5 de marzo de 2014

Con MUSE hacia el universo temprano

La investigación del universo temprano siempre resulta un reto apasionante para los científicos porque los objetos a estudiar están tan alejados que su luz ha viajado durante más de 10.000 millones de años hasta llegar a nosotros. Esta investigación ahora va a ser un poco más sencilla gracias a un nuevo instrumento con nombre de grupo musical: MUSE.

Tras 10 años de diseño y desarrollo, MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) ya se encuentra en su ubicación final en "Yepun", el Telescopio Unitario 4 del VLT (Very Large Telescope) de ESO en el Observatorio Paranal (Chile).

Imagen de la Nebulosa de Orión tomada por el instrumento MUSE ofreciendo una representación tridimensional del objeto. Para cada parte de esta espectacular región de formación estelar, la luz ha sido separada en los diferentes colores que la componen revelando sus propiedades físicas y químicas de cada píxel. Para elaborar la imagen a color de la izquierda se seleccionaron tres regiones diferentes del espectro para luego unir todos lo datos y crear una sola imagen a color. Créditos: ESO / MUSE consortium / R. Bacon / L. Calçada.

Durante el primer periodo de observaciones, MUSE ya ha podido observar galaxias distantes, estrellas brillantes y otros objetos con el fin de llevar a cabo las pruebas, que han sido todo un éxito, por lo que el nuevo instrumento ya está preparado para funcionar científicamente.

Sus objetivos

Los objetivos científicos de este nuevo instrumento son fundamentalmente profundizar en las primeras etapas del universo para conocer cómo se forman las galaxias y estudiar tanto aspectos de movimiento de materia como propiedades químicas de galaxias cercanas. Pero eso no será todo ya que también estudiará planetas y satélites del Sistema Solar, así como regiones de formación estelar en nuestra galaxia.

Composición en color de la galaxia anular polar NGC 4650A creada con los datos del instrumento MUSE. La imagen está basada en un mosaico de tres paquetes de datos donde se extrajeron regiones seleccionadas del espectro. Con el fin de representar sus velocidades se ha aplicado un código de color a las regiones de formación estelar situadas en el disco que rodea a la galaxia donde las regiones azules se están acercando al centro galáctico y las rojas están retrocediendo debido a la rotación del disco. Créditos: ESO / MUSE consortium / R. Bacon.

El responsable del equipo e investigador principal de MUSE, Roland Bacon,del Centre de Recherche Astrophysique en Lyon (Francia) hace referencia a la magnitud del instrumento. "Se hace raro que este conjunto de siete toneladas de óptica, mecánica y electrónica sea ahora una fantástica máquina del tiempo para estudiar el universo temprano". Por supuesto que para construir un instrumento de tal magnitud ha sido necesario el trabajo de muchas personas y el resultado ha sido un instrumento que será único durante unos años.

Recreación por ordenador del instrumento MUSE comparado con el tamaño de una persona. Créditos: MUSE Consortium.

Con MUSE se ha instalado un nuevo instrumento de segunda generación para el VLT donde ya están X-shooter y KMOS. Cuando llegue el instrumento SPHERE quedarán instalados los cuatro instrumentos de segunda generación programados para estas instalaciones.

Las entrañas de MUSE

Para que MUSE funcione a la perfección han sido necesarios 24 espectrógrafos que separan la luz en los distintos colores que la componen y así crear tanto imágenes como espectros. Con esto, es capaz de generar vistas en 3D del universo contando con un espectro por cada píxel como tercera dimensión, procedimiento conocido como espectroscopía de campo integral. Esta técnica permite a los astrónomos estudiar de manera simultánea las propiedades de diferentes partes de un objeto, como por ejemplo una galaxia, para ver cómo rotan y poder medir sus masas. También permite determinar la composición química y otras propiedades físicas en diferentes partes del objeto.

Imagen tomada por el instrumento MUSE ofreciendo una innovadora representación tridimensional de la galaxia anular polar NGC 4650A. En la imagen la luz ha sido separada en los colores que la componen revelando claves sobre su composición química entre otras propiedades. Créditos: ESO / MUSE consortium / R. Bacon / L. Calçada.

Esta técnica no es novedosa, pero ahora con MUSE se ha dado un gran salto en sensibilidad, eficiencia y resolución. En pocas palabras: este nuevo instrumento combina simultáneamente imágenes de alta resolución con espectroscopía. Una vez captados los datos, los astrónomos pueden moverse por los datos y estudiar diferentes vistas del objeto en diferentes longitudes de onda, igual que si sintonizáramos diferentes frecuencias en una emisora de radio hasta llegar a la música que queremos escuchar.

Para obtener los datos, MUSE utiliza tanto la capacidad de captar detalladas imágenes con la posibilidad de tomar medidas en el espectro. Para ello, se utiliza la óptica adaptativa ofreciendo la precisión necesaria y obtener imágenes equivalentes a estar por encima de la atmósfera terrestre. De esta forma se está poniendo a punto el Telescopio Unitario 4 del VLT con el fin de ser un telescopio totalmente adaptativo

Me gustaría terminar con palabras del propio Bacon publicadas en el blog del instrumento MUSE: 
“Las musas son seres inspiradores. MUSE nos ha inspirado durante muchos años y seguirá haciéndolo. Tendrá el mismo efecto de encantamiento sobre numerosos astrónomos de todo el mundo“.

El equipo de MUSE presentará los primeros resultados en las próximas Jornadas 3D2014 de ESO que tendrán lugar en Garching (Múnich, Alemania).
MUSE es el resultado de diez años de diseño y desarrollo por parte del consorcio MUSE liderado por el Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (Francia) y formado por las instituciones asociadas Leibniz-Institut für Astrophysik en Potsdam (Alemania), Institut für Astropysik de Göttingen (Alemania), Institute for Astronomy - ETH en Zurich (Suiza), Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie en Toulouse (Francia), Nederlandse Onderzoekschool voor de Astronomie en Leiden (Holanda) y el Observatorio Europeo Austral (ESO).

Nota de prensa:
First light of MUSE (versión original)

Referencias:


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