El Roman Space Telescope de la NASA permitirá una nueva comprensión de la evolución de las galaxias

Cuando el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA se lance a mediados de la década de 2020, supondrá una revolución en el estudio de la astronomía al proporcionar un campo de visión panorámica al menos 100 veces mayor que el del Hubble, con una nitidez o resolución de imagen similar.

El Roman Space Telescope inspeccionará el cielo hasta miles de veces más rápido de lo que se puede hacer con el Hubble. Esta combinación de campo amplio, alta resolución y un enfoque de estudio eficiente promete la adquisición de nuevos conocimientos en muchas áreas, particularmente en cómo se forman y evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo cósmico. ¿Cómo se ensamblaron las estructuras más grandes del universo? ¿Cómo llegó nuestra galaxia, la Vía Láctea, a su forma actual? Estas son algunas de las preguntas que Roman ayudará a responder.

Las galaxias son conglomerados de estrellas, gas, polvo y materia oscura. La más grande puede abarcar cientos de miles de años luz. Muchas se agrupan en cúmulos que contienen cientos de galaxias, mientras que otras están relativamente aisladas.

La forma en la que las galaxias cambian con el tiempo depende de muchos factores como la historia de formación de sus estrellas, la rapidez con la que se formaron esas estrellas a lo largo del tiempo o cómo cada generación de estrellas influyó en la siguiente a través de explosiones de supernovas y vientos estelares. Para desentrañar estos detalles, los astrónomos necesitan estudiar un gran número de galaxias.

“Roman nos dará la capacidad de observar objetos débiles y galaxias durante largos intervalos de tiempo cósmico. Eso nos permitirá estudiar cómo se ensamblan y transforman las galaxias”, dijo Swara Ravindranath, astrónoma del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland. Si bien las imágenes de campo amplio serán importantes para los estudios de galaxias, las capacidades espectroscópicas de Roman también lo serán.

Un espectrógrafo toma la luz de un objeto y la dispersa en un rango de colores conocido como espectro. A partir de esta gama de colores, los astrónomos pueden obtener muchos detalles, como la distancia o la composición de un objeto. La capacidad de Roman para proporcionar un espectro de cada objeto dentro del campo de visión, combinada con las imágenes que obtenga, permitirá a los astrónomos aprender más sobre el universo.

Descubrir cuándo y dónde nacieron las estrellas

Las galaxias no forman estrellas a un ritmo constante. Se aceleran y desaceleran, formando más o menos estrellas, bajo la influencia de una variedad de factores, desde colisiones y fusiones, hasta ondas de choque de supernovas y vientos a escala de galaxias, impulsados ​​por agujeros negros supermasivos.

Al estudiar el espectro de una galaxia en detalle, los astrónomos pueden estudiar la historia de la formación de estrellas. “Usando Roman podemos estimar la velocidad a la que las galaxias están formando estrellas y encontrar las galaxias más prolíficas que están produciendo estrellas a mayor ritmo. Más importante aún, podemos descubrir no solo lo que está sucediendo en una galaxia en el momento en que la observamos, sino también cuál ha sido su historia”, afirmó Lee Armus, astrónomo de IPAC/Caltech en Pasadena, California.

Algunas galaxias precoces formaron estrellas muy rápidamente durante un corto periodo de tiempo, dejando de formar estrellas en eras tempranas de la historia del universo, experimentando una rápida transición de viva a “muerta”.

“Sabemos que las galaxias bloquean la formación de estrellas, pero no sabemos por qué. Con el campo amplio de visión de Roman, tendremos más posibilidades de estudiar estas galaxias en el esos momentos”, dijo Kate Whitaker, astrónoma de la Universidad de Massachusetts en Amherst.

Aumentando la red cósmica

A pesar de que las propias galaxias han crecido con el tiempo, también se han juntado en grupos para formar estructuras intrincadas de miles de millones de años luz de diámetro. Las galaxias tienden a acumularse en burbujas, láminas y filamentos, creando una vasta red cósmica. Al combinar imágenes de alta resolución (que indican la posición de una galaxia en el cielo) con la espectroscopía (que proporciona una distancia), los astrónomos podrán mapear esta red en tres dimensiones y aprender sobre la estructura a gran escala del universo.

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