El telescopio espacial Nancy Roman podrá fotografiar 100 campos del Hubble Ultra Profundo a la vez.
Una de las imágenes más emblemáticas del telescopio espacial Hubble es el campo ultraprofundo de Hubble, que reveló una miríada de galaxias en todo el universo, que se remonta a unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang. Hubble observó un solo parche de cielo aparentemente vacío durante cientos de horas a partir de septiembre de 2003, y los astrónomos revelaron el tapiz de galaxias en 2004, con más observaciones en los años siguientes.
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| CAMPO ULTRA PROFUNDO DEL TELESCOPIO NANCY ROMAN CON ANOTACIONES.. Esta imagen compuesta ilustra la posibilidad de una observación de “campo ultraprofundo” del Telescopio Espacial Roman. En un campo profundo, los astrónomos recolectan luz de un parche de cielo durante un período prolongado de tiempo para revelar los objetos más débiles y distantes. Esta vista se centra en el campo ultraprofundo del Hubble (delineado en azul), que representa el retrato más profundo del universo jamás logrado por la humanidad, en longitudes de onda visible, ultravioleta e infrarroja cercana. Dos recuadros revelan detalles asombrosos de las galaxias dentro del campo. Más allá del campo ultraprofundo del Hubble, las observaciones adicionales obtenidas durante las últimas dos décadas han llenado el espacio circundante. Estas observaciones más amplias del Hubble revelan más de 265.000 galaxias, pero son mucho más superficiales que el campo ultraprofundo del Hubble en términos de las galaxias más distantes observadas. Estas imágenes del Hubble se superponen en una vista aún más amplia utilizando datos terrestres de Digitized Sky Survey. Un contorno naranja muestra el campo de visión del próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA. Los 18 detectores de Roman podrán observar un área del cielo al menos 100 veces más grande que el campo ultraprofundo del Hubble al mismo tiempo, con la misma nitidez nítida que el Hubble. CRÉDITOS: NASA, ESA y A. Koekemoer (STScI), Reconocimiento: Digital Sky Survey. |
El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA podrá fotografiar un área del cielo al menos 100 veces más grande que el Hubble con la misma nitidez. Entre las muchas observaciones que permitirá esta amplia vista del cosmos, los astrónomos están considerando la posibilidad y el potencial científico de un "campo ultraprofundo" del Telescopio Espacial Roman. Tal observación podría revelar nuevos conocimientos sobre temas que van desde la formación de estrellas durante la juventud del universo hasta la forma en que las galaxias se agrupan en el espacio.
Roman habilitará nueva ciencia en todas las áreas de la astrofísica, desde el sistema solar hasta el borde del universo observable. Gran parte del tiempo de observación de Roman se dedicará a realizar estudios sobre amplias franjas del cielo. Sin embargo, también se dispondrá de tiempo de observación para que la comunidad astronómica en general solicite otros proyectos. Un campo ultraprofundo romano podría beneficiar enormemente a la comunidad científica, dicen los astrónomos.
“Como concepto de ciencia comunitaria, podría haber resultados científicos interesantes a partir de las observaciones de campo ultraprofundas de Roman. Nos gustaría involucrar a la comunidad astronómica para que piense en formas en las que podrían aprovechar las capacidades de Roman ”, dijo Anton Koekemoer del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Koekemoer presentó la idea romana de campo ultraprofundo en la 237ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, en nombre de un grupo de astrónomos que abarca más de 30 instituciones.
Por ejemplo, un campo ultraprofundo Roman podría ser similar al campo ultraprofundo del Hubble: mirar en una sola dirección durante unos cientos de horas para crear una imagen extremadamente detallada de objetos distantes muy débiles. Sin embargo, mientras Hubble atrapó miles de galaxias de esta manera, Roman recolectaría millones. Como resultado, permitiría nuevas ciencias y mejoraría enormemente nuestra comprensión del universo.
Estructura e historia del universo.
Quizás lo más emocionante es la posibilidad de estudiar el universo muy temprano, que corresponde a las galaxias más distantes. Esas galaxias también son las más raras: por ejemplo, solo se ven unas pocas en el campo ultraprofundo del Hubble.
Gracias al amplio campo de visión de Roman y a los datos del infrarrojo cercano de calidad similar a los del Hubble, pudo descubrir muchos cientos, o posiblemente miles, de estas galaxias más jóvenes y distantes, intercaladas entre los millones de otras galaxias. Eso permitiría a los astrónomos medir cómo se agrupan en el espacio, así como sus edades y cómo se han formado sus estrellas.
"Roman también produciría poderosas sinergias con los telescopios actuales y futuros en la tierra y en el espacio, incluido el telescopio espacial James Webb de la NASA y otros", dijo Koekemoer.
Avanzando en el tiempo cósmico, Roman recogería galaxias adicionales que existían entre 800 millones y 1.000 millones de años después del Big Bang. En ese momento, las galaxias estaban empezando a agruparse en cúmulos bajo la influencia de la materia oscura. Si bien los investigadores han simulado este proceso de formación de estructuras a gran escala, un campo ultraprofundo romano proporcionaría ejemplos del mundo real para probar esas simulaciones.
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| La expansión del universo después del Big Bang. Crédito: NASA. |
Formación de estrellas en el tiempo cósmico.
El universo primitivo también experimentó una tormenta de formación estelar. Las estrellas nacían a un ritmo cientos de veces más rápido de lo que vemos hoy. En particular, los astrónomos están ansiosos por estudiar el "amanecer cósmico" y el "mediodía cósmico", que juntos cubren un tiempo de 500 millones a 3 mil millones de años después del Big Bang, cuando se produjo la mayor parte de la formación de estrellas, así como cuando los agujeros negros supermasivos estaban más activos.
“Debido a que el campo de visión de Roman es tan grande, cambiará las reglas del juego. Podríamos muestrear no solo un entorno en un campo de visión estrecho, sino una variedad de entornos capturados por la vista de ojos abiertos de Roman. Esto nos dará una mejor idea de dónde y cuándo estaba ocurriendo la formación de estrellas ”, explicó Sangeeta Malhotra del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Malhotra es co-investigador en los equipos de investigación científica romanos que trabajan en el amanecer cósmico y ha dirigido programas que hacen espectroscopía profunda con Hubble, para aprender sobre galaxias jóvenes y distantes.
Los astrónomos están ansiosos por medir las tasas de formación de estrellas en esta época lejana, lo que podría influir en una variedad de factores, como la cantidad de elementos pesados observados. Las tasas de formación de estrellas podrían depender de si una galaxia se encuentra o no dentro de un gran cúmulo. Roman será capaz de tomar espectros débiles que mostrarán "huellas digitales" distintas de estos elementos y darán distancias precisas (llamadas corrimientos al rojo) de las galaxias.
“Los expertos en población podrían preguntar, ¿qué diferencias hay entre las personas que viven en las grandes ciudades y las que viven en los suburbios o en las áreas rurales? De manera similar, como astrónomos podemos preguntarnos, ¿las galaxias formadoras de estrellas más activas viven en regiones muy agrupadas, o solo en los bordes de los cúmulos, o viven aisladas? Dijo Malhotra.
Big Data y aprendizaje automático.
Uno de los mayores desafíos de la misión romana será aprender a analizar la abundancia de información científica en los conjuntos de datos públicos que producirá. En cierto sentido, Roman creará nuevas oportunidades no solo en términos de cobertura del cielo, sino también en minería de datos.
Un campo ultraprofundo romano contendría información sobre millones de galaxias, demasiadas para que los investigadores las estudien una a la vez. Se necesitará aprendizaje automático, una forma de inteligencia artificial, para procesar la base de datos masiva. Si bien esto es un desafío, también ofrece una oportunidad. "Podrías explorar preguntas completamente nuevas que antes no podías abordar", afirmó Koekemoer.
"El potencial de descubrimiento habilitado por los enormes conjuntos de datos de la misión romana podría conducir a avances en nuestra comprensión del universo, más allá de lo que podríamos imaginar actualmente", agregó Koekemoer. "Ese podría ser el legado duradero de Roman para la comunidad científica: no solo al responder las preguntas científicas que creemos que podemos abordar, sino también las nuevas preguntas que aún tenemos que pensar".
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| Imagen fija de alta resolución de la nave espacial WFIRST contra un fondo estrellado. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. |
CONTACTO:
Christine Pulliam
Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland.
ENLACES RELACIONADOS:
• Publicado en HubbleSite-NASA el 11 de enero del 2021, enlace publicación.
