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Proyecto MACHO

En astronomía, el Proyecto MACHO fue una búsqueda observacional durante 1992-1999 de materia oscura alrededor de nuestra galaxia, la Vía Láctea , en forma de hipotéticos Objetos Halo Compactos Masivos (MACHO), utilizando el método de microlente gravitacional . Fue una de las tres búsquedas de microlentes de primera generación iniciadas a principios de la década de 1990, las otras fueron los proyectos independientes EROS y OGLE . El proyecto MACHO fue llevado a cabo por un equipo de astrónomos estadounidenses y australianos; Las observaciones utilizaron el telescopio de 1,27 metros (50 pulgadas) en el Observatorio del Monte Stromlo cerca de Canberra, que se dedicó al proyecto a tiempo completo desde 1992 hasta 1999. El proyecto no resolvió el problema de la materia oscura, pero impuso importantes límites superiores a la fracción de materia oscura en MACHO en una amplia gama de masas y logró varios descubrimientos notables en el campo de las microlentes y nuevos resultados en varias clases de estrellas variables.

microlente

Si un objeto compacto (que puede ser oscuro o brillante) está ubicado muy cerca de la línea de visión de una estrella de fondo, entonces la lente gravitacional hace que la estrella parezca dividirse en dos imágenes en lados opuestos del objeto compacto (o una imagen completa). anillo si la alineación es casi perfecta). Microlente se refiere al caso especial de lente donde las dos imágenes están demasiado cerca para ser vistas como objetos separados en un telescopio, pero la geometría que varía en el tiempo (a medida que la fuente y la lente se mueven) causa que el brillo aparente (la suma de las dos imágenes ) variar con el tiempo; esta variación tiene una forma característica que puede calcularse teóricamente. Se predice y se observa que la microlente es muy rara, generalmente menos de 1 estrella por millón de microlente en un momento dado, pero es una técnica poderosa porque el efecto depende únicamente de la gravedad del objeto lente, en lugar de su luz: por lo tanto es sensible a objetos completamente oscuros o muy débiles, incluidos agujeros negros, enanas marrones subestelares y restos de estrellas muertas (por ejemplo, viejas enanas blancas y estrellas de neutrones). Por estas razones, la microlente es muy útil para comprobar si estos objetos están formados por materia oscura .

Observaciones

El telescopio de 1,27 metros (50 pulgadas) en el monte Stromlo fue renovado para el proyecto [1] y equipado con un corrector de campo amplio de enfoque principal, un divisor de haz dicroico y un par de cámaras CCD de 16 megapíxeles (entre 1992 y 1995). , este fue el sistema CCD más grande en uso astronómico). Las cámaras tomaron imágenes de un campo cuadrado de cielo de 42 por 42 minutos de arco en dos colores (luz azul-verde y roja) simultáneamente. Cada noche despejada, el sistema monitoreaba campos estelares densos, hasta 80 campos en la Gran Nube de Magallanes o 100 campos en el Bulto Galáctico de forma regular, y cada campo se observaba desde dos veces por noche hasta semanalmente, dependiendo de la prioridad del campo y la temporada. A partir de los datos de esta imagen, se construyeron curvas de luz (brillo versus tiempo) para más de 8 millones de estrellas en LMC y 15 millones de estrellas en Bulge; Luego se realizaron grandes búsquedas por computadora para encontrar eventos de brillo característicos de la microlente, y también estrellas variables.

Resultados

El proyecto realizó una serie de descubrimientos notables documentados en alrededor de 35 artículos científicos publicados entre 1993 y 2003: los resultados más importantes fueron, en primer lugar, los límites superiores de la contribución de los MACHO a la materia oscura en la Vía Láctea: no se puede medir más del xx por ciento. compuesto por MACHOs entre xx masas solares () y xx masas solares; [ vago ] [2] [3] en segundo lugar, la confirmación de que la microlente ocurre como se esperaba, basada en grandes muestras de eventos con las propiedades teóricamente predichas.

El proyecto también logró varias "primicias" en microlente, incluidas las siguientes:

Desarrollos posteriores

El proyecto MACHO completó las observaciones en diciembre de 1999; Después del año 2000, el sistema telescopio+cámara se utilizó para la búsqueda de supernovas, pero esto se vio interrumpido cuando el telescopio fue destruido por los incendios forestales de Canberra en enero de 2003 .

Continuaron varios otros estudios de microlente, incluidos los proyectos OGLE y MOA, y después de 2000 el enfoque principal cambió hacia la microlente como método para la detección de exoplanetas . Las búsquedas de planetas mediante microlentes son especialmente sensibles a exoplanetas de baja masa y aquellos en órbitas bastante amplias (muchas unidades astronómicas, más allá de la línea de nieve), y también son la única forma de detectar "planetas huérfanos" expulsados ​​de sus sistemas originales; por lo que las búsquedas de planetas con microlentes son complementarias a los métodos de tránsito y velocidad radial más conocidos. A partir de 2017, la nueva Red Coreana de Telescopios de Microlente (KMTNet) es un estudio de microlente de nueva generación. La futura misión espacial NGRST de la NASA (lanzamiento previsto hacia  2027 ) incluye un importante estudio planetario con microlentes como uno de sus proyectos clave.

Referencias

  1. ^ Hart, J.; van Hermelen, J.; Hovey, G.; Freeman, Kansas; Peterson, Licenciatura en Letras; Axelrod, TS; Quinn, PJ; Rodgers, AW; Allsman, RA; Alcock, C.; Bennett, director de fotografía; Cocinero, KH; Griest, K.; Marshall, SL; Pratt, señor; Stubbs, CW; Sutherland, W. (1996). "El Sistema de Telescopios del Programa MACHO". Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico . 108 : 220. Código bibliográfico : 1996PASP..108..220H. doi : 10.1086/133713 .
  2. ^ Alcock, C.; Allsman, RA; Alves, DR; Axelrod, TS; Becker, AC; Bennett, director de fotografía; Cocinero, KH; Dalal, N.; Drake, AJ; Freeman, Kansas; Geha, M .; Griest, K.; Lehner, MJ; Marshall, SL; Minniti, D.; Nelson, California; Peterson, Licenciatura en Letras; Popowski, P.; Pratt, señor; Quinn, PJ; Stubbs, CW; Sutherland, W.; Tomaney, AB; Vandehei, T.; Welch, D. (10 de octubre de 2000). "El proyecto MACHO: resultados de microlentes de 5,7 años de observaciones de la gran nube de Magallanes". La revista astrofísica . 542 (1): 281–307. arXiv : astro-ph/0001272 . Código bibliográfico : 2000ApJ...542..281A. doi :10.1086/309512. S2CID  15077430.
  3. ^ Alcock, C.; Allsman, RA; Alves, D.; et al. (20 de mayo de 1998). "Límites combinados de EROS y MACHO sobre la materia oscura de masa planetaria en el halo galáctico". La revista astrofísica . 499 (1): L9-L12. arXiv : astro-ph/9803082 . Código Bib : 1998ApJ...499L...9A. doi :10.1086/311355. S2CID  123466020.
  4. ^ Alcock, C.; Akerlof, CW; Allsman, RA; Axelrod, TS; Bennett, director de fotografía; Chan, S.; Cocinero, KH; Freeman, Kansas; Griest, K.; Marshall, SL; Park, HS.; Perlmutter, S.; Peterson, Licenciatura en Letras; Pratt, señor; Quinn, PJ; Rodgers, AW; Stubbs, CW; Sutherland, W. (14 de octubre de 1993). "Posible microlente gravitacional de una estrella en la Gran Nube de Magallanes". Naturaleza . 365 (6447): 621–623. arXiv : astro-ph/9309052 . Código Bib :1993Natur.365..621A. doi :10.1038/365621a0. S2CID  4233746.
  5. ^ Colaboración MACHO. "Circular 6068 de la IAU".
  6. ^ Alcock, C.; Allsman, RA; Alves, D.; Axelrod, TS; Bennett, director de fotografía; Cocinero, KH; Freeman, Kansas; Griest, K.; Guern, J.; Lehner, MJ; Marshall, SL; Peterson, Licenciatura en Letras; Pratt, señor; Quinn, PJ; Rodgers, AW; Stubbs, CW; Sutherland, W. (1 de diciembre de 1995). "Primera observación de paralaje en un evento de microlente gravitacional". La revista astrofísica . 454 (2): L125. arXiv : astro-ph/9506114 . Código Bib : 1995ApJ...454L.125A. doi :10.1086/309783. S2CID  119035972.