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Primera entrega de MEGASTAR, una biblioteca de espectros estelares observados con MEGARA en GTC

Santa María Tonantzintla, Puebla, a 1 de diciembre. La primera emisión pública de MEGASTAR, una biblioteca estelar creada con observaciones de MEGARA en el Gran Telescopio Canarias (GTC) está disponible a partir de hoy para científicos interesados en el estudio de estrellas y sistemas estelares como cúmulos y galaxias.

La descripción de los espectros de esta primera entrega aparecerá en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Se trata del segundo artículo sobre la biblioteca MEGASTAR, el primero se publicó en la misma revista en marzo de 2020.

¿Cómo se estudian las estrellas?

Para estudiar las estrellas las observamos por un medio de una rejilla de difracción que separa la luz en forma análoga a como lo hace un prisma.  Si proyectamos la luz dispersada en una pantalla vemos una banda de colores, en donde cada color corresponde a una longitud de onda o frecuencia: esa banda es un espectro.  Si analizamos la intensidad de la luz como función de la frecuencia podemos medir las propiedades de la fuente de luz.

Este principio fundamental, observado por primera vez por Newton haciendo incidir luz solar en un prisma de vidrio, se aplica en la instrumentación moderna en los telescopios profesionales.  Un telescopio colecta y concentra la luz proveniente de una estrella; un espectrógrafo acoplado ópticamente al telescopio dirige la luz a una rejilla de difracción y por medio de un sistema óptico forma una imagen del espectro en un detector.

¿Qué clase de información se obtiene del espectro de una estrella?

Los astrónomos estudian los espectros para derivar las propiedades de las estrellas como temperatura y composición química ya que las frecuencias son una medida de la energía emitida o absorbida en transiciones de electrones entre distintos niveles de energía atómica de un elemento químico dado.

¿Por qué se necesita una biblioteca estelar?

Son necesarias porque las estrellas son diferentes. Estudiar muchos tipos de estrellas nos permite derivar y comparar sus propiedades. Otra razón es que los astrónomos usan bibliotecas para generar espectros simulados de estrellas agrupadas en cúmulos, por lo que es indispensable incluir el mayor número posible de tipos de estrellas para modelar mejor las observaciones. La tercera razón, es que crear una biblioteca con el mismo instrumento y telescopio permite una comparación más precisa de las poblaciones de estrellas simuladas con las observadas.

Figura: Vista 3D de todos los espectros de MEGASTAR obtenidos con las rejillas de difracción de mas alta resolución de MEGARA correspondientes a dos intervalos diferentes de energía. Los espectros se muestran siguiendo una secuencia de temperatura estelar.  Algunos de las características de los espectros que mas información aportan son las líneas de absorción que se ven como hendiduras o surcos  en las imágenes.  

GTC es el telescopio óptico mas grande del mundo con un espejo primario de 10.4m. MEGARA es el nuevo espectrógrafo óptico de GTC. MEGARA es único porque ofrece una gran resolución espectral lo cual se traduce en la capacidad para determinar las propiedades de las estrellas con muy alta precisión.

La primera emisión pública de la biblioteca MEGASTAR está formada por 838 espectros, que se muestran en la figura de arriba. Se trata de una herramienta muy valiosa para generar los modelos indispensables para la interpretación de las observaciones con MEGARA. No obstante, debido a la gran calidad de los espectros será también una referencia extraordinaria para astrónomos dedicados al estudio de estrellas individuales concluye la Dra. Carrasco.

El trabajo descrito es resultado de una colaboración internacional conformada por la Dra. Esperanza Carrasco, responsable del proyecto MEGARA en el INAOE, y por investigadores de prestigiosas instituciones españolas: la Dra. Mercedes Mollá del departamento de Investigación Básica del CIEMAT, la Dra. María Luisa García Vargas y el Dr. Pedro Gómez Álvarez del grupo científico de Fractal S.L.N.E, el Dr. Armando Gil de Paz y el Dr. Nicolás Cardiel  de la Universidad de Complutense de Madrid y por la Dra. Sara Rodríguez Berlanas de  la Universidad de Alicante.

El artículo con los datos de la primera entrega de MEGASTAR será publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en las próximas semanas. Una versión ya está disponible en  http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/.