Diseccionando el Universo con HARP/ACSIS – Una nueva vista de Orión

Este video lleva al observador a través del cubo de datos y ofrece la sensación de cómo se mueve el gas. A película se inicia con las nubes en la región sur y progresivamente se mueven hacia el norte cuando pasa por los cortes de la longitud de onda. Esto revela un gas en expansión. El gas del sur está moviéndose hacia el observador meintras que el del norte está alejándose del mismo.

El Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en Mauna Kea, Hawaii tiene una nueva forma de mirar al Universo, gracias a dos instrumentos revolucionarios llamados HARP y ACSIS.

Estos instrumentos operan juntos, y recientemente han diseccionado la Nebulosa de Orión, registrando por primera vez los movimientos internos de los gases de las estrellas en formación.

Orión es una de las constelaciones más famosas y reconocibles en el cielo. En su corazón alberga una vasta nube de polvo y gas, la Nebulosa de Orión, que está pasando por una explosión en la formación de estrellas. Los astrónomos se refieren a esta y otras regiones similares como “guarderías estelares”. En esta nube, el polvo y gas se extienden sobre vastas regiones y ayudan a “alimentar” la formación estelar. La gravedad toma el gas y el polvo de estas nubes y lo comprime en estrellas.

HARP y ACSIS permiten a los astrónomos ver el movimiento de este gas con una claridad y precisión que no estaba disponible anteriormente en estas longitudes de onda. Juntos dan al JCMT la potente capacidad de registrar información en tres dimensiones. Al contrario que los sistemas receptores de la generación anterior, HARP/ACSIS pueden producir imágenes del cielo similares a las de una cámara en miles de longitudes de onda adyacentes al mismo tiempo; formando un conjunto de imagen tridimensional llamado “cubo espectral”. Las dimensiones de las longitudes de onda permiten al telescopio detectar rastros moleculares así como los movimientos del gas.

Estos cortes de longitudes de onda revelan a los astrónomos la composición química de nuestra galaxia y de otras en el Universo. Hay muchas moléculas gaseosas en el espacio que emiten radiación a longitudes de onda en las que se puede ajustar el HARP/ACSIS. El JCMT observa en el rango submilimétrico de las longitudes de onda, longitudes de onda mucho más pequeñas que las típicas de una estación de radio, pero mucho mayores que las ondas luminosas. La emisión natural de polvo y gas que tiene lugar en el material entre estrellas es particularmente efectivo al revelar los procesos de acumulación de material para formar estrellas. Este proceso aún es misterioso en sus detalles, y el sistema receptor de HARP/ACSIS en el JCMT está ajustado exquisitamente para estudiar los constituyentes precisos y los movimientos de polvo y gas cuando colapsa para formar estrellas. Y esto hace de este instrumento la herramienta perfecta para examinar la Nebulosa de Orión.

La información que se registra en la tercera dimensión de “longitud de onda” muestra qué cantidad de moléculas de gas, en este caso monóxido de carbono, están radiando y a qué velocidad se están moviendo. Vemos gas con grandes movimientos tanto hacia nosotros como alejándose a velocidades de aproximadamente 200 km/s. Estos cortes de velocidad pueden combinarse en una película permitiéndonos ver en el centro de la nebulosa caliente, donde tiene lugar la formación estelar más vigorosamente, está forzando la salida del gas en lo que llamamos un “flujo de Champagne”.

El Dr. John Richer del aboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) dice: “Ha llevado mucho tiempo llegar hasta este punto – los primeros datos científicos del HARP/ACSIS – pero ha valido la pena la espera. Por primera vez podemos hacer mapas a gran escala del gas caliente en las nubles moleculares y comenzar a entender en detalle los complejos y espectaculares procesos que tienen lugar cuando las estrellas se forman”.

HARP (Heterodyne Array Receiver Programme – Programa de Conjunto de Receptores Heterodinos) es un conjunto de 16 receptores espectrales alineados en una parrilla de 4×4 usando uniones de superconductores como elementos detectores. ACSIS (AutoCorrelation Spectrometer and Imaging System – Sistema de Autocorrelación de Cámara y Espectrómetro) es un sistema de ordenadores y electrónica digital de alta velocidad para el análisis de señales producidas por HARP y otros instrumentos. Consta de más de 1000 circuitos integrados personalizados y 30 microprocesadores para el manejo de grandes cantidades de datos y producir resultados que puedan usar los astrónomos. ACSIS produce datos a una razón 1000 veces más rápida que el viejo sistema del JCMT. Juntos, estos intrumentos han convertido al JCMT en una cámara 3-D de ondas submilimétricas más que en un simple telescopio.

La Dra. Jane Buckle del Laboratorio Cavendish dice: “El encargo de HARP y ACSIS ha necesitado de un duro trabajo y dedicación, en particular por parte del JAC, el Laboratorio Cavendish y el personal del Reino Unido de la ATC, pero las nuevas capacidades espectrales del JCMT hace que este sea un momento excitante para la investigación de la formación de estrellas”.

El Dr. Bill Dent del Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido en Edimburgo dice:” A menudo encontramos nubes de gas de muchos cientos de años luz de tamaño que contienen cientos de estrellas todas formándose simultáneamente. Con este nuevo sistema podemos cartografiar la estructura y medir la velocidad del gas que está formando todas estas nuevas estrellas y, además, hacer un análisis químico, para tal vez buscar regiones ricas en extrañas y exóticas moléculas. Antes de la llegada de HARP/ACSIS, no era posible estudiar y comprender las nubes de esta forma”.

“Es realmente excitante ver como la ciencia mana del instrumento finalmente”, dice el Profesor Richard Hills del Laboratorio Cavendish, Científico del Proyecto para HARP. Y el Dr. Harry Smith, Director del Proyecto HARP, dice: “Fue genial trabajar en lo que resultó ser un instrumentos con unas instalaciones de récord”.

El Dr. John Richer ha usado el JCMT durante 19 años para hacer observaciones espectroscópicas de nubes moleculares. “Suele ser un proceso lento y meticuloso. Ahora con los 16 sensibles detectores de HARP, podemos tomar datos a un ratio mucho mayor y comenzar a dar respuesta a preguntas mucho más ambiciosas sobre la formación de nuevos sistemas estelares.

HARP/ACSIS está revolucionando nuestra visión de la formación estelar en la galaxia”, dice Richer.

El Profesor Gary Davis, Director del JCMT, dice “ACSIS y HARP han sido desarrollados durante los últimos años por una red de laboratorios de instrumentación a lo largo de todo el mundo. Haciendo uso de las últimas tecnologías, hemos introducido una nueva capacidad en la observación a la que no puede equipararse ninguna otra en el mundo.

Los astrónomos ahora serán capaces de estudiar las regiones de formación estelar como Orión con un alcance y detalle sin precedente. Estamos realmente excitados con la ciencia que estos instrumentos harán posible por primera vez”.



Fecha Original: 17 de mayo de 2007
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