Un nuevo atlas galáctico nos muestra casi 400,000 galaxias cercanas

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NGC 520 es una de las galaxias más grandes y brillantes del Atlas de Galaxias de Siena. Está formada por dos galaxias de disco que acabarán fusionándose para formar un sistema masivo. Crédito: NSF/AURA/NOIRLab/T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF's NOIRLab) & M. Zamani (NSF's NOIRLab); Agradecimientos: PI: J. Moustakas (Siena College); Procesamiento de imágenes: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF's NOIRLab) & M. Zamani (NSF's NOIRLab) & D. de Martin (NSF's NOIRLab)
NGC 520 es una de las galaxias más grandes y brillantes del Atlas de Galaxias de Siena. Está formada por dos galaxias de disco que acabarán fusionándose para formar un sistema masivo. Crédito: NSF/AURA/NOIRLab/T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF's NOIRLab) & M. Zamani (NSF's NOIRLab); Agradecimientos: PI: J. Moustakas (Siena College); Procesamiento de imágenes: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF's NOIRLab) & M. Zamani (NSF's NOIRLab) & D. de Martin (NSF's NOIRLab)

Astrónomos han creado un atlas detallado de casi 400.000 galaxias de nuestro vecindario cósmico. El Atlas de Galaxias de Siena se elaboró a partir de datos de los telescopios NOIRLab de la NSF y está diseñado para convertirse en el principal atlas digital de galaxias de gran tamaño. Es un tesoro de información para los investigadores que estudian desde la formación y evolución de las galaxias hasta la materia oscura y las ondas gravitacionales. También está disponible gratuitamente en línea para que el público lo explore.

Los astrónomos llevan mucho tiempo tratando de cartografiar los cielos nocturnos, no sólo para completar nuestra imagen del cosmos que habitamos, sino también para apoyar nuevas investigaciones. Las recopilaciones exhaustivas de objetos astronómicos sirven para muchos propósitos: pueden ayudar a los científicos a detectar patrones generales en una población de objetos, situar los nuevos descubrimientos, como los fenómenos transitorios, en el contexto de su entorno, e identificar los mejores candidatos para observaciones específicas. Sin embargo, estos recursos deben actualizarse periódicamente para reflejar las continuas mejoras tecnológicas de los telescopios. Ahora, se ha publicado un nuevo atlas con información detallada sobre más de 380.000 galaxias con un nivel de precisión nunca visto, que promete ser de gran ayuda para futuras investigaciones astronómicas.

El Siena Galaxy Atlas (SGA), es una compilación de datos de tres sondeos completados entre 2014 y 2017 conocidos como DESI Legacy Surveys, que se llevaron a cabo para identificar objetivos de galaxias para el sondeo del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI). Los datos se recogieron en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) y en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), ambos programas del NOIRLab de la NSF, y en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.

Mosaicos ópticos de 42 galaxias del SGA-2020 ordenadas por diámetro angular creciente desde arriba a la izquierda hasta abajo a la derecha. Las galaxias se eligen aleatoriamente a partir de una distribución de probabilidad uniforme (plana) en diámetro angular. La barra blanca horizontal en la esquina inferior izquierda de cada panel representa 1 minuto de arco y los recortes del mosaico van de 3,2 a 13,4 minutos de arco. Esta figura ilustra la enorme variedad de tipos, tamaños, colores y perfiles de brillo superficial, estructura interna y entornos de las galaxias del SGA. Crédito: CTIO / NOIRLab / DOE / NSF / AURA / J. Moustakas
Mosaicos ópticos de 42 galaxias del SGA-2020 ordenadas por diámetro angular creciente desde arriba a la izquierda hasta abajo a la derecha. Las galaxias se eligen aleatoriamente a partir de una distribución de probabilidad uniforme (plana) en diámetro angular. La barra blanca horizontal en la esquina inferior izquierda de cada panel representa 1 minuto de arco y los recortes del mosaico van de 3,2 a 13,4 minutos de arco. Esta figura ilustra la enorme variedad de tipos, tamaños, colores y perfiles de brillo superficial, estructura interna y entornos de las galaxias del SGA. Crédito: CTIO / NOIRLab / DOE / NSF / AURA / J. Moustakas

Los sondeos DESI Legacy Surveys utilizaron instrumentos de última generación en telescopios operados por NOIRLab: el Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS), realizado con la Dark Energy Camera (DECam), construida por el DOE, en el telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco. Blanco de 4 metros en el CTIO de Chile; el Mayall z-band Legacy Survey (MzLS) con la cámara Mosaic3 en el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el KPNO; y el Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) con la cámara 90Prime en el telescopio Bok de 2,3 metros, operado por el Steward Observatory y alojado en el KPNO. Los datos de DESI Legacy Imaging Surveys, así como una copia consultable del Atlas de Galaxias de Siena completo, se ponen a disposición de la comunidad astronómica a través de la plataforma científica Astro Data Lab y el Astro Data Archive del Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC) de NOIRLab. El SGA contiene datos adicionales de un sondeo realizado por el satélite Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA que han sido reprocesados por Aaron Meisner, astrónomo de NOIRLab.

Estos sondeos capturaron imágenes en longitudes de onda ópticas e infrarrojas para cartografiar un área total de 20.000 grados cuadrados, casi la mitad del cielo nocturno, lo que los convierte en uno de los mayores sondeos de galaxias. Al reunir toda esta información en un solo lugar, el SGA ofrece datos precisos sobre la ubicación, la forma y el tamaño de cientos de miles de grandes galaxias relativamente cercanas. Además del gran número de objetos registrados, los datos del SGA también alcanzan un nuevo nivel de precisión y es el primer recurso de este tipo que proporciona datos sobre los perfiles luminosos de las galaxias.

"Las grandes galaxias cercanas son importantes porque podemos estudiarlas con más detalle que cualquier otra galaxia del Universo; son nuestras vecinas cósmicas", señala John Moustakas, profesor de Física del Siena College y director del proyecto SGA. "No sólo son asombrosamente bellas, sino que también son la clave para comprender cómo se forman y evolucionan las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea".

La SGA se basa en varios siglos de esfuerzos por cartografiar los cielos nocturnos. El emblemático Catalogue des Nébuleuses et des Amas d'Étoiles (Catálogo de Nebulosas y Cúmulos de Estrellas), publicado en 1774 por el astrónomo francés Charles Messier, fue un hito importante, al igual que el Nuevo Catálogo General de Nebulosas y Cúmulos de Estrellas (NGC), publicado en 1888 por John Louis Emil Dreyer. Más recientemente, en 1991, los astrónomos reunieron el Tercer Catálogo de Referencia de Galaxias Brillantes (RC3). En las últimas dos décadas se han publicado otros valiosos atlas de galaxias, pero la mayoría de ellos se basan en las mediciones de las placas fotográficas del RC3 o carecen de un número significativo de galaxias. Dado que el SGA utiliza imágenes digitales captadas con instrumentos de alta sensibilidad, representa una mejora sustancial tanto en la calidad como en la exhaustividad de los datos.


Arjun Dey, astrónomo del NOIRLab que participó en el proyecto, explica: "Las compilaciones de galaxias anteriores han estado plagadas de posiciones, tamaños y formas incorrectas de las galaxias, y también contenían entradas que no eran galaxias, sino estrellas o artefactos. La SGA limpia todo esto para una gran parte del cielo. También proporciona las mejores medidas de brillo de las galaxias, algo que no habíamos tenido antes de forma fiable para una muestra de este tamaño".

Este recurso versátil impulsará el progreso en numerosas ramas de la astronomía y la astrofísica al ayudar a los científicos a encontrar las mejores muestras de galaxias para su observación específica. Por ejemplo, la SGA mejorará la investigación sobre cómo varían los patrones de formación estelar en las distintas galaxias, los procesos físicos que subyacen a la diversa gama de morfologías que muestran las galaxias y cómo la distribución de las galaxias está relacionada con la forma en que la materia oscura se distribuye por el Universo. Al actuar como un mapa, el SGA también ayudará a los astrónomos a localizar las fuentes de señales transitorias como las ondas gravitacionales y a comprender los acontecimientos que las originan.

"El SGA será el principal atlas digital de galaxias de gran tamaño", afirma Dey. Sin embargo, el SGA no es sólo para investigadores académicos, sino que está disponible gratuitamente en línea para cualquiera que desee conocer mejor nuestro rincón del Universo. Dey añade: "Además de su utilidad científica, ¡tiene un montón de fotos de galaxias preciosas!".

"La publicación de estos espectaculares datos contenidos en el atlas tendrá un impacto real no sólo en la investigación astronómica, sino también en la capacidad del público para ver e identificar galaxias relativamente cercanas", afirma Chris Davis, Director del Programa de la NSF para NOIRLab. "A los astrónomos aficionados les encantará como recurso para aprender más sobre algunos de los objetivos celestes que observan".

Fuentes, créditos y referencias:

John Moustakas et al, Siena Galaxy Atlas 2020, The Astrophysical Journal Supplement Series (2023). DOI: 10.3847/1538-4365/acfaa2

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