Imágenes sin precedentes ayudan a explicar misterios de nuestra galaxia

Cúmulo globular NGC 6624

La imagen de NGC 6624 obtenida por GeMS, logra diferenciar las estrellas hasta en el núcleo del cúmulo globular. Crédito: Travis Rector y Observatorio Gemini/AURA.

Un equipo de astrónomos, utilizando el Sistema de Óptica Adaptativa Multi-Conjugado (GeMS, por sus siglas en inglés) del Observatorio Gemini y la cámara de alta resolución GSAOI, logró obtener una imagen con una nitidez nunca antes lograda para el cúmulo globular NGC 6624, lo que permitió determinar su edad con una precisión sin precedentes, una observación considerada un reto incluso desde el espacio. Este logro científico, ayudará a los investigadores a comprender de mejor forma la edad, la formación y la evolución de nuestra galaxia desde su desarrollo más temprano, cuando el Universo tenía menos de dos mil millones de años de antigüedad.

Utilizando la avanzada tecnología de óptica adaptativa en el telescopio Gemini Sur en Chile, los investigadores sondearon las profundidades del cúmulo globular compacto NGC 6624, revelando imágenes muy definidas de miles de estrellas. La nitidez de las imágenes en el infrarrojo cercano, compite con aquellas obtenidas desde el espacio con el Telescopio Espacial Hubble en longitudes de onda ópticas. “Con imágenes tan nítidas como ésta, podemos hacer cosas que los astrónomos, como yo, nunca soñamos que era posible realizar con telescopios en tierra”, expresó el Investigador Principal de la postulación del uso del telescopio, Douglas Geisler, de la Universidad de Concepción, en Chile.

El equipo obtuvo los datos de imágenes usando dos filtros sensibles a las longitudes de onda específicas de la luz del infrarrojo cercano, y luego los graficaron en un diagrama de color-magnitud. Esto es una técnica que revela detalles sobre la historia evolutiva de las estrellas del cúmulo. Los resultados de la investigación serán publicados en The Astrophysical Journal. De acuerdo con el primer autor, Sara Saracino, de la Universidad de Bolonia, éste es el más preciso y más profundo diagrama de color-magnitud -en el infrarrojo cercano-, jamás obtenido de este grupo de estrellas y de hecho quizás el mejor de la historia realizado en estas longitudes de onda.

Las observaciones proveen evidencia clara del llamado “codo de la secuencia principal”, una curva distintiva en el camino evolutivo de las estrellas de baja masa de la secuencia principal (aquellas que convierten hidrógeno en helio en sus núcleos). Esta característica es extremadamente tenue y, por lo tanto, difícil de detectar, lo que requiere una fotometría muy precisa (medición del brillo de las estrellas individuales). La fotometría es generalmente un problema con la mayoría de los datos de óptica adaptativa.

Esta es la primera vez que el codo de la secuencia principal es identificada en este cúmulo globular. “El análisis de estas nítidas imágenes, y del profundo diagrama de color-magnitud, nos permiten determinar la edad del cúmulo con una precisión extremadamente alta”, dice Saracino. A su vez, esto ayuda a comprender mejor la formación y evolución del bulbo de nuestra Vía Láctea, que bien puede ser el componente más antiguo de la Galaxia. Los nuevos datos de Gemini revelan que la edad de NGC 6624 es de entre 11,5 a 12,5 mil millones de años de edad, casi tan antiguo como el Universo mismo, estimado en unos 13,8 mil millones de años.

El cúmulo NGC 6624 es también interesante, porque ha sido clasificado como lo que los astrónomos llaman un “cúmulo con núcleo de colapso tardío”, lo que significa que es un sistema muy evolucionado. La excelente calidad de los datos también permiten a los investigadores realizar un estudio detallado de la distribución de las estrellas de diferentes masas de la secuencia principal hacia las partes externas del cúmulo. Como era de esperar para este sistema de altamente evolucionado, el equipo encontró evidencia de un incremento significativo de estrellas de baja masa a distancias crecientes desde el centro de la agrupación.

Este estudio forma parte de un programa de investigación mucho más amplio destinado a arrojar luces sobre los procesos de formación del bulbo galáctico utilizando su población de cúmulos globulares. Debido a la gran cantidad de absorción de material entre las estrellas de la Vía Láctea, estudios detallados de los cúmulos globulares del bulbo se han visto gravemente obstaculizado hasta ahora. Geisler señala que la llegada del instrumento GeMS permite a los astrónomos penetrar el polvo y estudiar estos cúmulos con el gran detalle que se merecen. “Sin duda, seguirá proporcionando pistas muy importantes sobre cómo se formó y evolucionó nuestra Galaxia.”.

El Sistema Multi-Conjugado de Óptica Adaptativa de Gemini (GeMS) combinado con el Generador de Imágenes de Óptica Adaptativa de Gemini Sur (GSAOI, por sus siglas en inglés), proporciona imágenes cercanas al límite de difracción óptico de la luz del infrarojo cercano (0.9-2.5 micrones) sobre un campo similar a la Cámara de Campo Amplio del Telescopio Espacial Hubble. Utilizando cinco estrellas guías artificiales y más de tres estrellas guías naturales, GeMS/GSAOI puede corregir la turbulencia atmosférica en un nivel sin precedentes, por lo que es el más poderoso sistema de óptica adaptativa de campo amplio disponible actualmente para los astrónomos.

El artículo “Ultra-deep GEMINI near-infrared observations of the bulge globular cluster NGC 6624” será publicado en una próxima edición de The Astrophysical Journal.

Fuente: Gemini Observatory

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