Miles de millones de objetos celestes en un estudio de la Vía Láctea con un detalle sin precedentes

Esta imagen, repleta de estrellas y oscuras nubes de polvo, es un pequeño extracto -un mero pinchazo- de la totalidad del Dark Energy Camera Plane Survey (DECaPS2) de la Vía Láctea | foto DECaPS2/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/E. Slawik Image processing: M. Zamani & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)

Un nuevo estudio astronómico es un tapiz de proporciones gigantescas. Muestra el asombroso número de estrellas entre las tenues bandas de polvo de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El corazón de nuestra galaxia, la protuberancia central de brillantes estrellas azules que también contiene el agujero negro supermasivo Sagitario A, se encuentra a la izquierda de esta panorámica.

Esta panorámica galáctica fue captada por el instrumento Dark Energy Camera (DECam) del Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros del Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), un programa del NOIRLab de la NSF. El CTIO es una constelación de telescopios astronómicos internacionales situados en la cima del Cerro Tololo, en Chile, a una altitud de 2.200 metros. El elevado punto de observación del CTIO ofrece a los astrónomos una vista inigualable del hemisferio sur celeste, lo que permitió a DECam captar el plano galáctico meridional con tanto detalle.

Los datos utilizados para crear este estudio proceden de la segunda versión del Dark Energy Camera Plane Survey (DECaPS2), un estudio del plano de la Vía Láctea visto desde el cielo austral tomado en longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas. Los nuevos datos se describen en The Astrophysical Journal Supplement.

Una de las principales razones del éxito de DECaPS2 es que simplemente apuntamos a una región con una densidad extraordinariamente alta de estrellas y fuimos cuidadosos a la hora de identificar fuentes que aparecen casi unas encima de otras, afirma Andrew Saydjari, estudiante de posgrado en la Universidad de Harvard, investigador del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, y autor principal del artículo. Hacerlo nos permitió producir el mayor catálogo jamás realizado desde una sola cámara, en términos del número de objetos observados.

El primer conjunto de datos de DECaPS se publicó en 2017. Con la adición de los nuevos datos, la encuesta ahora cubre el 6,5 por ciento del cielo nocturno y abarca la asombrosa longitud de 130 grados. Aunque pueda parecer modesto, esto equivale a 13.000 veces el área angular de la Luna llena.

Los astrónomos han publicado un gigantesco estudio del plano galáctico de la Vía Láctea. El nuevo conjunto de datos contiene la asombrosa cifra de 3.320 millones de objetos celestes, probablemente el mayor catálogo de este tipo hasta la fecha. El estudio se reproduce aquí con una resolución de 4.000 píxeles para que sea accesible en dispositivos más pequeños | foto DECaPS2/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/E. Slawik Image processing: M. Zamani & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)

Cuando se combina con las imágenes de Pan-STARRS 1, DECaPS2 completa una vista panorámica de 360 grados del disco de la Vía Láctea y alcanza además estrellas mucho más débiles, afirma Edward Schlafly, investigador del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial gestionado por AURA y coautor del artículo que describe DECaPS2. Con este nuevo sondeo, podemos cartografiar la estructura tridimensional de las estrellas y el polvo de la Vía Láctea con un detalle sin precedentes.

Recopilar los datos necesarios para cubrir tanto cielo nocturno fue una tarea hercúlea; el sondeo DECaPS2 identificó 3.320 millones de objetos a partir de más de 21.400 exposiciones individuales. Durante los dos años que duró el estudio, en los que se realizaron 260 horas de observaciones, se obtuvieron más de 10 terabytes de datos.

La mayor parte de las estrellas y el polvo de la Vía Láctea se encuentran en su disco espiral, la banda brillante que se extiende a lo largo de la imagen. Esta profusión de estrellas y polvo da lugar a bellas imágenes, pero también dificulta la observación del plano galáctico. Los oscuros zarcillos de polvo que se ven a lo largo de esta imagen absorben la luz estelar y ocultan por completo las estrellas más débiles, y la luz de las nebulosas difusas interfiere con cualquier intento de medir el brillo de los objetos individuales. Otro problema es el gran número de estrellas, que pueden solaparse en la imagen y dificultar la separación de las estrellas individuales de sus vecinas.

A pesar de las dificultades, los astrónomos se adentraron en el plano galáctico para comprender mejor nuestra Vía Láctea. Observando en longitudes de onda del infrarrojo cercano, pudieron ver más allá de gran parte del polvo que absorbe la luz. Los investigadores también utilizaron un innovador método de procesamiento de datos que les permitió predecir mejor el fondo detrás de cada estrella. Esto ayudó a mitigar los efectos de las nebulosas y los campos estelares abarrotados en imágenes astronómicas tan grandes, garantizando que el catálogo final de datos procesados sea más preciso.

Desde mi trabajo en el Sloan Digital Sky Survey hace dos décadas, he estado buscando una manera de hacer mejores mediciones sobre fondos complejos, dijo Douglas Finkbeiner, profesor del Centro de Astrofísica, coautor del artículo e investigador principal del proyecto. ¡Este trabajo ha conseguido eso y mucho más!.

Se trata de toda una proeza técnica. Imagínese una foto de grupo de más de tres mil millones de personas y que cada individuo sea reconocible, afirma Debra Fischer, directora de la división de Ciencias Astronómicas de la NSF. Los astrónomos estudiarán durante décadas este detallado retrato de más de tres mil millones de estrellas de la Vía Láctea. Es un ejemplo fantástico de lo que pueden conseguir las asociaciones entre agencias federales.

El LegacySurveyViewer, el World Wide Telescope y Aladin permiten el acceso interactivo a las imágenes mediante un navegador web.


Fuentes

Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian | Andrew K. Sydjari, Edward F. Schlafly et al., The Dark Energy Camera Plane Survey 2 (DECaPS2): More Sky, Less Bias, and Better Uncertainties. The Astrophysical Journal Supplement Series Vol.264, No.2. DOI 10.3847/1538-4365/aca594