El equipo del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA ha anunciado planes para un estudio sin precedentes del plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Explorará más profundamente esta región que cualquier otro estudio, mapeando más estrellas de nuestra galaxia que todas las observaciones anteriores combinadas.
"Hay una gama realmente amplia de ciencia que podemos explorar con este tipo de estudio, desde la formación y evolución de las estrellas hasta el polvo entre las estrellas y la dinámica del corazón de la galaxia", dijo Catherine Zucker, astrofísica del Centro de Astrofísica. Harvard &Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, quienes fueron coautores de un documento técnico que describe algunos de los beneficios de dicho programa de observación.
Un estudio de un avión galáctico fue la presentación mejor clasificada tras una convocatoria de 2021 para ideas de estudios romanos. Ahora, la comunidad científica trabajará en conjunto para diseñar el programa de observación antes del lanzamiento de Roman en mayo de 2027.
"Habrá muchas compensaciones ya que los científicos tendrán que elegir entre, por ejemplo, cuánta área cubrir y cómo mapearla completamente en todos los diferentes filtros posibles", dijo el coautor del artículo, Robert Benjamin, astrónomo de la Universidad de Wisconsin-Whitewater.
Si bien los detalles del estudio aún no se han determinado, los científicos dicen que si cubriera unos 1.000 grados cuadrados (una región del cielo tan grande como 5.000 lunas llenas) podría revelar más de 100 mil millones de objetos cósmicos (principalmente estrellas).
"Eso sería bastante cercano a un censo completo de todas las estrellas de nuestra galaxia, y sólo tomaría alrededor de un mes", dijo Roberta Paladini, científica investigadora senior de Caltech/IPAC en Pasadena, California, y líder del libro blanco. autor. "Se necesitarían décadas para observar una porción tan grande del cielo con los telescopios espaciales Hubble o James Webb. Roman será una máquina de exploración."
Los observatorios con vistas más pequeñas del espacio han proporcionado imágenes exquisitas de otras galaxias, revelando estructuras complejas. Pero estudiar la anatomía de nuestra propia galaxia es sorprendentemente difícil. El plano de la Vía Láctea cubre un área tan grande en el cielo que estudiarlo en detalle puede llevar mucho tiempo. Los astrónomos también deben mirar a través del espeso polvo que oscurece la luz de las estrellas distantes.
Si bien hemos estudiado bien la vecindad de nuestro sistema solar, Zucker dice:"Tenemos una visión muy incompleta de cómo se ve la otra mitad de esa Vía Láctea más allá del centro galáctico".
Observatorios como el retirado Telescopio Espacial Spitzer de la NASA han realizado estudios de grandes áreas del plano galáctico en longitudes de onda de luz más largas y han revelado algunas regiones de formación de estrellas en el otro lado de la galaxia. Pero no pudo resolver detalles finos como lo hará Roman.
"Spitzer planteó las preguntas que Roman podrá resolver", dijo Benjamin.
La combinación de Roman de un gran campo de visión, una resolución nítida y la capacidad de mirar a través del polvo lo convierten en el instrumento ideal para estudiar la Vía Láctea. Y ver estrellas en diferentes longitudes de onda de luz (óptica e infrarroja) ayudará a los astrónomos a aprender cosas como las temperaturas de las estrellas. Esa única información desbloquea muchos más datos, desde la etapa evolutiva y la composición de la estrella hasta su luminosidad y tamaño.
"Podemos realizar estudios muy detallados sobre aspectos como la formación de estrellas y la estructura de nuestra propia galaxia de una manera que no podemos hacer en ninguna otra galaxia", afirmó Paladini.
Roman ofrecerá nuevos conocimientos sobre la estructura de la región central conocida como protuberancia, la "barra" que se extiende a través de ella y los brazos en espiral que se extienden desde ella.
"Básicamente reescribiremos la imagen 3D del otro lado de la galaxia", dijo Zucker.
La aguda visión de Roman ayudará a los astrónomos a ver estrellas individuales incluso en guarderías estelares en el otro lado de la galaxia. Esto ayudará a Roman a generar un enorme catálogo nuevo de estrellas, ya que podrá mapear 10 veces más lejos que el mapeo de precisión anterior realizado por la misión espacial Gaia de la ESA (la Agencia Espacial Europea).
Gaia cartografió más de mil millones de estrellas en 3D, en gran parte dentro de unos 10.000 años luz. Roman podría mapear hasta 100 mil millones de estrellas a 100.000 años luz de distancia o más (extendiéndose hasta el borde más distante de nuestra galaxia y más allá).
El Galactic Plane Survey es el primer estudio de astrofísica general anunciado por Roman, uno de varios programas de observación que Roman realizará además de sus tres estudios comunitarios principales y la demostración de la tecnología Coronagraph.
Al menos el 25% de la misión principal de cinco años de Roman se asignará a estudios de astrofísica general con el fin de realizar ciencia que no se puede hacer solo con los datos de los estudios comunitarios centrales de la misión. Los astrónomos de todo el mundo tendrán la oportunidad de utilizar Roman y proponer investigaciones de vanguardia, lo que permitirá a la comunidad astronómica utilizar todo el potencial de las capacidades de Roman para realizar ciencia extraordinaria.
El trabajo está publicado en arXiv. servidor de preimpresión.
Más información: Roberta Paladini et al, Oportunidad de estudio de astrofísica romana de definición temprana:Estudio del plano infrarrojo romano galáctico (GRIPS), arXiv (2023). DOI:10.48550/arxiv.2307.07642
Proporcionado por la NASA
