Diciembre 2017
Una pareja de agujeros negros gigantes se entromete en una imagen de la galaxia de Andrómeda
1/12/2017 de Chandra / The Astrophysical Journal
Este gráfico muestra los datos de Chandra (el recuadro) de la fuente conocida como LGGS J004527.30+413254.3 en el contexto de imágenes ópticas de Andrómeda tomadas por el telescopio espacial Hubble. Crédito: imagen en rayos X de NASA/CXC/Univ. of Washington/T.Dorn-Wallenstein et al.; imagen óptica de NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler.
Parece que ni siquiera los agujeros negros pueden resistirse a la tentación de entrometerse de forma inesperada en fotografías. Este ha sido el caso en imágenes de la cercana galaxia de Andrómeda, en las que un objeto situado al fondo se ha revelado como la que podría ser la pareja más cercana entre sí de agujeros negros supermasivos jamás observada.
Esta inusual fuente, llamada LGGS J004527.30+413254.3 (J0045+41 por abreviar) fue observada inicialmente en imágenes del óptico y rayos X de Andrómeda, también conocida como M31. Hasta hace poco, los científicos pensaban que J0045+41 era un objeto situado dentro de M31, una gran galaxia espiral ubicada relativamente cerca a una distancia de unos 2.5 millones de años-luz de la Tierra. Los nuevos datos, sin embargo, revelaron que J0045+41 se encontraba a una distancia mucho mayor, a unos 2.6 millones de años-luz de la Tierra.
Todavía más intrigante que la gran distancia a la que se halla J0045+41 es que probablemente contiene una pareja de agujeros negros gigantes en órbita muy cercana alrededor uno del otro. La masa total estimada de estos dos agujeros negros supermasivos es de 200 millones de veces la masa de nuestro Sol.
Los investigadores estiman que los dos posibles agujeros negros están en órbita uno alrededor del otro separados tan sólo por unos cientos de veces la distancia de la Tierra al Sol, es decir, menos de una centésima de año-luz. La estrella más cercana a nuestro Sol se halla a 4 años-luz. Dependiendo de la masa que tenga cada agujero negro, la pareja chocará y se fusionará en un único agujero negro en 350 años como mínimo o 360 000 años como máximo.
Reducen las posibilidades de que haya vida en exoplanetas de las llamadas zonas habitables
1/12/2017 de Princeton Plasma Physics Laboratory / The Astrophysical Journal Letters
Imagen de la luz estelar incidiendo sobre un exoplaneta. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Nuestra Vía Láctea está llena de exoplanetas, algunos con condiciones que podrían ser adecuadas para la vida extraterrestre. Tales mundos están en órbita alrededor de sus estrellas en las llamadas «zonas habitables», regiones donde los planetas podrían albergar el agua líquida necesaria para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, un equipo de investigadores dirigido por el físico espacial Chuanfei Dong (Princeton Plasma Physics Laboratory) ha arrojado dudas acerca del agua – y por tanto sobre la potencial habitabilidad – en exoplanetas en órbita alrededor de enanas rojas, las estrellas más comunes en la Vía Láctea.
Los científicos han desarrollado modelos que demuestran que el viento estelar (que arroja constantemente partículas con carga eléctrica al espacio) podría mermar severamente la atmósfera de estos planetas durante cientos de millones de años, haciéndolos incapaces de albergar vida en la superficie tal como la conocemos.
En la investigación han simulado el impacto fotoquímico de la luz estelar y la erosión electromagnética del viento estelar sobre la atmósfera de los exoplanetas. Estos efectos son dobles: los fotones de la luz estelar ionizan los átomos y moléculas de la atmósfera cargándolos eléctricamente, permitiendo así que la presión y fuerzas electromagnéticas del viento estelar los arrastren al espacio. Este proceso podría causar pérdidas atmosféricas severas que impedirían que el agua que se evapora en los exoplanetas llueva de nuevo, dejando que se seque la superficie del planeta.
Concretamente, en el planeta Proxima Centauri b, el modelo indica que alta presión del viento estelar haría que la atmósfera escapase e impediría que la atmósfera durara lo suficiente como para permitir la aparición de vida en la superficie tal como la conocemos.
Las ondas gravitacionales podrían arrojar luz acerca del origen de cierto tipo de agujeros negros
1/12/2017 de Brown University / Physical Review Letters
El experimento LIGO ha realizado varias detecciones de colisiones de agujeros negros. Los futuros experimentos de ondas gravitacionales podrían detectar tales sucesos mucho antes en el tiempo, lo que podría arrojar luz acerca de cómo se forman los agujeros negros. Crédito: The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project.
La detección de ondas gravitacionales ha proporcionado a los astrónomos un nuevo modo de mirar al Universo y un estudio nuevo muestra cómo estas ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo podrían confirmar o descartar la existencia de un cierto tipo de agujero negro.
Esta nueva investigación describe cómo los científicos podrían utilizar experimentos de ondas gravitacionales para comprobar la existencia de agujeros negros primordiales, pozos de potencial formados solo momentos después del Big Bang, que algunos científicos han postulado como una posible explicación de la materia oscura.
«Sábenos muy bien que los agujeros negros pueden formarse por el colapso de estrellas grandes o, como hemos visto recientemente, la fusión de dos estrellas de neutrones», explica Savvas Koushiappas (Universidad de Brown). «Pero se ha especulado que podría haber agujeros negros que se formaron en el Universo muy temprano, antes de que las estrellas existieran. Eso es lo que nos estamos planteando en este trabajo».
La idea es que poco después del Big Bang, las fluctuaciones mecánico-cuánticas condujeron a la distribución de densidad de la materia que observamos hoy en día en el universo en expansión. Ha sido sugerido que algunas de estas densidades de fluctuación podrían haber sido suficientemente grandes para crear agujeros negros que salpicarían todo el Universo. Estos llamados agujeros negros primordiales fueron propuestos inicialmente a principios de la década de 1970 por Stephen Hawking y sus colaboradores, pero nunca han sido detectados, y aún no está claro que existan en absoluto.
«La idea es muy simple», comenta Koushiappas. «Con los experimentos futuros de ondas gravitacionales seremos capaces de ver una época anterior a la de aparición de las estrellas. Así que si observamos funciones de agujeros negros antes de que existieran estrellas, entonces sabremos que esos agujeros negros no son de origen estelar».
Un baile orbital podría ayudar a la conservación de los océanos en mundos helados
4/12/2017 de NASA / Icarus
Imagen en color compuesta y con color realzado de Plutón (abajo derecha) tomada por la nave New Horizons de NASA el 14 de julio de 2015. Plutón y Caronte se muestran con sus tamaños relativos correctos, pero su separación real no se muestra a escala. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI.
El calor generado por la atracción gravitatoria de lunas formadas a partir de colisiones masivas podría alargar la vida de océanos de agua líquida bajo la superficie de grandes mundos helados de nuestro Sistema Solar exterior, según una nueva investigación de NASA. Esto incrementa en gran medida el número de lugares donde podría encontrarse vida extraterrestre, dado que el agua líquida es necesaria para mantener las formas de vida conocidas y los astrónomos estiman que hay docenas de estos mundos en nuestro Sistema Solar.
Esto mundos gélidos se encuentran más allá de la órbita de Neptuno e incluyen Plutón y sus lunas. Son conocidos como objetos transneptunianos y son demasiado fríos para albergar agua líquida en sus superficies, donde las temperaturas están por debajo de los -200ºC. Sin embargo, existen indicios de que algunos pueden tener capas de agua líquida bajo sus cortezas heladas. Además de densidades que son parecidas a las de otros cuerpos celestes que se sospecha que tienen océanos subterráneos, un análisis de la luz reflejada en algunos objetos transneptunianos revela señales de hielo de agua cristalino e hidratos de amoníaco. A las temperaturas extremadamente bajas de estos objetos, el hielo de agua toma una forma desordenada, amorfa, en lugar de cristales ordenados típicos de áreas más templadas, como ocurre con los copos de nieve en la Tierra. Además la radiación espacial convierte el hielo de agua cristalino en la variedad amorfa y rompe los hidratos de amoniaco, así que no se espera que vivan durante mucho tiempo en las superficies de los objetos transneptunianos. Esto sugiere que ambos compuestos pueden proceder de un interior de agua líquida que afloró a la superficie, un proceso conocido como criovulcanismo.
La mayor parte del calor de larga duración del interior de los objetos transneptunianos procede de la desintegración de elementos radiactivos que se incorporaron a estos objetos cuando se formaron. Este calor puede ser suficiente para derretir una capa de la corteza helada, generando un océano subterráneo y quizás manteniéndolo durante miles de millones de años. Pero a medida que los elementos radiactivos se van desintegrando en otros más estables, dejan de emitir calor y los interiores de esos objetos se enfrían gradualmente, y cualquier océano subterráneo acaba por congelarse. Sin embargo, la nueva investigación ha hallado que la interacción gravitatoria con una luna puede generar calor adicional suficiente dentro de estos objetos como para alargar de forma significativa la vida de un océano subterráneo.
La órbita de una luna evolucionará en una «danza» gravitatoria con su objeto progenitor para alcanzar el estado más estable posible: circular, alineada con el ecuador de su progenitor y con la luna girando a un ritmo en el que muestre siempre la misma cara hacia el progenitor. Las grandes colisiones entre objetos celestes pueden generar lunas cuando el material queda distribuido en órbita alrededor del cuerpo mayor y se junta para formar una o más lunas bajo su propia gravedad. Dado que las colisiones se producen en una gran variedad de direcciones y velocidades, es poco probable que creen lunas con órbitas perfectamente estables inicialmente. Mientras una luna generada por colisión se ajusta a una órbita más estable, la mutua tracción gravitatoria provoca que los interiores del mundo progenitor y de su nueva luna se compriman y expandan repetidamente, generando fricción que emite calor en un proceso conocido como calentamiento por marea.
Rosetta: la lista de ingredientes de un cometa
4/12/2017 de Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Izquierda: superficie del cometa de Rosetta. Derecha: Polvos de grano capturados por el instrumento COSIMA. Crédito: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (izquierda), ESA / Rosetta / MPS for COSIMA Team MPS / CSNSM / UNIBW / TUORLA / IWF / IAS / ESA / BUW / MPE / LPC2E / LCM / IMF / UTU / LISA / UOFC / vH & S. (derecha).
El polvo que el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko emite al espacio consiste en casi un cincuenta por ciento de moléculas orgánicas. El polvo pertenece al material más prístino y rico en carbono que se conoce en nuestro Sistema solar y apenas ha cambiado desde su nacimiento.
Cuando un cometa viajando a lo largo de su órbita altamente elíptica se acerca al Sol, se activa: gases congelados se evaporan, arrastrando diminutos granos de polvo al espacio. Captar y examinar estos granos permite rastrear los materiales que componen el propio cometa. Hasta ahora, sólo unas pocas misiones espaciales han tenido éxito en esta empresa, incluida la misión Rosetta de ESA. A diferencia de sus predecesoras, los investigadores de Rosetta consiguieron recoger y analizar partículas de polvo de varios tamaños a lo largo de un periodo de dos años.
Durante el curso de la misión el instrumento COSIMA recogió más de 35000 granos de polvo, siendo los más pequeños de sólo 0.01 milímetros de tamaño, y los más grandes de 1 milímetro. El instrumento permite observar primero los granos de polvo con un microscopio. Posteriormente son bombardeados con un haz de alta energía que incluye iones de indio. Los iones secundarios emitidos de este modo pueden ser «pesados» y analizados en el espectrómetro de masas de COSIMA.
El estudio muestra que las moléculas orgánicas son las más abundantes, constituyendo el 45 por ciento del peso del material comentario sólido. «El cometa de Rosetta pertenece a los cuerpos más ricos en carbono que conocemos en el Sistema Solar», explica el Dr. Oliver Stenzel (MPS). El resto del peso total, un 55 por ciento, es aportado por sustancias minerales, principalmente silicatos. Es sorprendente que se trate casi exclusivamente de minerales no hidratados, es decir, carentes de compuestos de agua.
Un estudio arroja luz sobre la turbulencia en plasmas astrofísicos
4/12/2017 de MIT / The Astrophysical Journal
La reconexión magnética es el proceso que se produce cuando vemos que una fulguración solar se arquea hacia el exterior y luego colapsa sobre la superficie del Sol, produciendo una explosión. Crédito: NASA.
Los plasmas, masas gaseosas de iones y electrones, constituyen un 99 por ciento de la materia visible del Universo, incluyendo el Sol, las estrellas y el medio gaseoso que empapan el espacio entre ellas. La mayoría de estos plasmas, incluyendo el viento solar que fluye constantemente desde el Sol y barre el Sistema Solar, existe en un estado turbulento. Cómo funciona esa turbulencia sigue siendo un misterio y es una de las áreas de investigación más dinámicas en el campo de la física de plasmas. Ahora, dos investigadores han propuesto un modelo nuevo para explicar estos procesos turbulentos dinámicos.
«Los plasmas que se crean de manera natural en el espacio y los ambientes astrofísicos son roscados por campos magnéticos que existen en un estado turbulento», explica Nuno Loureiro (MIT). «Esto es, su estructura está altamente desordenada a todas las escalas: si miras cada vez más cerca los haces y remolinos que constituyen estos materiales, verás señales parecidas de estructura desordenada en todas las escalas de tamaños». Y aunque la turbulencia es un fenómeno común y ampliamente estudiado que se produce en todo tipo de fluidos, la turbulencia que se da en plasmas es más difícil de predecir por los factores añadidos de corrientes eléctricas y campos magnéticos.
Las hipótesis existentes sobre la dinámica de la turbulencia de plasmas «pueden predecir algunos aspectos de lo que se observan», comenta Loureiro, pero «conducen a contradicciones». Loureiro, junto con Stanislav Boldyrev (Universidad de Winsconsin), se dio cuenta de que esto podía resolverse esencialmente uniendo las descripciones teóricas de turbulencia y reconexión magnética. La reconexión magnética es un proceso complicado que ocurre en la superficie del Sol y produce emisiones explosivas de energía.
Como resultado, «la imagen de la turbulencia es modificada conceptualmente y conduce a resultados que se ajustan mejor a lo que ha sido observado con satélites que monitorizan el viento solar y muchas simulaciones numéricas», explica Loureiro.
Voyager 1 enciende sus motores después de 37 años
4/12/2017 de JPL
El equipo de la Voyager 1 ha sido capaz de poner en funcionamiento cuatro propulsores de reserva, inactivos desde 1980. Están situados en la parte trasera de la nave en esta ilustración. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Si intentaras arrancar un coche que hubiera permanecido en un garaje durante décadas, no esperarías que el motor respondiera. Pero un conjunto de propulsores de la nave espacial Voyager 1 se encendió con éxito el pasado miércoles, tras 37 años sin ser utilizado.
Voyager 1, la nave espacial más lejana y rápida de NASA, es el único objeto hecho por la humanidad que se encuentra en el espacio interestelar, el espacio entre las estrellas. La nave espacial, que ha estado viajando durante 40 años, utiliza unos pequeños instrumentos llamados propulsores que le permiten orientarse de modo que pueda comunicar con la Tierra. Estos propulsores disparan pulsos diminutos, que duran solo milisegundos, para girar sutilmente la nave de forma que su antena apunte hacia nuestro planeta. Ahora, el equipo de la Voyager ha podido utilizar un conjunto de cuatro propulsores de reserva, inactivos desde 1980.
«Con estos propulsores todavía funcionando después de 37 años sin uso, podremos extender la vida de la nave Voyager 1 en dos o tres años», explica Suzanne Dodd (JPL). Desde 2014, los ingenieros habían notado que los propulsores de la Voyager 1 que habían estado siendo utilizados para orientar la nave se iban degradando. Con el tiempo, los propulsores necesitaban más pulsos para proporcionar la misma cantidad de energía. A 21 mil millones de kilómetros de la Tierra, no hay un mecánico cerca que los repare.
El equipo de la Voyager reunió un grupo de expertos en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) en Pasadena para estudiar el problema. «El equipo de vuelo de la Voyager estudió datos de varias décadas de antigüedad y examinó el software programado en un desfasado lenguaje ensamblador para cerciorarse de que podíamos probar los propulsores con seguridad», explica Chris Jones (JPL). Estos propulsores fueron utilizados para apuntar con precisión los instrumentos científicos de la nave en su paso por Júpiter y Saturno, siendo apagados el 8 de noviembre de 1980, hasta ahora.
Un nuevo giro en la resolución del misterio de los compañeros estelares
5/12/2017 de Caltech / Nature Astronomy
Imagen del compañero de masa planetaria VHS 1256-1257 b (abajo derecha) y de su estrella progenitora (centro). Crédito: Gauza, B. et al 2015, MNRAS, 452, 1677-1683.
Tomar una fotografía de un exoplaneta (un planeta en otro sistema solar) no es tarea fácil. La luz de la estrella progenitora del planeta supera con mucho la luz del propio planeta, lo que hace que éste sea difícil de ver. Aunque tomar la imagen de un pequeño planeta rocoso como la Tierra no es todavía posible, los investigadores han realizado avances tomando imágenes de unos 20 cuerpos planetarios gigantes. Estos objetos, conocidos como compañeros de masa planetaria, son más masivos que Júpiter, están en órbita lejos del resplandor de sus estrellas y son todavía suficientemente jóvenes para resplandecer aún con el calor de su formación, todo ello factores que los hacen más fáciles de fotografiar.
Pero queda una gran pregunta: ¿son estos compañeros de masa planetaria realmente planetas o se trata, en cambio, de estrellas «fallidas» llamadas enanas marrones? Las enanas marrones se forman del mismo modo que lo hacen las estrellas (por el colapso de nubes de gas) pero carecen de la masa necesaria para encenderse y brillar con luz estelar. Pueden encontrarse flotando en su propio espacio, o en órbita con otras enanas marrones o estrellas. Las enanas marrones más pequeñas son de tamaño parecido al de Júpiter y parecerían un planeta cuando estuviesen en órbita alrededor de una estrella.
Ahora investigadores de Caltech han atacado el misterio de un modo nuevo: han medido el ritmo de giro de tres de los compañeros de masa planetaria fotografiados y los han comparado com los ritmos de giro de enanas marrones pequeñas. Los resultados ofrecen pistas nuevas que apuntan al modo en que los compañeros pueden haberse formado.
«Las nuevas medidas de ritmos de giro sugieren que si estos cuerpos son planetas masivos situados lejos de sus estrellas, tienen propiedades que son muy similares a las de las enanas marrones más pequeñas», comenta Heather Knutson (Caltech). Esto sugiere dos posibilidades. Una, que los compañeros de masa planetaria sean efectivamente enanas marrones. Otra, que los compañeros estudiados en esta investigación sean planetas recién formados tal como lo hacen los planetas, a partir de discos de material que giran alrededor de sus estrellas, pero que por razones todavía no comprendidas, los objetos acabaron con ritmos de giro parecidos a los de las enanas marrones. Los astrónomos planean estudios futuros de ritmos de giro para investigar mejor el asunto.
Un mapa revela la ubicación de gas misterioso que se mueve rápidamente
5/12/2017 de ICRAR / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Un mapa del cielo completo que muestra la posición y densidad columna del gas de hidrógeno neutro que pertenece a las nubes de alta velocidad de la Vía Láctea y dos galaxias vecinas, la Gran Nube y la Pequeña Nube de Magallanes. Crédito: ICRAR.
Un científico australiano ha creado el mapa más detallado de nubes de gas de alta velocidad del Universo que existen a nuestro alrededor. El mapa cubre el cielo entero y muestra curiosas nubes de gas de hidrógeno neutro que se mueven a una velocidad diferente de la rotación normal de la Vía Láctea.
El astrónomo Dr Tobias Westmeier (The University of Western Australia) afirma que este mapa sugiere que por lo menos el 13 por ciento del cielo está cubierto por nubes de alta velocidad. «Estas nubes se están acercando o alejando de nosotros a velocidades de hasta varios cientos de kilómetros por segundo», afirma. «Son claramente objetos independientes».
El mapa fue compilado tomando una imagen del cielo y eliminando gas que se está desplazando al mismo ritmo que la Vía Láctea, para mostrar la posición del gas que viaja a una velocidad distinta. El resultado es el mapa de todo el cielo más sensible y de mayor resolución de nubes de alta velocidad que se haya creado. Muestra el gas con detalle espectacular, revelando filamentos, ramas y aglomeraciones dentro de las nubes nunca observados hasta ahora. «Es algo que no era realmente visible en el pasado y que nos podría proporcionar nuevos datos sobre el origen de estas nubes y las condiciones físicas en su interior».
Se han propuesto varias hipótesis sobre la procedencia de las nubes de alta velocidad. «Conocemos con certeza el origen de una de las estelas largas de gas, llamada corriente de Magallanes, porque parece estar conectada con las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña», comenta el Dr. Westmeier. «Pero para el resto, su origen es desconocido». «Sabemos que las nubes se encuentran muy cerca de la Vía Láctea, a menos de 30 000 años-luz del disco. Esto significa que o bien se trata de gas precipitándose hacia la Vía Láctea o de corrientes de gas que escapan de la propia Vía Láctea».
Se refuerza la posibilidad de que exista tectónica de placas en la luna Europa
5/12/2017 de Brown University / Journal of Geophysical Research: Planets
Europa, un mundo helado. Estudios previos apuntan a que algo parecido a la subducción puede estar ocurriendo en la luna Europa de Júpiter. Un estudio nuevo proporciona pruebas geofísicas de que podría realmente estar produciéndose en la corteza helada de la luna. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute.
Un estudio de la Universidad de Brown aporta pruebas nuevas de que la capa helada de la luna Europa de Júpiter puede tener tectónica de placas parecida a la de la Tierra. La presencia de actividad tectónica de placas podía tener implicaciones importantes para la posibilidad de vida en el océano que se cree que existe bajo la superficie de la luna.
El estudio utiliza modelos por computadora para demostrar que la subducción (cuando una placa tectónica se desliza por debajo de otra y se hunde a gran profundidad en el interior de un planeta) es físicamente posible en la capa de hielo de Europa. El descubrimiento explicaría estudios anteriores de la geología de la superficie de Europa que han encontrado regiones donde la capa de hielo parece estar expandiéndose de un modo parecido a como lo hacen las dorsales oceánicas en la Tierra. La posibilidad de que haya subducción es una pieza más en el rompecabezas tectónico.
«Tenemos esta prueba de expansión y extensión, así que la pregunta se convierte en ¿a dónde va este material?», comenta Brandon Johnson (Brown University). «En la Tierra la respuesta son las zonas de subducción. Lo que demostramos es que bajo hipótesis razonables sobre las condiciones en Europa, la subducción podría estar teniendo lugar allí también, lo que es realmente interesante».
Parte del interés, según Johnson, es que la corteza de la superficie está enriquecida con oxidantes y otros alimentos químicos para la vida. La subducción proporciona un mecanismo para que ese alimento entre en contacto con el océanos subterráneo que los científicos piensan que probablemente exista bajo el hielo de Europa. «Si de hecho hay vida en ese océano, la subducción ofrece un modo de aportar los nutrientes que necesitaría», explica Johnson.
Los MACHO han muerto. Las WIMP no aparecen. Recibamos a las SIMP.
5/12/2017 de UC Berkeley
Estructuras fundamentales de un pión (izquierda) y una SIMP (derecha). Los iones están compuestos por un quark up y un antiquark down, con un gluón (g) que los mantiene unidos. Una SIMP estaría formada por un quark y un antiquark unidos por un tipo desconocido de gluón (G). Fuente: UC Berkeley.
La intensa búsqueda mundial de la materia oscura, la masa perdida del Universo, no ha encontrado hasta ahora muchas estrellas masivas oscuras ni muchas partículas masivas nuevas y extrañas que interactúan débilmente, pero una nueva candidata está ganando adeptos lentamente y apoyo de las observaciones.
Llamadas SIMP (partículas masivas que interactúan fuertemente, o en inglés ‘strongly interacting massive particles’) fueron propuestas hace tres años por el físico teórico Hitoshi Murayama (UC Berkeley). Murayama afirma que recientes observaciones de un choque múltiple galáctico podrían ser la prueba de la existencia de las SIMP y anticipa su descubrimiento en los experimentos de física de partículas del futuro.
La prueba más sólida de la existencia de la materia oscura es el movimiento de las estrellas dentro de una galaxia. Sin una concentración invisible de materia oscura, las galaxias se disgregarían. Al principio se propuso que se trataba de objetos de materia normal pero demasiado débiles para verse (estrellas fallidas llamadas enanas marrones, estrellas consumidas o agujeros negros) presentes en el halo de las galaxias, llamados MACHO (de ‘massive compact halo objects’). Pero las observaciones más recientes descartan que pueda haber una población importante de estos objetos aún por descubrir.
Otras candidatas, las partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP, de ‘weakly interacting massive particles) tampoco han sido detectadas hasta la fecha.
Ahora se ha propuesto la existencia de las SIMP, que interactuarían fuertemente entre sí por la gravedad pero muy débilmente con la materia normal. Murayama propone que podría tratarse, por ejemplo, de una nueva combinación de quarks (los componentes fundamentales de los protones y neutrones); pero una SIMP solo contendría un quark y un antiquark. Según Murayama, la colisión de galaxias dentro del cúmulo Abell 3827 aporta pruebas de la existencia de las SIMP.
Hallan el agujero negro supermasivo más lejano observado
11/12/2017 de Carnegie Science / Nature
Ilustración del agujero negro supermasivo más lejano descubierto hasta ahora, que forma parte de un cuásar fechado en solo 690 millones de años después del Big Bang. Se halla rodeado por hidrógeno neutro, indicando que pertenece al periodo conocido como época de reionización, cuando las primeras fuentes de luz del Universo empezaron a brillar. Ilustración de Robin Dienel, cortesía de Carnegie Institution for Science.
Un equipo de astrónomos ha descubierto el agujero negro supermasivo más lejano jamás observado. Reside en un cuásar luminoso y su luz nos llega de cuando el Universo tenía solo un 5 por ciento de su edad actual, sólo 690 millones de años después del Big Bang. Los cuásares son objetos tremendamente brillantes compuestos por enormes agujeros negros que acretan materia en los centros de las galaxias masivas. Este agujero negro recién descubierto posee una masa que es 800 millones de veces la masa de nuestro Sol.
«Reunir toda esa masa en menos de 690 millones de años es un desafío enorme para las teorías de crecimiento de los agujeros negros supermasivos», explica Eduardo Bañados (Carnegie). Para crear agujeros negros de ese tamaño tan pronto después del Big Bang, los astrónomos han especulado que el Universo muy temprano podría haber tenido condiciones que permitieran la creación de agujeros negros muy grandes con masas alcanzando las 100 000 veces la masa del Sol. Esto es muy diferente del modo en que los agujeros negros se forman en la actualidad, que raramente superan unas pocas docenas de masas solares.
El cuásar de Bañados es especialmente interesante porque se observa en el periodo conocido como época de reionización, cuando el Universo emergió de sus periodos oscuros. Unos 400 000 años después del Big Bang el Universo estaba bañado en hidrógeno neutro, era oscuro, sin fuentes luminosas, hasta que la gravedad condensó la materia creando las primeras estrellas y galaxias. La energía emitida por estas galaxias antiguas hizo que el hidrógeno neutro se ionizara (perdiera un electorón), estado en el que dicho gas ha permanecido desde entonces. Una vez el Universo se reionizó, los fotones pudieron viajar libremente por el espacio y el Universo se convirtió en transparente a la luz.
El análisis del cuásar recién descubierto muestra que una gran fracción del hidrógeno presente en sus alrededores inmediatos es neutro, indicando que los astrónomos han identificado una fuente en la época de reionización antes de que suficientes estrellas y galaxias se hayan puesto en marcha reionizando completamente el Universo.
Hallan galaxias primordiales masivas inmersas en un vasto océano de materia oscura
11/12/2017 de National Radio Astronomy Observatory / Nature
Ilustración artística de una pareja de galaxias en el Universo muy temprano. Crédito: NRAO/AUI/NSF; D. Berry.
Los astrónomos esperan que las primeras galaxias, formadas apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang, compartirán muchos parecidos con algunas de las galaxias enanas que observamos en el Universo cercano en la actualidad. Estas aglomeraciones tempranas de unos pocos miles de millones de estrellas se convirtieron en los componentes básicos de las galaxias más grandes que llegaron a dominar el Universo tras los primeros miles de millones de años.
Sin embargo, observaciones realizadas con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) han descubierto ejemplos sorprendentes de galaxias masivas, llenas de estrellas, observadas cuando el cosmos tenía menos de mil millones de años de edad. Esto sugiere que los componentes básicos galácticos más pequeños fueron capaces de juntarse y formar galaxias grandes con bastante rapidez.
Los últimos datos de ALMA retrasan esta época de formación de galaxias masivas todavía más al identificar dos galaxias gigantes observadas cuando el Universo tenía solo 780 millones de años de edad, un 5 por ciento de su edad actual. ALMA también reveló que estas galaxias inusualmente grandes se hallan en el interior de una estructura cósmica mucho más masiva, un halo de materia oscura varios billones de veces más masivo que el Sol.
Las dos galaxias se hallan tan próximas entre sí (a menos de la distancia de la Tierra al centro de nuestra galaxia) que en breve se unirán para formar la mayor galaxia jamás observada en ese periodo de la historia cósmica. Este descubrimiento proporciona detalles nuevos acerca de la aparición de galaxias grandes y del papel que la materia oscura juega en la formación de las estructuras más masivas del Universo.
Los minerales de arcilla de Marte pueden haberse formado en un baño de vapor primordial
11/12/2017 de Brown University / Nature
Marte podría haber estado rodeado por una gruesa atmósfera de vapor mientras la corteza del planeta se enfriaba y solidificaba. Ese baño de vapor podría haber creado los minerales de arcilla que durante mucho tiempo han sido atribuidos a agua que fluyó sobre la superficie o justo por debajo de ella. Fuente: Brown University.
Científicos planetarios de la Universidad de Brown han propuesto un nuevo escenario para la formación de antiguos minerales de arcilla en Marte que de ser confirmado podría reescribir la historia temprana del planeta rojo.
Existen miles de afloramientos de filosilicatos antiguos en la superficie marciana. Los filosilicatos (silicatos en láminas) o arcillas, se forman por la interacción del agua con roca volcánica, lo que lleva a muchos científicos a concluir que debió de existir agua de forma permanente en la superficie, agua subterránea o sistemas hidrotermales activos en algún momento de la historia marciana. Pero la nueva investigación sugiere que las arcillas podrían haberse formado durante la creación de la propia corteza marciana, mucho antes de que fluyera agua sobre el planeta.
Basándose en experimentos de laboratorio y modelos por computadora, los investigadores han propuesto el escenario siguiente. En el sistema solar primitivo, se piensa que Marte y otros planetas rocosos estuvieron cubiertos por océanos de magma fundido. Cuando el océano de magma empezó a enfriarse y solidificar, el agua y otros volátiles disueltos en él escaparían en forma de gas a la superficie, formando una gruesa atmósfera de vapor que rodeó el planeta. La humedad y el calor de este baño de vapor a alta presión habría convertido grandes extensiones de la superficie recién solidificada en arcilla. Mientras el planeta evolucionaba durante el transcurso de miles de millones años, la actividad volcánica y el bombardeo de asteroides habrían cubierto las arcillas en algunos lugares, excavándolas en otros, produciendo la distribución amplia pero irregular observada actualmente en la superficie.
Si este proceso tuvo lugar realmente, podría tener algunas consecuencias interesantes para la historia marciana temprana. Además de proporcionar un mecanismo para la formación de arcillas incluso aún cuando Marte hubiera sido tan frío y helado como sugieren los modelos climáticos, el escenario sugiere la presencia (quizás incluso en la actualidad) de grandes depósitos de arcilla bajo la superficie. Esos depósitos podrían explicar por qué la corteza marciana es menos densa de lo esperado para una corteza basáltica, señalan los investigadores. Los depósitos servirían también como grandes almacenes subterráneos de agua.
Dos supertierras alrededor de la estrella K2-18
11/12/2017 de Université de Montréal / Astronomy and Astrophysics
Ilustración de artista del planeta K2-18b, su estrella K2-18 y el segundo planeta K2-18c. Crédito: ALEX BOERSMA, WWW.ALEXBOERSMA.COM .
Una nueva investigación ha revelado, utilizando datos del Observatorio Europeo Austral (ESO) que un exoplaneta poco conocido llamado K2-18b podría ser una versión en grande de la Tierra. Además, el mismo grupo de investigadores ha descubierto que el planeta tiene un vecino.
Ambos planetas están en órbita alrededor de K2-18, una enana roja situada a unos 111 años-luz, en la constelación de Leo. Cuando el planeta K2-18b fue descubierto en 2015, se comprobó que estaba en órbita dentro de la zona habitable de la estrella, lo que le convertía en un candidato ideal para albergar agua líquida en la superficie, un elemento clave para la vida tal como la conocemos.
Con los datos de que disponen actualmente, los astrónomos no pueden especificar si el planeta está compuesto principalmente por roca con una pequeña atmósfera gaseosa (como la Tierra, pero mayor) o se trata de un planeta principalmente de agua con una gruesa capa de hielo por encima. El Telescopio Espacial James Webb, que será lanzado en 2019, permitirá estudiar la atmósfera y decidir esta cuestión.
Además, mientras examinaba los datos de K2-18b, Ryan Cloutier (Universidad de Montreal) descubrió la presencia de otro planeta en el sistema, K2-18c. Aunque se halla más cerca de la estrella y probablemente sea demasiado caliente para estar en la zona habitable, al igual que K2-18b parece ser una supertierra, lo que significa que posee una masa similar a la de nuestro planeta.
Juno explora las profundidades de la Gran Mancha Roja de Júpiter
12/12/2017 de JPL
Los vientos alrededor de la Gran Mancha Roja de Júpiter aparecen simulados en esta imagen tomada por JunoCam, que ha sido animada utilizando un modelo de los vientos. Este modelo, llamado campo de velocidades, ha sido deducido a partir de datos tomados por la nave espacial Voyager de NASA y telescopios instalados en tierra. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart.
Datos tomados por la nave espacial Juno de NASA durante su primer paso sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter en julio de 2017 indican que esta estructura icónica penetra a gran profundidad entre las nubes. Otros resultados de la misión incluyen que Júpiter posee dos zonas de radiación desconocidas anteriormente.
«Una de las cuestiones más básicas sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter es ¿qué profundidad tienen las raíces?», señala Scott Bolton (Southwest Research Institute). «Los datos de Juno indican que la tormenta más famosa del Sistema Solar es casi una vez y media más ancha que la Tierra y posee raíces que penetran hasta una profundidad de 300 km en la atmósfera del planeta».
«Juno ha descubierto que las raíces de la Gran Mancha Roja penetran a entre 50 y 100 veces mayor profundidad que los océanos de la Tierra y son más templadas en la base que en la parte superior», explica Andy Ingersoll (Caltech). «Los vientos están asociados con las diferencias de temperatura y el calor en la base de la mancha explica los feroces vientos que vemos en la parte superior de la atmósfera».
Juno también ha detectado una nueva zona de radiación, justo por encima de la atmósfera del gigante de gas, cerca del ecuador. La zona incluye iones de alta energía de hidrógeno, oxígeno y azufre desplazándose a casi la velocidad de la luz.
Primera luz de ESPRESSO — el buscador de planetas de nueva generación
12/12/2017 de ESO
Esta colorida imagen muestra datos espectrales de la luz primera del instrumento ESPRESSO, instalado en el VLE (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. La luz de una estrella ha sido dispersada en los colores que la componen. Esta visión ha sido coloreada para indicar cómo cambian las longitudes de onda a través de la imagen, pero no son exactamente los colores que apreciaríamos visualmente. Una inspección cercana muestra muchas líneas espectrales oscuras en los espectros estelares y también los dobles puntos regulares de una fuente de luz de calibración. Los huecos oscuros son fenómenos resultantes del modo en que se toman los datos y no son reales. Crédito: ESO/ESPRESSO team
El espectrógrafo ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations, espectrógrafo echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables) ha realizado con éxito sus primeras observaciones. Instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, ESPRESSO detectará exoplanetas con una precisión sin precedentes buscando los minúsculos cambios en la luz de sus estrellas anfitrionas. Por primera vez, una máquina para cazar planetas será capaz de combinar la luz de los cuatro telescopios VLT.
ESPRESSO ha observado su primera luz en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. Este nuevo espectrógrafo echelle, de tercera generación, es el sucesor del exitoso HARPS, instalado en el Observatorio La Silla de ESO. HARPS puede alcanzar una precisión de alrededor de un metro por segundo en las mediciones de velocidad, mientras que ESPRESSO tiene como objetivo lograr una precisión de unos pocos centímetros por segundo gracias a los avances en la tecnología y a que está instalado en un telescopio mucho más grande.
El científico que lidera ESPRESSO, Francesco Pepe (Universidad de Ginebra, Suiza), explica su importancia: “Este éxito es el resultado del trabajo de muchas personas durante 10 años. ESPRESSO no es sólo la evolución de nuestros anteriores instrumentos, como HARPS: su mayor resolución y su mayor precisión hacen que sea revolucionario. Y, a diferencia de los anteriores instrumentos, puede explotar toda la capacidad colectora de luz del VLT, ya que puede utilizarse con los cuatro telescopios unitarios del VLT al mismo tiempo para simular un telescopio de 16 metros. ESPRESSO será insuperable durante, al menos, una década. ¡Ahora estoy deseando descubrir nuestro primer planeta rocoso!”.
ESPRESSO puede detectar los pequeños cambios que se dan en los espectros de las estrellas cuando son orbitadas por un planeta. Este método de velocidad radial funciona porque la fuerza gravitatoria de un planeta influye en su estrella anfitriona, haciendo que se «tambalee» ligeramente. Cuanto menos masivo sea el planeta, menor será el bamboleo. Por eso, para detectar exoplanetas rocosos que puedan albergar vida, se necesita un instrumento con muy alta precisión. Con este método, ESPRESSO será capaz de detectar algunos de los planetas más ligeros jamás encontrados.
Moléculas de nitrógeno raras aportan pistas sobre la composición de otros planetas habitables
12/12/2017 de UCLA / Science Advances
Un equipo de investigadores ha descubierto que la atmósfera de la Tierra contiene más cantidad de una molécula rara de nitrógeno de la que producen los procesos geoquímicos que tienen lugar cerca de la superficie de la Tierra. Cortesía de la tripulación de la Expedición 7 de la ISS, EOL, NASA.
Un equipo de astrónomos ha anunciado el descubrimiento de un «tira y afloja» a escala planetaria entre la vida, la Tierra profunda y la alta atmósfera, expresado en el nitrógeno atmosférico.
La atmósfera de la Tierra difiere de las atmósferas de la mayoría de los planetas rocosos y lunas de nuestro Sistema solar en que es rica en gas nitrógeno, N2; la atmósfera de la Tierra es gas nitrógeno en un 78 por ciento. Titán, la mayor luna de las más de 60 lunas de Saturno, es otro cuerpo de nuestro Sistema Solar con una atmósfera rica en nitrógeno parecida a la nuestra. Comparando con otros elementos clave de la vida (como oxígeno, hidrógeno y carbono) el nitrógeno molecular es muy estable. Dos átomos de nitrógeno se combinan para formar moléculas de N2 que permanecen en la atmósfera durante millones de años.
La mayor parte del nitrógeno tiene una masa atómica de 144. Menos de un uno por ciento del nitrógeno posee un electrón extra. Aunque este isótopo pesado, nitrógeno-15, es raro, las moléculas de N2 que contienen dos nitrógeno-15 (que los químicos designan como 15N15N) es la más rara de todas las moléculas de nitrógeno. Ahora un equipo de científicos ha medido la cantidad de 15N15N del aire, descubriendo que esta forma rara del gas nitrógeno es más abundante de lo que esperaban. La atmósfera de la Tierra contiene un 2 por ciento más de 15N15N de lo que puede ser explicado a partir de los procesos geoquímicos que se producen cerca de la superficie de la Tierra.
Parte del enriquecimiento es debido a bacterias productoras de N2. «Hay un cierto enriquecimiento en los experimentos biológicos, pero no lo suficiente para justificar lo que hemos encontrado en la atmósfera», explica Laurence Yeung (Rice University). «De hecho, esto significa que el proceso que está causando el enriquecimiento atmosférico de 15N15N tiene que competir contra esta señal biológica. Están enzarzados en un tira y afloja».
Edward Young (UCLA) explicó que el enriquecimiento de 15N15N en la atmósfera de la Tierra es una señal que es única de nuestro planeta. «Pero también nos da pistas sobre las señales que podríamos encontrar en otros planetas, especialmente si son capaces de albergar vida tal como la conocemos».
Órbitas de las galaxias en el Supercúmulo Local
12/12/2017 de Institute for Astronomy / The Astrophysical Journal
Un equipo de astrónomos ha producido el mapa más detallado de las órbitas de las galaxias en nuestro vecindario local, mostrando los movimientos en el pasado de casi 1400 galaxias hasta una distancia de 100 millones de años-luz de la Vía Láctea.
Los investigadores reconstruyeron los movimientos de las galaxias desde hace 13 mil millones de años hasta la actualidad. El principal atractor gravitatorio de la zona cartografiada es el cúmulo de Virgo, con 600 billones de veces la masa del Sol, situado a 50 millones de años-luz de nosotros. Más de mil galaxias han caído ya en el cúmulo de Virgo, mientras que en el futuro todas las galaxias que se encuentran a menos de 40 millones de años-luz del cúmulo serán capturadas. Nuestra Vía Láctea se encuentra justo fuera de esa zona de captura. Sin embargo, las galaxias de la Vía Láctea y de Andrómeda, cada una con 2 billones de veces la masa del Sol, están destinadas a chocar y fusionarse en 5 mil millones de años.
«Por vez primera, no solo estamos visualizando la estructura detallada de nuestro Supercúmulo Local de galaxias sino que estamos viendo el desarrollo de las estructuras a lo largo de la historia del Universo. Una analogía sería el estudio de la geografía actual de la Tierra a partir del movimiento de las placas tectónicas», explica Brent Tully, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái.
Estas fusiones espectaculares solo son parte de un espectáculo mayor. Hay dos patrones de flujo dominantes en este volumen de Universo. Todas las galaxias en un hemisferio de la región (incluyendo nuestra Vía Láctea) se dirigen hacia un único plano final. Además esencialmente cada galaxia está moviéndose, como una hoja en un río, hacia atractores gravitatorios situados a grandes distancias.
¿Cómo de potentes son en realidad los agujeros negros?
13/12/2017 de Universidad de Florida / Science
Los agujeros negros poseen campos magnéticos mucho más débiles de lo que se pensaba. Crédito: Michael McAleer/UF News.
Los agujeros negros son famosos por sus músculos: una intensa atracción gravitatoria famosa por engullir estrellas enteras y lanzar chorros de materia al espacio a casi la velocidad de la luz. Pero resulta que la realidad puede no estar a la altura del mito. En un nuevo artículo, científicos de la Universidad de Florida han descubierto que estas roturas del tejido del Universo poseen campos magnéticos significativamente más débiles de lo que se pensaba.
Un agujero negro de 64 kilómetros de ancho a 8 000 años-luz de la Tierra llamado V404 Cygni ha proporcionado las primeras medidas precisas del campo magnético que rodea los pozos más profundos de gravedad del Universo. Los autores del estudio han descubierto que la energía magnética alrededor del agujero negro es unas 400 veces menor que las estimaciones rudimentarias anteriores.
Las medidas acercan a los científicos al conocimiento de cómo funciona el magnetismo de los agujeros negros, profundizando en nuestro conocimiento acerca de cómo se comporta la materia bajo las condiciones más extremas, conocimiento que podría ampliar los límites de la energía por fusión nuclear y los sistemas de GPS. Las medidas también ayudarán a los científicos a resolver el misterio de cómo chorros de partículas que viajan a casi la velocidad de la luz son disparados desde los campos magnéticos de los agujeros negros mientras que todo lo demás es engullido en sus abismos.
«Nuestras medidas sorprendentemente bajas forzarán condiciones nuevas sobre los modelos teóricos que previamente se centraban en fuertes campos magnéticos acelerando y dirigiendo los chorros. Esto no lo esperábamos, así que cambia mucho de lo que pensábamos que sabíamos», explica Stephen Eikenberry (UF).
Acoplamiento eléctrico y químico entre Saturno y sus anillos
13/12/2017 de IRF / Science
Saturno (en negro) y sus anillos (desde el exterior, A, B, C, D) y la órbita de la nave espacial Cassini (la banda de colores) cruzando el hueco entre el anillo más interno, D, y Saturno. La escala coloreada indica la intensidad del gas cargado eléctricamente. Crédito: Science.
En abril la nave espacial Cassini de NASA se colocó en una órbita que la llevó justo a atravesar el estrecho hueco que hay entre el anillo visible más interior (el anillo D) y Saturno, cruzando por las regiones exteriores de la atmósfera del planeta. Cassini realizó 22 órbitas de este tipo y el 15 de septiembre, tal como se había planeado, fue enviada contra la atmósfera del planeta, donde se quemó.
Los primeros resultados de los datos relativos a la alta atmósfera han sido sorprendentes. Fuertes variaciones en la densidad indican que la parte con carga eléctrica de la atmósfera de Saturno (llamada ionosfera) posee un fuerte acoplamiento con los anillos visibles, compuestos principalmente por partículas de hielo. Las partículas de hielo también está cargadas eléctricamente.
«Se pensaba que las pequeñas partículas de hielo del anillo D chupaban electrones desde la ionosfera», comenta Jan-Erik Wahlund (Instituto Sueco de Física Espacial). «Como resultado del acoplamiento, los flujos eléctricos de gas hacia y desde los anillos a lo largo del campo magnético de Saturno producen las mayores variaciones en densidad».
También se ha sabido que los anillos A y B de Saturno lo protegen de la radiación el ultravioleta extremo del Sol e impiden que la atmósfera del hemisferio sur se cargue eléctricamente. Esto significa, por ejemplo, que las ondas de radio de los rayos que se producen a mayor profundidad en la atmósfera pueden salir hacia arriba por «agujeros» en la ionosfera y ser detectados por las antenas de radio de Cassini.
Desvelando los misterios de los chorros extragalácticos
13/12/2017 de University of Leeds / Nature Astronomy
Dos chorros de plasma emitidos desde el agujero negro supermasivo de la radiogalaxia Hercules A, que acaban destruyéndose formando brillantes estelas. Crédito: NASA, ESA, S. Baum and C. O’Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Investigadores de la Universidad de Leeds han examinado matemáticamente chorros de plasma expulsados por agujeros negros supermasivos para determinar por qué ciertos tipos de chorros se desintegran en enormes estelas.
Su estudio ha descubierto que estos chorros pueden verse afectados por una inestabilidad nunca antes considerara como importante en la corriente del chorro y que es similar a una inestabilidad que menudo se desarrolla en agua que fluye dentro de una tubería curva o en un contenedor cilíndrico que gira.
«Estos chorros poseen una forma oval estrecha que les proporciona un borde curvo. Es esta forma la que crea un punto débil en el chorro», explica el Dr. Kostas Gourgouliatos (Universidad de Leeds y Universidad de Durham). «La inestabilidad empieza en el borde curvo, viaja hacia arriba por el chorro y converge en un punto, al que nos referimos como ‘punto de reconfinamiento’. Por debajo de este punto el chorro se mantiene ordenado y compacto, pero todo lo que esté por encima de él será destruido y creará una gran estela cósmica».
«Cuando el chorro se desintegra formando una estela, emite calor, haciendo que entonces sea más fácil de observar con telescopios. Los chorros y sus estelas son tan brillantes que a veces resplandecen más que sus galaxias progenitoras y siempre son más fáciles de ver que los agujeros negros, cuya presencia se infiere indirectamente en las observaciones espaciales».
Demuestran por qué los meteoroides explotan antes de llegar al suelo
13/12/2017 de Purdue University / Meteoritics & Planetary Science
Nuestra atmósfera es aún mejor escudo frente a los meteoroides de lo que creían los investigadores. Cuando un meteoro se dirige a gran velocidad hacia la Tierra, el aire de alta presión que tiene delante se filtra por sus poros y lo resquebraja, haciendo que explote.
Los investigadores sabían que los meteoroides a menudo explotan antes de alcanzar la superficie de la Tierra, pero desconocían el por qué. El equipo de Jay Melosh (Purdue University) estudió el episodio de Cheliábinsk, en 2013, cuando un meteoroide explotó sobre Cheliábinsk, Rusia, para explicar el fenómeno. La explosión llegó por sorpresa y produjo energía comparable a la de una pequeña arma nuclear. Cuando entro en la atmósfera de la Tierra, creó una brillante bola de fuego (ver video). Pocos minutos después, una onda de choque hizo estallar las ventanas cercanas, hiriendo a cientos de personas.
El meteoroide pesaba unas 10 000 toneladas, pero sólo se recogieron unas 2 000 toneladas de escombros, lo que significa que algo ocurrió en la alta atmósfera que hizo que se desintegrase. Para resolver el enigma, los investigadores utilizaron un programa de ordenador único que permite la existencia tanto de material sólido del meteoro como de aire en todas las fases del cálculo.
Este nuevo código permitió a los investigadores simular la introducción de aire en el meteoroide y permitir que se filtrara, lo que provocó la disminución de la resistencia del meteoroide significativamente, incluso aún cuando hubiese sido moderadamente fuerte al principio.Sin embargo, aunque este mecanismo puede que proteja a los habitantes de la Tierra de los meteoroides pequeños, los grandes no se ven afectados. Los meteoritos de hierro son mucho más pequeños y densos y hasta los relativamente pequeños suelen alcanzar la superficie.
Una guardería estelar que florece ante nuestros ojos
14/12/2017 de ESO
La cámara OmegaCAM, instalada en el telescopio de rastreo del VLT de ESO, ha captado esta brillante visión de la guardería estelar llamada Sharpless 29. En esta imagen gigante pueden apreciarse muchos fenómenos astronómicos, incluyendo polvo cósmico y nubes de gas que reflejan, absorben y reemiten la luz de estrellas jóvenes calientes del interior de la nebulosa. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
La cámara OmegaCAM, instalada en el telescopio de rastreo del VLT de ESO, captó esta brillante visión de la guardería estelar llamada Sharpless 29. En esta imagen gigante pueden apreciarse muchos fenómenos astronómicos, incluyendo polvo cósmico y nubes de gas que reflejan, absorben y reemiten la luz de estrellas jóvenes calientes del interior de la nebulosa.
La región del cielo captada en la foto aparece en el catálogo Sharpless de regiones H II: nubes interestelares de gas ionizado, plagado de estrellas en formación. También conocido como Sh 2-29, Sharpless 29 se encuentra a unos 5500 años luz de distancia, en la constelación de Sagitario (el arquero), al lado de la nebulosa de la Laguna, más grande. Contiene muchas maravillas astronómicas, incluyendo la región de gran actividad de formación estelar NGC 6559, la nebulosa del centro de la imagen.
Esta nebulosa central es la característica más llamativa de Sharpless 29. Aunque tiene pocos años luz de tamaño, muestra los estragos que pueden causar las estrellas cuando se forman dentro de una nube interestelar. Las calientes estrellas jóvenes de esta imagen no tienen más de dos millones de años de edad y lanzan flujos de radiación de alta energía. Esta energía calienta el polvo circundante y el gas, mientras que sus vientos estelares erosionan y esculpen de forma espectacular su lugar de nacimiento. De hecho, la nebulosa contiene una prominente cavidad que fue labrada por un sistema energético de estrella binaria. Esta cavidad en expansión hace que el material interestelar se acumule y cree el borde rojizo en forma de arco.
Cuando el polvo interestelar y el gas son bombardeados con la luz ultravioleta de las estrellas jóvenes calientes, la energía hace que brillen intensamente. El difuso resplandor rojo que impregna esta imagen proviene de la emisión de gas de hidrógeno, mientras que la luz azul brillante es causada por la reflexión y la dispersión de pequeñas partículas de polvo. Igual que la emisión y la reflexión, la absorción también aparece en esta región. Hay zonas de polvo que bloquean la luz que viaja hacia nosotros y nos impiden ver las estrellas detrás de él, así como pequeños tirabuzones de polvo que crean las estructuras en forma de filamentos oscuras del interior de las nubes.
Tormentas gigantescas que producen palpitaciones en el latido atmosférico de Saturno
14/12/2017 de ESA / Nature Astronomy
Las inmensas tormentas boreales de Saturno pueden perturbar los patrones atmosféricos del ecuador del planeta, según la misión internacional Cassini. Este efecto se observa también en la atmósfera de la Tierra, lo que sugiere que los dos planetas son más parecidos de lo que se pensaba.
A pesar de sus considerables diferencias, las atmósferas de la Tierra, Júpiter y Saturno muestran un fenómeno asombrosamente similar en sus regiones ecuatoriales: patrones verticales, cíclicos, que se mueven hacia abajo, de temperaturas alternantes y sistemas de vientos que se repiten con un periodo de varios años. Estos patrones, conocidos como Oscilación Cuasi-Periódica en Saturno y Oscilación Cuasi-Cuadrienal en Júpiter, debido a su parecido con la llamada Oscilación Cuasi-Bienal de la Tierra, parecen ser una característica que define a las capas medias de una atmósfera planetaria.
«Estas oscilaciones pueden ser interpretadas como los latidos de un planeta», afirma Leigh Fletcher (Universidad de Leicester). «Cassini las observó en Saturno hace una década y las observaciones desde Tierra las han detectado en Júpiter también. Aunque las atmósferas de lejanos planetas gigantes de gas parecen completamente diferentes a la nuestra, cuando miramos con detenimiento empezamos a descubrir estos patrones naturales familiares».
«Estudiamos datos del ‘latido’ de Saturno que se repite cada 15 años aproximadamente, encontrando una gran perturbación, una palpitación (por continuar con la analogía) entre 2011 y 2013, durante el cual la región ecuatorial se enfrió exageradamente», explica Sandrine Guerlet (Laboratoire de Météorologie Dynamique). «Al comprobar cuándo se había producido, nos dimos cuenta de que había sido justo después de la erupción de una gran tormenta que rodeó el hemisferio norte entero de Saturno. Esto sugiere una relación entre los dos fenómenos: pensamos que la actividad ondulatoria asociada con esta tormenta enorme se dirigió hacia el ecuador y perturbó la Oscilación Cuasi-Periódica, ¡a pesar de que la tormenta tuviera lugar a miles de kilómetros de distancia!» .
Las imágenes de Gaia de nuestras vecinas cósmicas
14/12/2017 de ESA / Astronomy & Astrophysics
Imagen obtenida por Gaia de la Gran Nube de Magallanes. Crédito: ESA/Gaia/DPAC.
Una de las galaxias más cercanas a la nuestra es la Gran Nube de Magallanes, situada a unos 166 000 años-luz de distancia, visible a simple vista desde latitudes intermedias y australes. Con una masa de aproximadamente unos 10 mil millones de veces la masa de nuestro Sol (una décima parte de la Vía Láctea) la Gran Nubes de Magallanes alberga una intensa actividad de formación estelar, formando estrellas cinco veces más rápido que nuestra Galaxia. En estas dos imágenes se muestran diferentes aspectos de la población estelar de la galaxia, basadas en datos tomados por el satélite Gaia durante sus primeros 14 meses de operaciones.
La imagen de la izquierda, compilada creando mapas de la densidad total de estrellas detectadas por Gaia en cada pixel de la imagen, muestra la distribución a gran escala de estrellas en la Gran Nube de Magallanes, mostrando la extensión de los brazos espirales. La imagen está salpicada por puntos brillantes; se trata de cúmulos débiles de estrellas. La bandas diagonales son un defecto producido por el modo de escaneo de Gaia e irán desapareciendo gradualmente con la acumulación de datos a lo largo de la misión.
A la derecha, una imagen diferente proporciona un panorama complementario que revela otros aspectos de esta galaxia y sus estrellas. Creada cartografiando la cantidad total de radiación, o flujo, registrada por pixel, esta imagen está dominada por las estrellas más brillantes y masivas, que superan ampliamente a sus contrapartidas más débiles y de menor masa. En esta imagen, la barra de la Gran Nube de Magallanes se dibuja con mayor claridad, junto con regiones individuales de formación de estrellas como la reluciente 30 Doradus, visible justo por encima del centro de la galaxia.
Gaia ha obtenido imágenes también de dos galaxias espirales cercanas: Andrómeda (M31), que es ligeramente más masiva que nuestra Vía Láctea y está a 2.5 millones de años-luz de distancia, y su vecina, la galaxia del Triángulo (M33), situada a unos 2.8 millones de años-luz de distancia. Para todas estas estrellas y más, la segunda edición de datos de Gaia (prevista para abril de 2018) contendrá también medidas de su paralaje, que cuantifica la distancia de una estrella nosotros, y de su movimiento por el cielo. Estos datos permitirán los astrónomos investigar los misterios presentes y pasados de nuestra Galaxia y de sus vecinas.
Chandra revela la naturaleza elemental de Cassiopeia A
14/12/2017 de Chandra
Ubicación de los elementos en Cas A: silicio (rojo), azufre (amarillo) calcio (verde) hiero (púrpura). El anillo exterior azul es la onda expansiva de la explosión. Crédito: NASA/CXC/SAO.
¿De dónde proceden la mayoría de los elemento esenciales para la vida en la Tierra? La respuesta: del interior de hornos estelares y de las explosiones que marcan el final de la vida de algunas estrellas. Los astrónomos han estudiado durante mucho tiempo estrellas que explotaron y lo que queda de ellas, para comprender mejor cómo las estrellas producen y dispersan muchos de los elementos observados en la Tierra y en el cosmos en general.
Debido a su estado de evolución único, Cassiopeia A (Cas A) es el más estudiado de estos restos de supernovas. Una nueva imagen del observatorio de rayos X Chandra de NASA muestra la ubicación de diferentes elementos en los restos de la explosión: silicio (rojo), azufre (amarillo), calcio (verde) y hierro (púrpura). Cada uno de estos elementos produce rayos X en intervalos de energía estrechos, permitiendo la creación de mapas de su posición. El anillo exterior azul es la onda expansiva de la explosión.
Los datos de Chandra indican que la supernova que produjo Cas A ha quemado una cantidad prodigiosa de ingredientes cósmicos clave. Cas A ha dispersado el equivalente a 10 000 veces la masa de la Tierra en azufre solamente y unas 20 000 veces la masa de la Tierra en silicio. El hierro de Cas A tiene una masa equivalente a la de 70 000 veces la de la Tierra y los astrónomos detectan un asombroso millón de masas terrestres de oxígeno siendo expulsado al espacio desde Cas A, equivalente a unas tres veces la masa del Sol.
Los astrónomos han hallado otros elementos en Cas A además de los mostrados en la nueva imagen de Chandra. Carbono, nitrógeno, fósforo e hidrógeno han sido detectados también utilizando varios telescopios que observan las diferentes partes del espectro electromagnético. Combinados con la detección del oxígeno, esto significa que todos los elementos necesarios para construir ADN, la molécula que transporta la información genética, se encuentran en Cas A.
Inteligencia artificial y datos de NASA permiten descubrir el octavo planeta que rodea una lejana estrella
15/12/2017 de JPL / The Astronomical Journal
Nuestro Sistema Solar está ahora empatado con el sistema Kepler-90 en el mayor número de planetas alrededor de una sola estrella, ya que se acaba de descubrir su octavo planeta. Kepler-90 es una estrella parecida al Sol situada a 2545 años-luz de la Tierra.
El recién descubierto Kepler-90i (un planeta rocoso abrasadoramente caliente que completa una órbita alrededor de su estrella cada 14.4 días) fue encontrado utilizando aprendizaje automático de Google. El aprendizaje automático es una técnica de la inteligencia artificial con la que las computadoras «aprenden». En este caso, las computadoras aprendieron a identificar planetas buscando ejemplos en los datos de Kepler donde el telescopio había registrado cambios en la luz estelar causada por planetas situados en otros sistemas solares, conocidos como exoplanetas.
El descubrimiento llegó después de que los investigadores Christopher Shallue y Andrew Vanderburg entrenaran una computadora para aprender cómo identificar exoplanetas en las lecturas de luz registradas por Kepler, en concreto, los diminutos cambios en brillo captados cuando un planeta pasa por delante de una estrella. Inspirada en el modo en que las neuronas se conectan en el cerebro humano, esta «red neuronal» artificial examinó los datos de Kepler, hallando señales débiles de un octavo planeta en órbita alrededor de Kepler-90, que había pasado desapercibido anteriormente.
El aprendizaje automático ha sido utilizado previamente en búsquedas de la base de datos de Kepler y esta investigación demuestra que las redes neuronales son una herramienta prometedora para encontrar algunas de las señales más débiles de mundos lejanos.
Otros sistemas planetarios probablemente ofrecen más posibilidades de albergar vida que Kepler-90. Cerca de un 30 por ciento mayor que la Tierra, Kepler-90i está tan cerca de su estrella que su temperatura promedio superficial se cree que supera los 400 ºC, igualando a Mercurio. Su planeta más exterior, Kepler-90h, está en órbita a una distancia similar a la de la Tierra al Sol.
Una misión de Marte arroja luz sobre la habitabilidad de planetas lejanos
15/12/2017 de JPL
Esta ilustración muestra partículas cargadas producidas por una tormenta solar arrancando partículas con carga eléctrica de la atmósfera de Marte, uno de los procesos de pérdida de atmósfera marciana estudiados por la misión MAVEN. A diferencia de la Tierra, Marte carece de un campo magnético global que podría desviar las partículas cargadas que emanan del Sol. Crédito: NASA/GSFC.
¿Durante cuánto tiempo podría un planeta rocoso como Marte ser habitable si estuviese en órbita alrededor de una estrella enana roja? Es una pregunta compleja que la misión MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de NASA puede ayudar a responder.
«La misión MAVEN nos indica que Marte pierde cantidades sustanciales de su atmósfera con el paso del tiempo cambiando la habitabilidad del planeta», explica David Brain (Universidad de Colorado). «Podemos utilizar Marte, un planeta del que sabemos mucho, como laboratorio para estudiar planetas rocosos fuera de nuestro Sistema Solar, sobre los que no sabemos todavía demasiado».
MAVEN transporta un conjunto de instrumentos que ha estado midiendo la pérdida de atmósfera en Marte desde noviembre de 2014. Los estudios indican que la mayor parte se ha perdido en el espacio por una combinación de procesos químicos y físicos. Los instrumentos de la nave espacial fueron elegidos para determinar cuánto contribuye cada proceso a la pérdida total.
Ahora Brain y sus colaboradores están aplicando los resultados de MAVEN al caso de un hipotético planeta como Marte en órbita alrededor de alguna estrella de tipo M, o enana roja, la clase más común de estrellas en nuestra galaxia. Sus estimaciones sugieren que si el planeta se hallase en el límite de la zona habitable de una estrella de tipo M tranquila en lugar de nuestro Sol, el periodo de habitabilidad del planeta se vería reducido en un factor entre 5 y 20. Para una estrella de tipo M cuya actividad se ve amplifica como la de un diablo de Tasmania, el periodo habitable podría verse reducido en un factor 1000, reduciéndolo a un abrir y cerrar de ojos hablando en escalas geológicas. Las tormentas solares podrían destruir solas el planeta con explosiones de radiación miles de veces más intensas que la actividad normal de nuestro Sol.
Cómo un satélite de estudiantes resolvió un importante misterio espacial
15/12/2017 de University of Colorado / Nature
Un equipo de más de 65 estudiantes diseñó, construyó y operó un pequeño satélite CubeSat que ha ayudado a los investigadores a descubrir electrones de alta energía en el cinturón de radiación interior de Van Allen. Imagen cortesía de LASP (Laboratory for Atmospheric and Space Physics).
Un misterio relacionado con el origen de algunas partículas de alta energía y potencialmente dañinas, presentes en los cinturones de radiación de la Tierra, ha sido resuelto ahora utilizando datos de un satélite del tamaño de una caja de zapatos construido y operado por estudiantes de la Universidad de Colorado. Los resultados del nuevo estudio indican que los electrones energéticos del cinturón de radiación interior de la Tierra (principalmente cerca de su borde interno) son creados por rayos cósmicos nacidos en explosiones de supernovas, según el procesos Xinlin Li (Universidad de Colorado). Los cinturones de radiación, conocidos como cinturones de Van Allen, son capas de partículas de alta energía retenidos por el campo magnético de la Tierra.
Los investigadores demostraron que los rayos cósmicos que entran en la atmósfera de la Tierra chocan contra átomos neutros creando una cascada que produce partículas cargadas eléctricamente, incluyendo electrones que quedan atrapados en los campos magnéticos de la Tierra. El descubrimiento permitirá predecir mejor la llegada de electrones energéticos al espacio cercano a la Tierra, que puede dañar satélites y amenazar la salud de los astronautas que se encuentren en paseos espaciales, comenta Li.
«Hemos anunciado la primera detección de estos electrones energéticos cerca el borde interior del cinturón de radiación de la Tierra», dice Li. «Hemos resuelto por fin este misterio después de 60 años».
Poco después del descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen, tanto los científicos estadounidenses como los soviéticos concluyeron que los rayos cósmicos eran el origen probable de los protones de alta energía atrapados en el campo magnético de la Tierra. Pero durante las décadas siguientes, nadie detectó con éxito los electrones correspondientes que deberían de haberse producido durante la desintegración de neutrones.
Las áreas brillantes de Ceres sugieren actividad geológica
15/12/2017 de JPL / Icarus
Esta imagen en perspectiva simulada del cráter Occator muestra las áreas mas brillante de Ceres. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Si pudieras volar en la nave espacial Dawn de NASA, verías la superficie del planeta enano Ceres bastante oscura en general, pero con excepciones notables. Estas excepciones son los cientos de áreas brillantes que destacan en las imágenes que Dawn ha enviado. Ahora los científicos tienen una mejor idea de cómo se forman estas áreas reflectantes y de cómo cambian con el paso del tiempo, procesos indicativos de un mundo activo y en evolución.
«Las misteriosas manchas brillantes de Ceres, que han cautivado tanto al equipo científico de Dawn como al púbico, revelan pruebas del antiguo océano subterráneo de Ceres e indican que, lejos de ser un mundo muerto, Ceres es sorprendentemente activo. Los procesos geológicos que crearon estas áreas brillantes pueden todavía estar cambiando el aspecto de Ceres en la actualidad», explica Carol Raymond (JPL).
El primer grupo de manchas brillantes contiene el material más reflectante de Ceres, que se halla en el fondo de cráteres. El ejemplo más icónico es el del cráter Occator, que alberga dos prominentes zonas brillantes. Todo este material brillante del cráter está compuesto por material rico en sales, que en el pasado estuvo mezclado con agua. En la segunda categoría, más común, se encuentra el material brillante hallado en los bordes de los cráteres, que baja hacia su interior. Posiblemente se trata de material brillante que se encontraba en el subsuelo y quedó al descubierto por un impacto, o que se formó en un impacto anterior.
Hace cientos de millones de años, el material brillante estaba mezclado con el material oscuro que forma el grueso de la superficie de Ceres, así como de escombros expulsados durante impactos. «Las investigaciones anteriores han demostrado que el material brillante está compuesto por sales y pensamos que la actividad de un fluido subterráneo lo transportó a la superficie, formando algunas de las manchas brillantes», explica Nathan Stein (Caltech).
Resultados y datos iniciales de las observaciones de ‘Oumumua del proyecto Breakthrough Listen
18/12/2017 de Breakthrough Initiatives
Ilustración artística de 1l/’Oumuamua. Crédito: ESO/M.Kommesser.
Breakthrough Listen, el proyecto que busca signos de vida inteligente en el Universo, ha publicado los resultados preliminares y los datos iniciales de sus observaciones del «visitante interestelar» ‘Oumuamua.
El bloque inicial de observaciones (el primero de los cuatro planeados) tuvo lugar el pasado 13 de diciembre con el instrumento de Breakthrough Listen instalado en el radiotelescopio de Green Bank. Listen observó ‘Oumuamua en cuatro bandas de radio, cubriendo miles de millones de canales individuales entre 1 GHz y 12GHz.
Ahora se ha empezado a buscar señales que puedan tener un origen artificial, pero a pesar del impresionante poder de cálculo del cúmulo de ordenadores de Breathrough Listen en Green Bank, el gran volumen de datos significa que se tardará un cierto tiempo en completar el análisis.
El algoritmo utilizado peina los datos en bandas estrechas buscando los que van cambiando de frecuencia. Comparando el ritmo de cambio de estas señales con el desplazamiento esperado debido al movimiento de ‘Oumuamua, el software intenta identificar cualquier señal que proceda del propio ‘Oumuamua, No se han detectado señales de este tipo, aunque el análisis todavía no es completo.
¿Tiene una luna el nuevo destino de New Horizons?
18/12/2017 de Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
En tres ocasiones, durante junio y julio de 2017, los miembros de la misión New Horizons intentaron realizar el seguimiento de un pequeño objeto lejano del Cinturón de Kuiper, MU69, mientras pasaba por delante de una estrella, un fenómeno conocido como ocultación. Las líneas de colores marcan la trayectoria de la estrella observada desde diferentes telescopios cada día; los espacios vacío en esas líneas corresponden a los pocos segundos en que MU69 estaba bloqueando la luz de la estrella. Los científicos utilizan estas observaciones para intentar hacerse una idea de cómo son MU69 y sus cuerpos compañeros.
Los científicos ya se sorprendieron este pasado verano cuando se supo que el objeto al que se dirige la nave New Horizons de NASA puede, o bien tener forma de cacahuete, o tratarse de dos objetos en órbita uno alrededor del otro. Ahora datos nuevos apuntan a que 2014 MU69 podría tener compañía: una luna pequeña.
Es la última teoría del equipo de New Horizons, mientras siguen analizando datos de telescopio del objetivo por el que pasará el día de año nuevo de 2019. «Realmente no conoceremos el aspecto de MU69 hasta que lo sobrevolemos o saber más sobre él hasta después del encuentro», explica Marc Buie (Southwest Research Institute). «Pero incluso desde lejos, cuanto más lo examinamos más interesante y apasionante se convierte este pequeño mundo».
Los datos que condujeron a esta hipótesis sobre la naturaleza de MU69 fueron reunidos durante seis semanas en junio y julio, cuando los investigadores realizaron tres intentos de colocar telescopios en el estrecho camino recorrido por la sombra arrojada por MU69 al pasar por delante de una estrella.
Que MU69 pueda tener una luna surge de datos recopilados durante una ocultación el 10 de julio por el observatorio SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) dirigido hacia MU69 mientras volaba sobre el océano Pacifico. SOFIA detectó lo que pareció ser una caída muy breve del brillo de la estrella. Buie indica que análisis posteriores de estos datos, incluyendo cálculos del la órbita proporcionados por la misión Gaia de ESA, abren la posibilidad a que el parpadeo detectado por SOFIA pudiera ser otro objeto alrededor de MU69.
El amanecer de una colisión galáctica
18/12/2017 de ESA Hubble
NGC 5256 es una pareja de galaxias en su fase final de fusión. Los nuevos datos hacen que el gas y el polvo que se mueve por dentro y por fuera de la galaxia se vea mejor que en observaciones previas. Crédito: ESA/Hubble, NASA.
Un revoltijo de color y luz baila por esta galaxia con forma peculiar, NGC 5256. Sus estrellas como de humo son lanzadas en todas direcciones y el núcleo brillante ilumina las regiones caóticas de gas y de polvo que giran por el centro de la galaxia. Su extraña estructura es debida al hecho de que se trata, no de una galaxia, sino de dos, en proceso de choque.
NGC 5256, también conocida como Markarian 266, se encuentra a unos 350 millones de años-luz de la Tierra, en la constelación de la Osa Mayor. Está compuesta de dos galaxias de disco cuyos núcleos están actualmente separados sólo 13 000 años-luz. El gas, polvo y estrellas que la constituyen se revuelven en una vigorosa batidora cósmica, encendiendo estrellas recién nacidas en brillantes regiones de formación estelar por la galaxia.
Las galaxias en interacción pueden encontrarse por todo el Universo, produciendo una gran variedad de estructuras complicadas. Algunas son tranquilas, con una galaxia que absorbe desvergonzadamente a la otra. Otras son violentas y caóticas, produciendo cuásares, detonando supernovas y provocando brotes de formación de estrellas.
Aunque estas acciones son destructivas a escala galáctica, las estrellas muy rara vez colisionan entre sí en este proceso debido a las enormes distancias que hay entre ellas. Pero cuando las galaxias se entrelazan, efectos de marea muy fuertes producen estructuras nuevas, como las estelas de aspecto caótico de NGC 5256, antes de asentarse en una disposición estable después de millones de años.
Un modo mejor de pesar millones de estrellas solitarias
18/12/2017 de Vanderbilt University / The Astronomical Journal
Desarrollan un nuevo método para determinar las masas de estrellas solitarias. Fuente de la ilustración: Vanderbilt University.
A un equipo de astrónomos se le ha ocurrido un método mejorado para medir las masas de millones de estrellas solitarias, especialmente de aquéllas con sistemas planetarios. Conseguir medidas precisas de cuánto pesan las estrellas no solo juega un papel crucial para entender cómo nacen, evolucionan y mueren las estrellas, sino que es también esencial para comprobar la verdadera naturaleza de miles de exoplanetas que ahora se sabe que están en órbita alrededor de la mayoría de estrellas.
El método está pensado para la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), que se encuentra en proceso de cartografíado de nuestra galaxia la Vía Láctea en tres dimensiones y para el próximo satélite de exploración de exoplanetas transitantes (TESS), que será lanzado el año próximo y que estudiará las 200 000 estrellas más brillantes del firmamento buscando tierras alienígenas.
«Hemos desarrollado un método novedoso para ‘pesar’ estrellas solitarias, comenta Keivan Stassun (Universidad de Vanderbilt). «Primero utilizamos la luz total de la estrella y su paralaje para inferir su diámetro. Luego analizamos el modo en que la luz de la estrella parpadea, lo que nos proporciona una medida de su gravedad superficial. Entonces combinamos las dos cosas para conseguir la masa total de la estrella».
Satussun y sus colaboradores han demostrado la precisión de este método utilizando 675 estrellas de masa conocida. «Nuestro método puede medir un gran número de estrellas con una precisión de entre el 10 y el 25 por ciento. En la mayoría de los casos, esto es mucho más preciso de lo que es posible con otros de los métodos disponibles y, lo importante, es que puede ser aplicado a estrellas solitarias de modo que no estamos limitados a las binarias», explica Sassun.
Caos de órbitas alrededor de una enana roja
19/12/2017 de Université de Genève / Nature
Una regata espacial alrededor de GJ436. Los barcos espaciales aparcados en el plano ecuatorial de la estrella esperan a que emerja el planeta peludo por este plano y pillar el «viento» planetario con la ayuda de naves con cometas. Crédito: Denis Bajram – Creative Commons.
En la imaginación colectiva, todos los planetas de un sistema solar giran en círculos alrededor de su estrella en el mismo plano que coincide con el plano del ecuador de la estrella. Además, la estrella gira a su vez y su eje de giro está alineado con los ejes de giro de las órbitas planetarias, dando la impresión de un sistema bien ordenado. Pero la naturaleza es caprichosa, tal como acaba de averiguar un equipo internacional de investigadores: han detectado un sistema planetario cabeza abajo.
GJ436 es una estrella famosa por tener un planeta «peludo» que se evapora como un cometa. En un estudio nuevo, investigadores de la Universidad de Ginebra demuestran que además de su enorme nube de gas, el planeta GJ436b también tiene una órbita muy especial. Es polar: en lugar de girar en el plano ecuatorial de la estrella, el planeta pasa casi justo por encima de los polos estelares.
A diferencia de los planetas del Sistema Solar, cuyas órbitas son casi círculos perfectos, la de GJ436b forma una elipse muy plana, fuertemente excéntrica; esto es, su distancia a la estrella cambia a lo largo de su órbita. «Este planeta se halla bajo fuerzas de marea enorme porque se encuentra increíblemente cerca de su estrella, apenas al 3% de la distancia d ella Tierra al Sol, explica Vincent Bourrier (UNIGE). «La estrella es una enana roja cuya vida es muy larga, las fuerzas de marea que induce deberían de haber convertido en circular la órbita del planeta, ¡pero no es el caso!».
La existencia de un planeta perturbador desconocido, más masivo y lejano, explicaría por qué GJ436b no está en una órbita circular: «Si esto es cierto, entonces nuestros cálculos indican que no sólo el planeta no seguiría un círculo alrededor de la estrella, como sabemos desde hace 10 años, sino que además debería de encontrarse en una órbita altamente inclinada. ¡Esto es precisamente lo que acabamos de medir!», explica con entusiasmo Hervé Beust. Los mismos cálculo predicen también que el planeta no ha estado siempre tan cerca de su estrella, sino que podría haberse acercado recientemente (en una escala cósmica).
Un nuevo método para detectar planetas en el sistema de Alpha Centauri
19/12/2017 de Yale University / The Astronomical Journal
Representación artística de un hipotético planeta tipo Tierra en órbita en el sistema estelar de Alpha Centauri. Crédito: Michael S. Helfenbein.
Astrónomos de Yale han revisado el sistema estelar cercano Alpha Centauri y han encontrado modos nuevos para acotar la búsqueda de planetas habitables allí. Según un estudio, dirigido por la profesora Debra Fischer y la estudiante graduada Lily Zhao, puede haber planetas pequeños parecidos a la Tierra en Alpha Centauri que han pasado desapercibidos. Además el estudio descarta la existencia de varios planetas más grandes en el sistema que habían sido sugeridos por modelos anteriores.
«El Universo nos ha dicho que los tipos más comunes de planetas son los pequeños y nuestro estudio demuestra que esos son exactamente los que es más probable que se encuentren en órbita en Alpha Centauri A y B», explica Fischer.
El sistema de Alpha Centauri está ubicado a 1.3 parsecs (40 billones de kilómetros) de la Tierra, lo que le convierte en el sistema estelar vecino más cercano. Posee tres estrellas: Centauri A, Centauri B y Proxima Centauri. El año pasado se descubrió un planeta del tipo Tierra en órbita alrededor de Proxima Centauri.
Con datos espectrográficos nuevos, los investigadores se preguntaron: «Si hubiese un planeta rocoso, pequeño, en la zona habitable, ¿lo habríamos podido detectar?» A menudo la respuesta que encontraron fue «no». Zhao determinó que para Alpha Centauri A todavía podría haber planetas en órbita de menos de 50 veces la masa de la Tierra. Para Alpha Centauri B podría haber planetas de menos de 8 veces la masa de la Tierra y en el caso de Proxima Centauri, podría haber planetas en órbita de menos de la mitad de la masa terrestre.
Las fusiones de estrellas: un nuevo test de las teorías de la gravedad y de la energía oscura
19/12/2017 de Berkeley Lab / Physical Review Letters
Representación artística de la fusión de dos estrellas de neutrones. La cuadrícula del espacio-tiempo ondulada representa las ondas gravitacionales expulsadas por el choque y los haces estrechos muestran la emisión de rayos gamma lanzados sólo unos segundos después que las ondas gravitacionales. Crédito: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.
Cuando los científicos registraron unas ondulaciones en el espacio-tiempo seguidas dos segundos más tarde por un estallido de luz que fue observado por docenas de telescopios de todo el globo, habían sido testigos, por primera vez, de la colisión explosiva y la fusión de dos estrellas de neutrones. Este intenso fenómeno cosmológico fue observado el 17 de agosto y tuvo otras repercusiones en la Tierra: refutaba una clase de teorías de la energía oscura que modifican la gravedad y puso en duda otra gran clase de teorías.
La fusión de las estrellas de neutrones creó ondas gravitacionales – una distorsión ondulada en el tejido del espacio y el tiempo, como una piedra lanzada en un estanque crea ondas en él – que viajaron 130 millones de años-uz por el espacio y llegaron a la Tierra casi al mismo tiempo que la luz de alta energía emitida por esta fusión. Este llegada casi simultánea es un test muy importante para las teorías sobre la energía oscura y la gravedad.
«Nuestros resultados suponen un progreso importante para elucidar la naturaleza de la energía oscura», explica Miguel Zumalacárregui (Berkeley Lab). «Las teorías más simples han sobrevivido», comenta. «Lo importante realmente es la coincidencia temporal».
La teoría centenaria de la «constante cosmológica» introducida por Albert Einstein en relación con su trabajo en relatividad general y otras teorías derivadas de este modelo, siguen siendo contendientes viables, porque proponen que la energía oscura es una constante tanto en el espacio como en el tiempo: las ondas gravitacionales y las ondas de luz están afectadas del mismo modo por la energía oscura y, por tanto, viajan a la misma velocidad por el espacio.
«La explicación favorita es esta constante cosmológica», explica Zumalacárregui. «Es tan sencillo como eso». Otras teorías, que mantenían que la llegada de las ondas gravitacionales estaría separada temporalmente de la llegada de la señal luminosa de la fusión por periodos mucho más largos (hasta de millones de años) no explican lo que se vio y por tanto deben de ser modificadas o descartadas.
Descubren cómo una corriente de chorro de Júpiter pone la marcha atrás
19/12/2017 de NASA / Journal of Geophysical Research-Planets
Desplazándose velozmente por la atmósfera a gran altura sobre el ecuador de Jupiter hay una corriente de chorro con dirección este-oeste que invierte su sentido siguiendo un horario casi tan predecible como el de un tren de Tokio. Ahora un equipo dirigido por NASA ha identificado qué tipo de ondas fuerzan a este chorro a cambiar de sentido.
Corrientes de chorro ecuatoriales parecidas se han identificado en Saturno y en la Tierra, donde una perturbación del patrón de vientos usual complicó las predicciones meteorológicas a principios de 2016. El estudio nuevo combina modelos de la atmósfera de Júpiter con observaciones detalladas realizadas a lo largo de cinco años con el telescopio infrarrojo IRTF de NASA. Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a conocer mejor la atmósfera dinámica de Júpiter y de otros planetas, incluyendo aquellos que están fuera de nuestro Sistema Solar.
La corriente de chorro ecuatorial de la Tierra fue descubierta cuando se observó que las cenizas de la erupción de 1883 del volcán Krakatoa eran transportadas por un viento del oeste hacia la estratosfera, la región de la atmósfera donde los aviones modernos alcanzan la altura de crucero. Más tarde, globos atmosféricos registraron un viento del este en la estratosfera. Al final los científicos determinaron que estos vientos invierten su dirección regularmente y que ambos casos forman parte del mismo fenómeno. El patrón alternante comienza en la baja estratosfera y se propaga hacia abajo hasta la frontera con la troposfera (la capa más baja de la atmósfera). En su fase hacia el este, está asociado con temperaturas más cálidas. La fase hacia el oeste se asocia con temperaturas más frías. El patrón se conoce como oscilación casi-bienal y un ciclo dura unos 28 meses.
El ciclo de Júpiter se llama oscilación casi-cuadrienal y dura unos cuatro años terrestres. Las nuevas medidas demuestran que el chorro ecuatorial alcanza hasta una altura bastante considerable en la estratosfera de Júpiter, y que las ondas de gravedad son la causa principal de su formación. El modelo de los científicos asume que se producen ondas de gravedad por convección en la baja atmósfera que viajan subiendo hacia la estratosfera, donde fuerzan el cambio de sentido de la oscilación. Los resultados de las simulaciones coinciden plenamente con las nuevas observaciones, lo que indica que han identificado el mecanismo correctamente.
Una galaxia a 8 mil millones de años-luz aporta datos sobre los agujeros negros supermasivos
20/12/2017 de Brigham Young University / Nature
Representación artística de un blazar. Crédito: NASA/JPL-Caltech/GSFC.
En diciembre de 2016, lo que en imágenes digitales de telescopio parecía una estrella más entre otras se tornó 250 veces más brillante de lo normal. A casi 8 mil millones de años-luz de distancia, CTA 102 es un agujero negro supermasivo rodeado por un disco de materia que gira y chorros de material lanzados desde él (todo esto conocido de forma conjunta como un blazar). Y cuando aumentó de brillo, los astrónomos tomaron nota.
J. Ward Moody (BYU) captó múltiples imágenes diarias del blazar con un pequeño telescopio óptico. «Cuando explotó tal como lo hizo, nos ofreció la mejor oportunidad hasta la fecha de comprender por qué los blazares aumentan repentinamente de brillo».
Y estudiar la luz del blazar a su vez puede ofrecernos datos sobre cómo se forman las galaxias. La mayoría de las galaxias cercanas poseen agujeros negros supermasivos en su centro. Los agujeros de las galaxias más viejas están solos, habiendo absorbido o expulsado hace tiempo el material que los rodeaba y los astrónomos no pueden estudiar los agujeros negros directamente porque no emiten luz. Pero los agujeros negros de las galaxias más jóvenes están rodeados de materiales y toda suerte de fenómenos físicos de alta energía.
El aumento de brillo de CTA 102 en 2016 (provocado por una masa de gas expulsada a través de un tubo magnético) permitió también a los investigadores explorar la estructura de los blazares, que se hallan tan lejos que aparecen como puntos de luz en las imágenes. Su estudio revela que los chorros de material lanzados desde el blazar probablemente siguen trayectorias onduladas en lugar de líneas rectas. De este modo, a medida que el material viaja por el chorro, gira y cruza por la línea visual de los astrónomos.
Los planetas habitables alrededor de púlsares son teóricamente posibles
20/12/2017 de Astronomie.nl / Astronomy & Astrophysics
Representación artística de un planeta habitable (centro) cerca de un púlsar (derecha). Dicho planeta debe de tener una atmósfera enorme que convierta los rayos X y las partículas de alta energía letales del púlsar en calor. Crédito: Institute of Astronomy, University of Cambridge.
Es teóricamente posible que existan planetas habitables alrededor de púlsares. Dicho planetas deben de tener una atmósfera enorme que convierta los rayos X y las partículas de alta energía letales del púlsar en calor.
Los púlsares son famosos por sus condiciones extremas. Son estrellas de neutrones de tan solo entre 10 y 30 km de diámetro. Poseen campos magnéticos enormes, acretan materia y explotan regularmente emitiendo grandes cantidades de rayos X y otras partículas energéticas. A pesar de ello, Alessandro Patruno (Leiden University y ASTRON) y Mihkel Kama (Leiden University y Cambridge University) sugieren que podría haber vida en las cercanías de estas estrellas.
Es la primera vez que los astrónomos tratan de calcular la zona habitable en estrellas de neutrones. Los cálculos muestran que la zona habitable alrededor de una estrella de neutrones puede ser tan grande con la distancia entre nuestra Tierra y el Sol. Una premisa importante es que el planeta debe de ser una supertierra con masa entre una y diez veces la de nuestra Tierra. Un planeta más pequeño perdería su atmósfera en unos pocos miles de años. Además la atmósfera debe de ser un millón de veces más densa que la de la Tierra. Las condiciones en la superficie del planeta podrían parecerse a las encontradas a gran profundidad bajo el mar en la Tierra.
Los astrónomos estudiaron el púlsar PSR B1257+12, ubicado a unos 2300 años-luz en la constelación de Virgo. Tres planetas están en órbita alrededor de este púlsar. Dos de ellos son supertierras con masa entre 4 y 5 veces la de nuestro planeta. Los planetas se hallan en órbitas suficientemente cercanas al púlsar como para que éste los caliente. Patruno explica que «según nuestros cálculos, la temperatura de los planetas podría ser adecuada para la presencia de agua líquida en su superficie. Sin embargo, todavía desconocemos si las dos supertierras poseen la atmósfera extremadamente densa necesaria».
Un nuevo giro en la historia de la materia oscura
20/12/2017 de Chandra
Esta imagen muestra los datos en rayos X de Chandra (azul) del cúmulo de galaxias de Perseo, que han sido combinados con datos en el óptico del telescopio espacial Hubble (rosa) y emisión en radio del VLA (rojo). Créditos: rayos X de NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; radio de NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al. ; óptico de NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS.
Una interpretación novedosa de los datos en rayos X de un cúmulo de galaxias podría ayudar a los científicos a completar una misión en la que llevan décadas embarcados: determinar la naturaleza de la materia oscura. El hallazgo se basa en una nueva explicación para un conjunto de resultados obtenidos con los telescopios de rayos X Chandra de NASA, XMM-Newton de ESA y Hitomi de JAXA. Si se confirma con observaciones futuras, supondría un importante paso adelante en nuestro conocimiento sobre la naturaleza de la misteriosa sustancia invisible que constituye cerca de un 85% de la materia del Universo.
La historia de este trabajo tuvo comienzo en 2014, cuando un grupo de astrónomos dirigido por Esra Bulbul (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics enCambridge, Mass.) halló un pico de intensidad a una energía muy específica en observaciones realizadas con Chandra y XMM-Newton del gas caliente del cúmulo de galaxias de Perseo.
El pico , o línea de emisión, se encuentra a la energía de 3.5 kiloelectronvolts (keV). La intensidad de la línea de emisión a 3.5 keV es muy difícil de explicar (si no imposible) en términos de características observadas o predichas anteriormente de objetos astronómicos y, por tanto, se sugirió que tenía origen en la materia oscura. Más tarde se encontró la línea de emisión a 3.5 keV en otros cúmulos, en la galaxia M31 y en las afueras del cúmulo de Perseo, Sin embargo, otros astrónomos no la detectaron al observar otros objetos. El debate pareció encontrar su final cuando el satélite Hitomi en 2016 no detectó la línea de 3.5 keV en el cúmulo de Perseo, pero paradójicamente ha servido para dar un giro a la historia de la materia oscura.
Ahora un equipo dela Universidad de Oxford ha revisado los datos obtenidos por Chandra de la región cercana al agujero negro del cúmulo de Perseo, encontrando un déficit en lugar de un superávit de rayos X a 3.5 keV. Esto sugiere que algo en Perseo absorbe los rayos X a exactamente esta energía. Así, el equipo de Oxford sugiere que las partículas de materia oscura podrían ser parecidas a átomos que poseen dos estados de energía separados por 3.5keV. Si fuera así, sería posible observar la línea de absorción a 3.5 keV al observar en ángulos cercanos a la dirección del agujero negro y una línea de emisión al mirar al gas caliente de un cúmulo a ángulos grandes, lejos del agujero negro.
Microorganismos fósiles antiguos indican que la vida en el Universo podría ser común
20/12/2017 de UCLA / Proceedings of the National Academy of Sciences
Un microorganismo analizado por los investigadores. Crédito: J. William Schopf/UCLA.
Un nuevo análisis de los microorganismos fósiles más antiguos conocidos proporciona pruebas sólidas que apoyan la idea de que la vida es algo común en el Universo. Los microorganismos, de Australia Occidental, tienen 3465 millones de años de edad. Los investigadores de UCLA y la Universidad de Winsconsin-Madison afirman que dos de las especies que han estudiado parecen haber realizado una forma primitiva de fotosíntesis, otra aparentemente produjo gas metano y otras dos parecen haber consumido metano y haberlo utilizado para construir las paredes de sus células.
La prueba de que un grupo diverso de organismos había evolucionado ya extremadamente temprano en la historia de la Tierra, combinado con el vasto número de estrellas del Universo y de que muchas de ellas tienen planetas en órbita, apoya la hipótesis de la existencia de vida en otros lugares del Universo porque habría sido extremadamente poco probable que la vida se formase rápidamente en la Tierra pero no apareciese en otros lugares.
«Hace 3465 millones de años, la vida ya era diversa en la Tierra; eso está claro: fotosintetizadores primitivos, productores de metano, consumidores de metano», explica J. William Schopf (UCLA). «Se trata de los primeros datos que muestran la gran diversidad de organismos en aquella época de la historia de la Tierra y una investigación nuestra anterior ha demostrado que hubo consumidores de azufre hace 3400 millones de años también».
«Esto nos dice que la vida tuvo que empezar mucho antes y confirma que no fue difícil que la vida primitiva se formara y evolucionara en microorganismos más avanzados». Schopf aclara que los científicos desconocen cuánto antes pudo haber empezado la vida. «Pero, si las condiciones son las adecuadas, parece que la vida debería de ser algo generalizado en el Universo», concluye.
Burbujas gigantes en la superficie de una estrella gigante roja
21/12/2017 de ESO / Nature
Utilizando el Very Large Telescope de ESO, un equipo de astrónomos ha observado, por primera vez de forma directa, los patrones de granulación en la superficie de una estrella fuera del Sistema Solar: la envejecida estrella gigante roja π1 Gruis. Esta nueva imagen, obtenida por el instrumento PIONIER, revela las células convectivas que conforman la superficie de esta enorme estrella. Cada célula cubre más de un cuarto del diámetro de la estrella y tiene un tamaño de cerca de 120 millones de kilómetros. Crédito: ESO.
Utilizando el Very Large Telescope de ESO, un equipo de astrónomos ha observado, por primera vez de forma directa, los patrones de granulación en la superficie de una estrella fuera del Sistema Solar: la envejecida estrella gigante roja π1 Gruis. Esta nueva imagen, obtenida por el instrumento PIONIER, revela las células convectivas que conforman la superficie de esta enorme estrella, que tiene 350 veces el diámetro del Sol. Cada célula cubre más de un cuarto del diámetro de la estrella y tiene un tamaño de cerca de 120 millones de kilómetros. Estos nuevos resultados se publican esta semana en la revista Nature.
Situada a 530 años luz de la Tierra, en la constelación de Grus (la grulla), π1 Gruis es una gigante roja fría. Tiene aproximadamente la misma masa que nuestro Sol, pero es 350 veces más grande y varios miles de veces más brillante [1]. En unos 5.000 millones de años, nuestro Sol se hinchará para convertirse en una estrella gigante roja similar.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Claudia Paladini (ESO), ha utilizado el instrumento PIONIER, instalado en el Very Large Telescope de ESO, para observar π1 Gruis con un detalle sin precedentes. Descubrieron que la superficie de esta gigante roja tiene unas pocas células convectivas o gránulos, y que uno de ellos tiene un tamaño de unos 120 millones de kilómetros (alrededor de un cuarto del diámetro de la estrella) [2]. Sólo uno de estos gránulos se extendería desde el Sol hasta más allá de Venus. Cuando observamos las superficies — conocidas como fotosferas — de muchas estrellas gigantes, las vemos oscurecidas por el polvo, lo cual dificulta las observaciones. Sin embargo, en el caso de π1Gruis, aunque hay polvo lejos de la estrella, su presencia no tiene un efecto significativo en las nuevas observaciones infrarrojas [3].
Cuando, hace mucho tiempo, π1 Gruis se quedó sin hidrógeno para quemar, esta anciana estrella dejó atrás la primera etapa de su programa de fusión nuclear. Se contrajo a medida que se quedaba sin combustible, haciendo que la temperatura aumentara más de 100 millones de grados. Estas temperaturas extremas alimentaron la siguiente fase de la estrella, que comenzó a fusionar el helio en átomos más pesados como carbono y oxígeno. Entonces, este núcleo intensamente caliente, expulsó las capas externas de la estrella, haciendo que creciera hasta un tamaño cientos de veces más grande que su tamaño original. La estrella que hoy vemos es una gigante roja variable. Hasta ahora, nunca se habían obtenido imágenes detalladas de la superficie de una de estas estrellas.
La colisión de estrellas de neutrones: un chorro choca contra una barrera
21/12/2017 de Caltech / Nature
El 17 de agosto de 2017 observatorios de todo el mundo fueron testigos de la colisión de dos estrellas de neutrones. Al principio pensaban que se había formado un chorro estrecho y de alta velocidad (izquierda). Pero las observaciones en longitudes de onda de radio indican ahora que el chorro chocó contra material de los alrededores, produciendo una envoltura ancha y más lenta (estructura rosa de la derecha). Crédito: NRAO/AUI/NSF/D. Berry.
Hace millones de años una pareja de estrellas extremadamente densas, llamada estrellas de neutrones, colisionaron con un violento choque que perturbó el espacio y el tiempo. El 17 de agosto de 2017 tanto las ondas gravitacionales (perturbaciones en el espacio y el tiempo) como las ondas de luz emitidas durante la fusión de las estrella de neutrones, alcanzaron finalmente la Tierra. Esta luz ha sido observada segundos, días y meses después por docenas de telescopios en tierra y el espacio.
Ahora, científicos de Caltech y otras instituciones anuncian que la luz correspondiente a longitudes de onda en radio sigue aumentando de brillo, más de 100 días después del fenómeno. Estas observaciones en radio muestran que un chorro de material, lanzado por las dos estrellas de neutrones al chocar, está colisionando contra material situado en los alrededores, creando una envoltura que se desplaza más despacio y se hincha.
«Pensamos que el chorro está vertiendo su energía en la envoltura», dice Greg Hallinan (Caltech). «Al principio la gente pensaba que el material de la colisión salía en chorro, como una manguera, pero estamos viendo que el flujo de material es más lento y amplio, expandiéndose hacia afuera como una burbuja».
Los nuevos datos contradicen una teoría popular que describe lo que ocurre después de una fusión de estrellas de neutrones, una teoría que propone que el fenómeno produjo un un chorro rápido con forma de haz, asociado con explosiones extremas de energía llamadas estallidos de rayos gamma, en particular los conocidos como estallidos cortos de rayos gamma. Pero la emisión en radio cuenta una historia diferente. Si el chorro hubiese sido rápido y con forma de haz la luz en radio se habría debilitado con el paso del tiempo a medida que el chorro perdía energía. El hecho de que el brillo de la luz en radio, por el contrario, esté aumentando, sugiere la presencia de una envoltura que ahoga al chorro. La razón de esto es compleja pero está relacionada con el hecho de que el material más distribuido y lento de la envoltura emite más luz en radio que el material más rápido y enfocado del chorro.
Un filamento cósmico permite estudiar el agujero negro gigante de nuestra Galaxia
21/12/2017 de CfA / The Astrophysical Journal Letters
Una imagen en radio del centro de nuestra galaxia. El misterioso filamento que emite en radio es la línea curva situada cerca del centro de la imagen y el agujero negro supermasivo Sagitario A* es la fuente brillante cerca de la parte inferior de la imagen. Crédito: NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.
El centro de nuestra Galaxia ha sido intensamente estudiado durante muchos años, pero todavía alberga sorpresas para los científicos. Una estructura serpentina agazapada cerca del agujero negro supermasivo de la Galaxia ha sido el último descubrimiento que ha cautivado a los astrónomos.
En 2016, Farhad Yusef-Zadeh (Universidad Northwestern) anunció el descubrimiento de un filamento inusual cerca del centro de la Galaxia la Vía Láctea, utilizando los radiotelescopios del VLA. El filamento tiene unos 2.3 años-luz de longitud y se curva apuntando hacia el agujero negro supermasivo, llamado Sagitario A*, ubicado en el centro galáctico. Ahora otro equipo de astrónomos ha utilizado una técnica pionera para producir la imagen de mayor calidad obtenida jamás de este objeto curvo.
«Con nuestra imagen mejorada podemos ahora seguir el filamento hasta mucho más cerca del agujero negro central de la Galaxia y ya es suficientemente cerca como para indicarnos que debe de originarse allí», comenta Mark Morris (Universidad de California).
Los investigadores han considerado tres explicaciones principales para el filamento. La primera, que sea provocado por partículas expulsadas del agujero negro supermasivo. La segunda posibilidad, más fantástica, es que el filamento sea una cuerda cósmica, una clase de objetos teóricos, nunca detectados, que son largos y extremadamente delgados y que transportan corrientes eléctricas y masa. La opción final es que la posición y dirección del filamento alineado con el agujero negro sea una superposición casual y que no exista una asociación real entre los dos, aunque la probabilidad de que esto ocurra es muy baja.
Arrojan luz acerca de la formación de agujeros negros y galaxias
21/12/2017 de Keck Observatory / The Astrophysical Journal
Imagen de la galaxia que alberga el cuásar. Los colores verdes destacan el gas energético de la galaxia que está siendo iluminado por el cuásar. El azul representa potentes vientos que soplan por toda la galaxia. Los colores rojo-anaranjado representan gas molecular frío en el sistema, observado por ALMA. El agujero negro supermasivo se ubica en el centro del área circular rojo-anaranjada situada ligeramente por debajo del centro de la imagen. Crédito: A. Vayner y equipo.
Las estrellas que se forman en las galaxias parecen verse afectadas por el agujero negro supermasivo del centro de la galaxia, pero el mecanismo por el que ocurre esto no ha quedado claro a los investigadores hasta ahora.
En un nuevo estudio, Andrey Vayner (Universidad de California San Diego) y su equipo han examinado la energía de los potentes vientos generados por el brillante agujero negro supermasivo (conocido como ‘cuásar’) del centro de la galaxia 3C 298, situada a unos 9300 millones de años-luz de distancia. «Estudiamos agujeros negros supermasivos en el Universo muy temprano, cuando están creciendo de forma activa al acretar cantidades masivas de material gaseoso», explica Shelley Wright (Universidad de California San Diego). «Aunque los propios agujeros negros no emiten luz, el material gaseoso que consumen se calienta hasta temperaturas extremas, convirtiéndolos en los objetos más luminosos del Universo».
La investigación reveló que los vientos afectan a la galaxia entera e influyen en la aparición de estrellas. «Es notable que el agujero negro supermasivo sea capaz de influir sobre estrellas que se forman a distancias tan grandes», comenta Wright.
En la actualidad las galaxias vecinas a la nuestra muestran una fuerte correlación entre la masa de la galaxia y la de su agujero negro supermasivo. La investigación de Wright y Vayner indica que 3C 298 no cumple con esta relación de escala, sino que 3C 298 es 100 veces menos masiva de lo que debería dada la masa monstruosa de su agujero negro supermasivo. Esto implica que la masa del agujero negro supermasivo queda fijada mucho antes de que se forme la galaxia y que, en principio, la energía del cuásar es capaz de controlar el crecimiento de la galaxia.
