luz de los seis telescopios al mismo tiempo, creando efectivamente el poder de resolución de un telescopio gigante de 330 metros.

La hazaña de combinar estos 6 telescopios CHARA ya se ha logrado con un instrumento anterior, MIRC, construido por la Universidad de Michigan, que actuó como precursor de MIRC-X.

"Logramos resultados históricos en astrofísica estelar, por ejemplo, obteniendo imágenes de puntos en la superficie de otras estrellas, o la fase de expansión de la bola de fuego de una explosión de nova, ", dijo el profesor John Monnier de la Universidad de Michigan e investigador principal de MIRC." Sin embargo, para lograr el desafiante objetivo de obtener imágenes de estrellas jóvenes, necesitábamos rediseñar y reconstruir sustancialmente el instrumento ".

Uno de los aspectos más importantes del rediseño se refería a la cámara que se utiliza para detectar la débil señal producida al superponer la luz de las estrellas de los seis telescopios.

"Necesitábamos una cámara con un ruido extremadamente bajo, pero al mismo tiempo también una velocidad de fotogramas muy alta para congelar cualquier distorsión de imagen introducida por la atmósfera, "explicó el profesor Kraus." Afortunadamente, Hace unos años se ha producido un avance real en la tecnología de los detectores que ha dado como resultado una nueva generación de cámaras infrarrojas con 40 veces menos ruido que antes. Es el más rápido del mundo, ruido bajo, cámara infrarroja y extrañamente cerca de alcanzar el límite físico fundamental de detección de fotón único, haciéndola casi la cámara 'perfecta' para nuestros propósitos ".

A finales de 2018, el equipo logró la "primera luz" con el nuevo sistema MIRC-X, el momento en que el nuevo instrumento capturó la luz de las estrellas por primera vez. con el sistema innovador.

"Tuvimos un comienzo exitoso de nuestra campaña de observación y estamos ansiosos por analizar los datos que registramos, "dijo el profesor Kraus, "Las imágenes nos mostrarán cómo podría haber sido el sistema solar hace 4.500 millones de años, en el momento en que se formaron la Tierra y los demás planetas. "

"Siempre que los astrónomos han encendido una máquina de un orden de magnitud más capaz que las generaciones anteriores y la han apuntado al cielo, descubrieron cosas nuevas e interesantes sobre el Universo, "El profesor Monnier agregó." Espero que lo mismo suceda con nuestro nuevo instrumento.

El equipo de instrumentos incluye científicos de la Universidad de Exeter, Universidad de Michigan, y el Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble. El proyecto MIRC-X recibió financiación del Consejo Europeo de Investigación y la Universidad de Exeter y se basa en financiación anterior de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. El equipo agradece a First Light Imaging SRS por una fructífera colaboración y a Fujikura Europe Ltd por proporcionar una muestra de sus fibras ópticas.