Ubicado cerca de la cumbre de Maunakea, Hawái, el 15 metros (~49 pies) Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en el Observatorio de Asia Oriental (EAO) es el telescopio más grande del mundo diseñado para operar exclusivamente en la longitud de onda submilimétrica. En 2018, la ex alumna de la escuela secundaria Molokai’i, Mallory Go, recibió un tiempo en el JCMT bajo el Becarios Maunakea programa. Con la ayuda de la Dra. Harriet Parsons, astrónoma de la EAO, Go obtuvo imágenes únicas de la Nebulosa Cabeza de Caballo en luz polarizada, que revelaron los campos magnéticos de la nebulosa.
Go (ahora estudiante de posgrado en la Universidad de Brown) presentó las imágenes como parte de una feria de ciencias que representaba a la escuela secundaria Molokai`i. Un año más tarde, estas observaciones fueron utilizadas por un equipo de astrónomos del Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI), el Universidad de Ciencia y Tecnología (UST), y Colegio Universitario de Londres (UCL) para realizar un análisis cuantitativo de la fuerza y el papel de los campos magnéticos en la región. El documento que describe las observaciones y el análisis, “Campos Magnéticos en la Nebulosa Cabeza de Caballo”, apareció recientemente en El diario astronómico.
Las observaciones realizadas en 2018 se han realizado utilizando la JCMT POL-2 instrumento, un polarímetro lineal que obtiene datos de polarización con la ayuda del Conjunto de bolómetros submilimétricos de usuario común 2 (SCUBA-2) instrumento. Juntos, estos instrumentos miden cómo los campos magnéticos en el espacio influyen en la alineación del polvo interestelar. Como explicó el Dr. Parsons en un EAO presione soltar:
“Puede pensar en POL-2 como un par de gafas de sol polarizadas frente al telescopio. En Hawái, muchos de nosotros estamos acostumbrados a usar anteojos de sol polarizados, nos ayudan a ver mejor al reducir el deslumbramiento, pero en el telescopio, al girar las lentes polarizadas, analizamos el brillo de la luz que se observa y deducimos si está bajo el efecto de los campos magnéticos. Los astrónomos pueden observar las nubes de gas y polvo utilizando dichos instrumentos, regiones tanto dentro de nuestra propia galaxia como más allá, y ampliar su comprensión de lo que les da forma”.
Los astrónomos de KASI, UST y UCL obtuvieron datos adicionales utilizando otros instrumentos operativos del JCMT: el Programa de receptor de matriz heterodina (ARPA) y Sistema de imágenes espectrales de correlación automática (ACSIS) – para medir mostró cuán brillante y densa es la región. El instrumento HARP reveló datos de líneas espectrales adicionales que mostraban la presencia de un tipo de monóxido de carbono que contiene oxígeno-18 (C18O), un isótopo estable de oxígeno que se cree que se origina en las nubes moleculares. Dijo la astrónoma de la UCL, la Dra. Kate Pattle, una de las coautoras del estudio:
“Los datos son impresionantes y lo que nos dicen es aún más impresionante. Estoy encantado de que Mallory nos haya dado la oportunidad de trabajar en una región del cielo tan hermosa e icónica, y lo que hemos encontrado nos ayuda a comprender por qué la Nebulosa Cabeza de Caballo tiene la forma que tiene. Estas observaciones nos cuentan la historia de dos regiones densas escondidas en la Cabeza de Caballo. Vemos una cresta de gas caliente y polvo, la cabeza y la crin del caballo, que interactúa con los fotones ultravioleta de las estrellas jóvenes y brillantes cercanas”.
Los instrumentos del JCMT permitieron al equipo observar la interacción entre la «cabeza» y la «melena» de la nebulosa y las estrellas jóvenes cercanas, lo que parece haber tenido un efecto notable en el campo magnético de la nebulosa. El equipo teorizó que se plegó sobre sí mismo a lo largo de la línea de visión del observatorio cuando se formó la Nebulosa Cabeza de Caballo. Detrás de esta cresta, observaron un grupo frío de material denso que parecía haber estado protegido de estas interacciones, que sospechan que formará un nuevo sistema estelar.
Esto hizo que las observaciones fueran especialmente emocionantes, ya que permitieron a los astrónomos ver por primera vez qué líneas de campo magnético están haciendo en regiones como la Nebulosa Cabeza de Caballo. Como agregó Pattle:
“Esto nos da una idea importante de cómo las estrellas pueden continuar formándose incluso en regiones como Horsehead, donde el gas frío que proporciona el material para nuevas estrellas está siendo erosionado por fotones de estrellas jóvenes y calientes cercanas. Esperamos que nuestro propio Sol se haya formado como parte de un cúmulo de estrellas, por lo que observar cómo se forman las estrellas en la Nebulosa Cabeza de Caballo puede darnos una idea del pasado de nuestro propio Sistema Solar”.
Aunque es un objeto astronómico icónico, las observaciones de Go fueron la primera vez que alguien intentó visualizar su campo magnético. “Cuando me enteré del programa Maunakea Scholars, me emocioné”, dijo Go. “Me pareció una oportunidad fantástica para usar los telescopios en Maunakea. Elegí estudiar la Nebulosa Cabeza de Caballo porque pensé que era hermosa y no encontré mucha investigación al respecto”.
Otras lecturas: Observatorio James Clerk Maxwell, El diario astronómico
