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En diciembre de 2023, el Telescopio Espacial Hubble completó su programa más grande desde su lanzamiento en 1990. A través de este programa, el telescopio realizó observaciones de 500 estrellas individuales durante tres años, y los científicos ahora están listos para profundizar en este huevo de Pascua cósmico de datos.
El estudio exhaustivo del Telescopio Hubble se llama Biblioteca de estrellas jóvenes del patrimonio ultravioleta como estándares de referencia, o ULLYSES; Los operadores de ULLYSES consideraron que el Hubble era el único telescopio activo capaz de llevar a cabo una tarea tan pionera.
Sin embargo, estos tratamientos de observación ultravioleta continuarán más allá de las vacaciones de Pascua, manteniendo ocupados a los investigadores durante las próximas décadas mientras proporcionan nuevos conocimientos sobre la formación y evolución de las estrellas y la influencia de las estrellas en su entorno.
«Creo que el proyecto ULLYSES será transformador y tendrá un impacto en la astrofísica en general, desde los exoplanetas hasta los efectos de las estrellas masivas en la evolución de las galaxias y la comprensión de las primeras etapas de la evolución del universo», dijo Julia Roman-Duval, líder de ULLYSES. equipo de implementación en el telescopio espacial. Instituto de Ciencias (STScI) en Baltimore, Maryland, Dijo en un comunicado. «Aparte de los objetivos específicos del programa, los datos estelares también se pueden utilizar en el campo de la astrofísica de formas que aún no podemos imaginar».
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El equipo ULLYSES utilizó el Telescopio Hubble para estudiar primero 220 estrellas y luego extrajo el archivo del telescopio espacial para recuperar observaciones de otras 275 estrellas. Los investigadores también combinaron datos sobre las estrellas de una gran cantidad de otros telescopios espaciales y observatorios terrestres.
El conjunto de datos completo de ULLYSES consta de espectros estelares que contienen información sobre la temperatura, la composición química y la velocidad de rotación de cada estrella.
Hubble y Ulises ven rojo (y azul)
De particular interés para el equipo de ULLYSES son las estrellas azules masivas y ultracalientes que pueden llegar a ser un millón de veces más brillantes que nuestro Sol. Estas estrellas ardientes brillan intensamente en luz ultravioleta, lo que significa que el Hubble puede detectarlas fácilmente.
Las estrellas azules masivas viven rápido y mueren jóvenes, quemando rápidamente el combustible necesario para la fusión nuclear intrínseca y formando «metales», el término que usan los astrónomos para describir elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. El hidrógeno y el helio son los dos elementos que mayoritariamente forman las estrellas al comienzo de su vida.
Los espectros estelares de estrellas azules masivas pueden revelar detalles sobre las velocidades de los fuertes vientos estelares que surgen de ellas. Después de que estrellas masivas explotan en explosiones de supernova, son estos vientos estelares los que dispersan los elementos formados por esas estrellas. Luego, los elementos se esparcieron por todo el universo, por lo que comprender estos vientos sería un gran paso hacia la comprensión de la distribución galáctica de los elementos pesados que se convierten en los componentes básicos de la próxima generación de estrellas y planetas. Estos elementos eventualmente también pueden convertirse en la base de la vida en el universo.
Debido a este proceso de dispersión, cada generación estelar posterior contiene una mayor concentración de metales que la generación anterior. Formada cuando la mayoría de los átomos del universo eran hidrógeno y un poco de helio, la primera generación de estrellas se considera «pobre en metales», mientras que las generaciones posteriores de estrellas, incluido el Sol, son «ricas en metales».
Ulises y Hubble apuntaron a estrellas azules en galaxias cercanas a la Vía Láctea que parecen tener deficiencia de metales. Por lo tanto, estas estrellas pueden servir como sustitutos de estrellas más antiguas, ayudando a los científicos a investigar estrellas que existieron en el universo naciente y que ahora están fuera del rango desde el cual podemos ver fácilmente detalles profundos.
«Las observaciones de ULLYSES son un punto de partida para comprender esas primeras estrellas, sus vientos en el universo y cómo influyen en la evolución de su joven galaxia anfitriona», dijo Romain Duval.
En el otro extremo del espectro de colores (y tamaños), el proyecto ULLYSES también se centró en estrellas jóvenes que son más frías, más pequeñas y más rojas que el Sol. Estas estrellas también se encuentran cerca de la Tierra, en regiones activas de formación estelar en la Vía Láctea.
Durante sus años de formación, mientras acumulaban masa de los discos de gas y polvo que las rodeaban, estas jóvenes estrellas rojas crearon turbulencias en sus sistemas al emitir radiación ultravioleta y rayos X de alta energía. Esto afectaría a los discos de formación de planetas alrededor de estas estrellas y afectaría si los planetas que eventualmente nazcan alrededor de estas estrellas podrían ser habitables.
Las observaciones del Hubble recopiladas para ULLYSES podrían ayudar a los científicos a comprender mejor los procesos mediante los cuales estas estrellas jóvenes acumulan materia de su entorno para acumular la masa necesaria para catalizar la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Iniciar este proceso convertiría a la joven estrella en una superestrella en toda regla.
Esto también podría revelar la influencia de estas estrellas en los discos que las rodean, que eventualmente formarán planetas. Por tanto, un estudio de encuesta podría ayudar a los científicos a comprender mejor qué sistemas son los más adecuados para la búsqueda de vida.
«ULLYSES fue diseñado originalmente como un programa de observación utilizando el sensible espectrógrafo del Hubble. Sin embargo, el programa se ha mejorado significativamente a través de observaciones coordinadas y adicionales dirigidas por la comunidad con otros observatorios terrestres y espaciales», dijo Romain Duval. «Una cobertura tan amplia permite a los astrónomos investigar la vida de las estrellas con un detalle sin precedentes y pintar una imagen más completa de las propiedades de estas estrellas y cómo afectan su entorno».
Incluso antes de que los datos de ULLYSES proporcionen nuevos conocimientos sobre la vida de las estrellas y sus entornos, este estudio muestra que incluso después de más de tres décadas de observaciones cósmicas, el Hubble sigue proporcionando ciencia innovadora.
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