La Vía Láctea es un entorno rico y complejo. La vemos como una línea luminosa que se extiende por el cielo nocturno, compuesta por innumerables estrellas.
Pero eso es solo la luz visible. Observar el cielo de otras maneras, como a través de ondas de radio, ofrece una imagen mucho más matizada, llena de partículas cargadas y campos magnéticos.
Durante décadas, los astrónomos utilizaron radiotelescopios para explorar nuestra galaxia. Al estudiar las propiedades de los objetos que residen en la Vía Láctea, podemos comprender mejor su evolución y composición.
Nuestro estudio, publicado en Publications of the Astronomical Society of Australia, proporciona nuevos conocimientos sobre la estructura del plano galáctico de nuestra galaxia.
Observando todo el cielo
Para revelar el cielo de radio, utilizamos el Murchison Widefield Array, un radiotelescopio en el interior de Australia, compuesto por 4,096 antenas distribuidas en varios kilómetros cuadrados. El conjunto observa amplias regiones del cielo a la vez, lo que le permite cartografiar rápidamente la galaxia.
Entre 2013 y 2015, el conjunto se utilizó para observar todo el cielo del hemisferio sur para el sondeo MWA GaLáctico y Extragaláctico de Todo el Cielo (o GLEAM). Este sondeo abarcó una amplia gama de frecuencias de ondas de radio.
La amplia cobertura de frecuencias de GLEAM proporcionó a los astrónomos el primer mapa del cielo en “color de radio”, incluyendo la propia galaxia. Reveló el brillo difuso del disco galáctico, así como miles de galaxias distantes y regiones donde nacen y mueren estrellas.
Con la actualización del conjunto en 2018, observamos el cielo con mayor resolución y sensibilidad, lo que dio lugar al sondeo GLEAM-eXtended (GLEAM-X).
La principal diferencia entre ambos sondeos es que GLEAM podía captar la imagen completa, pero no los detalles, mientras que GLEAM-X captaba los detalles, pero no la imagen completa.
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La Vía Láctea: un hermoso mosaico
Para capturar ambos, nuestro equipo utilizó una nueva técnica de imagen llamada cuadrícula de dominio de imagen. Combinamos miles de observaciones de GLEAM y GLEAM-X para formar un enorme mosaico de la galaxia.
Dado que ambos estudios observaron el cielo en momentos diferentes, era importante corregir las distorsiones de la ionosfera (desplazamientos en las ondas de radio causados por irregularidades en la atmósfera superior de la Tierra). De lo contrario, estas distorsiones desplazarían la posición de las fuentes entre observaciones.
El algoritmo aplica estas correcciones, alineando y apilando datos de diferentes noches sin problemas. Esto requirió más de un millón de horas de procesamiento en supercomputadoras del Centro de Investigación de Supercomputación Pawsey en Australia Occidental.
El resultado es un nuevo mosaico que cubre el 95% de la Vía Láctea visible desde el hemisferio sur, abarcando frecuencias de radio de 72 a 231 MHz. La gran ventaja de este amplio rango de frecuencias es la capacidad de ver diferentes fuentes con su “color de radio” según si las ondas de radio son producidas por campos magnéticos cósmicos o por gas caliente.
La emisión procedente de la explosión de estrellas muertas aparece en naranja. Cuanto más baja es la frecuencia, más brillante es. Mientras tanto, las regiones donde nacen las estrellas brillan en azul.
Estos colores permiten a los astrónomos distinguir los diferentes componentes físicos de la galaxia de un vistazo.
El nuevo retrato de radio de la Vía Láctea es el mapa de área más sensible y amplio a estas bajas frecuencias hasta la fecha. Facilitará un gran abanico de investigaciones galácticas, desde el descubrimiento y el estudio de tenues y antiguos restos de explosiones estelares hasta el mapeo de los energéticos rayos cósmicos, el polvo y los granos que dominan el medio interior de las estrellas.
La potencia de esta imagen no será superada hasta que el nuevo telescopio SKA-Low esté completo y operativo, siendo miles de veces más sensible y con mayor resolución que su predecesor, el Murchison Widefield Array.
Esta actualización aún está a algunos años de distancia. Por ahora, esta nueva imagen es un inspirador anticipo de las maravillas que el SKA-Low completo revelará algún día.
*Silvia Mantovanini es candidata a doctorado en Astronomía y Natasha Hurley-Walker es radioastrónoma, ambas en la Universidad de Curtin.
Este texto fue publicado originalmente en The Conversation
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