La tecnología desarrollada en el proyecto ha permitido llegar a las partes de la Vía Láctea ocultas por el polvo interestelar

El grupo de astrónomos que integra la colaboración internacional Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), acaba de publicar las características desconocidas hasta ahora de 60.000 estrellas de nuestra galaxia. Esta nueva serie de datos de acceso abierto, y libre descarga en internet, permitirán explorar la parte 'oculta' de la Vía Láctea y  ayudarán a entender cómo se formó.

Se trata de los primeros datos publicados por el proyecto Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) que, como parte de SDSS-III, supone un esfuerzo investigador colectivo para crear un mapa completo de la composición química de las estrellas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. Con este objetivo, en el proyecto se ha desarrollado uno de los más eficientes espectrógrafos para luz infrarroja del mundo.

La solución que ha aportado el espectrógrafo de alta resolución de APOGEE es observar este área en el infrarrojo, una luz invisible al ojo humano pero capaz de penetrar el velo de polvo que oscurece el centro de nuestra galaxia. Esta habilidad para explorar zonas previamente ocultas permite a APOGEE ambicionar el objetivo de trazar un mapa completo de la composición química de todas las regiones de la Vía Láctea. La espectroscopía realiza mediciones sobre la cantidad de luz emitida por una estrella en cada longitud de onda, o lo que es lo mismo, en cada color.

Lejos de las luces de la ciudad, la Vía Láctea aparece como una banda luminosa que cruza el cielo cubierta por 'cortinas' oscuras. Esta banda es el disco y el bulbo o núcleo galáctico y las cortinas son el polvo que impide a los astrónomos ver todas las partes de la Galaxia. Cuanto más cerca se encuentra una estrella del centro, una mayor parte de su luz es apagada por el polvo.  Por este motivo, los estudios previos sobre las estrellas de la Vía Láctea han estado limitados por la capacidad de medir de forma consistente las estrellas de esta zona polvorienta.

“Esta es la más completa colección de espectros de estrellas en el infrarrojo nunca realizada”, explica el director del proyecto APOGEE, Steve Majewski, de la Universidad de Virginia. “El total de sesenta mil estrellas analizadas suponen casi diez veces más que el número de espectros de alta resolución en el infrarrojo obtenidos hasta ahora por todos los telescopios del mundo. Seleccionadas de todas las diferentes partes de la Galaxia, desde la periferia casi vacía hasta el centro envuelto en polvo, estos espectros nos permitirán descorrer la cortina que cubre la parte oculta de la Vía Láctea”, añade Majewski.

El espectro de una estrella es una de las mejores herramientas para aprender sobre ella: nos habla de detalles clave, como la temperatura, el tamaño de la estrella y los elementos que se encuentran en su atmósfera. Es como si consiguiéramos las huellas dactilares de alguien en lugar de solo conocer su altura y su peso.

Para llegar a la meta fijada en el proyecto de analizar 100.000 estrellas en solo tres años, el instrumento APOGEE observa 300 estrellas distintas de forma simultánea, lo que agiliza en cientos de veces la velocidad de recolección de datos si se compara con los instrumentos habituales, que analizan las estrellas de una en una. ·

Esta ingente cantidad de datos no puede ser analizada con métodos convencionales. “Los métodos clásicos de análisis de espectros se basan en gran medida en el trabajo manual e interactivo de una persona”, cuenta Carlos Allende Prieto, científico líder de SDSS-III en el IAC y responsable del software de análisis de los espectros de APOGEE. “No podíamos contar con cien investigadores durante tres años para hacer el trabajo en este caso, así que tuvimos que escribir programas para ordenador que se comportaran como humanos, e incluso nos superaran en esta particular tarea”, explica el investigador del IAC.

¿Cómo nació la Vía Láctea?

Las preguntas sobre cómo se formó nuestra galaxia han sido objeto de especulación científica y debate durante cientos de años. El mapa de todas las estrellas de la Galaxia que pretende obtener el experimento APOGEE proporcionará información crucial para resolver cuestiones centrales sobre cómo se produjo  este proceso a lo largo de miles de millones de años de historia.

La Vía Láctea tiene en la actualidad tres partes principales: un bulbo con alta densidad de estrellas en el centro, el disco plano en el que nosotros vivimos, y el halo, una estructura esferoidal que, con una densidad estelar muy baja, envuelve la galaxia y se extiende a lo largo de cientos de miles de años luz. Las estrellas en estas tres partes tienen distintas edades y composiciones, lo que significa que se formaron en momentos diferentes y bajo condiciones diversas a lo largo de la historia de nuestra galaxia. Los resultados obtenidos ayudarán a desbloquear esta historia: la clave es conocer las composiciones y los movimientos de las estrellas en cada región.

Estrellas ‘viejas’ y energía oscura

Los datos que se publican ahora también proporcionan una sólida base para investigar un amplio rango de cuestiones sobre las mismas estrellas. Por ejemplo, el investigador del IAC Szabolcs Mészáros, además de realizar las calibraciones de las medidas de APOGEE, está estudiando las estrellas evolucionadas en decenas de cúmulos, grupos de estrellas que comparten localización y edad. ”Los datos de APOGEE nos permiten ver los cambios que se producen en la química de las estrellas en las fases finales de su vida”, afirma Mészáros.

El paquete de datos hecho público hoy, y etiquetado como Data Release 10, también incluye otros 670.000 espectros de otro proyecto de SDSS-III conocido como Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Estos otros espectros proceden de galaxias y cuásares formados cuando nuestro universo era mucho más joven, justo cuando la misteriosa energía oscura estaba comenzando a influir sobre la expansión del mismo. Los nuevos espectros que obtenga BOSS y los espectros adicionales que continuará obteniendo SDSS-III hasta su fin a mediados de 2014, ayudarán a la comunidad científica en la misión de entender qué puede ser la energía oscura.

SDSS-III es un proyecto de seis años (2008-2014) sobre estrellas cercanas, la Vía Láctea y el cosmos distante. El telescopio de 2,5 metros ubicado en el Observatorio Apache Point, en Nuevo México, lleva a cabo cada noche las observaciones que alimentan tanto el espectrógrafo óptico de BOSS como el infrarrojo de APOGEE.

El acceso público a toda la información obtenida es un aspecto fundamental de este proyecto. La nueva serie de datos está disponible para la comunidad científica y el público interesado para su libre descarga en: http://www.sdss3.org/dr10.

- Para más información y entrevistas: Carlos Allende Prieto. Coordinador científico de SDSS-III eb el IAC. callende [at] iac.es/ 922 605 246.

SDSS-III Press release: http://www.sdss3.org/press/dr10.php