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1/1/09 - DJ:

Nubes de gas en 3D

Tiempo estimado de lectura: 3 min. 18 seg.

Una nueva técnica de visualización por computadora desarrollada por el centro de Computación Innovadora (ICC) de Harvard ayudó a los astrofísicos a entender que la gravedad juega un rol más importante de lo previamente pensado en las vastas nubes moleculares de formación estelar.
Captura de pantalla del archivo pdf 3-D

El reporte es publicado por la edición del 1º de enero de Nature, ilustrado en la versión online a través de la nueva tecnología de PDF tridimensionales que permite a los lectores ver los gráficos usando Adobe PDF Reader (Versión 8 ó superior) como lector.

El trabajo fue liderado por la profesora de astronomía Alyssa Goodman, quien con colegas usaron la tecnología de ICC para examinar datos de una gigantesca nube molecular.

Según la astrónoma, la tecnología previa no permitía describir cuidadosamente la estructura jerárquica en las regiones y habría oscurecido detalles específicos en la nube molecular, como áreas anidadas de densidad variable. Por eso escogieron la tecnología 3-D.

Michael Halle, científico del ICC indica que esta investigación muestra que la tecnología de visualización es una parte crítica del análisis y descubrimiento de procesos y no sólo una forma de mostrar datos luego de haber sido recogidos, analizados y entendidos.

región de formación estelar Perseus

La imagen muestra una larga exposición de un área de 1 grado cuadro en la región de formación estelar Perseus. Los colores corresponden aproximadamente a color "verdadero" y las regiones que aparecen muy oscuras son causadas por las concentraciones de polvo interestelar asociado con los núcleos de formación estelar. La imagen da una impresión de la generalmente turbulenta naturaleza de material interestelar en estas regiones. Se trata, por supuesto, de una imagen plana, en 2-D, por lo que no contiene datos de profundidad. Las imágenes 3-D publicadas en Nature muestran vistas de esta región tomadas con radiotelescopios donde las velocidades del gas es usada para separar regiones de diferentes distancias, que aparecen sobreimpuestas unas con otras en esta imagen óptica tradicional.
Cortesía de Jaime Pineda y Jonathan Foster


El equipo usó herramientas desarrolladas por el proyecto de astronomía médica de ICC, dirigido por Halle. ¿Astronomía médica? Se trata de usar tecnología diseñada para la medicina aplicada ahora también a la astronomía. Para visualizar la nube molecular en tres dimensiones, se usó el programa Astronomical Medicine’s 3-D Slicer, originalmente diseñado para analizar imágenes médicas.

El avance clave, sin embargo, es un nuevo algoritmo, un conjunto de instrucciones ordenadas sobre cómo realizar un proceso o tarea.
El algoritmo, desarrollado por Erik Rosolowsky y llamado CLUMPFIND, muestra los resultados en un "dendograma", que es una representación de datos en forma de árbol. Del dendograma, los investigadores fueron capaces de crear los gráficos en 3-D, que se pueden rotar y examinar en diferentes direcciones.

Captura de pantalla de pdf 3-D
Captura de pantalla del archivo pdf 3-D en el que se está girando el gráfico de la izquierda

Los datos son parte del sondeo, llamado COMPLETE, de regiones de formación estelar. El estudio mide la emisión de un tipo de molécula de monóxido de carbono en la nube.

Las simulaciones computacionales son herramientas muy importantes para entender el comportamiento de estas nubes y la formación estelar. Son la única forma en que los astrónomos pueden ver qué ocurre durante los millones de años que tarda en formarse una estrella. Los modelos pasados de formación estelar en estas nubes asumían que dado que la gravedad es una fuerza débil en grandes distancias, sus efectos eran negligibles en estas nubes hasta que los átomos de hidrógeno estuvieran muy juntos. Según estos modelos, explica Kauffmann, se asume que los cambios mayores en las nubes provienen de turbulencia que junta las moléculas lo suficiente para que la gravedad jugara su rol.
Una vez que densos grupos de moléculas se forman y la gravedad se convierte en un factor, se continúan atrayendo más partículas hasta que, por alguna alteración o por tener suficiente masa, colapsan y forman una estrella.

El estudio de Goodman se realizó hasta el proceso de formación de los grupos densos. Su análisis muestra que la influencia gravitacional es más significativa de lo pensado en ese proceso en el que, hasta ahora, se suponía que dominaba la turbulencia.

La investigación se presenta de forma novedosa en Nature, con gráficos 3-D PDF en un artículo. La conversión de las imágenes 3-D a PDF se realizó por la compañía Right Hemisphere. Mark Thomas, su fundador, indicó que "Vemos el uso de 3-D en publicaciones de Harvard y Nature como un significativo hito en la historia de las publicaciones y estamos muy orgullosos de haber asistido y guiado el proceso".


Imagen de cercano infrarrojo de L144
Imagen de cercano infrarrojo de L1448, región de formación estelar en la que se recuadra los contornos de emisión molecular. Las cuatro bolas de billar indican regiones con denso gas. Los asteriscos muestran la localización de cuatro estrellas jóvenes o sistemas estelares compactos en la región, y los círculos amarillos muestran los picos de emisión de polvo identificado como núcleos pre-estelares.
Alyssa A. Goodman, Erik W. Rosolowsky, Michelle A. Borkin, Jonathan B. Foster, Michael Halle, Jens Kauffmann & Jaime E. Pineda
Nature 457, 63-66





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