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Equipo de cohetes para discernir si nuestro recuento de estrellas debería aumentar

Fotografía de lapso de tiempo del lanzamiento del cohete Experimento de fondo infrarrojo cósmico (CIBER), tomada de la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia en 2013. La imagen es del último de cuatro lanzamientos. Crédito: Universidad de Tokio / T. Arai

El universo contiene una asombrosa cantidad de estrellas, pero las mejores estimaciones de los científicos pueden ser un recuento más bajo. Se está lanzando un cohete de sondeo financiado por la NASA con un instrumento mejorado para buscar evidencia de estrellas adicionales que pueden haberse pasado por alto en el recuento de cabezas estelares.


La misión Cosmic Infrared Background Experiment-2, o CIBER-2, es la última de una serie de lanzamientos de cohetes que comenzaron en 2009. Dirigida por Michael Zemcov, profesor asistente de física y astronomía en el Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York, A La ventana de lanzamiento de CIBER-2 se abre en el campo de misiles White Sands en Nuevo México el 6 de junio de 2021.

Si tuvo el placer de ver el cielo abierto en una noche clara y oscura, probablemente quedó impresionado por la gran cantidad de estrellas. Quizás incluso intentaste contarlos. (Si no es así, una pista: hay alrededor de cinco mil visibles a simple vista desde la Tierra). Pero la verdadera maravilla es que nuestro cielo nocturno moteado representa solo el más mínimo destello de lo que realmente existe.

Para obtener una estimación aproximada del número total de estrellas en el universo, los científicos calcularon el número promedio de estrellas en una galaxia (algunas estimaciones lo sitúan en alrededor de 100 millones, aunque podría ser 10 o más veces mayor) y multiplicado por el número de galaxias, considerado alrededor de 2 billones (también muy provisional). Eso le da 100 trillones de estrellas (o 1 con 21 ceros después). Eso es más de 10 estrellas por cada grano de arena en la Tierra (estimado en alrededor de siete trillones y medio).

Equipo de cohetes para discernir si nuestro recuento de estrellas debería aumentar

Esta infografía compara las características de tres clases de estrellas en nuestra galaxia: las estrellas similares al Sol se clasifican como estrellas G; las estrellas menos masivas y más frías que nuestro Sol son enanas K; e incluso las estrellas más débiles y frías son las enanas M rojizas. El gráfico compara las estrellas en términos de zonas habitables, longevidad y abundancia relativa. Crédito: NASA / ESA / STScI / Z. Imposición

Pero incluso ese número astronómicamente alto puede subestimarse. Este cálculo asume que todas, o al menos la mayoría, de las estrellas están dentro de las galaxias. Según hallazgos recientes, esto puede no ser del todo cierto, y eso es lo que la misión CIBER-2 está tratando de descubrir.

El instrumento CIBER-2, al igual que el anterior instrumento CIBER en el que se basa, se lanzará a bordo de un cohete que suena– un pequeño cohete suborbital que transporta instrumentos científicos en breves viajes al espacio antes de regresar a la Tierra para recuperarse. Una vez sobre la atmósfera de la Tierra, CIBER-2 inspeccionará un parche de cielo de unos 4 grados al cuadrado; como referencia, la luna llena ocupa aproximadamente medio grado, que incluye docenas de cúmulos de galaxias. No contará estrellas, pero detectará el brillo difuso que llena el cosmos conocido como retroiluminación extragaláctica.

“Este resplandor de fondo es el total luz producido a lo largo de la historia cósmica “, dijo Jamie Bock, profesor de física en Caltech en Pasadena, California, e investigador principal de los primeros cuatro vuelos de CIBER. Esa luz de fondo abarca un rango de longitudes de onda, pero CIBER-2 se enfocará en una pequeña parte llamada Fondo infrarrojo cósmico, o CIB. Se cree que gran parte del CIB proviene de las enanas M y K, los tipos de estrellas más comunes en el universo, aunque esa no es la única contribución. luz completa, incluso de fuentes que no conocemos. saber. aún no identificado “, dijo Bock.

Cuando no puede contar estrellas individuales en una galaxia, el brillo del CIB debería darle una buena estimación de cuántas enanas M y K hay. Y si todas estas estrellas están dentro de la galaxia, esa luz debe ser más brillante hacia su centro. En 2007, los científicos utilizaron el telescopio espacial Spitzer de la NASA para observar cúmulos de galaxias y realizar este tipo de medición.

Equipo de cohetes para discernir si nuestro recuento de estrellas debería aumentar

Esta imagen del telescopio espacial Spitzer de la NASA muestra una vista infrarroja de un área del cielo en la constelación de la Osa Mayor. Crédito: NASA / JPL-Caltech / A. Kashlinsky

Pero Spitzer observó más luz de la esperada de las poblaciones de galaxias conocidas: las fluctuaciones en el brillo del CIB indicaron que faltaba algo.

Bock y Zemcov, entonces investigador postdoctoral pero ahora investigador principal de CIBER-2, volaron la primera misión de CIBER para verificar estos resultados con un telescopio mejor optimizado para la tarea.

“Así que tomamos esta medida y obtuvimos una respuesta que fue incómoda”, dijo Zemcov. “Hubo muchas más fluctuaciones de las que esperábamos; una explicación es que hay más luz proveniente del exterior de las galaxias de lo que pensábamos”.

La luz adicional, creen, puede provenir del resplandor de las estrellas enanas perdidas. Estas estrellas podrían haber sido expulsadas de su galaxia de origen cuando se fusionaron con otra, un proceso conocido como eliminación de mareas. Se sabe que estas estrellas distantes rodean la Vía Láctea, aunque los recuentos actuales sugieren que no hay suficientes para producir la señal medida por CIBER.

Equipo de cohetes para discernir si nuestro recuento de estrellas debería aumentar

Después de enmascarar todas las estrellas, galaxias y artefactos conocidos y resaltar lo que queda, aparece un brillo de fondo desigual. Este es el fondo infrarrojo cósmico (CIB); los colores más claros indican áreas más claras. El brillo de CIB es más irregular de lo que pueden explicar las galaxias distantes sin resolver. Crédito: NASA / JPL-Caltech / A. Kashlinsky

“Cada vez más investigaciones sugieren que hay un número significativo de estrellas de este tipo fuera de las galaxias”, dijo Zemcov.

Pero han surgido hipótesis alternativas para este exceso de luz. “Sabemos que parte de esta luz proviene de las galaxias y de algunas de las primeras estrellas en brillar, aunque hace tiempo que desaparecieron”, dijo Bock. Un poco de luz de nuestra propia galaxia puede incluso contaminar las mediciones, aunque el equipo de CIBER ha hecho todo lo posible para filtrarla. También hay posibilidades más exóticas, como el colapso de los agujeros negros del universo temprano, enormes nubes de gas que colapsaron en agujeros negros sin convertirse en estrellas primero, cuya luz ultravioleta se habría extendido a través del espacio en expansión a longitudes de onda infrarrojas más largas que las que vemos hoy. CIBER-2 fue diseñado para ayudar a resolver el problema distinguiendo estas posibilidades.

La luz de las enanas extragalácticas M y K debe extenderse hacia el rango visible, por lo que CIBER-2 está diseñado para observar un rango ampliado de longitudes de onda, desde el infrarrojo cercano hasta la luz verde visible, para ver si está allí. CIBER-2 también puede distinguir la luz de las primeras galaxias y estrellas o del colapso directo temprano. agujeros negros: Ambos deben tener una parte característica de su luz total ausente, la parte absorbida por la espesa neblina intergaláctica de hidrógeno en el universo temprano.

Por ahora, todas las posibilidades quedan sobre la mesa. Pero si nuestro recuento de estrellas aumenta, los resultados de CIBER-2 pronto nos lo dirán.

“Hay indicios de que definitivamente no estamos capturando todo en el universo. Y cuanto más mira la gente, más ve”, dijo Zemcov.


El universo es más brillante de lo que pensamos según el experimento de cohetes de la NASA


Cita: Equipo de cohetes para discernir si nuestro recuento de estrellas debería aumentar (2021, 4 de junio) recuperado el 4 de junio de 2021 de https://phys.org/news/2021-06-rocket-team-discern-star. Html

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