Composición de la nube molecular de Orión, que incluye la Nebulosa de Orión (abajo), que ofrece un filamento de formación de estrellas de polvo rico llamado MAC-2/3. Naranja: los datos del telescopio de Green Bank. Crédito: S. Schnee, et al .; B. Saxton, B. Kent (NRAO / AUI / NSF)
El polvo cósmico no es simplemente algo para barrer debajo de la alfombra y olvidarse. Los astrónomos financiados por la NSF están estudiando y cartografiando el Universo para aprender más sobre nosotros, de dónde venimos y hacia dónde vamos.
Algunos investigadores están profundizando para ver cómo el polvo se une a nivel atómico, mientras que otros están observando sobre como podrían estar formándose estrellas y planetas en viveros estelares polvorientos. Los descubrimientos recientes, como la de una galaxia muy joven que contiene mucho más polvo de lo esperado, nos han demostrado que todavía tenemos mucho que aprender sobre dónde exactamente proviene todo este polvo.
Un poco de polvo provoca un problema muy grande
Aunque el polvo sólo representa el 1 por ciento del medio interestelar (la materia entre las estrellas), puede tener grandes efectos sobre las observaciones astronómicas. El polvo tiene una mala reputación porque se interpone en el camino mediante la absorción y dispersión de la luz visible de objetos como galaxias y estrellas lejanas, haciendo que sea difícil o imposible de observar con telescopios ópticos.
El efecto del polvo provoca dispersión, que se conoce como "enrojecimiento" que dispersa la luz azul procedente de un objeto, haciendo que parezca más rojo. Esto ocurre porque el polvo tiene un mayor efecto sobre la luz con longitudes de onda cortas, como el azul. Un efecto similar es lo que hace que aparezcan los atardeceres rojos.
Los astrónomos pueden decir mucho acerca de una estrella simplemente por su color, por lo que este efecto de enrojecimiento nos puede engañar pensando que una estrella es más fría y más ténue de lo que realmente es. Sin embargo, gracias a los astrónomos financiados por la NSF como Doug Finkbeiner, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, ahora podemos ver correctamente el enrojecimiento del polvo y recuperar el color intrínseco de una estrella.
Finkbeiner comenzó a estudiar el polvo cósmico como un estudiante graduado en la Universidad de California, Berkeley a finales de 1990. El polvo puede parecer una cosa extraña, sin embargo "el polvo no es tan oscuro como parece", dijo Finkbeiner. "Los objetos como la Nebulosa de Orión, la Nebulosa Cabeza de Caballo, y los Pilares de la Creación son densas nubes de polvo mezcladas con estrellas brillantes, haciendo una hermosa escena. Pero cada parte del cielo tiene al menos un poco de polvo, e incluso una pequeña cantidad de polvo puede interferir con las mediciones astronómicas, por lo que necesitamos una manera de corregir por eso ".
Una molestia necesaria
Sabiendo donde el polvo está, y dónde no está, nos da una mejor comprensión de lo que está pasando en nuestra galaxia. Por ejemplo, un área saturada de polvo puede indicar un semillero de actividad de formación estelar, mientras que los agujeros en una superficie polvorienta al contrario nos dicen que pudo haber ocurrido una supernova, como si lo hubieran soplado a los lados.
"El polvo no es un nombre muy atractivo por algo tan importante", dijo Glen Langston, directora de programas de la astronomía NSF. "Representa ambos lados del nacimiento de una estrella, la vida y la muerte."
Estas áreas polvorientas son también las fábricas de química cósmica que crea moléculas tales como el grafito (también conocido como la materia dentro de un lápiz).
Cuando las estrellas moribundas exploten, expulsan el polvo hacia el espacio que puede ser reciclado para hacer algo nuevo.
De hecho, todo en el universo, desde las estrellas, cometas, asteroides, planetas, incluso los seres humanos, comenzaron como granos de polvo que flotan en el espacio. El fallecido astrónomo Carl Sagan dijo: "El nitrógeno en nuestro ADN, el calcio de los dientes, el hierro en nuestra sangre, el carbono en nuestras tartas de manzana se realizaron en el interior de estrellas en colapso. Estamos hechos de materia estelar."
Los astrónomos pueden mirar la galaxia y decir que algunas estrellas están creando polvo en este momento, pero desde un largo proceso de miles de millones de años con una larga y complicada historia de crecimiento, la reducción, congelación y fusión viajando a través del espacio.
"No es una mala analogía pensar en el polvo como los granos de arena en la playa", dijo Finkbeiner. "Es posible la arena tenga el mismo aspecto, ya que viene de un arrecife de coral a 100 metros de distancia, pero en otros lugares es posible que la arena venga de muy lejos y haya pasado por muchas cosas a través de miles o millones de años."
Siguiendo el camino hacia las estrellas ... o el polvo
Utilizando datos de casi mil millones de estrellas, Finkbeiner, junto con el estudiante Gregory Green y ex estudiante Edward Schlafly, han creado un mapa en 3-D de polvo enrojecido interestelar a través de tres cuartas partes del cielo visible. Este mapa permite a los astrónomos saber cuando los objetivos de sus observaciones pueden estar sufriendo un efecto de enrojecimiento, y la cantidad de enrojecimiento que pueden esperar.
La distribución del polvo revela la estructura de nuestra galaxia y podemos ver que la mayor parte del polvo está contenido en el disco, que es el plano en el que los brazos espirales de nuestra galaxia se encuentran. También proporciona una instantánea de la historia de nuestra galaxia, que muestra que la Vía Láctea se ha fusionado con otras en el tiempo. De hecho, nosotros nos fusionaremos con nuestra vecina, la galaxia de Andrómeda, en unos 4 millones de años.
Podemos ver el rastro de las fusiones buscando rastros fantasmales de polvo que se extiende hacia fuera desde el disco, lo que demuestra que otra galaxia podría haber pasado a través de él, arrastrando el polvo de nuestra galaxia en su viaje.
El mapa ya combina datos de 2MASS (Micron All Sky Two) y Pan-STARRS 1 (el Telescopio de Investigación Panorámica y Sistema de Respuesta Rápida), pero todavía hay un largo camino por recorrer. El uso de varios telescopios, como el 2MASS inspeccionaron todo el cielo en tres longitudes de onda infrarrojas entre 1997 y 2001, mientras que PanSTARRS observa el cielo visible entero varias veces al mes. PanSTARRS ha proporcionado una gran cantidad de datos, pero es una gota en el océano comparado con lo que hay en el horizonte.
Desde hace unos pocos años, DECam (la Cámara de Energía Oscura), una cámara de gran campo sensible unida al telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco, se ha examinado todo el hemisferio sur, lo que permite a Finkbeiner actualizar su mapa para incluir el cielo en todo detalle. En la década de 2020, el LSST (el telescopio de rastreo sinóptico): un telescopio de gran campo con un espejo primario de 8,4 metros y el más grande que se haya construido con una cámara digital, proporcionará datos de 10 veces más estrellas de las que puede dar actualmente, con la grabación de todo el cielo visible dos veces cada semana.
LSST reunirá a más de 30 terabytes de datos cada noche, proporcionando más datos que nunca. Los astrónomos como Finkbeiner se excitan haciendo frente a nuevos retos que esta sobrecarga de datos traerá, con la esperanza de resolver algunos de los más grandes misterios cósmicos, incluyendo el origen del polvo más antiguo del universo. LSST, DECam, y otros varios estudios combinados ayudarán a crear un nuevo mapa de mucho mayor detalle.
En el futuro, Finkbeiner esperan que su mapa se incorpore con el telescopio WorldWide, un programa informático impulsado gratuitamente por la comunidad que reunirá las mejores imágenes de la Tierra y los telescopios espaciales y los combinará con la navegación 3D.
"Me puedo imaginar el producto final como algo muy bello", dijo Finkbeiner. "Tan bello que todas las películas de Hollywood van a querer usarlo para sus escenas de viajes espaciales a través de las galaxias."
vaya con el polvo... Buen artículo.
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