Utilizando la nitidez incomparable y las capacidades de observación ultravioleta del Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA, un equipo internacional de astrónomos ha creado el estudio de luz ultravioleta de alta resolución más completo de galaxias formadoras de estrellas en el Universo local. El catálogo contiene alrededor de 8000 clusters y 39 millones de estrellas azules calientes.

La luz ultravioleta es un marcador principal de las estrellas más jóvenes y más calientes. Estas estrellas son efímeras e intensamente brillantes. Los astrónomos han terminado una encuesta llamada LEGUS (Legacy ExtraGalactic UV Survey) que capturó los detalles de 50 galaxias locales a 60 millones de años luz de la Tierra tanto en luz visible como ultravioleta.

El equipo de LEGUS seleccionó cuidadosamente sus objetivos entre 500 galaxias candidatas compiladas a partir de estudios en tierra. Eligieron las galaxias en función de su masa, velocidad de formación de estrellas y su abundancia de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio . Debido a la proximidad de las galaxias seleccionadas, Hubble pudo resolverlas en sus componentes principales: estrellas y cúmulos de estrellas. Con los datos de LEGUS, el equipo creó un catálogo con aproximadamente 8000 grupos jóvenes y también creó un catálogo de estrellas que comprende alrededor de 39 millones de estrellas que son al menos cinco veces más masivas que nuestro Sol.

Los datos, reunidos con Wide Field Camera 3 de Hubble y Advanced Camera for Surveys , brindan información detallada sobre estrellas jóvenes y masivas y cúmulos estelares , y cómo su entorno afecta su desarrollo. Como tal, el catálogo ofrece un recurso extenso para comprender las complejidades de la formación de estrellas y la evolución de las galaxias .

Una de las preguntas clave que la encuesta puede ayudar a los astrónomos a responder es la conexión entre la formación estelar y las estructuras principales, como los brazos espirales , que forman una galaxia. Estas distribuciones estructuradas son particularmente visibles en las poblaciones estelares más jóvenes.

Al resolver los detalles finos de las galaxias estudiadas, mientras se estudia la conexión con las estructuras galácticas más grandes, el equipo busca identificar los mecanismos físicos detrás de la distribución observada de las poblaciones estelares dentro de las galaxias.

Entender el vínculo final entre el gas y la formación estelar es clave para comprender completamente la evolución de la galaxia. Los astrónomos están estudiando este vínculo al observar los efectos del medio ambiente en los cúmulos estelares y cómo su supervivencia está relacionada con su entorno.

LEGUS no solo permitirá a los astrónomos entender el Universo local. También ayudará a interpretar vistas de galaxias distantes, donde la luz ultravioleta de estrellas jóvenes se estira a longitudes de onda infrarrojas debido a la expansión del espacio . El Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA y su capacidad para observar en el infrarrojo lejano complementarán las vistas de LEGUS. 

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Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble NASA / ESA han detectado helio en la atmósfera del exoplaneta WASP-107b. Esta es la primera vez que se detecta este elemento en la atmósfera de un planeta fuera del Sistema Solar. El descubrimiento demuestra la capacidad de utilizar espectros infrarrojos para estudiar atmósferas extendidas exoplanetas.

El equipo internacional de astrónomos, dirigido por Jessica Spake, estudiante de doctorado de la Universidad de Exeter en el Reino Unido, usó la Wide Field Camera 3 del Hubble para descubrir el helio en la atmósfera del exoplaneta WASP-107b. Esta es la primera detección de este tipo.

Spake explica la importancia del descubrimiento: “El helio es el segundo elemento más común en el Universo después del hidrógeno. También es uno de los principales constituyentes de los planetas Júpiter y Saturno en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, hasta ahora no se había detectado helio en los exoplanetas, a pesar de las búsquedas de él “.

El equipo realizó la detección mediante el análisis del espectro infrarrojo de la atmósfera de WASP-107b [1] . Las detecciones previas de atmósferas de exoplanetas extendidas se han realizado mediante el estudio del espectro en longitudes de onda ultravioleta y óptica; esta detección, por lo tanto, demuestra que las atmósferas exoplanetas también se pueden estudiar a longitudes de onda más largas.

“La fuerte señal del helio que hemos medido demuestra una nueva técnica para estudiar capas superiores de atmósferas de exoplanetas en un rango más amplio de planetas”, dice Spake. “Los métodos actuales, que usan luz ultravioleta, están limitados a los exoplanetas más cercanos. Sabemos que hay helio en la atmósfera superior de la Tierra y esta nueva técnica puede ayudarnos a detectar atmósferas alrededor de exoplanetas del tamaño de la Tierra, lo cual es muy difícil con la tecnología actual “.

WASP-107b es uno de los planetas de menor densidad conocidos: si bien el planeta tiene aproximadamente el mismo tamaño que Júpiter, solo tiene el 12% de la masa de Júpiter. El exoplaneta se encuentra a unos 200 años luz de la Tierra y tarda menos de seis días en orbitar su estrella anfitriona.

La cantidad de helio detectado en la atmósfera de WASP-107b es tan grande que su atmósfera superior debe extenderse decenas de miles de kilómetros hacia el espacio. Esto también hace que sea la primera vez que se descubre una atmósfera extendida en longitudes de onda infrarrojas.

Dado que su atmósfera está tan extendida, el planeta está perdiendo una gran cantidad de sus gases atmosféricos en el espacio, entre ~ 0.1-4% de la masa total de su atmósfera cada mil millones de años [2] .

Ya en el año 2000, se predijo que el helio sería uno de los gases más fácilmente detectables en los exoplanetas gigantes, pero hasta ahora, las búsquedas no tuvieron éxito.

David Sing, coautor del estudio también de la Universidad de Exeter, concluye: “Nuestro nuevo método, junto con futuros telescopios como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA , nos permitirá analizar atmósferas de exoplanetas en lugares lejanos. mayor detalle que nunca antes “.