El 12 de diciembre de 2025, la NASA anunció un ambicioso plan para mapear nuestra galaxia en detalle utilizando el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman. Se trata del primer gran estudio galáctico que este nuevo observatorio infrarrojo llevará a cabo tan pronto como comience su misión primaria de cinco años. En solo un mes de observación efectiva, distribuido durante los primeros dos años de funcionamiento, Roman debería registrar las posiciones y propiedades de decenas de miles de millones de estrellas y revelar estructuras de la Vía Láctea que hasta ahora no podíamos ver debido al denso polvo y las limitaciones de los telescopios existentes.

El corazón de esta empresa se llama Galactic Plane Survey – un estudio del plano galáctico que se centrará en la banda más brillante y densa de nuestra galaxia, donde se encuentra la mayoría de las estrellas, gas y polvo. Los científicos esperan que la combinación de un amplio campo de visión, una fina resolución espacial y sensibilidad en el rango infrarrojo convierta este estudio en una especie de "expedición minera" a través de la Vía Láctea, con una cantidad sin precedentes de nuevos datos sobre viveros estelares, estrellas moribundas, remanentes compactos y sistemas binarios exóticos.

El estudio galáctico de Roman como nuevo mapa de referencia de la Vía Láctea

El Galactic Plane Survey será el primer estudio astrofísico general seleccionado para la misión Nancy Grace Roman. Se basará en tres estudios fundamentales, llamados core, que ya han sido definidos para la misión, así como en la demostración tecnológica del coronógrafo, un instrumento que probará métodos avanzados de bloqueo del brillo de las estrellas para captar imágenes directas de exoplanetas y discos de polvo a su alrededor. En el marco de la misión primaria, está previsto que al menos una cuarta parte del tiempo total de observación esté abierta a la comunidad científica mediante concurso, por lo que se espera toda una serie de programas especializados adicionales, pero precisamente el Galactic Plane Survey proporcionará el "mapa esqueleto" más completo de nuestra galaxia.

El plan es que Roman cubra en el componente principal de la encuesta alrededor de 691 grados cuadrados del cielo, lo que corresponde a un área visible de aproximadamente 3500 Lunas llenas alineadas una al lado de la otra. Esa parte del estudio estará dirigida a lo largo de la banda visible de la Vía Láctea en el cielo, es decir, a lo largo del plano del disco galáctico. Un componente adicional se centrará en una región más pequeña, pero observada repetidamente, con un área de unos 19 grados cuadrados – aproximadamente 95 Lunas llenas – donde se monitorearán decenas de veces los cambios de brillo y posición de las estrellas, para registrar fenómenos de corta duración y procesos dinámicos.

El tercer componente, el más profundo, abarcará una serie de pequeños campos con una superficie total de unos 4 grados cuadrados. En estas áreas, Roman utilizará un conjunto completo de filtros y herramientas espectroscópicas para obtener información detallada sobre la composición química, temperatura, velocidad y distancia de los objetos. Juntos, estos tres niveles de estudio proporcionarán una visión multicapa de la estructura de la Vía Láctea: desde la geometría global del disco galáctico hasta la física local de cunas estelares individuales y objetos compactos.

Las estimaciones del equipo científico indican que Roman podría mapear hasta 20 mil millones de estrellas, donde la alta resolución espacial y las observaciones repetidas permitirán una medición precisa de los diminutos desplazamientos de las estrellas en el cielo. Tal astrometría es clave para comprender cómo las estrellas orbitan alrededor del centro de la galaxia, dónde se encuentran los brazos espirales, cómo se distribuyen la materia oscura y la masa visible y de qué manera la Vía Láctea ha evolucionado a lo largo de la historia cósmica.

Nuevo telescopio como sucesor del Hubble y complemento de Gaia

El Roman Space Telescope continúa la tradición de observatorios espaciales como Hubble y James Webb, pero con un enfoque en observaciones infrarrojas de gran angular. El telescopio se ubicará en una órbita de halo alrededor del punto L2 del sistema Sol-Tierra, donde un entorno térmico estable y una vista constante hacia el espacio permiten mediciones precisas a largo plazo. Según el plan de la NASA, la misión debería lanzarse a más tardar en mayo de 2027, con el equipo actualmente en una trayectoria que permitiría también un inicio más temprano, ya en el otoño de 2026, con un cohete Falcon Heavy desde la plataforma de lanzamiento LC-39A en el Centro Espacial Kennedy en Florida.

El propio telescopio pasó recientemente un hito importante: se completó la integración de los dos segmentos principales del observatorio, con lo que la construcción finalizó oficialmente. En la sala limpia más grande del centro Goddard de la NASA se unieron el módulo con la óptica e instrumentos y el módulo de servicio con los sistemas de alimentación, propulsión y comunicación. La siguiente fase incluye una serie de pruebas rigurosas en cámaras de vacío, mesas de vibración y entornos térmicos para verificar cómo Roman soporta las condiciones de lanzamiento y operación en el espacio.

Roman lleva en su interior dos instrumentos científicos principales. El instrumento de gran angular Wide Field Instrument es en realidad una cámara con una resolución de unos 300 megapíxeles, sensible en el rango visible e infrarrojo cercano. Su anchura de campo de visión será unas cien veces mayor que la que el Hubble logra en el modo de imagen estándar, manteniendo la nitidez de los píxeles individuales comparable. Esto significa que una sola imagen de Roman contendrá detalles que de otro modo tendríamos que recopilar de cien cuadros separados del Hubble.

El segundo instrumento clave es un coronógrafo que probará tecnologías de supresión extrema de la luz de las estrellas. La idea es "sombrear" literalmente el resplandor de la estrella madre con elementos ópticos complejos y espejos adaptables, abriendo la vista a objetos mucho más tenues en la proximidad inmediata – como grandes exoplanetas o discos de polvo donde se forman planetas. Aunque el coronógrafo es una demostración tecnológica, el éxito de tal instrumento sentaría las bases para futuras misiones dedicadas a la imagen directa de mundos similares a la Tierra.

Roman complementará así el trabajo del satélite europeo Gaia, que a lo largo de los años ha recopilado datos sobre aproximadamente dos mil millones de estrellas observadas en luz visible. Aunque Gaia ha revolucionado nuestra comprensión de la dinámica y estructura de la Vía Láctea, el denso polvo en muchas áreas del plano galáctico limita su alcance. Gracias a los filtros infrarrojos, Roman "verá a través" de esas áreas oscurecidas, más profundamente en el núcleo de la galaxia y hacia el lado lejano "oculto" del disco, y así proporcionará junto con Gaia un mapa tridimensional mucho más completo.

Cunas cósmicas: donde nacen nuevas estrellas

Uno de los aspectos más emocionantes del Galactic Plane Survey será la mirada a las inmensas nubes moleculares en las que se forman las estrellas. En tales regiones, como la famosa Carina o la Laguna, densas acumulaciones de gas frío y polvo colapsan bajo su propia gravedad creando protoestrellas. El entorno es muy dinámico: las estrellas jóvenes expulsan potentes chorros de material, estallan repentinos brotes de brillo, los campos magnéticos retuercen los flujos de gas y las ondas de choque de generaciones anteriores de estrellas masivas cortan a través de las nubes.

La "visión" infrarroja del telescopio Roman será crucial para observar estos procesos, ya que la mayoría de la luz que emiten las estrellas más jóvenes nunca abandona la nube en el rango visible – es absorbida y dispersada por los granos de polvo. Roman verá a través de ese polvo millones de objetos en diferentes fases de desarrollo temprano: desde "embriones" estelares todavía profundamente anidados, pasando por turbulentas estrellas jóvenes que destellan irregularmente, hasta estrellas más estables alrededor de las cuales ya se pueden reconocer discos protoplanetarios.

Los científicos podrán así monitorear cómo cambia la tasa de formación de estrellas con diferentes condiciones – por ejemplo con la densidad del gas, la intensidad local de radiación o la presencia de generaciones anteriores de estrellas masivas. Dado que el Galactic Plane Survey abarcará regiones muy diferentes del disco galáctico, desde periferias más tranquilas hasta el ajetreado centro, será posible comparar los resultados casi como si se estudiara una serie de experimentos de laboratorio bajo condiciones diferentes.

En el trasfondo de todos estos procesos se libra una especie de "tira y afloja cuádruple" entre la gravedad, la radiación, los campos magnéticos y la turbulencia. La gravedad intenta compactar el gas en núcleos estelares, mientras que la radiación de estrellas jóvenes y masivas, junto con los vientos estelares y explosiones de supernovas, desgarra las nubes y dispersa el material. Los campos magnéticos y el movimiento turbulento del gas ralentizan o aceleran adicionalmente el colapso en ciertos lugares. El análisis de cientos de miles de cunas estelares que Roman captará permitirá a los astrónomos separar finalmente cuantitativamente el papel de cada uno de esos factores.

Cúmulos estelares como laboratorios naturales

Especialmente valiosos serán los datos sobre cúmulos estelares – "familias" de estrellas que se formaron de la misma nube y al mismo tiempo. Los cúmulos abiertos, de los cuales se espera que Roman estudie casi dos mil, suelen ser jóvenes y estar gravitacionalmente unidos de forma relativamente laxa. A menudo se encuentran a lo largo de los brazos espirales de la galaxia y se consideran una de las huellas clave que revelan dónde se han formado nuevas estrellas recientemente. Si se miden en ellos distancias precisas, velocidades y composiciones químicas de los miembros, es posible reconstruir la historia de la formación de la estructura espiral.

Por otro lado, los cúmulos globulares pertenecen a la "población" más antigua de la Vía Láctea. Generalmente se encuentran en el halo alrededor del disco galáctico o cerca del centro, y contienen cientos de miles de estrellas muy viejas y densamente empaquetadas. El Galactic Plane Survey se centrará en varias decenas de tales objetos, especialmente en la región cercana al núcleo galáctico donde las observaciones hasta ahora han sido difíciles debido al polvo y la saturación de estrellas. Comparando las propiedades de estos cúmulos, los científicos podrán determinar de qué maneras la Vía Láctea "engulló" galaxias más pequeñas y redistribuyó estrellas a lo largo de su pasado.

La ventaja de los cúmulos estelares en el sentido científico es que sus estrellas comparten aproximadamente la misma edad, composición química inicial y distancia. Esto significa que las diferencias en brillo o color de estrellas individuales en el clúster reflejan principalmente su etapa de desarrollo, y no condiciones externas. Cuando luego se comparan los clústeres entre sí, es posible separar muy precisamente los efectos de la "naturaleza" – condiciones iniciales en la nube de la que surgieron – de la influencia de la "crianza", es decir, el entorno en la galaxia a través del cual se mueven.

Pulso de la galaxia: remanentes compactos y microlentes

Las estrellas similares al Sol terminan su vida como enanas blancas, mientras que las estrellas más masivas colapsan en estrellas de neutrones o agujeros negros. La mayoría de estos remanentes son casi invisibles a grandes distancias, especialmente si no tienen un compañero cercano del cual "roben" material. Roman, sin embargo, podrá descubrir incluso tales objetos compactos solitarios utilizando el fenómeno de microlente gravitacional.

Según la teoría general de la relatividad, todo objeto con masa curva el espacio-tiempo en su entorno. Cuando la luz de una estrella distante pasa junto a tal depresión gravitacional, su trayectoria se curva ligeramente, por lo que la estrella en el cielo nos parece brevemente "amplificada". Si el papel de lente lo interpreta una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro que por sí mismo casi no brilla, el cambio de brillo de la estrella de fondo nos revelará la masa de otro modo invisible en primer plano.

Una campaña especial del telescopio Roman, el Galactic Bulge Time-Domain Survey, se centrará en el monitoreo a largo plazo de la parte central más densa de la galaxia para registrar un gran número de eventos de microlente. El Galactic Plane Survey adoptará un enfoque diferente: observará un área más amplia de todo el plano galáctico, con series de observaciones más cortas pero estratégicamente distribuidas. Esa combinación permitirá obtener finalmente una imagen completa de la distribución de objetos compactos – desde enanas blancas y estrellas de neutrones hasta agujeros negros solitarios – a través de toda la Vía Láctea.

Son especialmente interesantes los sistemas binarios compactos, en los que dos objetos muy densos – por ejemplo dos estrellas de neutrones o un par estrella de neutrones-agujero negro – giran uno alrededor del otro a pequeñas distancias. Las interacciones en tales sistemas conducen a la transferencia de masa, potentes explosiones y pérdida gradual de energía orbital a través de la emisión de ondas gravitacionales. Cuando finalmente se fusionan, se libera una enorme cantidad de energía que registran detectores como LIGO y Virgo. Los datos de Roman sobre la distribución y propiedades de estos sistemas binarios ayudarán a los astrónomos a comprender mejor los "caminos" que conducen a las espectaculares fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros.

Estrellas parpadeantes y varas de medir cósmicas

Además de los destellos de microlente de corta duración, Roman registrará también numerosos otros tipos de estrellas variables que periódicamente se fortalecen o debilitan. Algunas de ellas entran en erupción repentinamente expulsando material al espacio circundante, mientras que en otras el brillo cambia rítmicamente porque sus envolturas estelares se expanden y contraen periódicamente. En misiones anteriores, muchos de estos fenómenos se observaron desde observatorios terrestres, pero las densas regiones polvorientas del plano galáctico a menudo quedaban fuera de alcance o las estrellas estaban tan apiñadas que no era posible resolverlas.

La ventaja de Roman será la combinación de imagen nítida y espectro infrarrojo. El telescopio podrá separar claramente estrellas individuales incluso en las partes más densas de la Vía Láctea, y la radiación infrarroja le permitirá atravesar velos de polvo. De esta manera, los astrónomos podrán por primera vez mapear sistemáticamente estrellas variables en regiones que hasta ahora estaban casi completamente inexploradas.

Un grupo especialmente importante son las estrellas pulsantes cuyo período de oscilación está directamente relacionado con su luminosidad real intrínseca. Cuando se mide cuán rápido pulsan y se compara su brillo absoluto conocido con el que vemos desde la Tierra, es posible calcular con precisión la distancia. Tales estrellas sirven como "varas de medir cósmicas" y son clave para la calibración de la escala de distancias en astronomía.

Roman encontrará estos "faros espaciales" mucho más lejos de lo que era posible hasta ahora, especialmente en las partes más profundas y polvorientas del núcleo galáctico y en el lado lejano del disco. Esto permitirá medir con gran exactitud la forma y el tamaño de la Vía Láctea, así como el grosor de su disco, la curvatura de los brazos espirales y la estructura de la barra central – un grupo alargado de estrellas que pasa por el núcleo de la galaxia.

Datos que darán forma a la astronomía durante décadas

El estudio planificado del plano galáctico es solo una parte del programa científico del telescopio Nancy Grace Roman, pero al mismo tiempo el que influirá más directamente en nuestra comprensión diaria de la Vía Láctea. La enorme cantidad de datos – desde posiciones, velocidades y brillo de miles de millones de estrellas, pasando por imágenes detalladas de cientos de miles de viveros estelares, hasta catálogos de eventos de microlente y sistemas binarios exóticos – servirá como base para innumerables análisis posteriores.

Esos datos se combinarán con mapas que otros telescopios ya entregan o entregarán, desde la precisa astrometría de Gaia hasta estudios infrarrojos y ópticos desde la Tierra. Junto con los resultados del campo de la detección de ondas gravitacionales y futuras misiones espaciales, los estudios de Roman ayudarán a construir la imagen más completa de la dinámica y evolución de la Vía Láctea que jamás hayamos tenido.

Para los astrónomos de todo el mundo, pero también para los amantes de la astronomía, el anuncio del plan detallado del Galactic Plane Survey significa que una nueva "gran vista" de nuestra galaxia está muy cerca. A medida que la misión se acerque al lanzamiento, y luego a los primeros resultados científicos, precisamente este estudio se convertirá en una de las fuentes de datos clave para cualquier estudio serio de la Vía Láctea – desde la formación de estrellas y planetas hasta los destinos de los objetos más poderosos y exóticos en nuestro vecindario cósmico.

Se puede encontrar más información sobre la misión en la página oficial de la NASA del telescopio Nancy Grace Roman, que regularmente trae noticias sobre el progreso de los preparativos, pruebas técnicas y programas científicos planificados.