Agosto 2017
Los cuásares pueden responder a cómo las galaxias con formación estelar se apagaron
1/8/2017 de The University of Iowa / The Astrophysical Journal
Ilustración de artista de ULAS J1120+0641, un cuásar muy lejano alimentado por un agujero negro supermasivo. Cuásares similares a éste podrían esconderse dentro de galaxias polvorientas formadoras de estrellas del Universo primitivo y jugar un papel en el cese de su actividad más tarde.Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Algunas de las mayores galaxias del Universo están llenas de estrellas apagadas. Pero hace casi 12 mil millones de años, poco después de que el Universo fuese creado, esas galaxias masivas eran los puntos calientes donde se formaban miles de millones de estrellas. Cómo murieron estos reinos cósmicos, llamado galaxias polvorientas con formación estelar, es un misterio.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Iowa ofrece una pista. Afirman que los cuásares, potentes fuentes de energía que se piensa que yacen en en el corazón de las galaxias, pueden ser responsables de por qué algunas galaxias polvorientas formadoras de estrellas dejaron de crearlas. El estudio podría explicar cómo pasaron de ser fábricas de estrellas a cementerios cósmicos y cómo algunos fenómenos acerca de los cuales los científicos saben poco (cuásares y agujeros negros supermasivos que se piensa que existen en el interior de todas las galaxias, por ejemplo) pueden impulsar esos cambios.
Los científicos llegaron a su teoría después de encontrar cuásares dentro de cuatro galaxias polvorientas que todavía están creando estrellas. Los cuásares no deberían de ser detectables debido a que su luz debería de ser absorbida o estar bloqueada, por el revoltijo de polvo originado por la intensa actividad de formación de estrellas que está teniendo lugar. «El hecho de que veamos tales cuásares implica que debe de haber más cuásares escondidos en galaxias polvorientas formadoras de estrellas», explica Hai Fu (University of Iowa). «Llevando esto al extremo, puede que cada galaxia polvorienta formadora de estrellas albergue un cuásar y nosotros simplemente no podemos ver los cuásares».
Los investigadores llegan a proponer una teoría. Piensan que los cuásares se asoman por agujeros profundos de cada galaxia, vacíos libres de escombros que permiten que la luz escape entre regiones nubosas. La forma específica de estas galaxias no está clara, pero los astrónomos piensan que pueden tener forma de dónut y estar orientadas de tal modo que sus agujeros negros (y por tanto el cuásar) pueden verse.
Las ondas de gravedad detectadas en el interior del Sol revelan un núcleo que gira rápidamente
1/8/2017 de ESA / Astronomy & Astrophysics
Este diagrama muestra las regiones clave del Sol, empezando por la más exterior, la cromosfera, y después la fotosfera, donde se ven las oscuras manchas solares. Dentro del Sol hay una zona exterior turbulenta de convección y una zona interior más estable radiativa. Crédito: ESA; cromosfera del Sol basada en una imagen de SOHO (ESA & NASA).
Los científicos han encontrado, con el observatorio solar SOHO de ESA/NASA, modos de gravedad de vibración sísmica que indican que el núcleo del Sol está girando cuatro veces más rápido que su superficie. Igual que la sismología revela la estructura interior de la Tierra por el modo en el que las ondas generadas por los terremotos viajan a través de ella, los físicos solares utilizan la heliosismología para estudiar el interior solar por medio de las ondas de sonido que reverberan a través de él. El Sol está «sonando» continuamente debido a los movimientos convectivos presentes en el interior de este gigantesco cuerpo gaseoso.
Las ondas de frecuencia alta, conocidas como ondas de presión (ondas p) se detectan con facilidad en forma de oscilaciones de la superficie debidas a las ondas de sonido que viajan por las capas superiores del Sol. Las ondas de gravedad de frecuencia más baja (ondas g) representan las oscilaciones del interior del Sol y no dejan una señal clara en la superficie, por lo que es difícil detectarlas directamente.
Eric Fossat y sus colaboradores han estudiado 16.5 años de datos recogidos por el instrumento GOLF de SOHO. Aplicando varias técnicas analíticas y estadísticas, consiguieron observar una huella de los modos g en los modos p. Esta huella sugiere que el núcleo gira completamente una vez a la semana, una rotación casi cuatro veces más rápida que la observada en la superficie y en las capas intermedias, que varía entre los 25 días en el ecuador y los 35 días en los polos.
«Habíamos detectado modos g en otras estrellas y ahora gracias a SOHO finalmente hemos hallado pruebas convincentes de ellas en nuestra propia estrella», añade Fossat.
Las naves Voyager de NASA siguen viajando hacia las estrellas
1/8/2017 de JPL
Concepto de artista que muestra una de las dos naves gemelas Voyager. Las naves espaciales más longevas y que más lejos han llegado construidas por seres humanos celebran 40 años en agosto y septiembre de 2017. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Las naves espaciales de la humanidad que más lejos han llegado y más han durado, las Voyager 1 y 2, alcanzan 40 años de funcionamiento y exploración estos meses de agosto y septiembre. A pesar de lo lejos que se encuentran, continúan comunicándose a diario con NASA, todavía estudiando la frontera final.
Su historia no sólo ha influido en generaciones de científicos actuales y futuros, sino también en la cultura de la Tierra, incluyendo películas, arte y música. Cada nave transporta un disco de oro con sonidos, imágenes y mensajes de la Tierra. Dado que las naves pueden durar miles de millones de años, estas cápsulas circulares del tiempo podrían ser un día las únicas trazas de la civilización humana.
Las Voyager han establecido numerosos récords en sus viajes sin parangón. En 2012, Voyager 1, que fue lanzada el 5 de septiembre de 1977, se convirtió en la única nave espacial que haya penetrado en el espacio interestelar. Voyager 2, lanzada el 20 de agosto de 1977, es la única nave que ha pasado por los cuatro planetas exteriores – Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Sus numerosos encuentros planetarios incluyen el descubrimiento de los primeros volcanes activos fuera de la Tierra, en la luna Io de Júpiter; indicios de un océano subterráneo en la luna Europa de Júpiter; la atmósfera más parecida a la de la Tierra en el Sistema Solar, en la luna Titán de Saturno; la luna desastrada y helada Miranda de Urano; y los géiseres helados de la luna Tritón de Neptuno.
Voyager 1, ahora a casi 21 mil millones de kilómetros de la Tierra, viaja por el espacio interestelar saliendo en dirección norte del plano de los planetas. La sonda ha informado a los investigadores de que los rayos cósmicos (núcleos atómicos acelerados hasta casi la velocidad de la luz) son hasta cuatro veces más abundantes en el espacio interestelar que en las proximidades de la Tierra. Voyager 2, ahora a casi 18 mil millones de kilómetros de la Tierra, viaja hacia el sur y se espera que penetre en el espacio interestelar en los próximos años. Las posiciones diferentes de las dos Voyager permiten a los científicos comparar dos regiones distintas del espacio donde la heliosfera interactúa con el medio interestelar que la rodea utilizando instrumentos que miden partículas cargadas, campos magnéticos, ondas de radio de frecuencia baja y el plasma del viento solar. Una vez Voyager 2 cruce al medio interestelar, también podrán estudiarlo desde dos posiciones distintas simultáneamente.
Descubren una supernova en una galaxia rica en metales
1/8/2017 de CfA / The Astrophysical Journal Letters
Esta imagen óptica tomada por el telescopio Pan-STARRS muestra la galaxia espiral rica en metales NGC 3191, que alberga la supernova superluminosa más cercana a la Tierra descubierta hasta la fecha, SN 2017egm. La supernova es visualizada añadiendo una fuente simulada en la posición de la explosión, con su color azul y la intensidad correspondiente a este episodio cataclísmico. Crédito: Pan-STARRS/CfA/M. Nicholl et al.
Un equipo de astrónomos ha descubierto que una supernova extraordinariamente brillante se ha producido en un lugar sorprendente. Esta supernova contradice las ideas actuales de cómo y dónde se producen estas supernovas superluminosas.
Las supernovas están consideradas como uno de los eventos más energéticos del Universo. Cuando a una estrella masiva se le agota el combustible puede colapsar sobre sí misma y producir una explosión espectacular que brilla más que la galaxia entera durante un breve lapso de tiempo, desperdigando elementos vitales por el espacio.
En la última década los astrónomos han descubierto unas cincuenta supernovas entre las miles conocidas, que son particularmente potentes. Estas explosiones son hasta 100 veces más brillantes que otras supernovas provocadas por el colapso de una estrella masiva.
Ahora un equipo de investigadores, dirigido por Matt Nicholl (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ha descubierto recientemente una supernova superluminosa, llamada SN 2017egm, situada en una galaxia espiral que se halla a 420 millones de años-luz de la Tierra, lo que significa que esta supernova superluminosa está tres veces más cerca de nosotros que cualquier otra vista con anterioridad.
Los astrónomos observaron que la galaxia donde se produjo la explosión tiene una alta concentración de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, lo que los astrónomos llaman «metales». Es la primera prueba de que las supernovas superluminosas nace en lugares ricos en metales. Los nuevos datos también apoyan la hipótesis de que una estrella de neutrones altamente magnetizada y que gira rápidamente (llamada magnetar) es probablemente el motor que hay detrás de la cantidad increíble de luz que generan estas supernovas.
Las nubes de alta velocidad podrían revelar la presencia de agujeros negros invisibles
2/8/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal letters
Ilustración de artista de un agujero negro atravesando velozmente una nube molecular densa, arrastrando consigo parte del gas. Este proceso podría formar las nubes de gas compactas de alta velocidad observadas en el centro de nuestra galaxia. Crédito: Keio University.
En el centro de nuestra galaxia han sido descubiertas varias nubes pequeñas desplazándose a gran velocidad. Un nuevo estudio sugiere que estos objetos inusuales pueden estar revelando la presencia oculta de agujeros negros inactivos.
Sgr A*, el agujero negro supermasivo que marca el centro de nuestra galaxia, está rodeado por una región de unos 650 años-luz de tamaño conocida como la Zona Molecular Central. Esta región del corazón de nuestra galaxia está llena de grandes cantidades de gas molecular denso, caliente, con una distribución compleja y una cinemática turbulenta.
En esta Zona se han descubierto varias nubes de gas peculiares durante las dos últimas décadas. Estas nubes, llamadas nubes compactas de alta velocidad, se caracterizan por su tamaño compacto y un amplio intervalo de velocidades en el material que las constituyen.
Recientemente Shunya Takekawa (Keio University, Japón) y sus colaboradores han descubierto dos nuevas nubes compactas de alta velocidad, de aspecto similar y propiedades físicas parecidas, lo que apunta a que se formaron a través de un mismo proceso. Takekawa y sus colaboradores sugieren que fueron creadas cuando un objeto compacto masivo se precipitó hacia una nube molecular cercana. Dado que no se observa ninguna estrella en las posiciones de las nubes, sugieren que los objetos compactos eran agujeros negros invisibles. Cuando cada uno de los agujeros atravesó una nube molecular, arrastró junto con él parte del gas, creando la nube compacta de alta velocidad.
Si esto fuera cierto, los investigadores predicen la presencia de unos 10 000 agujeros negros escondidos en los 30 años-luz centrales de la Vía Láctea.
La historia de un aburrido encuentro con un agujero negro
2/8/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal
Ilustración de artista mostrando el encuentro del objeto denominado G2 con el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, Sgr A*. G2 pasó a sólo 36 horas-luz de distancia de él. Crédito: ESO/S. Gillessen/MPE/Marc Schartmann.
¿Recuerda la expectación creada hace tres años antes de que la nube de gas G2 tuviera un encuentro con el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia, Sgr A*? No se oyó mucho después del encuentro, puesto que no pasó nada y un nuevo estudio explica por qué.
G2, un objeto que al principio se pensaba que era una nube de gas, estaba previsto que realizase su máximo acercamiento al agujero negro Sgr A*, de 4.6 millones de veces la masa del Sol, en 2014. En el pericentro de su órbita, G2 iba a pasar a 36 horas-luz del agujero negro. Este roce tan cercano se creía que provocaría que gran cantidad de material de G2 sería atrapado por el agujero negro, aumentando su luminosidad durante un tiempo. Sin embargo, Sgr A* hizo gala de una notable ausencia de fuegos artificiales, con un cambio mínimo en su brillo tras el paso de G2.
Ahora un equipo de científicos dirigido por Brian Morsony (Universidad de Maryland y Universidad de Wisconsin-Madison) ha realizado una serie de simulaciones intentando explicar qué ocurrió. Así, en base a dichas simulaciones, los autores demostraron que no se debía de haber esperado un gran cambio en el ritmo de acrecimiento de material de Sgr A* en comparación con su ritmo habitual: sólo entre el 3% y el 21% del material acretado por Sgr A* hasta 5 años después del periapsis procede de la nube, y sólo entre un 0.03 y un 10% de la masa total de la nube fue acretada.
Además G2 no podía ser solo gas, sino que tiene dos componentes: una cantidad baja de gas extenso y frío responsable de la mayor parte de la emisión de luz antes de que G2 alcanzara el pericentro, y una componente muy compacta, como un objeto estelar polvoriento, que domina la emisión observada después del pericentro. Los autores vaticinan que cualquier emisión detectada en el futuro no procederá de la nube sino del núcleo compacto o del objeto estelar. Futuras observaciones ayudarán a comprobar este modelo.
El galio en las muestras lunares explica la pérdida de los elementos que se evaporan con facilidad en la Luna
2/8/2017 de Phys.org / Science Advances
Ilustración de artista de un cuerpo chocando contra la Tierra primitiva. Una colisión con un gran cuerpo podría haber dado origen a nuestra Luna. Crédito: Pierre Olivier Foucault y Joel Dyon (IPGP).
Una pareja de investigadores del Instituto Universitario de Francia ha hallado más pruebas de que en el pasado se produjo en la Luna un episodio de evaporación masiva. Chizu Kato y Frédéric Moynier han estudiado isótopos de galio en muestras lunares, arrojando luz sobre el proceso de formación de nuestro satélite.
La teoría dominante sobre la formación de la Luna es que un cuerpo celeste chocó contra la Tierra, enviando escombros al espacio que más tarde se juntaron formando la Luna. Sin embargo, las cantidades de ciertos elementos, especialmente de los más ligeros, que se encuentran en las roca lunares no coinciden con los de las rocas terrestres. Esto significa que se originaron en otro lugar o que algo provocó que cambiaran las cantidades originales.
Kato y Moynier, al igual que otros muchos científicos, piensan que durante un cierto periodo de tiempo después de su formación, la Luna estaba tan caliente que se encontraba completamente recubierta de magma. Sugieren que esto hizo que los isótopos más ligeros se evaporaran al espacio. Para respaldar su teoría, los investigadores han estudiado isótopos de elementos como el potasio y el zinc encontrados en rocas lunares. Comparan la proporción de los más pesados con los de la Tierra para averiguar cuánta cantidad de los más ligeros debería de haberse perdido por evaporación.
Ahora los investigadores han estudiado un isótopo de galio en rocas lunares, encontrando que su punto de ebullición bajo, su resistencia frente a la evaporación durante episodios magnéticos y otras características sugieren que las diferencias entre las cantidades de galio en la Luna y en la Tierra podrían, efectivamente, explicarse por un gran episodio de evaporación, como magma caliente cubriendo la superficie de la Luna. Ese descubrimiento apoya la teoría de que la Luna fue creada por un cuerpo que chocó contra la Tierra.
La región exterior de la galaxia
2/8/2017 de CfA / The Astrophysical Journal
Reconstrucción artística de la galaxia de la Vía Láctea, mostrando las posiciones de los diferentes brazos espirales. Crédito: NASA.
El Sol está situado dentro de uno de los brazos espirales de la galaxia de la Vía Láctea, a unos dos tercios de la distancia entre el centro y las regiones exteriores. Como estamos dentro de la galaxia, el oscurecimiento por el polvo y la confusión de fuentes que se hallan a lo largo de nuestra línea visual hacen que el cartografiado de la galaxia sea una tarea difícil. Los astrónomos piensan que la galaxia es una espiral simétrica.
La galaxia no es perfectamente plana. Está un poco alabeada lo que permite que puedan verse mejor y con menos confusión algunas estructuras lejanas, al menos en dirección a las constelaciones Scutum y Centauro. Astrónomos del CfA descubrieron hace diez años una gran estructura espiral dentro de esta lejana región alabeada, llamándola «brazo exterior de Scutum-Centauro», que parece ser una contrapartida simétrica del brazo espiral que hay en el lado opuesto, en dirección a Perseo.
Utilizando medidas en radio de gas ionizado presente en el brazo de Scutum-Centauro, ahora un equipo de astrónomos ha encontrado en él 140 posibles zonas de formación de estrellas, hallando pruebas de la presencia de estrellas jóvenes masivas en un 60 por ciento de ellas. El estudio demuestra que en el brazo se siguen formando estrellas nuevas, algunas hasta con 40 veces la masa del Sol. Estas estrellas y sus ambientes ionizados constituyen, hasta donde sabemos, el límite exterior de formación de estrellas masivas de la Vía Láctea.
Detectan un exoplaneta con una resplandeciente atmósfera de agua
3/8/2017 de Hubble site / Nature
Ilustración de artista del exoplaneta gigante de gas WASP-121b. El planeta está tan cerca de su estrella que las fuerzas de marea lo deforman dándole el aspecto de un huevo. La parte superior de la atmósfera del planeta está a 2500 ºC, suficiente para hervir hierro. Es el primer exoplaneta donde se han encontrado pruebas sólidas de la presencia de una estratosfera. Crédito: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).
Un equipo de científicos ha descubierto la prueba más sólida hasta la fecha de la existencia de una estratosfera en un planeta que no pertenece a nuestro Sistema Solar. Una estratosfera es una capa de la atmósfera donde la temperatura aumenta al crecer la altura.
Los investigadores han estudiado con el telescopio Hubble de NASA/ESA el exoplaneta WASP-121b, un objeto clasificado como «júpiter caliente». Su masa es 1.2 veces la de Júpiter y su radio es unas 1.9 veces el de Júpiter, lo que significa que está más hinchado. Pero mientras Júpiter gira una vez alrededor de nuestro Sol cada 12 años, WASP-121b tiene un periodo orbital de sólo 1.3 días. Este exoplaneta está tan cerca de su estrella que si se acercara un poco más, la gravedad de la estrella empezaría a romperlo. Esto también significa que la parte de arriba de la atmósfera del planeta está a 2500 ºC, lo suficiente como para que hiervan algunos metales. El sistema de WASP-121b se estima que se halla a unos 900 años-luz de la Tierra, una gran distancia, aunque cerca en estándares galácticos.
Estudios anteriores habían encontrado señales de una estratosfera en el exoplaneta WASP-33b así como en otros jupiteres calientes. El nuevo estudio presenta las mejores pruebas hasta la fecha debido a las señales de moléculas de agua que los investigadores han observado por primera vez. «Los modelos teóricos habían sugerido que las estratosferas pueden definir una clase particular de planetas ultracalientes, con implicaciones importantes para su física y química atmosféricas», explica Tom Evans (Universidad de Exeter, UK). «Nuestras observaciones apoyan esta imagen».
En los planetas del Sistema Solar, el cambio en temperatura dentro de una estratosfera es típicamente de unos 56 ºC. En WASP-121b, la temperatura en la estratosfera aumenta en 560 ºC. Los científicos todavía desconocen qué sustancias químicas producen el incremento de temperatura en la atmósfera de WASP-121b. El óxido de vanadio y el óxido de titanio son dos posibles candidatos, ya que se hallan habitualmente en las enanas marrones, estrellas «fallidas» que poseen algunas características en común con los exoplanetas. Algunos compuestos químicos se espera que estén presentes sólo en los más calientes de los jupiteres calientes, ya que las temperaturas altas son necesarias para mantenerlos en estado gaseoso.
La pérdida de gas pone freno a la explosión demográfica estelar
3/8/2017 de ALMA / The Astrophysical Journal Letters
El cúmulo de galaxias XMMXCS J2215.9–1738 observado por ALMA y el telescopio espacial Hubble. Las galaxias ricas en gas están mostradas en rojo y marcadas con círculos. La mayoría de las galaxias ricas en gas están situadas en la parte exterior, no en el centro del cúmulo (que corresponde al centro de la imagen). Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hayashi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope.
Un equipo de astrónomos ha observado un cúmulo de galaxias a 9400 millones de años-luz de distancia utilizando el conjunto de radiotelescopios de ALMA, encontrando pruebas de que el gas caliente del cúmulo arranca el gas frío de las galaxias. Dado que el gas frío es el material que emplean para formar estrellas nuevas, eliminar el gas caliente inhibe la formación de estrellas. Este resultado es clave para comprender el declive en el ritmo de nacimiento de estrellas a lo largo de la historia del Universo y los procesos de evolución de los cúmulos de galaxias.
Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan) y sus colaboradores observaron el cúmulo de galaxias XMMXCS J2215.9–1738 situado a 9400 millones de años-luz con ALMA. Debido al tiempo que tarda en llegarnos la luz procedente de objetos lejanos, observar galaxias lejanas nos muestra el aspecto del Universo cuando la luz fue emitida. En este caso, la luz emitida por XMMXCS J2215.9–1738 partió del cúmulo hace 9400 millones de años, en la época alrededor de la cual se produjo el pico en el ritmo de nacimiento de estrellas. De hecho, observaciones anteriores con el telescopio Subaru del NAOJ habían revelado que muchas de las galaxias del cúmulo están formando estrellas de manera activa.
ALMA detectó señales de radio emitidas por gas monóxido de carbono en 17 de las galaxias del cúmulo. Es interesante notar que las galaxias ricas en gas detectadas con ALMA están situadas hacia el exterior del cúmulo de galaxias y no en el centro. Es la primera vez que se consigue observar algo así en un cúmulo a 10 mil millones de años-luz de distancia.
Los investigadores asumen que las galaxias ricas en gas detectadas por ALMA se encuentran en una fase intermedia en el proceso de convertirse en miembros del cúmulo. A medida que pasan galaxias nuevas a través del gas caliente que rellena el cúmulo, el gas frío de estas galaxias es arrancado por el gas caliente. La formación de gas activa consume el poco gas que sobrevive en las galaxias. Cuando el gas frío necesario para hacer estrellas se agota, la formación estelar se detiene.
Unas simulaciones sugieren que Venus podría haber tenido un océano
3/8/2017 de Phys.org / Journal of Geophysical Research: Planets
El planeta Venus, en una imagen de la misión Magellan. Crédito: NASA/JPL.
Un equipo de investigadores de la Université Paris-Saclay ha hallado pruebas que sugieren que el planeta Venus pudo haber albergado un océano. Los científicos han introducido multitud de datos en una simulación por computadora, variando los valores de distintos parámetros, calculando la probabilidad de que Venus tuviera en el pasado una densa cubierta de nubes y un océano poco profundo.
El planeta es hoy un lugar inhóspito, extremadamente caliente, con poca probabilidad de albergar vida. Pero los investigadores piensan que en un cierto momento de su pasado remoto, hubo una cubierta de nubes suficiente para mantener unas condiciones en la superficie suficientemente frías como para mantener un océano.
Venus gira muy despacio en comparación con la Tierra: un día en Venus dura aproximadamente 243 días en la Tierra. Este es uno de los factores que los investigadores tomaron en consideración cuando construyeron su modelo. También tuvieron en cuenta los niveles de dióxido de carbono, el calor del Sol y la cantidad estimada de agua en el planeta. Asumieron que, como los demás planetas rocosos, Venus fue extremadamente caliente durante las primeras épocas debido a la energía de su proceso de formación.
Según los astrónomos, si el Venus temprano hubiera contenido la misma cantidad de dióxido de carbono que posee hoy en día, habría sido suficiente como para permitir la existencia de agua en la superficie bajo condiciones más frías, y si la cubierta de nubes hubiera sido suficiente, la simulación demuestra que el planeta habría necesitado tener sólo un 30 por ciento de la masa de los océanos de la Tierra para formar su propio océano poco profundo. Los investigadores subrayan que las simulaciones no demuestran que Venus tuviera un océano sino que simplemente sugieren que habría sido posible.
Simulaciones nuevas podrían ayudar en la búsqueda de fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros
3/8/2017 de Berkeley Lab / Classical and Quantum Gravity
Esta imagen, perteneciente a una simulación por computadora, muestra la formación de un disco interno de materia y un ancho disco de materia caliente 5.5 milisegundos después de la fusión de una estrellas de neutrones y un agujero negro. crédito: Classical and Quantum Gravity.
Ahora que los científicos pueden detectar las distorsiones en el espacio-tiempo provocadas por la unión de agujeros negros masivos, están poniendo su atención en la dinámica y el destino de otros dúos cósmicos que se juntan por medio de colisiones catastróficas. Un equipo internacional de investigadores ha construido modelos por computadora nuevos para explorar qué ocurre cuando un agujero negro se junta con una estrella de neutrones (el resto superdenso de una estrella que explotó).
Uno de los estudios realizados recrea un modelo de las primeras milésimas de segundo de la fusión de un agujero negro y una estrella de neutrones. Otro de los estudios se centra en simulaciones de la formación de un disco de material pocos segundos después del inicio de la fusión, así como la evolución de la materia que es expulsada durante la fusión. Esta materia probablemente incluye oro y platino y un abanico de elementos radiactivos que son más pesados que el hierro.
Cualquier información nueva que los científicos puedan reunir sobre cómo las estrellas de neutrones se rompen en estas fusiones puede ayudar a desvelar sus secretos, ya que su estructura interna y su probable papel en sembrar el universo con elementos pesados están todavía rodeados de misterio.
El objetivo de las simulaciones es conseguir crear modelos de las señales que producen las ondas gravitatorias emitidas por estos fenómenos, que crean ondas en el espacio-tiempo que los investigadores esperan detectar con mejoras en la sensibilidad de los experimentos, incluyendo Advanced LIGO.
Identifican asteroides primordiales
4/8/2017 de Southwest Research Institute / Science
Esta ilustración muestra cómo las superficies de los asteroides se calientan durante el día y se enfrían durante la noche, emitiendo radiación que puede actuar como una especie de minipropulsor. Este impulso hace que los asteroides vayan a la deriva, haciendo difícil identificar las familias de fragmentos resultantes de colisiones que tuvieron lugar hace eones. Crédito: NASA/GSFC.
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto recientemente una región relativamente poco poblada del cinturón principal de asteroides, donde los pocos asteroides presentes son como reliquias prístinas de las primeras épocas de la historia del Sistema Solar. Los científicos emplearon una nueva técnica de búsqueda que también permitió identificar la familia de asteroides más viejas conocida, que se extiende por la región interior del cinturón principal de asteroides.
El cinturón principal contiene enormes cantidades de asteroides de formas irregulares, también conocidos como planetesimales, que se hallan en órbita alrededor del Sol entre Marte y Júpiter. A medida que las mejoras en la tecnología de telescopios permiten encontrar asteroides cada vez más pequeños y lejanos, los astrónomos han identificado cúmulos de cuerpos de aspectos parecido concentrados en órbitas similares. Estos objetos son como los fragmentos de colisiones catastróficas entre grandes asteroides ocurridas hace eones. Encontrar y estudiar familias de asteroides permite a los científicos comprender mejor la historia de los asteroides del cinturón principal.
La identificación de las familias más antiguas de asteroides, los que tienen miles de millones de años de edad, es difícil ya que con el tiempo la familia se dispersa. Mientras los asteroides giran en órbitas alrededor del Sol sus superficies se calientan durante el día y se enfrían por la noche. Esto crea radiación que puede actuar como un pequeño propulsor, haciendo que los asteroides se dispersen mucho con el paso del tiempo. Tras miles de millones de años, los miembros de la familia serán imposibles de identificar, hasta ahora. Los astrónomos han empleado una técnica novedosa, buscando en datos de asteroides de la región interior del cinturón familias antiguas y dispersas. Buscaron los «bordes» de las familias, los fragmentos que se han desplazado más.
«La familia que hemos identificado carece de nombre porque no está claro qué asteroide es el progenitor», explica el Dr. Kevin Walsh (Southwest Research Institute). «Esta familia es tan antigua que parece haberse formado hace 4 mil millones de años, antes de que los gigantes de gas del Sistema Solar exterior se movieran a sus órbitas actuales. La migración de los planetas gigantes agitó el cinturón de asteroides, eliminando muchos cuerpos, posiblemente incluyendo al progenitor de esta familia».
El origen «chocante» de nuestro Sistema Solar
4/8/2017 de Carnegie Science / The Astrophysical Journal
Los colores representan las cantidades relativas de isótopos radiactivos de vida corta, como el hierro-60, inyectados en un disco protoplanetario recién formado (visto de frente, siendo la protoestrella la mancha púrpura del centro) por la onda de choque de una supernova. Cortesía: Alan Boss.
Según una teoría con larga tradición, la formación de nuestro Sistema Solar fue instigada por la onda de choque de una explosión de supernova. La onda de choque inyectó material de la estrella destruida en una nube cercana de polvo y gas, provocando el colapso sobre sí misma y formando el Sol y los planetas que lo rodean. Ahora un trabajo nuevo ofrece pruebas frescas que apoyan esta teoría, creando un modelo de formación del Sistema Solar que comienza desde el colapso inicial de la nube y llega hasta las fases intermedias de la formación de la estrella.
Una condición muy importante a la hora de comprobar teorías sobre la formación del Sistema Solar es la química de los meteoritos. Los meteoritos conservan un registro de los elementos, isótopos y compuestos que existieron en los primeros días del Sistema Solar. Un tipo de ellos, llamados condritas carbonáceas, incluye algunas de las muestras más primitivas que se conocen.
Un análisis reciente de condritas realizado por Myriam Telus (Carnegie) está relacionado con el hierro-60, un isótopo radiactivo de vida corta que se desintegra en níquel-60. Sólo se crea en cantidades importantes en las reacciones nucleares dentro de ciertos tipos de estrellas, incluyendo las supernovas. Sus resultados indican que la cantidad de hierro-60 presente en el Sistema Solar primitivo puede haber tenido su origen en una supernova.
Alan Boss (Carnegie) tuvo en cuenta este resultado al revisar sus modelos de colapso de nubes instigado por ondas de choque, extendiendo sus modelos más allá del colapso inicial, hasta las fases intermedias de la formación estelar, cuando el Sol estaba siendo creado, un paso importante en la combinación del modelo del origen del Sistema Solar y el análisis de muestras de meteoritos. «Mis resultados indican que una onda de choque de una supernova es todavía el origen más plausible que explicaría los isótopos radiactivos de vida corta de nuestro Sistema Solar», explica Boss.
El proyecto DES revela la medida más precisa de la estructura de la materia oscura en el Universo
4/8/2017 de Fermilab
Mapa de la materia oscura realizado a partir de medidas de lentes gravitatorias en 26 millones de galaxias del Rastreo de Energía Oscura (DES). El mapa cubre un 1/30 del cielo entero y su extensión es de varios miles de millones de años-luz. Las regiones de color rojo poseen más materia oscura que el promedio, las azules contienen menos. Crédito: Chihway Chang del Kavli Institute for Cosmological Physics at the University of Chicago y la colaboración DES.
Los nuevos resultados del proyecto Dark Energy Survey (DES) rivalizan en precisión con las medidas del fondo cósmico de microondas, apoyando la visión de que la materia y la energía oscuras constituyen la mayor parte del cosmos.
Los científicos del proyecto DES han desvelado la medida más precisa hasta la fecha de la estructura a gran escala actual del Universo. Estas medidas de la distribución de la materia oscura en el cosmos actual han sido realizadas con una precisión tal que, por primera vez, rivaliza con los datos sobre el Universo temprano obtenidos por el observatorio orbital Planck de la ESA. El nuevo resultado de DES está cerca de las predicciones realizadas a partir de las medidas con Planck del pasado remoto, permitiendo a los científicos conocer mejor los modos en que el Universo ha evolucionado en estos 14 mil millones de años.
«Este resultado es más que emocionante», afirma Scott Dodelson (Fermilab). «Por vez primera podemos ver la estructura actual del Universo con la misma claridad con que podemos verla en su infancia, y podemos seguir los hilos de uno al otro, confirmando muchas predicciones a lo largo del camino».
Una de las conclusiones más notables de este estudio es que apoya la teoría de que el 26 por ciento del Universo se encuentra en forma de una misteriosa materia oscura y que el espacio está lleno de una energía oscura también invisible, que está causando la aceleración de la expansión del Universo, y que constituye el 70 por ciento de este.
Investigadoras iluminan los misteriosos minihalos
4/8/2017 de Phys.org
Esta imagen muestra la emisión en radio que rodea al cúmulo de Perseo (NGC 1275). En la imagen están identificadas las estructuras principales del minihalo: la extensión al norte, los dos espolones orientales, el borde cóncavo hacia el sur, el borde suroccidental y un penacho de emisión hacia el sur-suroeste. El pequeño objeto al final de la estela occidental es la galaxia NGC 1272. La barra superior izquierda muestra una distancia de 90 kph, o unos 240 años-luz. Crédito: NRL.
Los objetos ligados por la fuerza de la gravedad más grandes del Universo son los cúmulos de galaxias que se forman en las intersecciones de los filamentos de la red cósmica. Estas entidades se forman y crecen a través de colisiones masivas al ir atrapando material con su atracción gravitatoria. En el corazón de algunos cúmulos de galaxias hay pequeños y misteriosos minihalos que emiten en radio. Estas fuentes de radio, raras y dispersas, rodean una brillante radiogalaxia central y son muy luminosos en longitudes de onda de radio.
Ahora un equipo de radioastrónomas ha observado con detalle el cúmulo de galaxias de Perseo, a 250 millones de años-luz de la Tierra, con el conjunto de radiotelescopios JVLA. Según la Dra. Tracy Clarke(U.S. Naval Research Laboratory), el cúmulo de Perseo es uno de los objetos más masivos del Universo conocido, pues contiene miles de galaxias inmersas en una vasta nube de gas a muchos millones de grados de temperatura y también alberga un minihalo. Los minihalos se piensa que son una ventana que permite observar la turbulencia producida por fusiones menores entre cúmulos de galaxias y sistemas menos masivos.
Las observaciones profundas con el JVLA, combinadas con las propiedades del cúmulo, ofrecen a los investigadores una oportunidad única de estudio de los minihalos. Marie-Lou Gendron-Marsolais (Universidad de Montreal), directora de la investigación, señala que «los resultados demuestran la sensibilidad de los nuevos receptores de baja frecuencia del JVLA, así como la necesidad de obtener imágenes en radio más profundas y de alta fidelidad en cúmulos para estudiar estructuras complejas y comprender mejor su origen».
