El telescopio ALMA en Chile ha transformado la forma en que vemos el universo, mostrándonos partes invisibles del cosmos. Este conjunto de antenas increíblemente precisas estudia una astilla de luz de radio comparativamente de alta frecuencia: ondas que van desde unas pocas décimas de unmilímetro a varios milímetros de longitud. Recientemente, los científicos llevaron a ALMA a sus límites, aprovechando las capacidades de la frecuencia más alta longitud de onda más corta, que se asoman en una parte del espectro electromagnético que se extiende a ambos lados de la línea entre la luz infrarroja y las ondas de radio.
"Las observaciones de radio de alta frecuencia como estas normalmente no son posibles desde el suelo", dijo Brett McGuire, químico del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia, y autor principal de un artículo que aparece en Astrophysical Journal Letters ".Requieren la extrema precisión y sensibilidad de ALMA, junto con algunas de las condiciones atmosféricas más secas y estables que se pueden encontrar en la Tierra ".
En condiciones atmosféricas ideales, que ocurrió la noche del 5 de abril de 2018, los astrónomos entrenaron la visión submilimétrica de ALMA de mayor frecuencia en una región curiosa de la Nebulosa de la pata de gato también conocida como NGC 6334I, un complejo de formación estelar ubicado alrededor de4.300 años luz de la Tierra en dirección a la constelación del sur Scorpius.
Las observaciones anteriores de ALMA de esta región a frecuencias más bajas descubrieron la formación de estrellas turbulentas, un entorno altamente dinámico y una gran cantidad de moléculas dentro de la nebulosa.
Para observar a frecuencias más altas, las antenas ALMA están diseñadas para acomodar una serie de "bandas" - numeradas del 1 al 10 - que cada una estudia una franja particular del espectro. Los receptores de la Banda 10 observan a la frecuencia más alta la más cortalongitudes de onda de cualquiera de los instrumentos de ALMA, que cubren longitudes de onda de 0.3 a 0.4 milímetros 787 a 950 gigahercios, que también se considera luz infrarroja de longitud de onda larga.
Estas primeras observaciones de ALMA con Band 10 produjeron dos resultados emocionantes.
Chorros de vapor de Protostar
Uno de los primeros resultados de la Banda 10 de ALMA también fue uno de los más desafiantes, la observación directa de chorros de vapor de agua que salían de uno de los protostars masivos de la región. ALMA pudo detectar la luz de longitud de onda submilimétrica emitida naturalmente poragua pesada moléculas de agua formadas por átomos de oxígeno, hidrógeno y deuterio, que son átomos de hidrógeno con un protón y un neutrón en su núcleo.
"Normalmente, no podríamos ver directamente esta señal en particular desde el suelo", dijo Crystal Brogan, astrónomo de la NRAO y coautor del artículo. "La atmósfera de la Tierra, incluso en lugares notablemente áridos, todavía contiene suficiente vapor de agua para abrumar por completo esta señal de cualquier fuente cósmica. Sin embargo, durante condiciones excepcionalmente prístinas en el alto desierto de Atacama, ALMA puede detectar esa señal. Esto es algo que ningún otro telescopio en la Tierra puede lograr ".
A medida que las estrellas comienzan a formarse a partir de nubes masivas de polvo y gas, el material que rodea a la estrella cae sobre la masa en el centro. Sin embargo, una parte de este material es expulsada de la creciente protostar como un par de chorros,que transportan gases y moléculas, incluida el agua.
El agua pesada que observaron los investigadores fluye lejos de una única protostar o de un pequeño grupo de protostars. Estos chorros están orientados de manera diferente a lo que parecen ser chorros mucho más grandes y potencialmente más maduros que emanan de la misma región. Los astrónomos especulanque los chorros de agua pesada vistos por ALMA son características relativamente recientes que comienzan a moverse hacia la nebulosa circundante.
Estas observaciones también muestran que en las regiones donde esta agua se estrella contra el gas circundante, los masers de agua de baja frecuencia, versiones de láser de microondas que se producen naturalmente, se encienden. Los masers fueron detectados en observaciones complementarias por la Fundación Nacional de CienciasMatriz muy grande.
ALMA observa moléculas en abundancia
Además de crear imágenes impactantes de objetos en el espacio, ALMA también es un sensor químico cósmico extremadamente sensible. A medida que las moléculas caen y vibran en el espacio, emiten luz de forma natural en longitudes de onda específicas, que aparecen como picos y caídas en un espectro.de las bandas receptoras de ALMA pueden detectar estas huellas digitales espectrales únicas, pero esas líneas en las frecuencias más altas ofrecen una visión única de productos químicos más ligeros e importantes, como el agua pesada. También brindan la capacidad de ver señales de moléculas complejas y cálidas, que tienen líneas espectrales más débilesa frecuencias más bajas
Usando la Banda 10, los investigadores pudieron observar una región del espectro que es extraordinariamente rica en huellas digitales moleculares, incluido el glicolldehído, la molécula más simple relacionada con el azúcar.
En comparación con las observaciones anteriores mejores del mundo de la misma fuente con el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea, las observaciones de ALMA detectaron más de diez veces más líneas espectrales.
"Detectamos una gran cantidad de moléculas orgánicas complejas que rodean esta región masiva de formación estelar", dijo McGuire. "Estos resultados han sido recibidos con entusiasmo por la comunidad astronómica y muestran una vez más cómo ALMA reconfigurará nuestra comprensión del universo".
ALMA puede aprovechar estas ventanas de oportunidad raras cuando las condiciones atmosféricas son "correctas" mediante el uso de una programación dinámica. Eso significa que los operadores del telescopio y los astrónomos monitorean cuidadosamente el clima y realizan las observaciones planificadas que mejor se adaptan a las condiciones prevalecientes.condiciones
"Ciertamente hay bastantes condiciones que deben cumplirse para realizar una observación exitosa utilizando la Banda 10", concluyó Brogan. "Pero estos nuevos resultados de ALMA demuestran cuán importantes pueden ser estas observaciones".
"Para permanecer a la vanguardia del descubrimiento, los observatorios deben innovar continuamente para impulsar la vanguardia de lo que la astronomía puede lograr", dijo Joe Pesce, director del programa del Observatorio Nacional de Radioastronomía en NSF. "Ese es un elemento central deNRAO de NSF y su telescopio ALMA, y este descubrimiento empuja el límite de lo que es posible a través de la astronomía terrestre ".
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
El Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, una instalación de astronomía internacional, es una asociación de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Sur ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. NSF y los Institutos Nacionales de NaturalCiencias NINS de Japón en cooperación con la República de Chile ALMA es financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá NRC y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán NSCy por NINS en cooperación con la Academia Sínica AS en Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea KASI.
la construcción y las operaciones de ALMA son lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO, administrado por Associated Universities, Inc. AUI, en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacionalde Japón NAOJ en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto de ALMA JAO proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :