GALEX

Introducción


El Explorador de Evolución de las Galaxias (GALEX) es un telescopio espacial en órbita que está observando las galaxias bajo luz ultravioleta (UV) a lo largo de 10 mil millones de a–os de historia cósmica. Tales observaciones le indicarán a los científicos cómo evolucionan y cambian las galaxias, que son las estructuras básicas de nuestro Universo. Asimismo, GALEX está investigando las causas de la formación de las estrellas durante un período en el que tuvo su origen la mayoría de las estrellas y elementos que vemos hoy.

Encabezado por el Instituto de Tecnología de California (Caltech), GALEX está realizando operaciones de generación de imágenes y espectroscop’a (el estudio del espectro, o intervalo, luminoso) dentro de nuestra galaxia y más allá de ella. A lo largo de los 29 meses que dura la misión, GALEX producirá el primer mapa completo de un Universo de galaxias bajo construcción, acercándonos a la comprensión de cómo se formaron las galaxias como nuestra propia Vía Láctea.

GALEX también está realizando varios tipos de sondeos del cielo, muchos de ellos los primeros de su tipo. Por ejemplo, GALEX es la primera misión en realizar un sondeo extragaláctico (más allá de nuestra galaxia) de todo el cielo. Durante estos sondeos, GALEX "interrogará" a los cielos, como si estuviera realizando una encuesta, examinando la emisión UV de las regiones en las que se forman las estrellas en todos los tipos de galaxias. Los muchos sondeos que está realizando GALEX producirán un archivo de datos vasto, sin precedentes y estadísticamente poderoso. El archivo GALEX estará disponible a los científicos de todo el mundo, quienes podrán entonces estudiar el Universo desde sus propias computadoras.


Objetivos científicos

Durante su misión, GALEX investigará cómo evolucionó la formación de las estrellas en las galaxias, desde los principios del Universo hasta el presente. A partir de estas investigaciones, los científicos esperan obtener las respuestas a las preguntas "ÀCuándo y dónde tuvieron sus orígenes las estrellas y los elementos que vemos hoy en día?" y "ÀQué factores causan la formación de las estrellas en las galaxias?" GALEX estudiará las causas de la dramática evolución observada en estudios previos y sondeará el Universo hasta el 80 por ciento del momento de formación de la Gran Explosión.

GALEX también hará los primeros sondeos grandes de galaxias para estudiar la luz UV que éstas emiten. Estos sondeos calibrarán (tomarán una medici—n que se comprende bien) las galaxias cercanas en la luz UV. Otros telescopios grandes basados en la tierra y satélites, tales como el Telescopio Espacial Hubble, buscan los or’genes de las galaxias al observar las galaxias distantes en los principios del Universo, midiendo la luz que fue emitida en la banda UV. Las observaciones de otros telescopios, junto con las observaciones de GALEX, ayudarán a los científicos a hacer una comparación de "manzanas con manzanas"——para determinar cómo las galaxias de hoy son genuinamente diferentes de las galaxias en los principios del Universo.

Para lograr sus metas científicas, GALEX está aprovechando tres propiedades f’sicas básicas del Universo: la velocidad de la luz, la distribución de las galaxias y la expansión. Sabemos que la velocidad de la luz no es infinita, de modo que podemos ver las galaxias distantes tal cómo aparecieron hace millones de a–os, cuando emitieron la luz que recién ahora nos está llegando. Los astrónomos pueden buscar cambios evolucionarios al comparar estas galaxias distantes, tal como se veían hace mucho tiempo, con las galaxias cercanas, tal como se ven ahora. También sabemos que la distribución de las galaxias en el Universo es casi uniforme, de modo que el Universo es b‡sicamente el mismo en todas las direcciones. Esto permite que GALEX realice una comparación "justa" de las galaxias tal como aparecen ahora con las galaxias en los principios del Universo. Y, dado que el Universo está en expansión, la luz UV emitida por las galaxias distantes se desplaza hacia el rojo, y nos llega como luz visible e infrarroja. Para estudiar la evolución de las galaxias, GALEX observaró las galaxias cercanas usando instrumentos sensibles sólo a la luz UV.

Para aprender más acerca del Universo, debemos saber más acerca de las galaxias y los cúmulos de galaxias: dónde encontrarlos, cómo interactúan y cómo cambian. Los científicos desean comprender cuándo se formaron las estrellas que vemos hoy en día, así como los elementos químicos que componen nuestra galaxia Vía Láctea. Con sus observaciones UV, GALEX responderá a una porción significativa de este enigma.


Tecnología

El satélite GALEX es relativamente peque–o——tiene sólo unos seis pies de altura y es tan ancho como tus brazos extendidos. Aloja un solo instrumento científico, con modernos detectores UV y varios sistemas de naves espaciales——control de orientación, comunicaciones y suministro de potencia——que mantienen a GALEX funcionando sin inconvenientes en el espacio. Todos los sistemas se controlan mediante un conjunto de seis computadoras con software dedicado dise–adas para mantener seguras las operaciones básicamente aut—nomas del satélite.

El espejo colector principal del telescopio GALEX tiene sólo medio metro (20 pulgadas) de diámetro. Sin embargo, el tama–o no es el elemento más importante. El secreto a las capacidades de GALEX es su tecnolog’a de era espacial, la cual funciona como una enorme cámara digital, y su aplicación a una región del espectro electromagnético esencialmente invisible desde debajo de nuestra atmósfera protectoraÑla luz UV.

Quizás la característica mós importante es el amplio campo de visión del telescopio. Mientras que el Telescopio Espacial Hubble observa una minúscula porción del cielo con una precisión exquisita, GALEX intenta lograr una visión más amplia. Realizará un barrido del cielo del ancho de dos lunas llenas, y explorará una octava parte del cielo durante cada órbita de 98 minutos alrededor de la Tierra. A una velocidad de aproximadamente 15 órbitas alrededor de la Tierra por día, GALEX observará todo el cieloÑen algunos lugares, varias veces durante su misión.

La luz UV recogida por el telescopio GALEX se concentra en dos detectores, los detectores UV más grandes que jamás han volado en el espacio. Los detectores de GALEX, a diferencia de las cámaras convencionales que recogen la luz en una pel’cula o una superficie de grabación digital, miden la luz UV un fotón (partícula de luz) a la vez. Cada vez que llega un fotón a la superficie de cualquiera de los dos detectores, los componentes electrónicos extremadamente rápidos registran la posición en el detector, junto con la hora precisa del evento fotónico. GALEX puede registrar muchos miles de eventos fotónicos cada segundo. Esta información se transmite hasta la Tierra. Luego, los analistas en el Centro de Operaciones Científicas de Caltech utilizan programas informáticos sofisticados para analizar las listas largas transmitidas de posiciones de los fotones y horarios de los eventos, para determinar dónde en el cielo se originó cada fotón. Hay dos millones de píxeles (elementos de resoluci—n) en cada detector. Éstos, combinados con el gran campo de visión del telescopio GALEX, permiten a GALEX recoger imágenes de muchos centenares de galaxias al mismo tiempo.

Las nuevas tecnologías de la misión, junto con las tecnologías más estándar de satélites y automatización, hacen de GALEX una poderosa herramienta para los astrónomos.


Estrategia de la misión

GALEX está volando a 690 kilómetros (428 millas) por encima de la atm—sfera de la Tierra, por debajo de los cinturones de radiación que rodean nuestro planeta. En esta órbita, GALEX es capaz de detectar la luz UV que normalmente es absorbida por la atm—sfera antes de llegar a la tierra. Usando un telescopio de amplio campo de visión y detectores de dos megapíxeles, GALEX está midiendo la luz UV proveniente de decenas de millones de galaxias que forman estrellas. Algunas de estas galaxias se encuentran en regiones previamente no exploradas del cielo. Estas observaciones de UV completarán los conocimientos que obtenemos de otras observaciones en las longitudes de onda infrarrojas y ópticas de la luz, así como en otras longitudes de onda.

En órbita alrededor de la Tierra 16 veces por día, GALEX viaja a una velocidad de 7.5 kilómetros por segundo (aproximadamente 16,700 millas por hora). En un día típico de GALEX, el satélite realiza observaciones comandadas por un conjunto de instrucciones abordo compilado por el equipo GALEX en Caltech y cargado una vez por semana a las computadoras del satélite. Estas instrucciones contienen los comandos de apuntamiento del satélite y los comandos de control de los instrumentos necesarios para realizar dos semanas de misiones cient’ficas.

Cuatro veces cada día, GALEX transmite los datos científicos y de mantenimiento almacenados a una de dos ubicaciones remotas de estaciones terrestresÑen South Point, Hawaii, y en Dongara, Australia, que son propiedad de Universal Space Networks. Los datos en tiempo real se transmiten desde estas estaciones terrestres remotas al Centro de Operaciones de la Misi—n (MOC) en Dulles, Virginia, por medio de una conexión Internet de alta velocidad. Durante un contacto con la estaci—n terrestre, los operadores en el MOC pueden examinar los datos referentes a la salud del satélite, denominados "telemetr’a de mantenimiento" y luego cargar cualquier comando que fuera necesario. Dado que GALEX está en una órbita baja en la Tierra, el retardo en la comunicación entre el satélite y las estaciones terrestres es de sólo 0.002 segundos——lmás rápido que un abrir y cerrar de ojos.

GALEX está realizando observaciones pioneras del cielo UV y nos permitirá ver el cielo de una manera que nadie antes lo ha visto.