21 Nov El Telescopio Roman impulsa una nueva era de la astrosismología

El Telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA permitirá estudiar la astrosismología de más de 300 mil estrellas, mejorando el conocimiento del bulbo galáctico y de los exoplanetas.

Un equipo de investigadores ha confirmado que las estrellas “resuenan” con fuerza y claridad en una “clave” que encajará bien con los objetivos científicos y las capacidades del futuro Telescopio Nancy Grace Roman.

Este trabajo refuerza el enorme potencial del telescopio para el estudio de la astrosismología.

Astrosismología con Roman

La naturaleza turbulenta de las estrellas produce ondas que generan fluctuaciones en su brillo global. Estudiar estas variaciones, un método denominado astrosismología, permite obtener información sobre la edad, masa y tamaño estelar.

Estas variaciones ya fueron detectadas por el telescopio espacial Kepler, que proporcionó datos de astrosismología para aproximadamente 16 mil estrellas antes de su retirada en 2018.

Loa astrónomos han utilizado recientemente datos del Kepler como punto de partida y los han adaptado a la calidad esperada del Roman. Han demostrado así la viabilidad de realizar astrosismología con este telescopio y han estimado el rango de estrellas detectables.

Es un beneficio adicional a los objetivos principales del Roman, ya que mientras el telescopio realiza su «Galactic Bulge Time-Domain Survey«, también generará datos útiles para la astrosismología.

“La astrosismología con el Roman es posible porque no necesitamos pedirle al telescopio que haga nada que no estuviera previsto”, explica Marc Pinsonneault, coautor del estudio. “El Roman está diseñado en parte para avanzar en la ciencia de exoplanetas, pero también proporcionará datos muy valiosos para otras áreas, como la astrosismología”.

Roman en el estudio del bulbo galáctico

El “apelotonamiento rojo” es una agrupación de estrellas gigantes rojas en el diagrama de Hertzsprung–Russell. Se produce a unos 5.000 K de temperatura superficial (clase espectral G) y una magnitud absoluta de +0,5.

Pues bien, el bulbo galáctico está densamente poblado por estrellas gigantes rojas y del “apelotonamiento rojo”, cuyas propiedades favorecen su estudio mediante la astrosismología.

Su alta luminosidad y sus frecuencias de oscilación, que varían entre horas y días, se ajustan bien a la cadencia de observación del Roman. El telescopio observará la región cada 12 minutos durante seis periodos de 70,5 días, una configuración ideal para la astrosismología de gigantes rojas.

“No sabemos mucho sobre el bulbo galáctico porque solo puede observarse en luz infrarroja debido al polvo interestelar”, señala Pinsonneault. “Podrían existir allí poblaciones o patrones químicos inesperados. ¿Y si hubiera estrellas jóvenes ocultas? Roman abrirá una ventana completamente distinta al estudio de las poblaciones estelares en el centro de la Vía Láctea”.

Como resultado del análisis de los datos del Kepler, el equipo aumentó la frecuencia de observación y modificó el rango espectral. Los cálculos demostraron que el Roman podrá detectar claramente las oscilaciones de las gigantes rojas.

Posteriormente, el equipo aplicó estos análisis a un modelo de la Vía Láctea para estimar cuántas estrellas podrían estudiarse mediante el empleo de la astrosismología. Las previsiones iniciales apuntaban a unas 290 mil estrellas, de las cuales 185 mil pertenecen al bulbo.

Con la cadencia final de observación establecida en 12 minutos, las estimaciones superan ahora las 300 mil detecciones por astrosismología, lo que constituirá la mayor muestra jamás obtenida.

Astrosismología y ciencia exoplanetaria

La astrosismología aportará también beneficios directos a la ciencia de exoplanetas, uno de los objetivos centrales de Roman.

El telescopio detectará exoplanetas mediante microlente gravitatoria, y la astrosismología permitirá caracterizar mejor las estrellas anfitrionas. Conocer propiedades como la edad y la composición química ayudará a contextualizar los exoplanetas detectados.

La astrosismología también será valiosa para quienes estudian la formación de la Vía Láctea. El bulbo galáctico es difícil de observar en luz visible debido al polvo interestelar, y Roman abrirá una nueva ventana al análisis de sus poblaciones estelares.

Preparativos y lanzamiento de la misión

Como Roman observará el bulbo galáctico poco después de su lanzamiento, el equipo está trabajando para construir un catálogo previo.

Este catálogo proporcionará al Roman una lista de estrellas observables que ayude en la validación temprana de su rendimiento, incluyendo objetivos adecuados para la astrosismología.

“Más allá de la ciencia, es importante recordar cuántas personas hacen falta para poner todo esto en marcha y la diversidad de equipos que participan en Roman”, señala Noah Downing, coautor principal del estudio. “Es muy emocionante ver todas las oportunidades que el Roman ya está abriendo antes incluso de su lanzamiento, y pensar en cuántas más surgirán cuando esté en el espacio tomando datos, lo cual no está muy lejos”.

El lanzamiento del Roman está previsto para no más tarde de mayo del 2027, con la posibilidad de adelantarlo al otoño de 2026.

Su capacidad para combinar investigaciones sobre exoplanetas con estudios de astrosismología lo convertirá en una herramienta clave para múltiples áreas de la astrofísica moderna.

Fuente: NASA’s Roman Could Bring New Waves of Information on Galaxy’s Stars