Hubble realiza la primera medición de distancia precisa a un antiguo cúmulo de estrellas globulares.

Cúmulo globular NGC 6397.
Esta antigua caja de joyería estelar, un cúmulo globular llamado NGC 6397, brilla con la luz de cientos de miles de estrellas.
Créditos: NASA, ESA y T. Brown y S. Casertano (STScI); Agradecimientos: NASA, ESA y J. Anderson (STScI)

Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA midieron por primera vez con precisión la distancia a uno de los objetos más antiguos del universo, una colección de estrellas nacidas poco después del Big Bang.

Este nuevo criterio de distancia refinado proporciona una estimación independiente para la edad del universo. La nueva medición también ayudará a los astrónomos a mejorar los modelos de evolución estelar. Los cúmulos de estrellas son el ingrediente clave en los modelos estelares porque las estrellas en cada agrupación están a la misma distancia, tienen la misma edad y tienen la misma composición química. Por lo tanto, constituyen una única población estelar para estudiar.

Este conjunto estelar, un cúmulo de estrellas globulares llamado NGC 6397, es uno de los cúmulos más cercanos a la Tierra. La nueva medición establece la distancia al cúmulo a 7.800 años luz con solo un margen de error del 3 por ciento.

Hasta ahora, los astrónomos han estimado las distancias a los cúmulos globulares de nuestra galaxia comparando las luminosidades y los colores de las estrellas con los modelos teóricos, y con las luminosidades y colores de estrellas similares en el vecindario solar. Pero la precisión de estas estimaciones varía, con incertidumbres que oscilan entre el 10 y el 20 por ciento.

Sin embargo, la nueva medición utiliza trigonometría directa, el mismo método utilizado por los sondeadores, y tan antiguo como la ciencia griega clásica. Utilizando una nueva técnica de observación para medir ángulos extraordinariamente pequeños en el cielo, los astrónomos lograron estirar la vara de medir del Hubble fuera del disco de nuestra galaxia Vía Láctea.

El Hubble en órbita.
Crédito: NASA/Hubble & ESA.



El equipo de investigación calculó la edad de NGC 6397, unos 13.400 millones de años aproximadamente. "Los cúmulos globulares son tan viejos que si sus edades y distancias deducidas de los modelos desaparecen un poco, parecen ser más antiguos que la edad del universo", dijo Tom Brown, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore. , Maryland, líder del estudio de Hubble.

Las distancias exactas a los cúmulos globulares se utilizan como referencias en los modelos estelares para estudiar las características de las poblaciones estelares jóvenes y viejas. "Cualquier modelo que esté de acuerdo con las mediciones le da más fe en la aplicación de ese modelo a estrellas más distantes", dijo Brown. "Los cúmulos estelares cercanos sirven como anclajes para los modelos estelares. Hasta ahora, solo teníamos distancias precisas a los cúmulos abiertos mucho más jóvenes dentro de nuestra galaxia porque están más cerca de la Tierra".

Por el contrario, alrededor de 150 cúmulos globulares orbitan fuera del disco estrellado comparativamente más joven de nuestra galaxia. Estos enjambres esféricos y densamente empaquetados de cientos de miles de estrellas son los primeros colonos de la Vía Láctea.

Los astrónomos del Hubble usaron paralaje trigonométrico para determinar la distancia del cúmulo. Esta técnica mide el pequeño cambio aparente de la posición de un objeto debido a un cambio en el punto de vista de un observador. Hubble midió la aparente y pequeña oscilación de las estrellas del grupo debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

Para obtener la distancia precisa a NGC 6397, el equipo de Brown empleó un método inteligente desarrollado por los astrónomos Adam Riess, premio Nobel, y Stefano Casertano de la STScI y la Universidad Johns Hopkins, también en Baltimore, para medir con precisión las distancias a estrellas pulsantes llamadas estrellas variables cefeidas . Estas estrellas pulsantes sirven como marcadores de distancia fiables para que los astrónomos calculen una velocidad de expansión precisa del universo.

La Cámara de Campo Ancho 3 de Hubble, WFC3.
Crédito: ESA/Hubble & NASA.
Con esta técnica, llamada "exploración espacial", la Wide Field Camera 3 (Cámara de Campo Ancho 3) de Hubble midió el paralaje de 40 estrellas de cúmulo NGC 6397, realizando mediciones cada 6 meses durante 2 años. Luego, los investigadores combinaron los resultados para obtener la medición de distancia precisa. "Debido a que estamos viendo un montón de estrellas, podemos obtener una mejor medida que simplemente observar estrellas variables Cefeidas", dijo el miembro del equipo Casertano.

Los pequeños bamboleo de estas estrellas del cúmulo eran solo 1/100 de un píxel en la cámara del telescopio, medidos con una precisión de 1/3000 de un píxel. Esto es equivalente a medir el tamaño de un neumático de automóvil en la luna con una precisión de una pulgada.

Los investigadores dicen que podrían alcanzar una precisión del 1 por ciento si combinan la medición de distancia Hubble de NGC 6397 con los próximos resultados obtenidos del observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que mide las posiciones y distancias de las estrellas con una precisión sin precedentes. El lanzamiento de datos para el segundo lote de estrellas en el sondeo es a fines de abril. "Llegar al 1 por ciento de precisión fijará esta medida de distancia para siempre", dijo Brown.

Los resultados del equipo aparecieron en el número del 20 de marzo de 2018 de The Astrophysical Journal Letters, artículo en línea.

El equipo de investigación está formado por T. Brown, S. Casertano y D. Soderblom (STScI); J. Strader (MSU); A. Riess y J. Kalirai (STScI, JHU); D. VandenBerg (UVic); y R. Salinas (Gemini).

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

Portal Hubble de la NASA: www.nasa.gov/hubble


Contactos:
Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Tom Brown
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4902

• Última actualización: 4 de abril de 2018, enlace a NASA
• Editor: Karl Hille