Abril 2016
La imagen más detallada de un disco protoplanetario obtenida por ALMA
5/4/2016 de ESO / Astrophysical Journal Letters
La mejor imagen que ALMA ha obtenido de un disco protoplanetario hasta la fecha. Esta imagen de la cercana y joven estrella TW Hydrae, nos muestra los clásicos anillos y brechas que revelan que, en este sistema, hay planetas en formación. Crédito: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
Esta nueva imagen de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra, con el mayor detalle logrado hasta ahora, el disco con formación de planetas que hay alrededor de la estrella de tipo solar TW Hydrae. Revela una prometedora brecha a la misma distancia de la estrella a la que se encuentra la Tierra del Sol, lo cual puede significar que está empezando a nacer una versión infantil de nuestro planeta o, posiblemente, una Supertierra, más masiva.
La estrella TW Hydrae es un conocido objeto de estudio para los astrónomos debido a su proximidad a la Tierra (unos 175 años luz de distancia) y su condición de estrella infante (cerca de 10 millones años). Además, desde la Tierra, la vemos de cara, lo cual ofrece a los astrónomos una vista poco habitual y sin distorsiones de los discos protoplanetarios que hay alrededor de la estrella.
“Estudios anteriores, realizados con telescopios ópticos y con radiotelescopios, confirman que TW Hydrae alberga un prominente disco cuyas características sugieren que hay planetas comenzando a formarse”, afirma Sean Andrews, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.) y principal autor de un artículo publicado hoy en la revista Astrophysical Journal Letters. “Las nuevas imágenes de ALMA muestran el disco con un detalle sin precedentes, revelando una serie de anillos concéntricos de brillante polvo y zonas oscuras, con interesantes características que pueden indicar que se está formando un planeta con una órbita parecida a la de la Tierra”.
En las nuevas imágenes hay otras zonas con pronunciadas brechas que se encuentran a tres mil millones y seis mil millones de kilómetros de la estrella central, distancias similares a las medias que separan al Sol de Urano y Plutón dentro de nuestro Sistema Solar. También parecen ser el resultado de la unión de partículas que acabarán dando lugar a planetas, que más tarde barrerán sus órbitas de polvo y gas y concentrarán el material restante en bandas bien definidas.
Spitzer cartografía los patrones climáticos de una supertierra
5/4/2016 de JPL / Nature
Esta ilustración muestra una posible imagen del caliente exoplaneta rocoso llamado 55 Cancri e que es casi dos veces mayor que la Tierra. Crédito: NASA / JPL-Caltech.
Las observaciones con el telescopio espacial Spitzer de NASA han producido el primer mapa de temperaturas de un planeta supertierra, un planeta rocoso casi el doble de grande que el nuestro. El mapa revela cambios extremos de temperatura de una cara del planeta a la otra y apunta a que una posible explicación de ello sea la presencia de flujos de lava.
“Nuestra imagen de este planeta sigue cambiando”, comenta Brice Olivier Demory de la Universidad de Cambridge, UK, autor principal del artículo publicado en la revista Nature. “Los últimos descubrimientos nos indican que el planeta tiene noches cálidas y días mucho más calientes. Esto indica que el transporte de calor por el planeta se realiza de manera poco eficiente. Proponemos que ello podría ser explicado por una atmósfera que existiría sólo en la cara diurna del planeta o por flujos de lava en la superficie del planeta”.
La tórrida supertierra 55 Cancri e se encuentra relativamente cerca de la Tierra, a unos 40 años-luz de distancia. Está en órbita muy cerca de su estrella, completando un giro cada 18 horas. Debido a la proximidad del planeta a la estrella, está sincronizada por la gravedad, igual que nuestra Luna con la Tierra. Esto significa que una cara de 55 Cancri e, denominada cara diurna, está siempre cociéndose bajo el calor intenso de su estrella, mientras que la cara nocturna permanece en la oscuridad y es mucho más fría.
Spitzer observó el planeta con su visión infrarroja durante un total de 80 horas mientras completaba varias órbitas alrededor de su estrella. El hecho de que haya detectado que la cara nocturna es significativamente más fría que la diurna significa que el calor no está siendo distribuido por el planeta demasiado bien. Los datos no apoyan la idea de que una atmósfera gruesa y vientos están moviendo el calor por el planeta tal como se pensaba. En cambio sugieren un planeta sin una atmósfera masiva y posiblemente apuntan a un mundo de lava donde la lava se endurecería en la cara nocturna y no sería capaz de transportar calor.
Las lunas de Saturno podrían ser más jóvenes que los dinosaurios
5/4/2016 de SETI Institute / Astrophysical Journal
La luna Rea de Saturno y todas las demás lunas y anillos más cercanos a Saturno podrían tener sólo 100 millones de años de edad. Los satélites exteriores (no mostrados aquí), incluyendo la mayor luna de Saturno, Titán, son probablemente tan viejos como el propio planeta. Crédito: NASA/JPL.
Una nueva investigación sugiere que algunas de las lunas heladas de Saturno, así como sus famosos anillos, pueden ser adornos modernos. Su dramático nacimiento puede haber tenido lugar solo hace unos cien millones de años, más recientemente que la época de muchos dinosaurios.
“Las lunas están siempre cambiando sus órbitas. Eso es inevitable”, comenta Matija Cuk, del Instituto SETI. “Pero ese fenómeno nos permite utilizar simulaciones por computadora para desvelar la historia de las lunas interiores de Saturno. Al hacerlo, encontramos que con mucha probabilidad nacieron durante el dos por ciento más reciente de la historia del planeta”.
Aunque los anillos de Saturno son conocidos desde el siglo XVII, todavía se debate sobre su edad. La hipótesis más directa es que son primordiales, tan viejos como el propio planeta, que tiene más de 4 mil millones de años. Sin embargo, en 2012 astrónomos franceses descubrieron que efectos de marea debidos a la interacción gravitatoria de las lunas interiores con fluidos a gran profundidad del interior de Saturno están haciendo que se desplacen a radios orbitales mayores con bastante rapidez. Dadas sus posiciones actuales, ello implica que estas lunas, y posiblemente los anillos, son un fenómeno reciente.
Cuk y sus colaboradores utilizaron modelos por computadora para deducir el comportamiento dinámico en el pasado de las heladas lunas interiores de Saturno. Mientras que nuestra Luna está en órbita alrededor de la propia Tierra, los muchos satélites que tiene Saturno deben de compartir el espacio unos con otros. Todas sus órbitas van creciendo lentamente debido a efectos de marea pero a ritmos diferentes. Esto provoca que ocasionalmente parejas de lunas entren en lo que se llama resonancias orbitales, que se producen cuando el periodo orbital de una luna es una fracción simple (por ejemplo la mitad o dos tercios) del periodo de otra luna. En estas configuraciones especiales incluso las órbitas pequeñas con gravedad débil pueden afectar intensamente las órbitas de otras, haciéndolas más alargadas e inclinándolas respecto de su plano orbital original.
Comparando las inclinaciones orbitales actuales con las predichas por las simulaciones, los investigadores pudieron averiguar cómo fueron creciendo muchas de las órbitas de las lunas de Saturno. Además, el análisis realizado por los investigadores teniendo en cuenta datos de la nave Cassini en relación con Encélado indican que ésta y otras de las mayores lunas de Saturno, excepto Titán y Japeto, tiene solo unos 100 millones de años de edad, correspondiente al periodo Cretáceo en a Tierra, la época de los dinosaurios.
El eje de la Luna de la Tierra cambió de posición hace miles de millones de años
5/4/2016 de Southern Methodist University / Nature
Corte 3D de la Luna ilustrando el desplazamiento de su eje de rotación. Crédito: James Keane, U of Arizona.
Un nuevo estudio publicado en la revista Nature anuncia el descubrimiento de un fenómeno raro: que el eje de rotación de la Luna cambió su orientación original lentamente hace unos 3 mil millones de años.
El científico planetario Matthew Siegler de la Southern Methodist University y sus colaboradores han realizado el descubrimiento mientras examinaban datos de NASA conocidos por señalar el hidrógeno de los polos lunares. El hidrógeno, detectado por instrumentos en órbita, se piensa que se encuentra en forma de hielo escondido al sol en cráteres que rodean los polos norte y sur de la Luna. La exposición a la luz solar directa hace que el hielo se evapore al espacio y por tanto este hielo (de quizás miles de millones de años de edad) es un marcador muy sensible de la orientación de la Luna en el pasado.
Un raro desplazamiento del hielo de los polos norte y sur actuales de la Luna fue el indicador que indujo a Siegler a reunir un equipo de expertos para mirar con más detenimiento los datos de las misiones Lunar Prospector y Lunar Reconnaissance Orbiter de NASA. El análisis estadístico reveló que el hielo se encuentra desplazado la misma distancia en cada polo pero en direcciones exactamente opuestas.
Esta oposición tan precisa indica que el eje de la Luna (la línea imaginaria que va de norte a sur pasando por su centro y alrededor de la cual gira la Luna) se desplazó por lo menos seis grados, probablemente en el plazo de mil millones de años, afirma Siegler.
El resplandor de un estallido rápido en radio fue realmente el parpadeo de un agujero negro
6/4/2016 de CfA / Astrophysical Journal Letters
Las observaciones realizadas con el conjunto de telescopios Jansky Very Large Array (VLA) de la NSF demuestran que lo que se sospechaba que era el resplandor de un estallido rápido en radio es realmente emisión en radio de un núcleo galáctico activo. Crédito: CfA.
El pasado mes de febrero un equipo de astrónomos anunció la detección del resplandor de un misterioso fenómeno llamado estallido rápido en radio que habría permitido determinar la posición precisa del origen del estallido, un objetivo por alcanzar todavía en el estudio de estos fenómenos misteriosos. Las observaciones realizadas con posterioridad pusieron en duda este resultado. Ahora, una nueva investigación realizada por los astrónomos de Harvard Peter Williams y Edo Berger demuestra que las emisiones en radio que se pensaba que eran un destello se originaron realmente en el núcleo de una galaxia lejana y no tuvo relación con el estallido rápido en radio.
“Parte del proceso científico es investigar los descubrimientos para ver si se mantienen. En este caso parece que hay una explicación más mundana para las observaciones originales en radio”, comenta Williams.
Tal como sugiere su nombre, los estallidos rápidos en radio (o FRB de sus iniciales en inglés) son breves pero potentes estallidos de energía en radio que duran sólo unos pocos milisegundos. Los primeros fueron identificados en 2007. Su origen sigue siendo un misterio. “Ni siquiera sabemos si proceden del interior de nuestra galaxia o si son extragalácticos”, explica Berger.
El evento designado FRB 150418 es el segundo que ha sido posible identificar en tiempo real. Las observaciones en radio mostraron un resplandor en radio que se iba apagando asociado con el FRB. El resplandor fue utilizado para relacionar el FRB con una galaxia situada a unos 6 mil millones de años luz de la Tierra. A finales de febrero y a lo largo de marzo, Williams y Berger investigaron con detalle la supuesta galaxia nodriza con el conjunto de radiotelescopios VLA. Si las observaciones iniciales hubieran correspondido a un resplandor, debería de haberse apagado ya por completo. Sin embargo encontraron una fuente en radio persistente cuya intensidad varía aleatoriamente en un factor tres, a menudo alcanzando niveles que coinciden con el brillo inicial encontrado para el supuesto resplandor. El estudio inicial también observó esta fuente pero desafortunadamente no captaron ninguna de las recuperaciones de su nivel de brillo.
La emisión se origina en un núcleo galáctico activo alimentado por un agujero negro supermasivo y no está relacionada con el FRB. Las variaciones que observamos desde la Tierra pueden deberse a un fenómeno de centelleo debido a los gases interestelares que hacen que un emisor en radio intrínsecamente estable parpadee, igual que la atmósfera de la Tierra provoca que las estrella titilen. La propia fuente podría también ser variable si el núcleo galáctico activo traga periódicamente más materia y sufre por ello aumentos de brillo.
El bombardeo temprano de Marte probablemente reforzó su habitabilidad
6/4/2016 de University of Colorado Boulder / Earth and Planetary Science Letters
Esta imagen generada por computadora muestra una zona de Marte en la frontera entre la noche y el día, en una región que incluye el cráter Gale, donde está empezando a amanecer. Crédito: NASA.
El bombardeo de Marte hace unos 4 mil millones de años por cometas y asteroides probablemente reforzó las condiciones climáticas lo suficiente para hacerlo más habitable, por lo menos durante un tiempo, según un nuevo estudio de la Universidad de Colorado Boulder.
El profesor Stephen Mojzsis afirma que si el Marte primitivo era estéril y frío como lo es hoy, un gran número de impactos de asteroides y cometas habría producido suficiente calor para fundir el hielo del subsuelo. Los impactos habrían creado sistemas hidrotermales regionales en Marte parecidos a los que encontramos en el Parque Nacional de Yellowstone, que actualmente albergan microbios que toman energía de reacciones químicas y algunos de los cuales pueden sobrevivir en manantiales termales o agua tan ácida que podría disolver las uñas.
Los científicos piensan que en el pasado el agua fluía por Marte, tal como parecen probar antiguos valles de ríos, deltas y partes de cuencas de lagos, comenta Monjzsis. Además de originar regiones hidrotermales en partes de la corteza fracturada y fundida de Marte, un impacto masivo podría haber aumentado temporalmente la presión atmosférica del planeta lo suficiente para volver a poner en marcha un ciclo del agua durmiente.
“Este estudio muestra que el bombardeo antiguo de Marte por cometas y asteroides habría sido muy beneficioso para la vida allí, si es que había vida”, comenta Mojzsis. “Pero hasta ahora carecemos de pruebas convincentes de que alguna vez existiera vida allí, así que no sabemos si el Marte primitivo fue un crisol de vida o un refugio para la vida”.
Un exoplaneta altamente excéntrico
6/4/2016 de MIT / The Astrophysical Journal Letters
Ilustración de artista del exoplaneta HD 80606 b que se distingue de los otros cientos de exoplanetas descubiertos recientemente por su órbita altamente excéntrica. Los investigadores han estudiado cómo cambia la temperatura cuando se acerca, roza y aleja de su estrella. Cortesía de los investigadores y de JPL.
Utilizando el telescopio espacial Spitzer de NASA, un equipo de científicos ha observado un exoplaneta de nombre HD 80606b. Este planeta tiene el tamaño de Júpiter aunque es cuatro veces más masivo y reside en un sistema a 190 años luz de la Tierra. en la constelación de la Osa Mayor.
Lo que distingue HD 80606 b de los cientos de exoplanetas descubiertos recientemente es su órbita altamente excéntrica. En lugar de conservar un recorrido circular, HD 80606 b pasa unos 100 días de su año siguiendo una ruta alargada, alejándose y regresando hacia su estrella, con un trayectoria muy parecida a la de un cometa. Y entonces, en sólo cuestión de 20 horas, pasa cerca de la estrella, casi rozándola, antes de alejarse de nuevo. En el momento de acercamiento máximo, el planeta recibe una enorme cantidad de energía de su estrella, más de mil veces más que la energía que la Tierra recibe del Sol cada día.
Julien de Wit y sus colaboradores han observado HD 80606 b durante más de 85 horas, durante su máximo acercamiento a su estrella. Los investigadores han estudiado cómo cambia la temperatura del planeta mientras se aproxima, roza y se aleja de su estrella. Determinaron que aunque la cara del planeta dirigida de la estrella alcanza unos 1700 ºC durante su máxima aproximación, estas temperaturas abrasadoras duran poco. Sorprendentemente, descubrieron que el planeta se enfría en menos de 10 horas mientras se aleja, alcanzando temperaturas tan frías que se hace invisible para Spitzer durante el resto de su órbita.
Se piensa que los jupiteres calientes empiezan teniendo órbitas circulares parecidas a la de nuestro Júpiter, lejos de sus estrellas. En un momento dado algo grande y masivo como una estrella cercana los empuja llevándolos a órbitas excéntricas. Entonces estos planetas son estrujados por la gravedad de su estrella cada vez que pasan cerca de ella. Durante cada paso cercano una fracción de la energía gravitatoria utilizada para comprimir el planeta se disipa en forma de calor, un proceso conocido como circularización. Por tanto, los investigadores piensan que HD 80606 b se encuentra en mitad de una migración, frenando desde una trayectoria elíptica a una circular.
Nacen muchas menos estrellas debido a la intensa radiación de los cuásares
6/4/2016 de Johns Hopkins University / Monthly Notices of te Royal Astronomical Society
En esta ilustración de artista, el viento galáctico caliente mostrado en la parte neblinosa de la imagen emana del cuásar brillante situado en el borde de un agujero negro, dispersando el gas y el polvo. Si se les permitiese enfriarse, este polvo y gas empezarían a formar estrellas. Crédito: Johns Hopkins University Illustration.
Un equipo de investigadores, dirigido por científicos de la Universidad Johns Hopkins ha encontrado nuevas pruebas nuevas y persuasivas que podrían ayudar a resolver un misterio de la astrofísica: ¿por qué el ritmo de formación de estrellas en el Universo se frenó hace unos 11 mil millones de años?
Los científicos se han preguntado durante años por qué el ritmo de formación de estrellas en las galaxias ha descendido hasta lo que actualmente los astrónomos estiman que es 30 veces más despacio que su ritmo máximo de hace 11 mil millones de años. El sospechoso principal es el proceso de retroalimentación de los cuásares en el interior de las galaxias, donde nacen las estrella. Ahora un nuevo estudio presenta pruebas de que la radiación intensa y los vientos de escala galáctica emitidos por los cuásares (los objetos más luminosos del Universo) calientan las nubes de gas y de polvo, impidiendo que se enfríen y formen nubes más densas y, en última instancia, estrellas.
“Yo diría que se trata de la primera prueba observacional convincente de la presencia de retroalimentación de un cuásar cuando el Universo solo tenía un cuarto de su edad actual, cuando la formación cósmica de estrellas era la más intensa”, comenta Tobias Marriage. Aunque el descubrimiento no es concluyente, según Marriage, la prueba es muy fuerte y tiene entusiasmados a los científicos. “Es como encontrar una pistola humeante con huellas dactilares cerca del cadáver pero sin encontrar la bala que encaje con la pistola”.
Encuentran un enorme agujero negro en un lugar poco probable
7/4/2016 de Hubble Site / Nature
Esta imagen simulada por computadora muestra un agujero supermasivo en el centro de una galaxia. La región negra del centro representa el horizonte de sucesos del agujero negro, de donde no puede escapar luz frente a la atracción gravitatoria del objeto masivo. La potente gravedad del agujero negro distorsiona el espacio que hay a su alrededor, como un espejo de feria. La luz del fondo se estira y dispersa a medida que las estrellas van rozando el agujero negro. Crédito: NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson y R. van der Marel (Space Telescope Science Institute).
Los astrónomos han descubierto un agujero negro supermasivo casi de récord, con una masa de 17 mil millones de veces la masa del Sol, en un lugar poco probable: el centro de una galaxia en un área poco poblada del Universo. Las observaciones, realizadas con el telescopio espacial Hubble y el telescopio Gemini de Hawái, podrían indicar que estos objetos monstruosos pueden ser más comunes de lo que se pensaba.
Hasta ahora los mayores agujeros negros supermasivos (aquéllos con unas 10 000 millones de veces la masa de nuestro Sol) habían sido encontrados en los centros de galaxias muy grandes en regiones del Universo llenas de otras galaxias. De hecho, el récord actual, con 21 mil millones de masas solares, se encuentra en el abarrotado cúmulo de galaxias de Coma, que contiene más de 1000 galaxias.
“El agujero negro de talla extragrande recién descubierto reside en el centro de una galaxia masiva elíptica, NGC 1600, situada en un páramo cósmico, en un pequeño grupo de unas 20 galaxias”, comenta la descubridora principal Chung-Pei Ma, de la Universidad de California-Berkeley. Mientras que encontrar un agujero negro gigante en una galaxia masiva en una zona abarrotada del Universo es algo esperable (como encontrarse con un rascacielos en Manhattan) parecía menos probable que pudieran hallarse en los pueblos pequeños del Universo.
“Hay bastantes galaxias del tamaño de NGC 1600 que residen en grupos de galaxias de tamaño promedio” comenta Ma. “Estimamos que estos grupos más pequeños son unas 50 veces más abundantes que los espectaculares cúmulos de galaxias como el cúmulo de Coma. Así que la pregunta es ahora, ¿se trata de la punta del iceberg? “.
Una posible explicación del gran tamaño del agujero negro es que se fusionó con otro agujero negro hace mucho tiempo, cuando las interacciones entre galaxias eran más frecuentes. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales se colocan en el centro de la galaxia nueva, orbitándose mutuamente pero cayendo uno hacia el otro lentamente, para acabar fundiéndose en un agujero negro todavía mayor. El agujero negro supermasivo continúa entonces creciendo, tragando gas dirigido hacia el centro por las colisiones galácticas. “Para convertirse en tan masivo, el agujero negro habría tenido que pasar una fase muy voraz durante la cual devoró grandes cantidades de gas”, comenta Ma.
Descubren colosales galaxias ‘superespirales’
7/4/2016 de JPL / The Astrophysical Journal
En datos de archivo, los investigadores han descubierto galaxias ‘superespirales’ que dejan pequeña a nuestra propia galaxia espiral, la Vía Láctea. Pueden brillar con una intensidad entre 8 y 14 veces el brillo de la Vía Láctea y sus discos son enormes en comparación con el disco de la Vía Láctea, que tiene un tamaño de 100 000 años luz. La mayor de ellas tiene un disco de 440 000 años luz de extensión. Crédito: SDSS.
Una extraña clase nueva de bestia galáctica ha sido observada en el bosque cósmico. Apodadas ‘superespirales’, estas galaxias sin precedente dejan pequeña a nuestra propia galaxia espiral, la Vía Láctea, y compiten en tamaño y brillo con las mayores galaxias del Universo.
Las superespirales se han escondido durante mucho tiempo a plena vista imitando el aspecto de galaxias espirales típicas. Un nuevo estudio de datos de archivo de NASA revela que estos objetos aparentemente cercanos se encuentran de hecho lejos, tratándose de versiones enormes de las espirales normales. Las raras galaxias superespirales suponen un importante misterio para los investigadores que desconocen cómo pudieron formarse.
“Hemos descubierto una clase no reconocida hasta ahora de galaxias espirales que son tan luminosas y masivas como las galaxias más brillantes y grandes que conocemos”, afirma Patrick Ogle, director de la investigación. “Es como si acabáramos de descubrir un nuevo animal terrestre rondando por ahí del tamaño de un elefante que sorprendentemente no había sido visto por los zoólogos”.
Ogle y sus colaboradores encontraron las superespirales por casualidad mientras buscaban galaxias extremadamente luminosas y masivas en la base de datos extragalácticos de NASA (NED). Esperaban que la mayoría de las galaxias encontradas en NED serían enormes galaxias maduras llamadas elípticas (por su forma de balón de rugby), pero se llevaron una gran sorpresa. En una muestra de aproximadamente 800 000 galaxias a no más de 3500 millones de años luz de la Tierra, 53 de las galaxias más brillantes presentaban una forma espiral en lugar de elíptica. Los investigadores comprobaron que se encontraban a gran distancia de la Tierra, la más cercana encontrándose a 1200 millones de años luz. Conociendo la distancia correcta quedaron al descubierto las asombrosas propiedades de este recién descubierto conjunto de galaxias con forma de remolino.
Las superespirales pueden brillar entre 8 y 14 veces con el brillo de la Vía Láctea. Tienen hasta 10 veces la masa de nuestra galaxia. Sus discos llenos de estrellas tienen entre 2 y 4 veces el tamaño del disco de la Vía Láctea, que es aproximadamente de 100 000 años luz, con la mayor superespiral abarcando 440 000 años luz. Las superespirales también emiten intensamente luz ultravioleta y del infrarrojo medio, indicando un tremendo ritmo de formación de estrellas nuevas: hasta 30 veces más que el de nuestra galaxia.
Descubren la primera estrella de neutrones que gira en Andrómeda
7/4/2016 de XMM-Newton / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Imagen de la galaxia de Andrómeda, o M31, una galaxia similar a nuestra Vía Láctea y en la que se ha encontrado por primera vez una estrella de neutrones giratoria. En el recuadro se ve la curva de luz de la fuente, conocida como 3XMM J004301.4+413017, mostrando que tiene un periodo de 1.2 segundos, compatible con que se trate de una estrella de neutrones giratoria. Créditos: Andromeda: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/J. Fritz, U. Gent/XMM-Newton/EPIC/W. Pietsch, MPE; datos: P. Esposito et al. (2016).
Décadas de búsquedas en la cercana galaxia gemela de la Vía Láctea, Andrómeda, han dado por fin fruto con el descubrimiento de una escurridiza clase de cadáver estelar, una estrella de neutrones, con el telescopio espacial XMM-Newton de ESA.
Andrómeda, o M31, es un objetivo popular entre los astrónomos. Bajo cielos oscuros y limpios es incluso visible a simple vista. Pero a pesar de haber sido muy bien estudiada, nunca había sido detectada una clase particular de objetos : estrellas de neutrones que giran.
Las estrellas de neutrones son los restos pequeños y extraordinariamente densos de una estrella que en tiempos fue masiva y que explotó como una potente supernova al fina de su vida natural. A menudo giran muy rápidamente y pueden enviar pulsos regulares de luz hacia la Tierra, como un faro que parece que emite destellos debido a su giro.
Estos ‘púlsares’ se encuentran formando parte de parejas estelares en las que la estrella de neutrones canibaliza a su vecina. Estos sistemas binarios son muy comunes en nuestra Galaxia, pero las señales regulares emitidas por una pareja de este tipo nunca se habían observado en Andrómeda.
Ahora un equipo de astrónomos que ha realizado una búsqueda sistemática en los archivos de datos del telescopio de rayos X XMM-Newton ha descubierto la señal de una fuente inusual que coincide con la de una estrella de neutrones que gira rápidamente. Completa una rotación cada 1.2 segundos y parece estar alimentándose de una estrella vecina que da una vuelta alrededor de ella cada 1.3 días.
Un independiente y joven planeta análogo de Júpiter encontrado en el vecindario solar
7/4/2016 de Carnegie Science / The Astrophysical Journal Letters
2MASS J1119–1137 pertenece al grupo de estrellas más jóvenes del vecindario solar, conocido como la asociación TW Hydrae, que contiene unas dos docenas de estrellas de 10 millones de años de edad. Crédito: David Rodriguez / SCISS / American Museum of Natural History.
Un equipo de astrónomos de Carnegie y Western University (Ontario, Canadá) ha descubierto uno de los planetas más jóvenes y brillantes que flota libremente por el espacio en un lugar relativamente cercano al Sol.
Con una edad de 10 millones de años, lo que significa que es prácticamente un bebé en la escala de tiempo galáctica, el objeto identificado como 2MASS J1119–1137 tiene entre cuatro y ocho veces la masa de Júpiter y, por tanto, se encuentra en el rango de masas que hay entre un planeta grande y una pequeña estrella enana marrón. Utilizando datos del satélite Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de NASA y de otros telescopios instalados en tierra, se pudo identificar 2MASS J1119–1137 por sus características luminosas únicas, usando una combinación de imágenes ópticas e infrarrojas tomadas en estudios de grandes áreas del cielo.
“Identificamos 2MASS J1119–1137 por su luz altamente inusual”, explica la autora principal de la investigación, Kendra Kellogg. “Emite mucha más luz en la parte infrarroja del espectro de lo que se esperaría si ya hubiese envejecido y enfriado”.
Las observaciones con el telescopio Gemini Sur en Chile permitieron a los investigadores confirmar que 2MASS J1119–1137 es un joven objeto de poca masa, con una edad inferior a los 200 millones de años. Los datos del espectrógrafo FIRE del telescopio Baade de 6.5m en Chile permitieron medir la velocidad a lo largo de la línea visual de 2MASS J1119–1137, por el desplazamiento Doppler de la luz que emite. Combinando esta medida con el movimiento por el cielo de 2MASS J1119–1137 los investigadores descubrieron que pertenece al grupo de estrellas más joven que hay en el vecindario del Sol. Este grupo contiene unas dos docenas de estrellas de 10 millones de años de edad, todas moviéndose por el espacio y son conocidas en conjunto como la asociación TW Hydrae. Que se trate de un objeto de solo 10 millones de años de edad indica que es un planeta que flota libremente por el espacio y no está asociado a ninguna estrella.
A una distancia de 95 años luz del Sol, 2MASS J1119–1137 no alcanza, por poco, la corona por ser el análogo de planeta que flota libremente más brillante. El titulo lo posee otro objeto conocido como PSO J318.5−22, descubierto hace tres años. Sin embargo, con una edad de 23 millones de años, PSO J318.5−22 tiene más del doble de la edad de 2MASS J1119–1137 y es más masivo. “Descubrir análogos de planetas como 2MASS J1119–1137 y PSO J318.5−22 ofrece una gran oportunidad para estudiar la naturaleza de planetas gigantes fuera del Sistema Solar”, concluye Kellogg, que afirma que los candidatos a planeta flotando libremente son “mucho más fáciles de estudiar que los planetas en órbita alrededor de otras estrellas. Los objetos como 2MASS J1119–1137 están vagando por el espacio solos y nuestras observaciones no se ven afectadas por el brillo de la estrella vecina”.
Varias supernovas bañaron la Tierra con escombros radiactivos
8/4/2016 de Australian National University / Nature
Ilustración de artista de una supernova. Crédito: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory.
Un equipo internacional de científicos ha encontrado pruebas de una serie de explosiones masivas de supernovas cerca de nuestro Sistema Solar, que bañaron la Tierra con escombros radiactivos.
Los investigadores han encontrado hierro-60 radiactivo en muestras del sedimento y de la corteza tomadas en los océanos Pacífico, Atlántico e Índico. El hierro-60 se concentró en un periodo hace entre 3.2 y 1.7 millones de años, lo que es relativamente reciente en términos astronómicos, comenta el director de la investigación, el Dr. Anton Wallner.
“Nos sorprendió grandemente ver que había escombros claramente repartidos durante 1.5 millones de años”, comenta Wallner. “Esto sugiere que se produjo una serie de supernovas, una tras otra”. “Es una coincidencia interesante que correspondan a cuando la Tierra se enfrió y pasó del Plioceno al Pleistoceno”.
Los investigadores han encontrado pruebas también de hierro-60 procedente de una supernova más antigua, datada hace unos 8 millones de años, coincidiendo con los cambios globales en la fauna del final del Mioceno. Algunas teorías sugieren que los rayos cósmico de las supernovas podrían haber aumentado la cubierta de nubes, enfriando el planeta.
Un posible origen de las supernovas podría ser un viejo cúmulo de estrellas, que desde entonces se ha alejado de la Tierra, según ha propuesto otro equipo de investigadores. Al cúmulo no le quedan grandes estrellas, lo que sugiere que ya han explotado como supernovas, expulsando andanadas de escombros al espacio.
El cometa que cambia de color
8/4/2016 de ESA / Icarus
Mosaico de cuatro imágenes del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, creado utilizando imágenes tomadas el 19 de septiembre de 2014 cuando Rosetta se encontraba a 28.6 km del cometa. Crédito: ESA/Rosetta/NAVCAM.
El cometa de Rosetta ha cambiado de color y brillo ante los ojos del orbitador de ESA, mientras el Sol arrancaba la superficie más antigua y dejaba al descubierto material más fresco.
El espectrómetro Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer, VIRTIS, empezó a detectar estos cambios en las partes iluminadas del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, la mayoría en el hemisferio norte y en las regiones ecuatoriales, en los meses que siguieron a la llegada de la nave espacial en agosto de 2014.
Un nuevo artículo anuncia los primeros descubrimientos de este estudio, hasta noviembre de 2014, tiempo durante el cual Rosetta operó a entre 100 y 10 km del núcleo del cometa. Al mismo tiempo, el propio cometa se desplazó en su órbita más cerca del Sol, de 542 millones de kilómetros a 438 millones de kilómetros.
VIRTIS monitorizó los cambios en la luz reflejada por la superficie dentro de un amplio intervalo de longitudes de onda del óptico y el infrarrojo, como indicador de cambios sutiles en la composición de la capa más exterior del cometa.
Cuando llegó, Rosetta se encontró con un cuerpo extremadamente oscuro, que reflejaba solo un 6% de la luz visible que recibía. Esto se debe a que la mayor parte de la superficie está cubierta por una capa de polvo oscuro, seco, compuesto por una mezcla de minerales y sustancias orgánicas. VIRTIS muestra que a medida que las capas “viejas” de polvo eran expulsadas lentamente, quedaba al descubierto material más fresco. La nueva superficie era a la vez más reflectante, haciendo que el cometa se volviera más brillante, y más rica en hielo, produciendo medidas más azules.
El Planeta 9 toma forma
8/4/2016 de Universität Bern / Astronomy & Astrophysics
Estructura simulada por computadora del posible Planeta 9. Crédito: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern.
Astrofísicos de la Universidad de Berna (Suiza) han creado un modelo de la evolución del posible planeta que se hallaría en nuestro Sistema Solar exterior. Estiman que el objeto tiene un radio actualmente igual a 3.7 veces el radio de la Tierra y una temperatura de -226º Celsius.
Los científicos suizos son expertos en modelizar la evolución de planetas. Normalmente estudian la formación de exoplanetas jóvenes en discos alrededor de otras estrellas que se encuentran a años luz de distancia de nosotros y la posibilidad de tomar imágenes directas de estos objetos con instrumentos futuros como el telescopio espacial James Webb. Esther Linder comenta: “Para mí el Planeta 9 es un objeto cercano, aunque se halla unas 700 veces más lejos del Sol que la distancia entre la Tierra y el Sol”. Los astrofísicos asumen que se trata de una versión más pequeña de Urano y Neptuno, un pequeño gigante de hielo con una envoltura de hidrógeno y helio. Con su modelo de evolución planetaria calcularon cómo los parámetros como el radio planetario o el brillo evolucionaron con el tiempo desde que se formó el Sistema Solar hace 4600 millones de años.
Los investigadores concluyen en su artículo científico que un planeta con la masa de unas 10 veces la Tierra tiene un radio actualmente de 3.7 veces el radio de la Tierra. Su temperatura es -226º Celsius. “Esto significa que la emisión del planeta está dominada por el enfriamiento de su núcleo, ya que de otro modo su temperatura sería de sólo -263º Celsius”, explica Linder. “Por tanto, la luz solar reflejada contribuye sólo en una parte pequeña a la radiación total que podría ser detectada. Esto también significa que el planeta es mucho más brillante en el infrarrojo que en el óptico”.
Encuentran un sistema triple con un júpiter caliente
8/4/2016 de University of Notre Dame / The Astronomical Journal
Ilustración de artista de la vista desde una hipotética luna en órbita en un sistema de tres estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Las imágenes claras y nítidas del sistema de un júpiter caliente tomadas por un físico de la Universidad de Notre Dame han sido vitales para determinar que un planeta nuevo se encuentra en un sistema de tres estrellas, un fenómeno sólo documentado anteriormente en pocas ocasiones.
Justin R. Crepp es parte del equipo que ha descubierto el planeta KELT-4Ab, considerado un júpiter caliente porque se trata de un gigante de gas que está en órbita extremadamente cerca de una de las estrellas de su sistema solar. El telescopio KELT (abreviatura de Kilodegree Extremely Little Telescope) detectó la presencia probable del planeta, ahora llamado KELT-4Ab, a unos 685 años luz de la Tierra. Crepp pudo captar imágenes nítidas y claras del sistema, descubriendo que el planeta de hecho forma parte de un sistema triple de estrellas, de las cuales solo se conocía una hasta ahora.
El KELT monitoriza estrellas brillantes en grandes zonas del cielo, buscando planetas que están en órbitas extremadamente cercanas a sus estrellas. Cuando observaron que la estrella KELT-A perdía brillo cada pocos días, los científicos pensaron que estaban siendo testigos de la presencia de un planeta en órbita. Entonces se le pidió a Crepp que utilizara el telescopio Keck para investigar y tomar fotos, y con ello acabó descubriendo las dos estrellas adicionales.
KELT-4Ab, con cerca de una vez y media el tamaño de Júpiter, está en órbita alrededor de la estrella principal del sistema cada tres días. Pero las otras dos estrellas giran una alrededor de la otra cada 30 años mientras están simultáneamente en órbita alrededor de la estrella principal – y el planeta – una vez cada 4000 años.
Hasta ahora sólo se han encontrado 4 planetas en sistemas de tres estrellas.
En el centro del cuásar más brillante
11/4/2016 de Max Planck Institute for Radio Astronomy / The Astrophysical Journal
Ilustración de artista del radiotelescopio de 10 m a bordo del satélite ruso Spektr-R que forma la parte espacial de la misión RadioAstron. Crédito: Astro Space Center of Lebedev Physical Institute.
La misión espacial RadioAstron, que consiste en un radiotelescopio de 10 metros a bordo del satélite ruso Spektr-R, ha revelado la estructura detallada de las regiones que emiten en radio del cuásar 3C 273 a longitudes de onda de 18, 6 y 1.3 cm. Estas observaciones han sido realizadas conjuntamente con cuatro de los mayores radiotelescopios de la Tierra, incluyendo la antena de 100 m de Effelsberg. Proporcionan una sensibilidad sin precedentes a emisiones en radio de escalas angulares de hasta 26 microsegundos de arco. Esta resolución fue alcanzada combinando las señales registradas en todas las antenas, creando el equivalente a un telescopio de casi 8 diámetros de la Tierra de tamaño.
Los agujeros negros supermasivos, que contienen entre millones y miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, residen en los centros de todas las galaxias masivas. Estos agujeros negros pueden producir chorros potentes con emisiones prodigiosas, a menudo brillando más que las estrellas de las galaxias donde se encuentran. Pero hay un límite a lo brillantes que pueden ser estos chorros: cuando los electrones se calientan a más de 100 mil millones de grados interactúan con su propia emisión y producen rayos X y gamma y rápidamente se enfrían.
Los astrónomos han anunciado recientemente la sorprendente violación de este límite teórico en el cuásar 3C 273. “Cuando medimos la temperatura efectiva del núcleo del cuásar encontramos ¡que supera los 10 billones de grados!”, comenta Yuri Koralev.”Este resultado es muy difícil de explicar con nuestros conocimientos actuales de cómo brillan los chorros relativistas de los cuásares”.
“Dado que RadioAstron ha medido temperaturas de brillo extremas en varios objetos, incluyendo observaciones recientes de BL Lacertae, estas medidas apuntan a que hay un nuevo proceso físico tras las fuentes de radiación de alta energía en cuásares”, afirma Andrei Lobanov.
Sin embargo, las temperaturas altas no fueron la única sorpresa que el equipo de RadioAstron ha encontrado en 3C 273. También han descubierto un efecto nunca antes observado en una fuente extragaláctica: la imagen de 3C 273 tiene subestructuras producidas por el efecto de estar viéndola a través del material insterestelar diluido de la Vía Láctea, permitiendo así el estudio de este plasma difuso que permea nuestra propia Galaxia.
Las enanas marrones perdidas
11/4/2016 de Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam / Astronomy and Astrophysics
INTEGRAL pone límites a los rayos gamma emitidos por agujeros negros en proceso de fusión
11/4/2016 de ESA / Astrophysical Journal Letters
Ilustración de artista de dos agujeros negros que se precipitan en espiral uno hacia el otro antes de unirse, emitiendo ondas gravitacionales (fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo). Crédito: ESA-C.Carreau.
El 14 de septiembre de 2015, el observatorio LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) detectó ondas gravitacionales (fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo) producidas por una pareja de agujeros negros mientras se precipitaban en espiral uno hacia al otro antes de fusionarse. La señal duró menos de medio segundo. El descubrimiento supuso la primera observación directa de ondas gravitacionales, predichas por Albert Einstein hace un siglo.
Dos días después de la detección, el equipo de LIGO alertó a varias instalaciones astronómicas instaladas en tierra y en el espacio para que buscaran posibles contrapartidas a la fuente de ondas gravitacionales. La naturaleza de la fuente no estaba clara en ese momento y se esperaba que las observaciones de seguimiento en todo el espectro electromagnético podrían proporcionar información valiosa sobre el culpable.
El satélite INTEGRAL de ESA es sensible a fuentes transitorias con emisiones de alta energía de todo el cielo, así que los científicos miraron en sus datos, buscando un brote repentino de rayos X duros o rayos gamma que podrían haber sido registrados al mismo tiempo que fueron detectadas las ondas gravitacionales.
“Buscamos por todos los datos disponibles de INTEGRAL, pero no encontramos ninguna indicación de emisión de alta energía asociada con la detección de LIGO”, comenta Volodymyr Savchenko del Centro François Arago Centre de París, Francia. En cambio, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de NASA observó lo que parece ser un repentino estallido de rayos gamma unos 0.4 segundos después de que se detectaran las ondas gravitacionales en una región del espacio que solapa con la amplia zona observada por LIGO. Sin embargo, si esta llamarada en rayos gamma hubiese sido de origen cósmico, ya sea relacionada con la fuente de ondas gravitacionales de LIGO o cualquier otro fenómeno astrofísico del Universo, debería de haber sido detectada también por INTEGRAL. La ausencia de dicha detección en ambos instrumentos de INTEGRAL sugiere que la medida de Fermi podría no tener relación con la detección de las ondas gravitacionales.
Colinas de Marte de más de un kilómetro de altura construidas por viento y el cambio climático
11/4/2016 de American Geophysical Union / Geophysical Research Letters
El cráter Gale, lugar de aterrizaje del robot de Marte Curiosity de NASA, posee un montículo de cinco kilómetros d altura en su centro llamado Monte Sharp. El círculo indica el lugar de aterrizaje del robot. La línea azul es el camino que ha recorrido. Un trabajo de investigación nuevo indica que los montículos como éste pueden haber sido creados por el viento a lo largo de miles de millones de años. Crédito: NASA / JPL.
Una nueva investigación ha descubierto que el viento ha creado montículos enormes de más de kilómetro y medio de altura en Marte a lo largo de miles de millones de años. Sus posiciones ayudan a averiguar cuándo se secó el Planeta Rojo durante un episodio de cambio climático global.
El descubrimiento muestra la importancia del viento en la formación del paisaje marciano, una fuerza que en la Tierra es vencida por otros procesos, afirma Mackenzie Day, estudiante graduado de la Universidad de Texas y director del estudio. “En Marte no hay tectónica de placas y no hay agua líquida así que no tienes nada con que sobreescribir ese proceso y tras miles de millones de años consigues estas colinas, que expresan cuánto cambio geomórfico puedes instigar realmente sólo con el viento”, afirmó Day. “El viento nunca podría haber hecho esto en la Tierra porque el agua actúa mucho más rápido y la tectónica actúa mucho más deprisa”.
Observados por vez primera durante el programa Viking de NASA en la década de 1970, los montículos se encuentran en el fondo de cráteres. Un análisis reciente del robot de Marte Curiosity en Monte Sharp, un montículo de cinco kilómetros de altura situada en el interior del cráter Gale, ha revelado que los más gruesos están hechos de roca sedimentaria, con las bases compuestas por sedimentos transportados por agua que solía fluir hacia el cráter y las partes superiores hechas de sedimentos depositados por viento. Sin embargo, todavía no se había explicado cómo se formaron las colinas en el interior de cráteres que en el pasado habían estado llenos de sedimentos.
Para comprobar si el viento podría haber creado un montículo, los investigadores construyeron un cráter en miniatura de 30 cm de ancho y 4 cm de profundidad, lleno con arena húmeda y colocado en un túnel de viento. Realizaron un seguimiento de la elevación y distribución de la arena en el crater hasta que toda ella había sido eliminada. El sedimento del modelo resultó erosionado en modos parecidos a los observados en cráteres marcianos, creando un foso con forma de luna creciente que se hizo más profundo y ancho alrededor de los bordes del cráter. Al final todo lo que quedó del sedimento era un montículo, que con el tiempo, también desapareció por la erosión.
Además, la estructura de los montículos ayuda a relacionar su formación con un cambio climático en Marte, según Gary Kocurek: el fondo se formó durante una época húmeda y la parte superior durante un periodo seco.
Origen de la vida: un cometa artificial contiene la pieza que faltaba
12/4/2016 de CNRS / Science
El procesado con radiación ultravioleta de hielos precometarios (izquierda) reproduce la evolución natural de los hielos interestelares observados en nubes moleculares (a la derecha, los Pilares de la Creación), conduciendo a la formación de moléculas de azúcar. Crédito: L. Le Sergeant d’Hendecourt (CNRS) / NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Un equipo de investigadores ha demostrado por primera vez que la ribosa, un azúcar que es uno de los constituyentes del material genético de los organismos vivos, puede encontrarse en hielos cometarios. Para alcanzar este resultado, los científicos del Instituto de Química de Niza (Francia) llevaron a cabo un análisis muy detallado de un cometa artificial creado por sus colaboradores del Instituto de Astrofísica Espacial. Junso con otros equipos, incluyendo el del sincrotrón SOLEIL, proponen el primer escenario realista para la formación de este componente clave que nunca había sido detectado en hielos de cometas o asteroides hasta ahora. Su descubrimiento arroja nueva luz sobre la aparición de la vida en la Tierra.
El material genético de todos los organismos vivos de la Tierra, así como de los virus, está constituido por ácidos nucleicos, el ADN y el ARN. El ARN, que se considera más primitivo, se piensa que fue una de las primeras moléculares características de la vida que apareció en la Tierra. Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo acerca del origen de estos compuestos biológicos. Algunos piensan que la Tierra fue sembrada por cometas y asteroides que contenían los constituyentes básicos necesarios para formar estas moléculas. Y de hecho se han encontrado ya varios aminoácidos (los componentes de las proteínas) y bases nitrogenadas (uno de los componentes de los ácidos nucleicos) en meteoritos y en cometas artificiales producidos en laboratorios. Sin embargo, la ribosa, el otro componente clave del ARN, nunca había sido detectado en materia extraterrestre o creada en laboratorio bajo condiciones “astrofísicas”. Ahora, simulando la evolución del hielo interestelar que compone los cometas, los equipos de investigadores franceses han obtenido ribosa con éxito, un paso clave para comprender el origen del ARN y, por tanto, de la vida.
Como primer paso, se creó un cometa artificial reflejando una composición representativa de los cometas con una mezcla de agua (H2O), metanol (CH3OH) amoníaco (NH3) en una cámara de alto vacío a -200ºC. Los científicos simularon la formación de granos de polvo cubiertos de hielo y este material fue sometido a radiación ultravioleta, como ocurre en las nubes moleculares donde se forman estos granos. La muestra fue templada hasta la temperatura ambiente, como ocurre en los cometas cuando se acercan al Sol. Al analizar con mucha precisión su composición química fueron detectados varios azúcares, incluyendo la ribosa. Su variedad y abundancias relativas sugieren que se formaron a partir de formaldehído, una molécula que se encuentra en el espacio y en los cometas y que se forma en grandes cantidades a partir del metanol y el agua.
Aunque la presencia de ribosa en los cometas reales sigue pendiente de confirmación, este descubrimiento completa la lista de constituyentes moleculares de la vida que pueden formarse en el hielo interestelar. También apoya la teoría de que los cometas son el origen de las moléculas orgánicas que hicieron posible la vida en la Tierra y quizás en otros lugares del Universo.
Descubren una misteriosa alineación de agujeros negros
12/4/2016 de Royal Astronomical Society / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Imagen del mapa de radio que cubre la región ELAIS-N1, con los chorros de las galaxias alineados. La imagen a la izquierda tiene círculos blancos alrededor de las galaxias alineadas; la imagen de la derecha es la misma sin los círculos. Crédito: Professor Russ Taylor.
Imágenes profundas en radio obtenidas por investigadores de la Universidad de Ciudad del Cabo y la Universidad del Cabo Occidental en Sudáfrica han revelado que en un grupo de agujeros negros supermasivos de una región del Universo lejano todos ellos están emitiendo chorros en radio en la misma dirección, muy probablemente debido a fluctuaciones primordiales de masa del Universo temprano.
El resultado nuevo es el descubrimiento, por primera vez, de un alineamiento en los chorros emitidos por las galaxias en un amplio volumen de espacio. Los chorros son producidos por los agujeros negros supermasivos que hay en el centro de estas galaxias y el único modo en que este alineamiento puede existir es si todos los agujeros negros supermasivos están girando en la misma dirección, según el profesor Andrew Russ Taylor.
“Dado que estos agujeros negros no saben nada unos de otros ni tienen ningún modo de intercambiar información o de influir directamente uno sobre otro a estas enormes distancias, este alineamiento del giro debe de haberse producido durante la formación de las galaxias en el Universo temprano”, señala.
Esto implica que hay un giro coherente en la estructura de este volumen de espacio que se formó a partir de las fluctuaciones de masa primordiales que estuvieron en el origen de la creación de la estructura a gran escala del Universo.
Estrellas que arrancan la atmósfera de supertierras cercanas
12/4/2016 de University of Yale / Nature Communications
Ilustración de artista de la atmósfera de un planeta siendo arrancada por el viento de la estrella vecina. Crédito: Peter Devine.
Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una nueva clase de planetas fuera de nuestro Sistema Solar cuya atmósfera ha sido arrancada por la radiación de su propio sol. “Es como si estuvieran demasiado cerca de un secador a máxima velocidad y temperatura”, comenta el profesor de Yale Sarbani Basu, coautor del estudio. “Todo lo que está poco agarrado es eliminado. En este caso se trata de la atmósfera del planeta”.
El estudio utiliza datos de la misión Kepler de NASA para observar supertierras, que son planetas fuera de nuestro Sistema Solar con una masa aproximadamente de entre 2 y 10 veces la masa de la Tierra. En particular, los investigadores se centraron en supertierras que reciben por encima de 650 veces más radiación de su estrella nodriza que la Tierra recibe del Sol.
“Este violento despojo ocurre en planetas que están constituidos por un núcleo de roca con una capa exterior gaseosa”, comenta Basi. “Debido a la proximidad de los planetas a la estrella, el calor que sufren implica que sus envolturas han sido arrancadas por la radiación intensa”.
Los investigadores han empleado técnicas de astrosismología – que emplea las resonancias naturales de las estrellas para revelar sus propiedades y estructuras internas – para caracterizar las estrellas y sus planetas a niveles de precisión no alcanzados con anterioridad en el caso de estos sistemas planetarios. Esto a su vez permitió a los investigadores determinar con precisión los tamaños de los planetas extrasolares.
Kepler recuperado del estado de emergencia y estable
12/4/2016 de JPL
Los ingenieros de operaciones de la misión han recuperado la nave espacial Kepler con éxito del Modo de Emergencia. El domingo por la mañana la nave alcanzó un estado estable con la antena de comunicaciones apuntando hacia la Tierra, permitiendo la telemetría y la descarga de datos a tierra. La nave está operando en el modo de menor consumo de combustible.
La misión ha cancelado la emergencia de la nave, volviendo a las comunicaciones normales con tierra a través de la Red de Espacio Profundo. Una vez se disponga de los datos en tierra, los ingenieros comprobarán con detalle todos los sistemas para asegurarse de que la nave espacial está suficientemente en buen estado como para volver al modo de ciencia e iniciar la campaña de observación de microlentes gravitatorias de la misión K2, llamada Campaña 9. Las comprobaciones durarán toda esta semana.
Los observatorios en Tierra que participan en la Campaña 9 seguirán realizando observaciones mientras continúa el chequeo médico de Kepler. La oportunidad de observación K2 para la Campaña 9 acabará el 1 de julio, cuando el centro galáctico deje de ser visible desde la nave espacial.
La campaña científica anterior de K2 concluyó el 23 de marzo. Después de que los datos fuesen enviados a tierra, la nave fue puesta en lo que se llama el Estado de Descanso. Mientras se encuentra así, la antena de la nave apunta hacia la Tierra y opera en un modo de eficiencia energética con los giróscopos parados. El modo de emergencia empezó aproximadamente 14 horas antes de la maniobra planeada para orientar la nave espacial hacia el centro de la Vía Láctea para la Campaña 9. Por tanto, se ha descartado que la maniobra o los giróscopos hayan sido causas posibles de la emergencia. Mientras se realiza el chequeo se llevará a cabo en paralelo una investigación para determinar qué produjo la emergencia, siendo prioritario que la nave regrese a las operaciones científicas.
Una nueva estrella binaria con hipervelocidad desafía los modelos de materia oscura y de aceleración estelar
13/4/2016 de W.M.Keck Observatory / Astrophysical Journal Letters
PB3877 es una estrella binaria de componentes bastante separadas con hipervelocidad que pasa zumbando por el borde de nuestra galaxia la Vía Láctea. La ilustración muestra su posición actual junto con la del Sol. Crédito: Thorsten Brand.
Un equipo de astrónomos de la Universidad Friedrich Alexander, dirigido por Péter Németh, ha descubierto una estrella binaria desplazándose a casi la velocidad de escape de nuestra Galaxia. Existen cerca de una docena de estrellas llamadas de hipervelocidad que se sabe que están escapando de la Galaxia. Todos ellos son una sola estrella salvo PB3877, que se ha convertido en la primera estrella binaria que se ha observado que viaja a tan gran velocidad. Los resultados del estudio nuevo desafían el escenario comúnmente aceptado de que las estrellas de hipervelocidad son aceleradas por el agujero negro supermasivo del centro galáctico.
El equipo, en colaboración con investigadores del Instituto de Tecnología de California, ha demostrado que la binaria no pudo originarse en el centro galáctico y no se conoce ningún otro mecanismo que sea capaz de acelerar una binaria de este tipo, cuyas componentes están bastante separadas, a tan gran velocidad sin destruirla. Por tanto argumentan que debe de haber mucha materia oscura que mantenga la estrella unida a la Vía Láctea. O bien, la estrella binaria PB3877 podría ser una intrusa que ha nacido en otra galaxia y puede, o quizás no, abandonar de nuevo la Vía Láctea.
En un principio se anunció que PB3877 era una estrella compacta caliente con hipervelocidad. Sin embargo, nuevas observaciones espectroscópicas realizadas con el telescopio de 10m Keck II y el VLT de 8.2m del Observatorio Astronómico Austral (ESO) han mostrado que se trata de un sistema binario. “Cuando miramos los datos nuevos descubrimos, para nuestra sorpresa, líneas de absorción débiles que no podían proceder de la estrella caliente”, comenta Thomas Kupfer de Caltech.”La compañera fría, igual que la primaria caliente, muestra una velocidad radial alta. Por tanto, las dos estrellas forman un sistema binario, convirtiéndose en el primer candidato a sistema binario amplio de hipervelocidad”.
El centro de nuestra Galaxia alberga un agujero negro supermasivo que puede acelerar y expulsar estrellas de la Galaxia rompiendo los sistemas binarios originales. Por tanto, se piensa que la mayoría de las estrellas de hipervelocidad se originan en el centro galáctico. “Nuestros cálculos excluyen el centro galáctico como lugar de origen porque su trayectoria nunca pasó cerca de allí”, comenta Eva Ziegerer. “Han sido propuestos otros mecanismos de expulsión, como colisiones estelares o una explosión de supernova, pero todos ellos habrían conducido a la rotura de la binaria amplia”.
“PB3877 podría ser una intrusa de otra galaxia”, añade Németh. “En ese caso la aceleración gradual prolongada no dañaría su integridad. Los bordes de nuestra Galaxia contienen varias corrientes estelares que se piensa que son los restos de galaxias enanas que fueron despedazadas por la intensa fuerza de marea de la Vía Láctea”.
Una placa fotográfica astronómica de 1917 conserva la primera prueba de un sistema de exoplanetas
13/4/2016 de Carnegie Science / New Astronomy Reviews
El espectro de la estrella de van Maanen en la placa fotográfica de 1917 del archivo de los observatorios Carnegie. El recuadro muestra en grande las intensas líneas del calcio, que son sorprendentemente fáciles de ver en este espectro centenario. El espectro de la estrella es la línea delgada bastante oscura del centro de la imagen. Las anchas franjas oscuras que hay por encima y por debajo son de las lámparas utilizadas para calibrar la longitud de onda y están mostradas con mayor contraste en el recuadro para destacar las dos bandas que faltan (de absorción) en la estrella. Crédito: Carnegie Institution for Science.
Una imagen de 1917 conservada en una placa fotográfica de cristal de los observatorios Carnegie muestra la primera prueba de un sistema planetario más allá de nuestro Sol. Este descubrimiento inesperado fue realizado durante una búsqueda relacionada con una investigación sobre los sistemas de planetas alrededor de estrellas enanas blancas.
Jay Farihi, de University College London, buscaba una placa en el archivo de Carnegie que contenía el espectro de la estrella de van Maanen, una enana blanca descubierta por el astrónomo Adriaan van Maanen el mismo año en que fue tomada la placa. Los espectros estelares son registros de la luz emitida por las estrellas. Los espectros dispersan todos los colores componentes de la luz, igual que el arco iris que crea un prisma, y muestran a los astrónomos la composición química de la estrella. También pueden decirles cómo la luz emitida por una estrella se ve afectada por la composición química de los objetos que atraviesa antes de llegar a la Tierra.
En su momento este espectro fue solo uno más. Sin embargo, cuando Fahiri lo examinó, encontró algo bastante extraordinario. El espectro de 1917 de la estrella de van Maanen revelaba la presencia de elementos pesados como calcio, magnesio y hierro, que debían de haber desaparecido hacía tiempo en el interior de la estrella debido a su peso.
Sólo en los últimos 12 años ha sido evidente para los astrónomos que la estrella de van Maanen y otras enanas blancas con elementos pesados en sus espectros representan un tipo de sistema planetario con enormes anillos de restos rocosos de planetas que depositan sus escombros en la atmósfera de la estrella. Los sistemas recién descubiertos son llamados “enanas blancas contaminadas”. Supusieron una sorpresa para los astrónomos pues las enanas blancas son estrellas como nuestro Sol que se encuentran al final de sus vidas, así que no se esperaba que existieran restos de material planetario a su alrededor en esta fase.
“El darnos cuenta de manera inesperada que esta placa de 1917 de nuestro archivo contiene la prueba más antigua registrada de un sistema de enana blanca contaminado es simplemente increíble”, señala John Mulchaey, director de los observatorios Carnegie. Todavía no se han encontrado planetas en órbita alrededor de la estrella de van Maanen ni de sistemas similares, pero Fahiri confía en que es solo cuestión de tiempo. “El mecanismo que crea los anillos de escombros planetarios y la deposición sobre la atmósfera estelar exige la influencia gravitatoria de planetas completamente formados”, explica. “El proceso no podría tener lugar a menos que haya planetas allí”.
Posibles tubos de lava en la Luna
13/4/2016 de Phys.org
Imagen en alta resolución de la fosa de Marius Hills, que yace sobre un supuesto tubo de lava en la antigua región volcánica de la Luna llamada Marius Hills. Crédito: NASA / GSFC/ ASU.
Durante años los científicos han buscado tubos de lava estables que se piensa que existen en la Luna. Restos del pasado de la Luna cuando todavía era volcánicamente activa, estos canales subterráneos podrían bien ser sitios ideales para las colonias lunares algún día. No sólo sus gruesos techos proporcionarían un escudo natural frente a la radiación solar, los impactos de meteoritos y las temperaturas extremas, sino que podrían ser también presurizados para crear un ambiente respirable.
Pero hasta ahora las pruebas de su existencia han sido deducidas a partir de estructuras en la superficie como sinuosos riachuelos – depresiones parecidas a canales que recorren la superficie indicando la presencia de flujos de lava subterráneos – y agujeros en la superficie. Pero recientemente Rohan Sood y su colaboradores de la Universidad de Purdue (Indiana, USA) han encontrado pruebas de la existencia de un tubo de lava estable en la región conocida como Marius Hills, antiguamente activa.
Sood y sus colaboradores han analizado datos obtenidos por la misión GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) de NASA para alcanzar un mejor conocimiento sobre el interior de la Luna. Lanzada en 2011, el objetivo de la misión GRAIL – que está formada por dos orbitadores, Ebb (reflujo) y Flow (flujo), trabajando en tándem – era crear un mapa de la gravedad de la Luna con extrema precisión. Con el tiempo la información que ha reunido ha proporcionado a los científicos la oportunidad de conocer mejor las características del subsuelo lunar, en particular, sobre los tubos de lava enterrados que se piensa que existen allí.
En 2009 la nave espacial Kaguya (Selene) de la agencia espacial japonesa JAXA confirmó la presencia de un agujero en la región de Marius Hills, que desde entonces se conoce como “el agujero de Marius”. En 2011 fue fotografiado con más detalle por el orbitador Lunar Reconnaissance Orbiter, que mostró una depresión de unos 65 m de anchura y 80 m de profundidad. El hecho de que se encuentre entre dos ‘riachuelos’ indicaba que en el pasado había fluido lava bajo la región. Utilizando los datos de gravedad de NASA tomados a diferentes altitudes, el equipo de Purdue ha estudiado la presencia y extensión de antiguos tubos de lava, ahora vacíos, bajo la superficie de Marius Hills.
Un estudio de NASA resuelve dos misterios sobre las oscilaciones de la Tierra
13/4/2016 de JPL / Science Advances
La Tierra no gira siempre alrededor de un eje que pasa por sus polos sino que oscila irregularmente con el paso del tiempo, desviándose hacia Norteamérica durante la mayor parte del siglo XX (flecha verde). Esa dirección ha cambiado drásticamente debido a cambios en la masa de agua de la Tierra. Crédito: NASA / JPL-Caltech.
Utilizando datos de satélite acerca de cómo se desplaza el agua por la Tierra, los científicos han resuelto dos misterios relacionados con oscilaciones en la rotación del planeta, uno nuevo y otro con más de un siglo de antigüedad. La investigación podría ayudar a mejorar nuestros conocimientos sobre el clima en el pasado y en el futuro.
Aunque una esfera terrestre de escritorio siempre gira suavemente alrededor del eje que pasa por sus polos norte y sur, un planeta real oscila. El eje de giro de la Tierra se mueve lentamente alrededor de los polos; lo más lejos que se ha ido desde que dieron comienzo las observaciones es 12 metros. Estas oscilaciones no afectan a nuestra vida diaria pero deben de ser tenidas en cuenta para obtener resultados precisos en el sistema GPS, los satélites de observación de la Tierra y los observatorios en tierra.
En un artículo publicado en Science Advances, Surendra Adhikari y Erik Ivins, del JPL de NASA, investigaron cómo el movimiento del agua por el planeta contribuye a las oscilaciones en la rotación de la Tierra. Estudios anteriores habían apuntado a la existencia de muchas conexiones entre procesos en el superficie o el interior de la Tierra y las derivas de nuestro planeta.
Alrededor del año 2000 el eje de la Tierra se volvió bruscamente hacia el este y se desplaza ahora casi el doble de rápido que antes a cerca de 17 cm por año. Los cálculos de Adhikari e Ivins demostraron que las grandes masas de la capa de hielo que se han fundido en Groenlandia y la Antártida no pueden por sí solas generar la enorme cantidad de energía necesaria para empujar el eje de giro tanto como se ha desplazado. Algo al este de Groenlandia debe de estar tirando también. Los investigadores encontraron la respuesta en Eurasia: el déficit de agua en el subcontinente indio y el área del mar Caspio.
Al mismo tiempo, los investigadores han resuelto otro problema inesperadamente. Cada 6 a 14 años, el eje de la Tierra se desplaza entre 0.5 y 1.5 metros hacia el este o el oeste de su dirección general de deriva. Nunca se había podido explicar esta enigmática oscilación. Ahora las observaciones en los cambios de masa del agua en tierra firme entre abril de 2002 y marzo de 2015 permiten predecir la oscilación este-oeste con precisión. El descubrimiento apunta a que el registro de 115 años de las oscilaciones este-oeste en el eje de giro de la Tierra podrían ser también un registro notable de los cambios en las reservas de agua en tierra. “Esto podría decirnos algo sobre el clima en el pasado, si la intensidad de la sequía o las precipitaciones se ha amplificado con el tiempo y en qué lugares”, afirma Adhikari.
Identifican el origen de la supernova más joven de la Vía Láctea
14/4/2016 de Chandra
Imagen del resto de supernova G1.9+0.3, formado tras la explosión de supernova causada por la fusión de dos estrellas enanas blancas. Es la explosión más reciente de supernova ocurrida en nuestra Galaxia, hace 110 años. Crédito: X-ray (NASA/CXC/CfA/S.Chakraborti et al.).
Un equipo de científicos ha utilizado datos del observatorio de rayos X Chandra de NASA y del Jansky Very Large Array de la NSF, para determinar el origen probable de la supernova más reciente de la Vía Láctea. Aplicaron una nueva técnica que podría ayudarnos a comprender otras supernovas de tipo Ia, una clase de explosiones estelares que los científicos utilizan para determinar el ritmo de expansión del Universo.
Los astrónomos habían identificado previamente G1.9+0.3 como el resto de la supernova más reciente de nuestra Galaxia. Se estima que ocurrió hace unos 110 años en una región polvorienta de la Galaxia que bloqueó la luz visible impidiendo que llegara a la Tierra. G1.9+0.3 pertenece a la categoría del Tipo Ia, una clase importante de supernovas que muestran patrones fiables en su brillo que las convierten en herramientas valiosas para medir el ritmo al que se está expandiendo el Universo.
La mayoría de los científicos están de acuerdo en que las supernovas de tipo Ia se producen cuando las enanas blancas, los restos densos de estrellas como el Sol que han agotado su combustible, explotan. Sin embargo, ha existido un debate acerca de qué es lo que origina estas explosiones de enanas blancas. Dos ideas principales son la acumulación de material sobre una enana blanca procedente de una estrella compañera o la fusión violenta de dos enanas blancas.
La nueva investigación de datos de archivo de Chandra y VLA estudia la interacción del resto de supernova en expansión G1.9+0.3 con el gas y el polvo que rodean la explosión. La emisión en radio y rayos X resultante proporciona pistas sobre la causa de la explosión. En particular, un aumento en el brillo en rayos X y en radio del resto de supernova con el tiempo, según el trabajo teórico del equipo de Sayan Chakraborti, se espera sólo si se ha producido la fusión de dos enanas blancas. “Observamos que el brillo en rayos X y radio crece con el tiempo, así que los datos apuntan a la colisión de dos enanas blancas como el origen de la explosión de supernova en G1.9+0.3”, comenta la coautora del estudio Francesca Childs, de la Universidad de Harvard.
Descubren una rara enana marrón, esencial para comprobar los modelos teóricos
14/4/2016 de University of Notre Dame
Un equipo dirigido por Justin Crepp ha descubierto HD 4747 B, una enana marrón rara. Como referencia nueva en lo que se refiere a masa, edad y metalicidad, HD 4747 B permitirá comprobar modelos astrofísicos. Crédito: University of Notre Dame.
Un equipo dirigido por Justin Crepp, de la Universidad de Notre Dame (USA), ha descubierto una enana marrón rara, un objeto poco brillante con propiedades a medio camino entre las de una estrella y un planeta. Además de obtener por primera vez una imagen de ella, el equipo de Crepp ha determinado la masa, edad y composición de la enana marrón, información esencial que puede ser utilizada como base para el estudio de estos objetos esquivos.
Las enanas marrones son objetos en los que se piensa que se inició el proceso de formación de una estrella pero que de algún modo quedó interrumpido antes de que consiguiera acumular masa y presión en el núcleo suficientes para iniciar la fusión nuclear (el proceso por el que el Sol emite la energía en forma de luz). Las enanas marrones constituyen un importante puente entre las estrellas verdaderas y los exoplanetas, pero son muy difíciles de estudiar debido a que su poco brillo se debilita con el paso del tiempo debido a la ausencia de reacciones nucleares estables. El descubrimiento de este objeto, llamado HD 4747 B, ha sido posible gracias a 18 años de medidas espectroscópicas precisas de la estrella HD 4747A, que mostraron la presencia de una compañera en órbita.
“Sospechamos que estas compañeras se forman al mismo tiempo y a partir del mismo material”, afirma Crepp. “Así, pueden deducirse las propiedades físicas de la enana marrón a partir de su estrella progenitora, como la edad y la composición. No hay otros objetos para los que conozcamos la masa, edad y metalicidad simultáneamente y también con independencia de la luz que emite la compañera. Por tanto, podemos utilizar HD 4747 B como banco de pruebas para estudiar las enanas marrones, permitiendo estudios astrofísicos de precisión en un objeto subestelar del que se tienen imágenes directas”.
En el pasado, las masas de las enanas marrones fueron estimadas utilizando modelos de evolución teóricos. El equipo de Crepp, en cambio, calculó la masa de HD 4747 B directamente usando las observaciones de su órbita para así refinar los modelos de enanas marrones. Su trabajo también podría ayudar en los modelos de planetas extrasolares. Basándose en un análisis de la órbita en tres dimensiones, HD 4747 B tiene una masa de 60 veces la de Júpiter (se necesita una masa de 80 jupiteres para iniciar la fusión nuclear), muy por debajo de la estimación teórica de 72 jupiteres, aunque todavía válida dentro del intervalo de confianza. Las próximas medidas tomadas por el equipo de Crepp proporcionarán pruebas más ajustadas para los modelos utilizados por los astrónomos para las enanas marrones.
Stephen Hawking respalda la apuesta por la exploración futura del espacio exterior
14/4/2016 de Phys.org
El cosmólogo Stephen Hawking (izquierda) participa con un grupo de científicos, que incluye al físico Freeman Dyson de Princeton (derecha) en el anuncio de un proyecto centrado en la exploración del espacio y la búsqueda de vida en el Universo. El proyecto de 100 millones de dólares estudiará la posibilidad de enviar un enjambre de naves espaciales diminutas, cada una de menos de 30 gramos de peso, al sistema estelar de Alfa Centauri. Crédito: AP Photo/Bebeto Matthews.
Con el famoso físico Stephen Hawking a su lado, un magnate de Internet anunció el pasado martes que gastará 100 millones de dólares en un plan futurista para explorar más allá de nuestro Sistema Solar. Yuri Milner afirmó que el objetivo en principio es el de enviar cientos o miles de naves espaciales diminutas, cada una con mucho menos de 30 gramos de peso, al sistema estelar de Alfa Centauri. Esto es 2000 veces más lejos de lo que ninguna nave espacial haya llegado hasta ahora.
Impulsadas por la energía de una potente red de láseres instalados en la Tierra, las naves volarían a un quinto de la velocidad de la luz. Podrían alcanzar Alfa Centauri en 20 años, donde realizarían observaciones, enviando los resultados a la Tierra. Podrían descubrir uno o más planetas allí (los expertos piensan que debe de haber algunos aunque todavía no se les ha visto) y posiblemente incluso señales de vida, allí o en otros lugares, según comentaron Milner y un panel de expertos durante el anuncio. Las tres estrellas que forman Alfa Centauri son las estrellas más cercanas a nuestra estrella, el Sol.
“Nos comprometemos con el próximo gran salto hacia el cosmos”, afirmó Hawking, “porque somos humanos y nuestra naturaleza es volar”. Hawking forma parte junto, con Milner y el fundador de Facebook Mark Zuckerberg, del panel del proyecto llamado Breakthrough Starshot, que también incluye a un grupo de científicos. Milner afirmó que sus 100 millones de dólares servirán para determinar la factibilidad del proyecto y que el lanzamiento real necesitará de una inversión mayor.
En el proyecto Starshot, las diminutas naves espaciales serán llevadas al espacio con un cohete convencional, para luego ser liberadas individualmente. Captarán la energía de una red de láseres instalados en tierra con velas de varios metros de ancho. Milner afirma que los avances recientes en miniaturización electrónica, tecnología de láseres y fabricación de materiales extremadamente delgados y ligeros ha hecho que esta misión pueda ser considerada realista. Abi Loev, director del departamento de astronomía de Harvard y miembro del proyecto Starshot, comentó a los periodistas que los científicos han estudiado los obstáculos técnicos y no ven ningún problema que no pueda ser superado.
“Podemos hacer más que mirar las estrellas”, afirma Milner. “Podemos de hecho alcanzarlas”.
Dentro del ardiente horno: imágenes del cúmulo de Fornax
14/4/2016 de ESO
El cúmulo de galaxias de Fornax es uno de los cúmulos de su tipo más cercano a nosotros más allá de nuestro Grupo Local de galaxias. Esta nueva imagen del telescopio de rastreo del VLT muestra la parte central del cúmulo en gran detalle. En la parte inferior derecha vemos la elegante galaxia espiral barrada NGC 1365 y a la izquierda la gran galaxia elíptica NGC 1399.
Esta nueva imagen obtenida por el telescopio de rastreo del VLT (VST), instalado en el observatorio Paranal de ESO, en Chile, capta una espectacular concentración de galaxias, conocida como el cúmulo de Fornax, situada en la constelación meridional de Fornax (el horno). El cúmulo alberga una colección de galaxias de todas las formas y tamaños, algunas de las cuales esconden secretos.
Al parecer, las galaxias son animales sociables y les gusta reunirse en grandes grupos, conocidos como cúmulos. En realidad, lo que mantiene unidas a las galaxias en un cúmulo, formando una sola entidad, es la gravedad, la que presentan tanto las grandes cantidades de materia oscura como la de las propias galaxias que podemos ver. Los cúmulos pueden contener entre 100 y 1.000 galaxias y puede alcanzar un tamaño de entre 5 y 30 millones de años luz.
Los cúmulos de galaxias no tienen formas bien definidas, por lo que es difícil determinar exactamente dónde empiezan y dónde terminan. Sin embargo, los astrónomos han estimado que el centro del cúmulo de Fornax está a 65 millones de años luz de la Tierra. Lo que se sabe con mayor exactitud es que contiene casi sesenta grandes galaxias y un número similar de pequeñas galaxias enanas. Los cúmulos de galaxias como éste son comunes en el universo e ilustran la poderosa influencia de la gravedad a grandes distancias, uniendo enormes masas de galaxias individuales en una misma región.
En el centro de este particular cúmulo, en medio de las tres brillantes burbujas difusas en el lado izquierdo de la imagen, está lo que se conoce como una galaxia cD: un caníbal galáctico. Las galaxias cD como esta, llamada NGC 1399, se parecen a las galaxias elípticas pero son más grandes y tienen una envoltura extendida y débil. Esto se debe a que han crecido “comiéndose” a pequeñas galaxias empujadas por la gravedad hacia el centro del cúmulo.
Una galaxia oscura enana, escondida en una imagen de lente gravitatoria de ALMA
15/4/2016 de NRAO / Astrophysical Journal
Imagen compuesta de la lente gravitatoria SDP.81 mostrando la imagen distorsionada de la galaxia más lejana (los arcos rojos) y la imagen tomada en el óptico por el telescopio Hubble de la galaxia cercana que actúa como lente (objeto central de color azul). Analizando las distorsiones en el anillo, los astrónomos han determinado que está escondida una galaxia oscura enana (en la posición señalada con un punto blanco cerca del segmento de arco abajo a la izquierda). Crédito: Y. Hezaveh, Stanford Univ.; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NASA/ESA Hubble Space Telescope.
Distorsiones sutiles escondidas en una asombrosa imagen tomada por ALMA de la lente gravitatoria SDP.81 son las indicaciones de que una galaxia oscura enana está escondida en el halo de una galaxia mucho mayor a casi 4 mil millones de años de la Tierra. El descubrimiento permitirá a ALMA encontrar muchos más de estos objetos y podría ayudar a los astrónomos a responder preguntas importantes sobre la naturaleza de la materia oscura.
En 2014 ALMA tomó la imagen de un anillo de Einstein producido por la fuerza de gravedad de una galaxia masiva que doblaba la luz emitida por otra galaxia situada a casi 12 mil millones de años luz de distancia. Este fenómeno, llamado de lente gravitatoria fue predicho por la teoría general de la relatividad y es una potente herramienta para estudiar galaxias que de otra forma están demasiado lejos para ser observadas. También arroja luz acerca de las propiedades de la galaxia cercana que actúa como lente por el modo en que su fuerza de gravedad distorsiona y focaliza la luz de objetos más lejanos.
El astrónomo Yashar Hezaveh, de Stanford University, y su equipo han realizado un detallado estudio de esta imagen, descubriendo señales de la presencia de una galaxia oscura enana en el halo de la galaxia más cercana. Las teorías actuales sugieren que la materia oscura, que constituye el 80 por ciento de la materia del Universo, está formada por partículas todavía sin identificar, que no interaccionan con la luz visible u otras formas de radiación electromagnética. Sin embargo, la materia oscura sí tiene una masa apreciable, por lo que puede ser detectada por su influencia gravitatoria.
En su análisis, los investigadores utilizaron miles de computadoras trabajando en paralelo durante muchas semanas, buscando anomalías sutiles que tuvieran una contrapartida mensurable y consistente en cada “banda” de los datos en radio. A partir de estos cálculos combinados, los científicos pudieron conocer con detalle sin precedentes el halo de la galaxia que hace de lente, la región difusa y predominantemente vacía de estrellas alrededor de la galaxia, y descubrieron un bulto claro de menos de una milésima de la masa de la Vía Láctea. Debido a su relación con la galaxia mayor, la masa que se le ha estimado y la ausencia de una contrapartida en el óptico, los astrónomos piensan que esta anomalía gravitatoria puede ser provocada por una galaxia extremadamente poco brillante y dominada por materia oscura, satélite de la galaxia que actúa como lente. Según las predicciones teóricas, la mayoría de las galaxias debería de tener un gran número de galaxias enanas parecidas y otros objetos compañeros.
Interceptado en Saturno polvo interestelar
15/4/2016 de ESA / Science
Este gráfico resume la posición de Saturno y del Sistema Solar respecto a la nube interestelar local, así como nuestro lugar en la galaxia de la Vía Láctea. La última imagen es una ilustración de artista de la nave espacial Cassini junto a Saturno (no a escala). El grano de polvo mostrado no es un representante verdadero de lo que detecta el Analizador de Polvo Cósmico ya que los granos de polvo interestelares son destruidos al chocar contra él. Lo que se muestra es una partícula de polvo interplanetaria que probablemente procede de un cometa o asteroide, recogida en la atmósfera de la Tierra, pero mostrada aquí como ejemplo. Crédito: ESA; grano de polvo: NASA/JPL; imagen de Saturno: NASA/JPL/Space Science Institute.
La nave espacial internacional Cassini ha detectado la señal débil pero característica de polvo procedente de fuera de nuestro Sistema Solar. Cassini ha estado volando por el sistema de Saturno durante 12 años, estudiando el planeta gigante y sus anillos y satélites. También ha encontrado millones de granos de polvo ricos en hielo con el Analizador de Polvo Cósmico, en su gran mayoría procedentes del satélite helado Encélado, y que componen uno de los anillos exteriores de Saturno. Entre los granos detectados, 36 destacan entre los demás, y los científicos concluyen que proceden de más allá de nuestro Sistema Solar.
El polvo alienígena no es completamente inesperado en el Sistema Solar. El la década de 1990, la misión Ulysses de ESA/NASA realizó el primer descubrimiento in situ de polvo interestelar, confirmado más tarde por la nave espacial Galileo de NASA. El origen del polvo se estableció en la nube interestelar local, una burbuja casi vacía de gas y de polvo que estamos atravesando con una dirección y velocidad particulares.
“A partir de ese descubrimiento siempre hemos tenido la esperanza de poder detectar estos intrusos interestelares en Saturno con Cassini: sabíamos que si mirábamos en la dirección correcta, deberíamos encontrarlos”, comenta Nicolas Altobelli, director del estudio publicado en la revista Science. “Y de hecho, en promedio, hemos capturado unos pocos al año, viajando a alta velocidad y siguiendo una trayectoria específica diferente de la de los granos helados normales que recogemos alrededor de Saturno”. Los diminutos granos de polvo se desplazaban a más de 72 000 km/h, suficientemente rápido como para evitar quedar atrapados en el Sistema Solar por la gravedad de Saturno, o incluso la del Sol.
A diferencia de Ulysses y Galileo, Cassini ha analizado por primera vez la composición del polvo, demostrando que está hecho de una mezcla muy específica de minerales, no de hielo. Todos tenían una composición química sorprendentemente parecida, conteniendo elementos importantes en la formación de rocas como magnesio, silicio, hierro y calcio en proporciones cósmicas promedio. Por el contrario, algunos elementos más reactivos como el azufre y el carbono son menos abundantes que el nivel promedio.
“Sorprendentemente, los granos que hemos detectado no son viejos, prístinos y con diferentes composiciones como los granos estelares que encontramos en meteoritos antiguos”, comenta Mario Trieloff. “Aparentemente se han formado de manera muy uniforme a través de algún proceso repetitivo en el medio interestelar”. Los científicos especulan que el polvo de una región donde se están formando estrellas podría ser destruido y volver a condensar múltiples veces cuando las ondas de choque de las estrellas agonizantes pasan por allí, antes de que los granos parecidos resultantes acaben siendo conducidos hacia nuestro Sistema Solar.
El agitado hielo de Europa produce más calor de lo que pensaban los científicos
15/4/2016 de Brown University / Earth and Planetary Science Letters
Una imagen en falso color muestra la sorprendente superficie de Europa. El recuadro incluye regiones donde las placas de la corteza parecen haberse roto y desplazado a posiciones nuevas. Crédito: NASA / JPL.
La luna Europa de Júpiter está constantemente bajo asalto gravitatorio. Mientras recorre su órbita, la helada superficie de Europa se eleva y cae con la atracción de la gravedad de Júpiter, creando calor suficiente, piensan los científicos, para mantener un océano global bajo la capa sólida de la Luna.
Ahora, experimentos realizados por científicos de las universidad de Brown y Columbia sugieren que este proceso, llamado disipación por marea, podría crear mucho más calor en el hielo de Europa de lo que habían supuesto los científicos anteriormente. Este trabajo podría permitir en última instancia estimar mejor el grosor de la capa externa de la Luna.
Los investigadores, dirigidos por Christine McCarthy, colocaron muestras de hielo en un aparato de compresión. Sometieron las muestras a presiones similares a las que actúan sobre la capa de hielo de Europa. Cuando las presiones son aplicadas y luego relajadas, el hielo se deforma y rebota hasta cierto punto. Midiendo el tiempo que pasa entre la aplicación de la tensión y la deformación del hielo, McCarthy pudo deducir cuánto calor se genera y comprobar que el hielo es un orden de magnitud más disipativo de lo que se pensaba.
Hierro de una supernova, encontrado en la Luna
15/4/2016 de Technical University of Munich / Physics Review Letters
Hace aproximadamente dos millones de años una estrella explotó como supernova cerca de nuestro Sistema Solar: sus restos todavía pueden encontrarse en forma de isótopos de hierro en el fondo del océano. Ahora, un equipo internacional de científicos ha encontrado concentraciones de hierro de supernova también en muestras lunares. Piensan que en ambos casos el hierro procede de la misma explosión.
Una estrella agonizante acaba sus días en una explosión cataclísmica, expulsando al espacio la mayor parte del material de la estrella, sobre todo elementos químicos nuevos creados durante la explosión. Una o más de estas supernovas parece que se produjeron cerca de nuestro Sistema Solar hace aproximadamente dos millones de años. Las pruebas de esto se encuentran en forma de concentraciones más altas de lo normal del isótopo de hierro-60, detectadas en la corteza del fondo del océano Pacífico y en muestras de sedimentos del suelo oceánico. Las pruebas son concluyentes: el isótopo radiactivo hierro-60 se crea casi exclusivamente en explosiones de supernova. Y debido a su vida media de 2.62 millones de años, relativamente corta comparada con la edad de nuestro Sistema Solar, cualquier hierro-60 radiactivo que se originó en el momento del nacimiento del Sistema Solar debería de haberse desintegrado hace mucho tiempo en elementos estables y, por tanto, ya no podría ser encontrado en la Tierra.
Ahora, los investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y sus colaboradores de USA han conseguido demostrar la presencia de una concentración inusualmente alta de hierro-60 en muestras de suelo lunar también. Las muestras fueron reunidas entre 1969 y 1972 durante las misiones lunares Apollo 12, 15 y 16, que trajeron material lunar de regreso a la Tierra.
Es concebible que el hierro-60 de la Luna se produjera como consecuencia del bombardeo de partículas cósmicas, ya que estas partículas no se rompen cuando chocan contra las moléculas del aire, como ocurre en la atmósfera de la Tierra. En este caso, impactan directamente contra la superficie lunar y pueden producir la transmutación de elementos. “Pero esto sólo puede dar cuenta de una porción muy pequeña del hierro-60 que hemos encontrado”, explica el Dr. Gunther Korschinek. Por tanto, los investigadores concluyen que el hierro-60 encontrado en muestras terrestres y lunares tiene el mismo origen: estos depósitos son materia estelar recién creada, producida en una o más supernovas.
La Luna jugó un papel principal en mantener el campo magnético de la Tierra
18/4/2016 de CNRS / Earth and Planetary Science Letters
Los efectos gravitatorios asociados con la presencia de la Luna y el Sol causan una deformación cíclica del manto de la Tierra y oscilaciones en su eje de giro. Esta fuerza mecánica aplicada al planeta entero produce fuertes corrientes en el núcleo exterior, que está hecho de una aleación de hierro líquido de viscosidad muy baja. Tales corrientes son suficiente para generar el campo magnético de la Tierra. Crédito: Julien Monteux y Denis Andrault.
El campo magnético de la Tierra nos protege permanentemente de las partículas cargadas y de la radiación que se origina en el Sol. Este escudo es producido por la geodinamo, el movimiento rápido de cantidades enormes de una aleación de hierro líquido en el núcleo exterior de la Tierra. Para mantener ese campo magnético hasta hoy en día, el modelo clásico indicaba que el núcleo de la Tierra se tenía que haber enfriado unos 3000 ºC durante los últimos 4300 millones de años. Ahora un equipo de investigadores del CNRS y la Universidad Blaise Pascal sugiere que, en cambio, su temperatura sólo ha descendido 300 ºC. La acción de la Luna, ignorada hasta ahora, se piensa que ha compensado esta diferencia y ha mantenido la geodinamo activa.
Según el modelo clásico, para que funcionase la geodinamo, el núcleo de Tierra tendría que haber estado completamente fundido hace 4 mil millones de años y su núcleo habría tenido que enfriarse lentamente desde unos 6800 ºC en aquella época a 3800 ºC hoy en día. Sin embargo, modelos recientes de la evolución de la temperatura interna del planeta junto con estudios geoquímicos de la composición de las carbonatitas y basaltos más viejos no apoyan un enfriamiento de esta magnitud. Una vez descartadas estas temperaturas tan altas los investigadores han propuesto otra fuente de energía en su estudio.
La Tierra posee una forma ligeramente achatada y gira alrededor de un eje inclinado que oscila alrededor de los polos. Su manto se deforma elásticamente debido a los efectos de marea causados por la Luna. Los investigadores han demostrado que este efecto podría estimular continuamente el movimiento de la aleación de hierro líquido que constituye el núcleo exterior y, a cambio, generar el campo magnético de la Tierra.
Un oasis en el desierto de las enanas marrones
18/4/2016 de SDSS / The Astronomical Journal
Comparación “antes” y “después” en el número de enanas marrones conocidas en órbita alrededor de otras estrellas. Para cada una de las 41 compañeras cercanas enanas marrones detectadas anteriormente, el panel izquierdo muestra la distancia a su estrella. El panel derecho muestra las 112 enanas marrones descubiertas en el estudio nuevo. En ambos diagramas, el tamaño de las enanas marrones indica su masa y el círculo es la distancia a la órbita de la Tierra. El punto mayor (amarillo o rojo) del centro de cada panel, representa la estrella nodriza (no a escala). Todas las compañeras fueron descubiertas en sistemas distintos. Se muestran juntas para permitir la comparación. Crédito: SDSS.
Las enanas marrones son objetos mucho mayores que los planetas pero demasiado pequeños para brillar como estrellas. Emiten un resplandor débil mientras se van enfriando lentamente. El Universo está lleno de estrellas y ahora sabemos que está lleno de planetas también. Los astrónomos esperan que el Universo también esté rebosante de enanas marrones.
Pero, extrañamente, no es eso lo que han estado encontrando. Aunque los astrónomos han hallado multitud de enanas marrones flotando por el espacio solas, han descubierto muy pocas que sean compañeras de estrellas. Incluso en años recientes, en los que las técnicas de detección nuevas y sensibles les han permitido descubrir miles de planetas extrasolares, las enanas marrones han seguido siendo esquivas, a pesar del hecho de que deberían de ser más fáciles de descubrir que los planetas.
De hecho, hasta hace poco se habían encontrado tan pocas enanas marrones cerca de otras estrellas que los astrónomos hablaban del fenómeno como “el desierto de las enanas marrones”. Esto a su vez creó un problema para los teóricos, que trataban de explicar por qué se encontraban tan pocas. Por tanto, cuando los astrónomos del proyecto SDSS empezaron a escudriñar entre sus datos buscando enanas marrones compañeras de estrellas, esperaban que no fuera completamente en vano.
“Nos sorprendió mucho descubrir que tantas estrellas en nuestra muestra tienen compañeras enanas marrones en órbita cercana”, comenta Nick Troup de la Universidad de Virginia. “Nunca esperábamos triplicar el número total de compañeras enanas marrones con las observaciones de sólo unos pocos años”. El éxito se debe a una herramienta que no parecía útil para encontrar compañeras estelares de masa baja. El experimento Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) fue diseñado como un estudio de estrellas de nuestra Vía Láctea para crear una mapa a gran escala de sus movimientos y composiciones químicas. Pero el instrumento construido para el proyecto APOGEE es tan sensible a los pequeños desplazamientos estelares que permite detectar compañeras en órbita alrededor de estas estrellas en los datos de APOGEE.
Los investigadores estudiaron datos de 150 000 estrellas, identificando 112 candidatas a enanas marrones, el doble de las descubiertas en los 15 años anteriores. Troup piensa que la clave del éxito se encuentra en el tipo de estrellas que están mirando.”La mayoría de la gente que realiza búsquedas de planetas está interesada en encontrar la próxima Tierra, así que han centrado sus esfuerzos en estrellas similares a nuestro Sol”, afirma Troup. “Pero nosotros tuvimos que trabajar con las estrellas que APOGEE había estudiado, que son principalmente estrellas gigantes”. Las razones por las que las enanas marrones compañeras son más habituales alrededor de estrellas gigantes es sólo una de las muchas cuestiones que han surgido a raíz de este estudio nuevo.
New Horizons observó cambios en el viento solar en su viaje hacia Plutón
18/4/2016 de Southwest Research Institute (SwRI) / Astrophysical Journal Supplement
Ilustración de artista de la nave New Horizons aproximándose al plante enano Plutón. Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
Además de su histórico encuentro con Plutón el pasado mes de julio, la nave espacial New Horizons también registró cambios importantes en cómo el viento solar se comporta lejos del Sol.
El instrumento Solar Wind Around Pluto (SWAP), operado por el Southwest Research Institute, reunió durante tres años medidas antes del paso por Plutón del 15 de julio. Los datos mostraron que el tumultuoso flujo de partículas solares, que en el sistema solar interior tiene una estructura debido a la interacción entre flujos rápidos y lentos así como erupciones en el Sol, se torna más uniforme para cuando el viento solar ha atravesado los 5 mil millones de kilómetros hacia la órbita de Plutón.
SWAP mide el viento solar y los iones creados cuando el material neutro interestelar es ionizado y “recogido” por el viento solar. Estos iones interestelares pueden tener hasta el doble de la velocidad y cuatro veces más energía que el viento solar. Más lejos aún en el espacio, estos iones podrían ser las semillas de partículas extremadamente energéticas y rápidas llamadas rayos cósmicos anómalos, que constituyen una radiación peligrosa para los astronautas cerca de la Tierra. Estos iones también juegan un papel importante en la forma de la frontera donde el viento solar choca contra el espacio interestelar. New Horizons se halla actualmente a 35 unidades astronómicas (35 veces más lejos que la distancia entre la Tierra y el Sol). Es la única nave espacial operativa que se encuentra el el Sistema Solar exterior. Sólo Voyager 2 ha medido el viento solar todavía más lejos del Sol, sin embargo, SWAP a bordo de New Horizons será el primero en medir los iones ‘recogidos’ interestelares en el Sistema Solar exterior.
Como el Sol es el origen del viento solar, los fenómenos que se producen en él son la fuerza primaria que modela el ambiente espacial. Las ondas de choque en el viento solar (que producen fenómenos como las auroras en los mundos que tienen campos magnéticos) son creadas por densas nubes rápidas de material llamadas expulsiones de masa de la corona o por la colisión de dos flujos de viento solar de velocidades diferentes. Estas estructuras individuales son fácilmente observables en el Sistema Solar interior pero New Horizons no las vio con el mismo nivel de detalle. “A esta distancia la escala de tamaño de las estructuras del viento solar discernibles aumenta ya que las estructuras más pequeñas van desapareciendo o se unen entre sí”, comenta Heather Elliott, investigadora principal del proyecto.
Primera luz de Exomars
18/4/2016 de ESA
La primera imagen tomada por el Trace Gas Orbiter de la misión Exomars de las agencias espaciales ESA y Roscosmos. Crédito: ESA/Roscosmos/CaSSIS.
La nave espacial Exomars de ESA y Roscosmos se encuentra en un estado excelente, tras su lanzamiento el mes pasado, y el orbitador ha enviado su primera imagen de prueba, un paisaje estrellado observado de camino al Planeta Rojo.
En las semanas posteriores al despegue del 14 de marzo, los operadores de misión y los científicos han comprobado exhaustivamente el Trace Gas Orbiter (TGO) y el módulo de entrada, descenso y aterrizaje Schiaparelli para asegurarse de que estarán listos a su llegada a Marte en octubre.
Los sistemas de control, navegación y comunicaciones del TGO están preparados, la antena de alta ganancia de 2.2m de diámetro ya está proporcionando un enlace de 2 Mbit/s con la Tierra y los instrumentos científicos han superado las primeras comprobaciones. Una vez se encuentre en órbita alrededor de Marte, TGO empezará la misión de medir la abundancia y distribución de gases raros en la atmósfera con sus sensores sofisticados. El metano tiene un interés particular puesto que podría poner de manifiesto procesos geológicos o biológicos activos en el planeta.
Schiaparelli demostrará la tecnología necesaria para un aterrizaje controlado en el planeta, previsto para el 19 de octubre.
“Todos los sistemas han sido activados y comprobados, incluyendo electricidad, comunicaciones, seguidores de estrellas, guía y navegación, todos los instrumentos y Schiaparelli, al tiempo que el equipo de control de vuelo se ha familiarizado operando esta nave espacial nueva y sofisticada”, comenta Peter Schmitz, de ESA.
El observatorio de rayos gamma HAWC desvela una nueva imagen del cielo a muy alta energía
19/4/2016 de University of Maryland / American Physical Society meeting
Esta imagen tomada por HWAC muestra que la fuente de rayos gamma TeV J1930+188, que probablemente es una nebulosa del viento de un púlsar, es mucho más complicada de lo que se pensaba. Crédito: Colaboración HAWC.
Los Estados Unidos y México han construido el Observatorio de rayos gamma Cherenkov de agua de gran altura (HAWC de sus iniciales en inglés) para observar algunos de los fenómenos más energéticos del Universo conocido: el resultado de las muertes de estrellas masivas, nubes resplandecientes de neutrones alrededor de estrellas de neutrones que giran rápidamente y agujeros negros supermasivos que devoran materia y escupen potentes chorros de partículas. Estas explosiones violentas producen rayos gamma y rayos cósmicos de alta energía que pueden viajar a grandes distancias, haciendo posible que veamos objetos y fenómenos fuera de nuestra propia galaxia.
Ahora los científicos de HAWC han publicado un mapa nuevo del cielo observando los rayos gamma de mayor energía, lo que permite conocer con mayor profundidad los procesos de alta energía que tienen lugar en nuestra galaxia y fuera de ella. “Estos datos nuevos de HAWC muestran la galaxia con detalle sin precedentes, revelando fuentes de alta energía nuevas y detalles no vistos con anterioridad de fuentes ya conocidas”, comenta Jordan Goodman, director de la colaboración HAWC.
El mapa nuevo del cielo muestra muchas fuentes de rayos gamma dentro de nuestra propia Vía Láctea. Como HAWC observa 24 horas al día todo el año con un amplio campo de visión y cubriendo un área grande, el observatorio es capaz de observar objetos extensos a energías altas. Además HAWC puede monitorizar fulguraciones de rayos gamma producidas por fuentes de nuestra galaxia y de otras galaxias activas, como Markarian 421 y Markarian 501.
Una de las nuevas observaciones de HAWC permite conocer mejor la naturaleza de la región del Cisne, un vivero de numerosas estrellas de neutrones y restos de supernovas. Allí los científicos han observado objetos previamente desconocidos en la región, y han identificado objetos descubiertos anteriormente, pero ahora con mejor resolución. En una región de la Vía Láctea donde los investigadores habían identificado una única fuente de rayos gamma llamada HAWC ha encontrado varios puntos calientes, indicando que la región es más complicada de lo que se pensaba. “El estudio de estos objetos a las energías más altas puede revelar el mecanismo por el que producen rayos gamma y posiblemente nos ayude a desvelar el misterio centenario del origen de los rayos cósmicos de alta energía qe bombardean la Tierra desde el espacio”, comenta Goodman.
La neblina de Plutón cambia de brillo
19/4/2016 de NASA
Cambios en el brillo de las capas de niebla de la atmósfera compleja de nitrógeno de Plutón. Fuente: NASA.
Los científicos de la misión New Horizons siguen aprendiendo cada vez más acerca de la estructura y comportamiento de la compleja atmósfera de Plutón, descubriendo nuevas propiedades de sus extensas capas de niebla. Las nieblas fueron descubiertas por vez primera en julio por New Horizons, cuando la nave pasó cerca de Plutón y realizó su histórica primera exploración de este misterioso mundo.
Los científicos de la misión han descubierto que las capas de niebla de la atmósfera de nitrógeno de Plutón varían en brillo dependiendo de la iluminación y el punto de vista, aunque la propia niebla mantiene su estructura vertical global. Las variaciones en brillo pueden deberse a ondas ascendentes típicamente producidas por el flujo de aire sobre cordilleras montañosas. Se sabe que se producen en la Tierra, en Marte y ahora, probablemente, también en Plutón.
Las capas de niebla de Plutón se ven mejor en las imágenes de la nave espacial New Horizons tomadas con el Sol detrás de Plutón. New Horizons tomó una serie de imágenes a contraluz cuando se alejaba de Plutón el 14 de julio de 2015. En estas observaciones del instrumento Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) se tomaron varias imágenes de las capas de niebla situadas sobre posiciones geográficas particulares de Plutón, en intervalos de tiempo de 2 a poco más de 5 horas. El brillo en las capas cambió en un 30%, aunque la altura de las capas sobre la superficie siguió siendo la misma.
¿Dónde están los cúmulos globulares del Universo?
19/4/2016 de NOVA / The Astronomical Journal
![The globular cluster 47 Tucanae, as imaged by ESO’s Very Large Telescope. A recent study examines where most of the globular clusters in the universe reside. [ESO]](http://aasnova.org/wp-content/uploads/2016/04/fig15.jpg)
El cúmulo globular 47 Tucanae, en una imagen tomada por el telescopio VLT de ESO. Una nueva investigación estudia cual es el lugar del Universo donde se encuentran la mayoría de los cúmulos globulares. Crédito: ESO.
Las observaciones de cúmulos globulares (cúmulos de estrellas esféricos unidas por la gravedad que están en órbita alrededor de las galaxias) son fundamentales para los estudios de evolución estelar y galáctica. ¿Qué tipo de galaxias alberga el número total mayor de cúmulos globulares en el Universo actual?
Los cúmulos globulares se encuentran en los halos de todas las galaxias que tienen una luminosidad por encima de 10 millones de veces la luminosidad del Sol. En la práctica esto son todas las galaxias excepto las más pequeñas de las galaxias enanas. El número de cúmulos que residen en una galaxia está relacionado con su luminosidad: la Vía Láctea contiene unos 150 cúmulos, la ligeramente más brillante Andrómeda puede tener varios cientos de cúmulos, y la galaxia elíptica gigante y extremadamente brillante M87 tiene más de diez mil.
Pero las galaxias enanas diminutas son extremadamente numerosas en el Universo, mientras que las elípticas gigantes son mucho menos comunes. ¿Podría ser que la mayoría de los cúmulos globulares del Universo se encuentren alrededor de galaxias enanas, sencillamente porque hay muchas más enanas que los pueden albergar, o se hallan en galaxias grandes?
William Harris, de la Universidad McMaster de Canadá, ha realizado algunos cálculos para encontrar la respuesta. Encuentra que, en la actualidad, las galaxias con brillo similar al de la Vía Láctea son las que contienen el mayor número total de cúmulos globulares del Universo. Además, los cúmulos pobres en metales se encuentran en todas las galaxias, pero los ricos en metales residen preferentemente en galaxias brillantes masivas. Además, los cúmulos pobres en metales son casi el 80% de todos los cúmulos del Universo. Esto implica que las fases iniciales de fusiones entre galaxias (cuando había más gas pobre en metales disponible) proporcionaron las condiciones más favorables para la formación de cúmulos estelares densos y masivos. Este escenario inicial dio nacimiento a la mayoría de los cúmulos globulares que vemos hoy en día.
Formando galaxias sin bulbos
19/4/2016 de NOVA / The Astrophysical Journal Letters
![Artist’s impression of two different kinds of galaxies: one with a central bulge (top left), and one bulgeless, pure disk galaxy (center). A new study examines how pure disk galaxies form and evolve. [NASA/JPL-Caltech]](http://aasnova.org/wp-content/uploads/2016/04/fig1.jpg)
Ilustración de artista de dos tipos diferentes de galaxias: una con un bulbo central (arriba izquierda) y otra una galaxia de disco pura sin bulbo (centro). Un nuevo estudio examina cómo se forman y evolucionan las galaxias de disco puras. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Las galaxias de disco puras, galaxias que carecen de bulbo central, son una presencia desconcertante en nuestro Universo. Según la teoría comúnmente aceptada de formación de galaxias, éstas crecen jerárquicamente a través de fusiones con otras galaxias grandes y/o pequeñas. Estas uniones acaban destruyendo los discos originales de las galaxias, engordan las estructuras de los discos y provocan la formación de los bulbos clásicos en el centro de los discos. El hecho de que también observemos galaxias de disco puras sin bulbos centrales contradice esta teoría.
Ahora un estudio nuevo conducido por Sonali Sachdeva y Kanak Saha (Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, India) ha estudiado la población de galaxias de disco puras hasta redshift de z~1. Su objetivo es el de conocer mejor la evolución de las propiedades de esta extraña categoría de galaxias durante los últimos 8 mil millones de años.
Los investigadores estudiaron una muestra de 570 galaxias, descubriendo que 94 de ellas eran galaxias de disco puras. El análisis de los datos les ha llevado a encontrar que la fracción de galaxias de disco puras presentes en el Universo no ha cambiado mucho en los último 8 mil millones de años, constituyendo entre un 15% y un 18% del número total de galaxias.
El brillo promedio central no cambia tampoco con el tiempo, lo que significa que no hay aporte de gas a las partes centrales de estas galaxias, descartando que estén en proceso de fusión con otras galaxias. Sin embargo, la masa estelar total y el tamaño de estas galaxias aumenta sustancialmente desde z~1 a la actualidad, entre un 40% y un 60%. Para que esto ocurra en ausencia de fusiones, los autores proponen que estas galaxias crecen atrapando el gas de los filamentos cósmicos de gas frío con los que están conectadas.
El experimento del “canto del cisne” de Venus Express arroja luz sobre la atmósfera polar de Venus
20/4/2016 de ESA / Nature Physics
Visualización de Venus Express ejecutando la maniobra de aerofrenado, durante la cual la nave espacial orbitó Venus a una alltitud de unos 130 km, entre el 18 de junio y el 11 de julio de 2014. Durante el mes anterior, la altitud fue reducida gradualmente desde los 200 km a los 130 km. Crédito: ESA – C. Carreau.
Algunos de los resultados finales enviados por la nave Venus Express de ESA antes de precipitarse a través de la atmósfera de Venus han revelado que ésta es ondulada debido a la presencia de ondas atmosféricas y que tiene una temperatura media de -157ºC, más fría que ningún lugar de la Tierra.
Además de proporcionarnos datos sobre las regiones polares de Venus que no habían sido exploradas hasta ese momento, mejorando nuestros conocimientos sobre nuestro vecino planetario, el experimento es de gran interés para la misión ExoMars de ESA, actualmente en camino hacia el Planeta Rojo.
Venus Express llegó a Venus en 2006, donde pasó ocho años explorando el planeta desde órbita, superando con creces los 500 días previstos de duración de la misión. Al agotar el combustible inició su descenso precipitándose hacia el interior de la atmósfera de Venus antes de que se perdiera contacto con la Tierra en noviembre de 2014. Las órbitas de baja altura de los últimos meses permitieron conducir la nave a suficiente profundidad para que experimentase el arrastre de la atmósfera. Utilizando los acelerómetros de a bordo la nave midió la deceleración que experimentó mientras empujaba a través de la alta atmósfera del planeta, lo que se conoce como aerofrenado.
El experimento de aerofrenado permitió descubrir que la atmósfera polar es hasta 70 grados más fría de lo esperado, con una temperatura media de -157ºC. La atmósfera polar es también menos densa de lo esperado: a 130 km y 140 km de altura es un 22% y un 44% menos densa, respectivamente. Además se ha visto que la región polar está dominada por fuerte ondas atmosféricas, un fenómeno que se cree clave en las características de las atmósferas planetarias, incluyendo la nuestra.
La misión ExoMars Trace Gas Orbiter, lanzada a principios de este año, empleará una técnica de aerofrenado similar en Marte. “Durante esta maniobra extraeremos datos parecidos acerca de la atmósfera de Marte a los que tomamos en Venus”, añade Håkan Svedhem, científico de proyecto de las misiones Venus Express y ExoMars.
Toman imágenes de una fulguración solar mientras se está produciendo
20/4/2016 de New Jersey Institute of Technology / Scientific Reports
La fase de impulso de una fulguración solar es cuando más energía se emite. Fuente: New Jersey Institute of Technology.
Científicos del observatorio solar deBig Bear han captado imágenes de una fulguración solar reciente con detalle sin precedentes, incluyendo bucles brillantes que pasan por delante de una mancha solar seguidos por una “lluvia coronal”, plasma que condensa en la fase fría poco después de la fulguración, cubriendo la superficie visible del Sol, sobre la que aterriza con explosiones brillantes.
Las imágenes nuevas proporcionan datos sobre uno de los problemas centrales de a física solar: cómo se transfiere energía de una región del Sol a otra durante y después de una fulguración solar, una explosión que libera energía magnética y es responsable de la climatología espacial.
“Ahora podemos observar con detalle muy fino cómo la energía es transportada en las fulguraciones solares, en este caso desde la corona, donde ha sido almacenada, a la cromosfera inferior, que se encuentra decenas de miles de kilómetros más abajo, donde la mayor parte de la energía es finalmente convertida en calor y radiada al exterior”, comentó Ju Jing, directora del estudio.
Ju destacó que aunque los haces de electrones habían sido considerados tradicionalmente el agente principal que transporta la energía de las fulguraciones, las observaciones actuales proporcionan información novedosa sobre la escala espacial del transporte de energía. “Lo que es particularmente interesante es que estas áreas brillantes de impacto son tan pequeñas en tamaño que aunque estaban ahí han pasado desapercibidas en observaciones anteriores con resolución más baja”, añadió Dale Gary, coautor del estudio.
Las galaxias, como las ciudades
20/4/2016 de Smithsonian Astrophysical Observatory / Physical Review E
Ilustración esquemática de la ley de Zipf para galaxias o ciudades. A la izquierda se ve la distribución de población simulada donde las manchas oscuras indican densidades mayores; a la derecha, en rosa, los lugares donde la densidad de población supera un valor crítico. La distribución de grupos en rosa sigue la ley de Zipf. Fuente: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
El siglo pasado, el lingüista George Zipf se dio cuenta de que la segunda palabra más común en inglés (“of”) era utilizada aproximadamente la mitad de veces que la palabra más común (“the”), la tercera más común (“and”) aparecía un tercio de las veces y así sucesivamente. Este curioso comportamiento, que la frecuencia de una palabra sea inversamente proporcional a su posición en la lista de palabras más usadas, se ha llegado a conocer como Ley de Zipf. Otros han observado el mismo comportamiento en el número de habitantes de las ciudades, es decir, que la segunda ciudad más poblada tenía aproximadamente la mitad de población que la más poblada, la tercera un tercio de la población y así sucesivamente.
Muchos estudios estadísticos teóricos han descubierto otros casos en los que la ley de Zipf, o aproximaciones cercanas a ella, surge en distribuciones casi aleatorias del elemento que está siendo estudiado, ya se trate de palabras o de ciudades. Pero existen muchas desviaciones ligeras y ningún consenso sobre el origen de la ley de Zipf.
Las galaxias se forman cuando la densidad de materia excede un valor crítico. Los astrónomos de CfA Henry Lin y Avi Loeb señalan que, como las galaxias, las ciudades también puede pensarse que se forman una vez que el número de habitantes supera un valor crítico, con ciudades más grandes cuanto mayor es el número de habitantes. Dado que la ley de Zipf se aplica a las ciudades, investigaron si puede también aplicarse a las galaxias y por qué podría ser así.
En lugar de concentrarse en cómo emerge la ley a partir de situaciones específicas, ellos argumentan que se produce de manera natural en todos los sistemas estadísticos que tienen dos propiedades clave: una geometría bidimensional (las galaxias las vemos proyectadas sobre el plano bidimensional del cielo) y un comportamiento de agrupación independiente del tamaño, de modo que una región pequeña tiene el mismo aspecto que una grande. Los científicos demuestran matemáticamente que con estas dos características la ley de Zipf emerge de manera natural. (Por supuesto, para algunos sistemas, como las palabras, serán diferentes las razones responsables de que sigan la ley de Zipf). Con la teoría nueva han deducido la ley de Zipf y han predicho correctamente las fluctuaciones de la densidad de población de las galaxias.
Cometas ISON & PanSTARRS: cometas en el eXtremo
20/4/2016 de Chandra / The Astrophysical Journal
Imágenes en el óptico de los cometas ISON (izquierda) y PanSTARRS (derecha). En los recuadros se muestra las imágenes de los cometas tomadas en rayos X por el observatorio Chandra. La emisión en rayos X se produce cuando un viento de partículas procedentes del Sol choca contra la atmósfera del cometa. Créditos: imagen en rayos X de NASA/CXC/Univ. de CT/B.Snios et al; imagen en el óptico del DSS, Damian Peach.
Durante milenios la gente de la Tierra ha observado cometas en el cielo. Muchas culturas antiguas consideraban a los cometas portadores de desgracias pero hoy en día los científicos saben que los cometas son realmente bolas congeladas de polvo, gas y roca que pueden haber sido responsables de la llegada de agua a planetas como la Tierra hace miles de millones de años.
Aunque los cometas son intrínsecamente interesantes, también proporcionan información sobre otros aspectos de nuestro Sistema Solar. En concreto, los cometas pueden ser utilizados como laboratorios para estudiar el comportamiento del flujo de partículas que se aleja del Sol, llamado viento solar.
Recientemente, los astrónomos anunciaron el resultado de un estudio que empleaba datos tomados con el observatorio de rayos X Chandra de NASA de dos cometas, C/2012 S1 (también llamado cometa ISON) y C/2011 S4 (cometa PanSTARRS). Chandra observó los cometas en 2013 cuando ambos se encontraban relativamente cerca de la Tierra, ISON a unos 140 millones de kilómetros y PanSTARRS a 210 millones de kilómetros. Las diferencias en la forma de la emisión en rayos X de los cometas indica diferencias en el viento solar en el momento de la observación y en las atmósferas de cada cometa. El cometa ISON, por un lado, muestra una forma parabólica bien desarrollada que indica que el cometa posee una densa atmósfera gaseosa. Por otro lado, el cometa PanSTARRS posee una emisión de rayos X más difusa, revelando una atmósfera con menos gas y más polvo.
Los científicos han determinado que los cometas emiten en rayos X cuando las partículas del viento solar chocan contra la atmósfera del cometa. Aunque la mayoría de las partículas del viento solar son átomos de hidrógeno y helio, la emisión en rayos X observada se debe a los átomos “pesados” (esto es, elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, como carbono y oxígeno). Estos átomos, que han perdido la mayoría de sus electrones, chocan contra los átomos neutros de la atmósfera del cometa. En un proceso llamado “intercambio de carga eléctrica”, un electrón es intercambiado entre uno de estos átomos neutros, normalmente hidrógeno y un átomo pesado del viento solar. Tras esta colisión se emite un rayo X cuando el electrón es capturado a una órbita inferior.
Los datos de Chandra permiten a los científicos estimar la cantidad de carbono y nitrógeno del viento solar, encontrando valores que coinciden con los derivados independientemente usando otros instrumentos de NASA. También se realizaron medidas nuevas de la cantidad de neón.
Un objeto solitario, con la masa de un planeta, encontrado en una familia de estrellas
21/4/2016 de JPL / The Astrophysical Journal
Un joven mundo que flota libremente se halla solo en el espacio en esta ilustración. El objeto llamado WISEA J114724.10-204021.3 se cree que es una enana marrón de masa excepcionalmente pequeña, una estrella que no ha tenido masa suficiente para empezar a quemar combustible nuclear y brillar como una estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
En 2011 los astrónomos anunciaron que nuestra galaxia probablemente está rebosante de planetas que flotan libremente. De hecho, estos mundos solitarios, que se encuentran tranquilos en la oscuridad del espacio sin planetas compañeros y ni siquiera una estrella a la que orbitar, podrían ser más numerosos que las estrellas de nuestra galaxia la Vía Láctea. El sorprendente descubrimiento hizo surgir la pregunta: ¿de dónde proceden estos objetos? ¿Son planetas que fueron expulsados de sistemas solares o son realmente estrellas de poco peso llamadas enanas marrones que se formaron solas en el espacio como estrellas?
Un nuevo estudio de datos del satélite Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE, de NASA y del proyecto Two Micron All Sky Survey (2MASS), aporta datos nuevos en este misterio de proporciones galácticas. Los científicos han identificado un objeto con la masa de un planeta flotando libremente dentro de una joven familia de estrellas, la asociación estelar TW Hydrae. El objeto recién encontrado, llamado WISEA J114724.10-204021.3, o sólo WISEA 1147 para abreviar, se estima que tiene entre 5 y 10 veces la masa de Júpiter.
WISEA 1147 es uno de los pocos mundos solitarios para los que los astrónomos pueden afirmar que posiblemente se formó como una enana marrón y no como un planeta. Dado que se encontró que es miembro de la familia TW Hydrae de estrellas muy jóvenes, los astrónomos saben también que es un objeto muy joven, con solo 10 millones de años. Y dado que los planetas necesitan por lo menos 10 millones de años para formarse, y probablemente más para ser expulsados de un sistema estelar, WISEA 1147 es probablemente una enana marrón. Las enanas marrones se forman como las estrellas pero no tienen la masa suficiente para fusionar átomos en sus núcleos y resplandecer con luz estelar.
De los miles de millones de mundos posibles flotando libremente que se piensa que pueblan nuestra galaxia, algunos pueden ser enanas marrones de masa muy baja, mientras otros pueden ser de hecho planetas verdaderos, expulsados de sistemas solares nacientes. En este momento, la fracción de cada población es desconocida. Trazar los orígenes de los mundos solitarios y determinar si son planetas o enanas marrones es una tarea difícil, precisamente porque están tan aislados.
Ratones que han viajado al espacio dan muestras iniciales de daños en el hígado
21/4/2016 de Phys.org / PLoS ONE
Los viajes espaciales producen daños en el hígado de los ratones. Crédito: Martha Sexton.
En un descubrimiento que tendrá implicaciones para los vuelos espaciales humanos de larga duración y las misiones futuras a Marte, una investigadora de la Universidad de Colorado ha descubierto que ratones que volaron a bordo del transbordador Atlantis regresaron a la Tiera con indicios de enfermedades hepáticas.
“Antes de este estudio no teníamos realmente demasiada información en relación con el impacto del viaje espacial sobre el hígado”, afirma la directora del estudio Karen Jonscher. “Sabíamos que a menudo los astronautas regresan con síntomas parecidos a los de la diabetes pero que normalmente se solucionan con rapidez”. Sin embargo, la perspectiva del daño hepático crea preocupaciones nuevas.
Los ratones estudiados pasaron 13.5 días a bordo del transbordador espacial. Cuando regresaron Jonscher y sus colaboradores pudieron tomar muestras de sus hígados. Descubrieron que el vuelo espacial parecía haber activado células del hígado especializadas que pueden llegar a producir cicatrices y provocar un daño a largo plazo en el órgano. “Observamos el inicio del daño hepático en sólo 13.5 días”, comenta Jonscher. “Los ratones también perdieron masa muscular magra. Hemos visto este fenómeno en humanos en reposo en cama: los músculos se atrofian y las proteínas se rompen en aminoácidos. La pregunta es, ¿cómo afecto esto a tu hígado?”.
El equipo de Jonscher descubrió que el vuelo espacial produce un aumento en el almacenamiento de grasa en el hígado comparando con ratones alimentados de igual forma en la Tierra con los del transbordador. Esto fue acompañado de una pérdida de retinol, una forma animal de la vitamina A, y cambios en los niveles de genes responsables de consumir grasas. Como resultado, los ratones mostraban señales de esteatohepatitis no alcohólica e indicadores potenciales de inicios de fibrosis, que puede ser una de las consecuencias de la esteatohepatitis no alcohólica. “Normalmente se tarda mucho tiempo, entre meses y años, en inducir fibrosis en ratones, incluso comiendo una dieta no sana”, afirma Jonscher. “Si un ratón muestra señales iniciales de fibrosis sin un cambio de dieta tras 13 días y medio, ¿qué les está ocurriendo a los humanos?”.
Jonscher señala que la tensión del viaje espacial y la reentrada en la Tierra puede haber jugado también un papel en el daño hepático. “Si esto es o no un problema es todavía una cuestión por resolver”, afirma Jonscher. “Necesitamos estudiar ratones que hayan participado en vuelos espaciales de larga duración para ver si existen mecanismos compensatorios que entran en juego y pueden protegerles de un daño severo”.
Una araña espacial vigila estrellas jóvenes
21/4/2016 de JPL
La nebulosa de la Araña se encuentra a 10 000 años luz de la Tierra y es un lugar activo con la formación de estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech/2MASS.
Una nebulosa conocida como “la Araña” brilla en verde fluorescente en una imagen infrarroja tomada por el telescopio espacial Spitzer de NASA y el proyecto Two Micron All Sky Survey (2MASS). La Araña, cuyo nombre oficial es IC 417, se encuentra cerca de un objeto mucho más pequeño llamado NGC 1931, que no aparece en la imagen. Juntas se les llama las nebulosas de “La Araña y la Mosca”. Las nebulosas son nubes de gas y polvo interestelares donde pueden formarse estrellas.
La Araña, situada a unos 10 000 años luz de la Tierra en dirección a la constelación de Auriga, es claramente un lugar donde se están formando estrellas. Se halla en la parte exterior de la Vía Láctea, casi en dirección exactamente opuesta al centro galáctico. Un grupo de estudiantes, profesores y científicos centró su atención en esta región como parte del Programa de Investigación de Archivo de Profesores, de NASA/IPAC en 2015. Trabajaron buscando estrellas nuevas en esta área.
Uno de los cúmulos más grandes de estrellas jóvenes de la Araña puede verse fácilmente en la imagen. Hacia la derecha del centro, frente al fondo negro del espacio, puedes ver un grupo brillante de estrellas llamado “Stock 8”. La luz de este cúmulo excava una oquedad en las nubes de polvo cercanas, que en la imagen se ven como algodón de color verde. A lo largo de la cola sinuosa del centro y hacia la izquierda, los grupos de fuentes puntuales de color rojo agrupadas entre el verde son también estrellas jóvenes.
“Y” marca el punto exacto
21/4/2016 de JPL
Estructura con forma de Y en la superficie helada de Encélado. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
Una formación sinuosa serpentea al norte del polo sur de Encélado como un tentáculo gigante. Esta estructura, que se extiende desde el terminador (zona de separación entre la parte iluminada y la nocturna) cerca del centro hacia arriba a la izquierda es en realidad de naturaleza tectónica, creada por tensiones en la superficie helada de Encélado.
Los geólogos llaman a las estructuras como esta de Encélado “discontinuidades con forma de Y”. Se piensa que surgen cuando el material de la superficie intenta empujar hacia el norte, comprimiendo o desplazando el hielo que hay ahí. Tales formaciones también se cree que son relativamente jóvenes en base a la ausencia de cráteres de impacto, un recordatorio de lo sorprendentemente activo que es Encélado geológicamente hablando.
Esta imagen mira hacia el hemisferio trasero de Encélado; el norte está arriba. La imagen fue tomada en luz visible verde con la cámara de campo pequeño de la nave espacial Cassini, desde una distancia de aproximadamente 100 000 kilómetros. La escala de la imagen es de 580 m por pixel.
‘Relojes’ microscópicos cronometran la distancia a una fuente galáctica de rayos cósmicos
22/4/2016 de Washington University / Science
Esta enorme burbuja en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes se formó por la muerte explosiva de una o varias estrellas masivas de un cúmulo situado en el interior de la burbuja. Los rayos cósmicos que llegan a la Tierra son creados y acelerados por explosiones similares. Crédito: Gemini South Telescope / Travis Rector, University of Alaska Anchorage.
La mayoría de los rayos cósmicos de nuestra Galaxia que llegan a la Tierra proceden de un cúmulo cercano de estrellas masivas, según observaciones nuevas realizadas con el espectrómetro de isótopos de rayos cósmicos (CRIS) del Explorador de Composición Avanzada (ACE de sus iniciales en inglés) de NASA.
La distancia entre el punto de origen de los rayos cósmicos galácticos y la Tierra está limitada por la supervivencia de un tipo muy raro de rayo cósmico que actúa como un diminuto reloj. El rayo cósmico es un isótopo radiactivo del hierro, el 60Fe, que tiene una vida media de 2.6 millones de años. En ese tiempo, la mitad de estos núcleos de hierro se habrá desintegrado en otros elementos. Y en los 17 años que CRIS lleva en el espacio, ha detectado unos 300 000 rayos cósmicos galácticos de núcleos de hierro normal, pero solo 15 del 60Fe radiactivo.
“Nuestra detección de hierro radiactivo en los rayos cósmicos es la pistola humeante que indica que ha existido una supernova en los últimos millones de años en nuestro vecindario de la Galaxia”, comenta Robert Binns, profesor de la Universidad de Washington en St. Louis. “Los datos nuevos demuestran que la fuente de los rayos cósmicos galácticos es un cúmulo cercano de estrellas masivas donde las explosiones de supernova se producen cada pocos millones de años”, comenta Martin Israel, coautor del artículo.
El hierro radiactivo se piensa que se origina en supernovas de colapso del núcleo, explosiones violentas que marcan la muerte de estrellas masivas, que tienen lugar principalmente en cúmulos de estrellas masivas llamadas asociaciones OB. Las medidas anteriores de CRIS para isótopos de cobalto y níquel muestran que debe de haber un retraso de por lo menos 100 000 años entre la creación de los núcleos y su aceleración, explica Binns. Este lapso de tiempo también significa que los núcleos sintetizados por una supernova no son acelerados por la misma supernova, sino por la onda de choque de una segunda supernova cercana, comenta Israel, una que se produce suficientemente rápido para que una cantidad sustancial del 60Fe de la primera supernova no se haya desintegrado todavía. Los cúmulos de estrellas masivas son uno de los pocos lugares donde las supernovas se producen suficientemente a menudo y cerca para que esto ocurra.
Otros estudios corroboran este resultado. Una investigación publicada en Nature ha encontrado restos de 60Fe en corteza oceánica de 2.2 millones de años de edad que atribuyen a una serie de explosiones de supernova cercanas. Otro trabajo publicado recientemente en Physical Review Letters describe la detección de 60Fe en muestras de roca de la Luna que puede ser explicada como escombros de una supernova que se produjo hace unos 2 millones de años. De hecho, podría decirse que se ha producido una supernova virtual de investigaciones alrededor del 60Fe.
El Hubble observa una burbuja de cumpleaños
22/4/2016 de ESA Hubble
La Nebulosa de la Burbuja, también conocida como NGC 7635, es una nebulosa de emisión situada a 8000 años luz- Esta asombrosa imagen nueva ha sido tomada por el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA para celebrar su vigésimo sexto año en el espacio. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team.
Esta nueva imagen del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA, publicada para conmemorar el 26º aniversario del Hubble en órbita, capta con claridad asombrosa lo que parece una gigantesca burbuja de jabón cósmica. El objeto, conocido como la nebulosa de la Burbuja, es de hecho una nube de gas y de polvo iluminada por la brillante estrella que alberga en su interior.
Hace veintiséis años, el 24 de abril de 1990, el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA fue puesto en órbita a bordo del transbordador espacial Discovery, siendo el primer telescopio de su clase. Cada año, para conmemorar este importante día en la historia espacial, el Hubble pasa una modesta parte de su tiempo de observación captando una imagen espectacular de un objeto astronómico especialmente elegido.
El objeto del aniversario de este año es la Burbuja de la Nebulosa, también conocida como NGC 7635, que se halla a 8000 años luz en la constelación de Casiopea. Este objeto fue descubierto por primera vez por William Herschel en 1787 y ésta es la primera vez que podemos verla entera en un mosaico de cuatro imágenes del Hubble. Así, podemos apreciar en su totalidad la capa casi simétrica que da su nombre a la nebulosa. Esta capa es el resultado de un potente flujo de gas – conocido como viento estelar – de la estrella brillante visible justo a la izquierda del centro de esta imagen. La estrella, SAO 20575, tiene entre diez y veinte veces la masa del Sol y la presión creada por los vientos estelares obliga al material interestelar que la rodea a apartarse tomando esta forma de burbuja.
La gigantesca nube molecular que rodea la estrella – brillando por la intensa radiación ultravioleta de la estrella – intenta detener la expansión de la burbuja. Sin embargo, aunque la esfera ya mide alrededor de diez años en diámetro, todavía está creciendo, debido a la presión constante del viento estelar, ¡que actualmente es superior a los 100 000 kilómetros por hora!
Además de la propia simetría de la burbuja, una de las características más intrigantes es que la estrella no se encuentra situada en el centro. Los astrónomos todavía están discutiendo por qué es así y cómo, a pesar de ello, se crea una burbuja casi perfectamente redonda.
Simulaciones numéricas arrojan nueva luz acerca del Universo temprano
22/4/2016 de Los Alamos National Laboratory / Physical Review D
Científicos de Los Álamos han desarrollado el código de computadora BURST para predecir, con precisión sin precedentes, las cantidades de núcleos ligeros sintetizados en el Big Bang. Fuente: Los Álamos National Laboratory.
Una innovadora investigación multidisciplinar en física nuclear, física de partículas y cosmología ha conducido al desarrollo de un nuevo programa de ordenador más preciso para el estudio del Universo temprano. El código simula las condiciones durante los primeros minutos de evolución cósmica para observar el papel de los neutrinos, núcleos y otras partículas en el Universo temprano.
Anticipándose a los datos cosmológicos de precisión que proporcionará la próxima generación de telescopios “extremadamente grandes”, el programa BURST “promete abrir nuevos caminos para investigar problemas que existen en cosmología”, comenta el físico de Los Álamos Mark Paris. “Estos incluyen la naturaleza y el origen de la materia visible y las propiedades de las más misteriosas ‘materia oscura’ y ‘radiación oscura’ “.
“El código BURST permite a los físicos explorar el Universo temprano como laboratorio donde estudiar el efecto de las partículas fundamentales presentes en el Universo primitivo”, explica Paris. “Nuestro nuevo trabajo en cosmología de neutrinos permite el estudio de la naturaleza cuántica de las partículas fundamentales (los componentes subatómicos básicos de la naturaleza) simulando el Universo a escala cosmológica”, sigue Paris.
“Nuestra estrategia ‘autoconsistente’, conseguida por primera vez describiendo de forma simultánea todas las partículas involucradas, aumenta la precisión de nuestros cálculos. Esto nos permite investigar partículas fundamentales exóticas que son actualmente objeto de intensa especulación teórica”, añade George Fuller, de la Universidad de California San Diego.
Un satélite de investigación en microgravedad estudia el desarrollo de embriones en el espacio
22/4/2016 de Phys.org
Un nuevo estudio demuestra que los mamíferos pueden desarrollarse en el espacio. El periódico China Daily anunció el estudio el pasado domingo. El experimento ha sido realizado con el satélite reutilizable SJ-10, y “por primera vez en la historia humana, se ha demostrado que las fases iniciales de los embriones de mamíferos pueden desarrollarse completamente en un ambiente espacial”, según Cheng Yingqi.
En una fotografía el China Daily mostraba embriones de ratón de dos células, cuatro horas antes del lanzamiento. El informe indicaba que los embriones de ratón transportados en la cápsula de retorno completaron su proceso de desarrollo en menos de 96 horas después del lanzamiento. Es la primera vez que se informa del desarrollo con éxito de embriones de mamíferos en el espacio.
El SJ-10 es un satélite de microgravedad que fue lanzado el pasado 6 de abril. Según el China Daily, “la cápsula de retorno permanecerá en órbita varios días antes de regresar a la Tierra. Un módulo orbital continuará realizando experimentos durante unos días más”. De hecho, la nave Shijian-10 (SJ-10) transporta 20 experimentos relacionados con la física de fluidos, ciencia de materiales y efectos de la radiación y la microgravedad sobre varios sistemas biológicos, según Science.
La SJ-10 transporta más de 6000 embriones de ratón en una cámara cerrada autosuficiente. China Daily afirma que tiene el tamaño de un horno de microondas. “Una cámara toma fotografías de los embriones cada cuatro horas y envía las fotografías de regreso a la Tierra. Resulta que algunos embriones se convirtieron en blastocitos avanzados en cuatro días”. “Después de que los embriones sean recuperados de la cápsula de retorno, los científicos los transportarán inmediatamente a Pekín para realizar más análisis sobre la velocidad de desarrollo y los cambios en los genes de los embriones y en las proteínas”.
Balizas cósmicas que revelan el antiguo núcleo de la Vía Láctea
25/4/2016 de Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam / The Astrophysical Journal Letters
El plano de nuestra Galaxia observado en luz infrarroja con el satélite WISE. Crédito: NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder.
Un equipo internacional de astrónomos dirigido por el Dr. Dr. Andrea Kunder del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) de Alemania y el Dr. R. Michael Rich de UCLA ha descubierto que los 2000 años luz centrales de la galaxia de la Vía Láctea albergan una antigua población de estrellas. Estas estrellas tienen más de 10 mil millones de años de edad y sus órbitas en el espacio conservan la historia temprana de la formación de la Vía Láctea.
Por primera vez un equipo de investigadores ha conseguido separar la componente antigua de la población estelar que actualmente domina el centro de la Galaxia. Los astrónomos se centraron en una clase antigua y bien conocida de estrellas, las variables RR Lyrae. Estas estrellas pulsan en brillo aproximadamente una vez al día, lo que las hace más difíciles de estudiar que sus contrapartidas estáticas, pero tienen la ventaja de ser “candelas estándar”. Las estrellas RR Lyrae permiten estimaciones exactas de las distancias y sólo se encuentran en poblaciones estelares de más de 10 mil millones de años de edad, como por ejemplo en los antiguos cúmulos globulares del halo de la galaxia. Las velocidades de cientos de estrellas fueron registradas simultáneamente en la constelación de Sagitario sobre un área del cielo mayor que la luna llena. Los investigadores pudieron usar la edad de las estrellas para explorar las condiciones de la parte central de nuestra Vía Láctea cuando se formó.
Igual que Londres y París fueron construidas sobre restos romanos o incluso más antiguos, nuestra Vía Láctea tiene también generaciones múltiples de estrellas que abarcan desde el momento de su formación hasta el presente. Dado que los elementos pesados, llamados ‘metales’ por los astrónomos, son creados en estrellas, las generaciones posteriores de estrellas son cada vez más ricas en metales. Por tanto, las componentes más antiguas de la Vía Láctea se espera que sean estrellas pobres en metales. La mayor parte de las estrellas de las regiones centrales de nuestra galaxia son ricas en metales y están dispuestas formando una estructura alargada de melón llamada “la barra”. Estas estrellas están en órbita alrededor del centro galáctico más o menos en la misma dirección. Sin embargo, para sorpresa de los astrónomos, las estrellas RR Lyrae no siguen órbitas con forma de melón sino que tienen grandes movimientos aleatorios que están más de acuerdo con que se formaron a gran distancia del centro de la Vía Láctea.
Estas características indican que se trata de estrellas muy antiguas que tuvieron un origen muy diferente al de las demás que se encuentran en la barra y posiblemente se trate de una de las primeras zonas que se formó de la Vía Láctea.
El Universo, donde el tiempo y el espacio se hacen discretos
25/4/2016 de SISSA
Oscilador armónico cuántico: un chip de silicio que pesa unos pocos microgramos y que, después de ser enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto, es iluminado con un láser y empieza a oscilar armónicamente. El modelo teórico propuesto por Liberati y sus colaboradores permite la posibilidad de comprobar efectos no locales en objetos cuánticos que tienen una masa no despreciable como éste. Crédito: LENS. Florencia, Italia.
Nuestra experiencia del espacio-tiempo es que se trata de un objeto continuo, sin saltos ni discontinuidades, tal como es descrito por la física clásica. Sin embargo, en algunos modelos de gravedad cuántica, la textura del espacio-tiempo es “granular” a escalas diminutas (por debajo de la llamada escala de Planck, 10-33 cm) como si se tratara de una red variable de sólidos y vacíos (o una espuma compleja). Uno de los grandes problemas de la física actual es comprender el paso de una descripción continua a una discreta del espacio-tiempo.
Uno de los problemas a resolver es que si el espacio-tiempo es granular más allá de una cierta escala significa que hay una “escala básica”, una unidad fundamental que no puede dividirse en nada más pequeño, una hipótesis que choca con la teoría de la relatividad espacial de Einstein. Imagine sostener una regla en una mano: según la teoría especial de la relatividad, para un observador que se desplace en línea recta a una velocidad constante (cercana a la velocidad de la luz) respecto a usted la regla le parecerá más corta. ¿Pero qué ocurre si la regla tiene la longitud de la escala fundamental? En la relatividad especial, la regla aún se vería más corta que esta unidad de medida. La relatividad especial es, por tanto, claramente incompatible con la introducción de la granularidad básica del espacio-tiempo. Sugerir la existencia de esta escala básica, afirman los físicos, significa violar la invariancia de Lorentz, el principio fundamental de la relatividad espacial.
¿Cómo reconciliarlas? Los físicos pueden aceptar violaciones de la invariancia Lorentz pero tienen que satisfacer condiciones muy estrictas (y ésta ha sido la estrategia preferida hasta ahora), o deben de encontrar un modo de evitar la violación y encontrar un escenario que sea compatible con la granularidad y la relatividad especial al mismo tiempo. Este escenario es, de hecho, descrito por algunos modelos de gravedad cuántica como la teoría de cuerdas y la teoría de conjuntos causales. Sin embargo, el problema a resolver era el de cómo comprobar experimentalmente las predicciones de estas teorías dado que son mucho menos obvias que las de modelos que violan la relatividad espacial.
Una solución a esto ha sido apuntada por Stefano Liberati, profesor de SISSA, y su colaboradores. “Nosotros respetamos la invariancia de Lorentz, pero todo tiene un precio, que en este caso es la introducción de efectos no locales”, comenta Liberati. El escenario propuesto salva la relativdad especial pero introduce la posibilidad de que la física en un cierto punto del espacio-tiempo pueda ser condicionada por lo que ocurre no solo en las cercanías de este punto sino también en regiones muy alejadas de él. El modelo está formulado de forma que es posible la comprobación experimental, y las medidas permitirán identificar la frontera, o zona de transición, donde el espacio-tiempo se convierte en granular y la física en no local.
Los catálogos y mapas nuevos de Herschel revelan viveros estelares en el plano galáctico
25/4/2016 de ESA / Astronomy & Astrophysics
Vista del Plano Galáctico tomada con el observatorio espacial Herschel. Crédito: ESA/Herschel/PACS, SPIRE/Hi-GAL Project.
La misión Herschel de ESA ha publicado una serie de mapas sin precedente de zonas de formación de estrellas en nuestra galaxia la Vía Láctea. Van acompañados por una serie de catálogos de cientos de miles de fuentes compactas que abarcan todas las fases que conducen al nacimiento de estrellas en nuestra Galaxia. Estos mapas y catálogos serán una herramienta muy valiosa para los astrónomos, para su explotación científica y para planificar estudios de seguimiento de regiones particularmente interesantes del plano galáctico.
Durante sus años de funcionamiento (2009-2013), el observatorio espacial Herschel exploró el cielo en longitudes de onda del infrarrojo lejano y submilimétricas. Las observaciones de esta parte del espectro electromagnético son sensibles a algunos de los objetos más fríos del Universo, incluyendo el polvo cósmico, un componente menor pero crucial en el material interestelar del que nacen las estrellas.
El estudio en el infrarrojo del Plano Galáctico de Herschel (Hi-GAL) es el mayor de los programas de observación realizado con Herschel en términos tanto de tiempo de observación (por encima de las 900 horas totales de observaciones, equivalentes a casi 40 días) como de área cubierta del cielo (unos 800 grados cuadrados o el dos por ciento del cielo entero). Su objetivo era cartografiar el disco completo de la Vía Láctea, donde se forman y residen la mayoría de las estrellas, en cinco canales de longitudes de onda: 70, 160, 250, 350 y 500 μm.
Las imágenes proporcionan una vista sin precedentes del Plano Galáctico, mostrando desde material interestelar difuso a estructuras filamentosas más densas de gas y de polvo que se fragmentan en nodos donde se inicia la formación estelar. Se trata de nodos preestelares, protoestrellas en varias fases de su evolución y núcleos compactos a punto de convertirse en estrellas, así como estrellas completamente formadas y las burbujas excavadas por su radiación altamente energética. Los mapas recién publicados van acompañados por un catálogo de fuentes en cada una de las cinco bandas, que los astrónomos pueden utilizar directamente para estudiar distintos temas, incluyendo la distribución del polvo difuso y de las regiones de formación de estrellas en el Plano Galáctico.
Nuestro Sol podría haber comido una supertierra como desayuno
25/4/2016 de phys.org
Un nuevo artículo afirma que una supertierra podría haberse formado en nuestro Sistema Solar y haber sido tragada por el Sol. Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser.
Nuestro Sistema Solar parece un lugar ordenado. Las órbitas de los planetas son predecibles hasta el punto de que podemos enviar naves espaciales en viajes que duran varios años y que alcanzan sus destinos de manera fiable. Pero hemos estado viendo el Sistema Solar durante un abrir y cerrar de ojos, hablando cósmicamente. El Sistema Solar joven era un lugar muy diferente. Las cosas eran mucho más caóticas antes de que los planetas se asentaran en la estabilidad orbital que disfrutan ahora. Hubo choques y destrucciones a montones en los primeros días, como es el caso de Theia, el planeta que chocó contra la Tierra creando la Luna.
Ahora una nueva investigación de Rebecca G. Martin y Mario Livio de la Universidad de Nevada, Las Vegas, afirma que nuestro Sistema Solar pudo haber tenido un planeta adicional que fue destruido cuando se precipitó al Sol. Lo extraño es que la prueba de la formación y existencia de este planeta puede ser la propia falta pruebas. El planeta, que habría sido lo que llamamos una supertierra, se habría formado muy cerca del Sol y habría sido destruido cuando fue atraído hacia él por la gravedad.
En los primeros días de nuestro Sistema Solar, el Sol se habría formado en el centro de una masa de gas y polvo. Cuando consiguió suficiente masa, cobró vida gracias a un estallido de fusión atómica. Rodeando al Sol se encontraba un disco protoplanetario de gas y de polvo del que se formaron los planetas. Lo que falta en nuestro Sistema Solar son cuerpos o incluso escombros rocosos en la zona entre Mercurio y el Sol. Esto podría parecer normal pero la misión Kepler nos dice que no lo es. En más de la mitad de los sistemas solares que ha observado, Kepler ha encontrado planetas en la misma zona en la que nuestro Sistema Solar no tiene ninguno.
Martin y Livio piensan que nuestro Sistema Solar formó una supertierra que en lugar de migrar hacia afuera se cayó al Sol. Según estos investigadores, la supertierra con mucha probabilidad se formó en las regiones interiores de nuestro Sistema Solar, dentro de la órbita de Mercurio. El hecho de que no haya objetos allí ni escombros de ningún tipo sugiere que la supertierra se originó cerca del Sol y que su formación limpió de escombros el área. Entonces, una vez formada, cayó al Sol, eliminando toda prueba de su existencia.
La materia oscura no contiene ciertas partículas de tipo axión
26/4/2016 de Stockholm University / Physical Review Letters
Ilustración de cómo la galaxia transforma la luz en partículas tipo axión. Créditos: Aurore Simonnet, Sonoma State University (por la imagen de la galaxia) y NASA/NOAA/GSFC/Suomi NPP/VIIRS/Norman Kuring (por la imagen de la Tierra).
Los físicos todavía están peleando por identificar más del 80% de la materia del Universo. Una posibilidad es que esté compuesta por partículas extremadamente ligeras cuya masa sería menor que la mil millonésima parte de la masa del electrón. Estas partículas a menudo son llamadas partículas de tipo axión. Como estas partículas son difíciles de encontrar, los investigadores todavía no han sido capaces de comprobar los distintos tipo de ellas que podrían formar parte de la materia oscura.
Pero ahora or primera vez los investigadores han utilizado datos de un telescopio de rayos gamma de NASA a bordo del satélite Fermi para estudiar luz de la galaxia central del cúmulo de galaxias de Perseo buscando estas partículas de tipo axión. Los investigadores no han encontrado ni rastro de ellas y, por vez primera, las observaciones eran suficientemente sensibles para excluir ciertos tipos de partículas.
Las partículas tipo axión no pueden ser detectadas directamente pero existe una pequeña probabilidad de conseguirlo si se transforman en luz ordinaria y viceversa cuando viajan por un campo magnético. Un equipo de investigadores de la Universidad de Estocolmo empleó una fuente muy brillante de luz, la galaxia central del cúmulo de galaxias de Perseo, para buscar estas transformaciones. La luz de alta energía, conocida como radiación gamma, de esta galaxia podría transformarse en partículas tipo axión mientras se desplaza por el campo magnético que empapa el gas que hay entre las galaxias del cúmulo.
“Las partículas tipo axión que hemos podido descartar podrían explicar una cierta cantidad de materia oscura. Lo que es particularmente interesante es que con nuestro análisis estamos alcanzando una sensibilidad que pensamos que sólo podría alcanzarse con experimentos específicos en la Tierra”, comenta Manuel Meyer.
Un modelo por computadora explica las erupciones continuas en una luna helada de Saturno
26/4/2016 de University of Chicago / Proceedings of the National Academy of Sciences
Esta imagen en color realzado de Encélado muestra gran parte del hemisferio sur e incluye el terreno del polo sur, en la parte inferior de la imagen. Científicos de las universidades de Chicago y Princeton han publicado un nuevo estudio describiendo el proceso que origina y mantiene los géiseres de larga duración de esta luna. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.
La nave espacial Cassini ha observado géiseres en erupción en la luna Encélado de Saturno desde 2005, pero el proceso que provoca y mantiene estas erupciones sigue siendo un misterio. Ahora, dos científicos de las universidades de Chicago y Princeton, Edwin Kite y Allan Rubin, han señalado un mecanismo por el que las tensiones por marea cíclicas ejercidas por Saturno pueden controlar las erupciones de larga duración de Encélado.
“En la Tierra, las erupciones no tiene tendencia a durar mucho”, comenta Kite. “Cuando ves erupciones que duran mucho tiempo, son pocas y hay mucho espacio entre ellas”. Pero Encélado, que probablemente esconde un océano bajo su superficie congelada, ha conseguido de algún modo abrir múltiples fisuras a lo largo de su polo sur. Estas “bandas de tigre” han estado expulsando vapor y pequeñas partículas de escarcha continuamente durante décadas y probablemente mucho más tiempo. “Es un problema explicar por qué el sistema de fisuras no se atasca con su propia escarcha”, comenta Kite. “Y es un problema explicar por qué la energía eliminada del agua por enfriamiento al evaporarse no lo congela todo”.
Lo que se necesita es una fuente de energía que equilibre el enfriamiento causado por la evaporación. “Pensamos que la fuente de energía es un nuevo mecanismo de disipación por marea que no había sido considerado anteriormente”, comenta Kite. Carolyn Porco, directora del equipo de imágenes de Cassini, comenta: “Me alegré mucho al ver este nuevo trabajo de Kite y Rubin que pone de manifiesto un proceso que había pasado inadvertido: el bombeo de agua dentro y fuera de las fracturas profundas de la capa de hielo del polo sur por acción de las mareas”.
El modelo de Kite-Rubin consiste en una serie de rendijas paralelas, verticales que llegan a la superficie desde el agua que hay debajo. Aplicaron las tensiones por marea producidas por Saturno a su modelo en una computadora y observaron lo que ocurría. El bombeo por marea calienta el agua y la capa de hielo por las turbulencias que origina. Kite y Rubin han propuesto que nuevos datos de Cassini podrían permitir comprobar esta idea revelando si la capa de hielo de las regiones del polo sur está caliente. “Si el nuevo mecanismo es un factor principal en el calor que procede de las fracturas, entonces el hielo del polo sur que está entre fracturas debería de hecho estar frío”, comenta Porco. “El veredicto aún está por decidir hasta que los resultados de los últimos sobrevuelos de Encélado del año pasado sean analizados completamente”.
NASA busca ideas en el mundo de la industria para un satélite avanzado en Marte
26/4/2016 de JPL
Alrededor de 1000 imágenes en filtros rojo y violeta del orbitador Viking han sido procesadas para obtener una imagen en color de Marte entero con una escala de 1 km/pixel. Crédito: NASA/JPL/USGS.
NASA ha solicitado ideas a la industria de USA para diseñar un orbitador que sería lanzado a Marte en la década de 2020. El satélite proporcionará comunicaciones e imágenes avanzadas, llevando también a cabo una exploración científica robótica, como parte de apoyo a un viaje a Marte de NASA. El orbitador aumentaría sustancialmente el ancho de banda de las comunicaciones y sería capaz de tomar imágenes en alta resolución. Podría también emplear tecnologías punteras como propulsión eléctrica solar de alta potencia o un paquete de comunicaciones ópticas, que podría mejorar mucho la velocidad de transmisión y la capacidad de los sistemas de radio.
“Nuestro éxito en la exploración de Marte para desvelar los misterios del Planeta Rojo, depende de tener una comunicación con la Tierra de banda muy ancha e imágenes desde arriba”, afirma John Grusnfeld, administrador del Directorado de Misiones Científicas de NASA. “Actualmente dependemos de nuestras misiones científicas en órbita para realizar el servicio doble de realizar medidas y actuar como repetidores de comunicaciones, pero no podemos pensar que durarán siempre. Este nuevo orbitador empleará tecnología puntera para revitalizar nuestra capacidad de continuar explorando Marte y apoyar ciencia transformadora, incluyendo una posible misión de recogida de muestras para traerlas a la Tierra en el futuro”.
NASA se encuentra en un ambicioso viaje hacia Marte que incluye enviar humanos al Planeta Rojo, y el trabajo prosigue en esta dirección. Las naves espaciales robóticas son las que están abriendo el camino del Programa de Exploración de Marte, con las misiones actuales, además del lanzamiento de la sonda Insight previsto para 2018, y el diseño y construcción del rover Marte 2020.
Un sistema de análisis genético podría acelerar el ritmo de las investigaciones en la Estación Espacial Internacional
26/4/2016 de Phys.org
El módulo de preparación de muestras de WetLab-2 permite a los miembros de la tripulación que trabajan en condiciones de microgravedad aislar ARN y ADN en muestras de cultivos celulares o tejidos. Crédito: NASA / Dominic Hart.
Los biólogos de todo el mundo realizan de forma rutinaria análisis de expresión genética para estudiar mejor los sistemas vivos. Los análisis de expresión genética examinan los tipos y cantidades de moléculas producidos por los genes en células vivas, indicando qué genes están activos y cuáles están inactivos en un momento determinado. Esto proporciona información valiosa acerca de los estados internos, altamente dinámicos, de las células de los sistemas vivos. El instrumento WetLab-2 de NASA es la tecnología que permitirá medir en la Estación Espacial Internacional la expresión genética de especímenes biológicos en el espacio, transmitiendo los resultados a investigadores en la Tierra a la velocidad de la luz.
“WetLab-2 es realmente pionero”, afirma Macarena Parra, responsable científico del proyecto. “Los investigadores podrán analizar con WetLab-2 la primera realización de un experimento llevado a cabo durante el vuelo espacial e inmediatamente aplicar lo que aprendan en repeticiones sucesivas del experimento durante la misma misión de vuelo. Esto nos permitirá acelerar el ritmo de investigación en la estación, ahorrando tiempo y dinero”.
Actualmente, las investigaciones en ciencias de la vida a bordo de la estación espacial tienen que seguir planes preestablecidos: un cohete transporta el experimento al espacio, un astronauta sigue el plan y luego envía las muestras a la Tierra para su análisis. Si el análisis posterior al vuelo muestra que ocurrió algo inusual o inesperado en el espacio, el investigador querrá estudiar mejor esos fenómenos, pero esto requiere planificar un experimento completamente nuevo y esperar a una próxima oportunidad de llevarlo a la estación.
WetLab-2 utiliza un método estándar de medición de la expresión genética que necesita extraer ciertos tipos de moléculas de ácido ribonucleico (ARN) de muestras biológicas y medir las cantidades extraídas. Las moléculas de ARN se encuentran en el interior de las células y juegan papeles clave en funciones básicas de las células vivas, como crear proteínas celulares. El sistema de WetLab-2 permitirá realizar este análisis en la estación espacial.
La microgravedad complica incluso los procedimientos de laboratorio más simples, como añadir líquido a una probeta. Además, en la estación no se dispone de una despensa completa de sustancias químicas y los astronautas siguen un calendario muy ajustado. Para superar estas restricciones, el equipo de WetLab-2 desarrolló un nuevo método que permite a los miembros de la tripulación de la estación extraer ARN de múltiples tipos de especímenes biológicos en menos de 30 minutos.
El Hubble descubre una luna en órbita alrededor del planeta enano Makemake
27/4/2016 de Hubble site / Minor Planet Electronic Circular
Esta imagen del telescopio espacial Hubble muestra la primera luna descubierta alrededor del planeta enano Makemake. La diminuta luna, situada justo encima de Makemake en esta imagen, es apenas visible debido a que casi se pierde en el intenso brillo del planeta enano. La luna, apodada MK 2, tiene unos 160 km de diámetro y está en órbita a unos 21 000 km de Makemake. Makemake es 1300 veces más brillante que su luna y mucho mayor, con un diámetro de 1400 km. Crédito: NASA, ESA, A. Parker y M. Buie (Southwest Research Institute), W. Grundy (Lowell Observatory), y K. Noll (NASA GSFC).
Escudriñando los límites de nuestro Sistema Solar, el telescopio espacial Hubble de NASA ha observado una pequeña luna oscura en órbita alrededor de Makemake, el segundo planeta enano helado más brillante (después de Plutón) del Cinturón de Kuiper.
La luna, provisionalmente designada S/2015 (136472) 1 y apodada MK 2, es más de 1300 veces menos brillante que Makemake. MK 2 ha sido observada a unos 21 000 km del planeta enano y se estima que su diámetro es de unos 160 km. Makemake tiene un diámetro de 1400 km. Este planeta enano, descubierto en 2005, lleva el nombre del dios creador del pueblo Rapa Nui de la isla de Pascua.
El Cinturón de Kuiper es un vasto depósito de escombros congelados que sobraron de la construcción de nuestro Sistema Solar hace 4500 millones de años y alberga varios planetas enanos. Algunos de estos mundos tienen satélites conocidos, pero éste es el primer descubrimiento de un objeto compañero de Makemake. Makemake es uno de los cinco planetas enanos reconocidos por la Unión Astronómica Internacional.
El equipo de observación utilizó la misma técnica con el Hubble para observar esta luna que la que ya habían empleado para descubrir los pequeños satélites de Plutón en 2005, 2011 y 2012. Varias búsquedas anteriores alrededor de Makemake habían resultado infructuosas. “Nuestras estimaciones preliminares muestran que la órbita de la luna parece estar de canto y eso significa que a menudo, cuando miras el sistema, no vas a ver la luna porque queda oculta por el brillante resplandor de Makemake”, comenta Alex Parker, director del análisis de las imágenes tomadas.
El descubrimiento de una luna puede proporcionar información valiosa del sistema del planeta enano. Midiendo la órbita de la luna, los astrónomos pueden calcular una masa del sistema y datos acerca de su evolución. Las estimaciones preliminares sugieren que si la luna tiene una órbita circular y no elíptica, completa un giro alrededor de Makemake en 12 días o más. Además datos tomados en el infrarrojo en el pasado muestran áreas cálidas sobre la superficie brillante y muy fría de Makemake, que ahora los investigadores asocian con la superficie oscura de MK 2, que estaría cubierta de material muy oscuro.
Explican el comportamiento del azufre en la atmósfera de Venus
27/4/2016 de EurekAlert / Moscow Institute of physics and Technology / Icarus
Imagen del hemisferio sur de Venus tomada en el ultravioleta por la cámara VMC a bordo de la nave Venus Express de ESA. Crédito: ESA/MPS/DLR/IDA.
Las hermosas franjas oscuras de las imágenes en el ultravioleta del disco de Venus no están conectadas de ningún modo con las partículas de azufre cristalino de su atmósfera, sino que el ultravioleta es absorbido por otra sustancia. Esto ha sido demostrado con los datos proporcionados por el primer modelo de la distribución de azufre en la envoltura gaseosa de Venus que ha sido desarrollado por el profesor Vladimir Krasnopolsky.
Si miramos Venus a través de un telescopio óptico normal, vemos sólo una anodina esfera blanco-amarillenta sin ningún otro detalle. Sin embargo, si captamos una imagen en el rango ultravioleta, la imagen cambia drásticamente: aparecen áreas claras y oscuras en el disco, desvelando la dinámica de la atmósfera.
“Estas áreas indican que en algún lugar de la capa superior de nubes hay una sustancia que está absorbiendo radiación ultravioleta (UV). Durante los últimos 30 años ha habido un gran número de hipótesis acerca de qué podría ser esta sustancia. Muchos científicos pensaban que las partículas de azufre eran responsables de la absorción. Pero ahora tendremos que abandonar esta hipótesis”, afirma Krasnopolsky.
Él ya cuestionó la “hipótesis del azufre” en 1986 demostrando que la cantidad de aerosol no era suficiente para explicar el efecto de la absorción UV. En el nuevo artículo, Krasnopolsky presenta el primer modelo fotoquímico de formación de partículas de azufre en las nubes de Venus. En particular, el modelo incluye ciertos procesos de descomposición de compuestos de azufre bajo la influencia de la luz que no habían sido estudiados en modelos anteriores. Como resultado obtuvo un perfil de la concentración de aerosol de azufre a varias alturas que demuestra que este aerosol se concentra principalmente en las capa de nubes baja. Sin embargo, las medidas de la sonda Venera 14 indicaban que la absorción se produce en la capa superior a una altura de aproximadamente 60 km. “Esto significa que el aerosol de azufre no puede ser la causa de la absorción de la atmósfera de Venus en el rango del UV cercano”, concluye Krasnopolsky.
La superficie de Marte desvelada con detalle sin precedentes
27/4/2016 de University College London / Planetary and Space Science
Lugar de aterrizaje de la sonda Beagle-2 en la superficie de Marte.Crédito: Yu Tao y Jan-Peter Muller, UCL.
La superficie de Marte (incluyendo la posición de Beagle-2) ha sido mostrada con detalle sin precedente por científicos de UCL usando una técnica revolucionaria de apilado y alineado de imágenes.
Imágenes de la sonda Beagle-2, de los antiguos lechos lacustres descubiertos por el rover Curiosity de NASA, de los rastros del rover MER-A de NASA y de rocas de Home Plate han sido publicadas por los investigadores de UCL que apilaron y alinearon las imágenes tomadas desde órbita, revelando objetos con una resolución hasta cinco veces mayor de lo conseguido anteriormente.
La técnica podría ser utilizada para buscar otros artefactos de aterrizajes pasados fallidos, así como para identificar lugares seguros de aterrizaje para las futuras misiones de rovers. También permitirá a los investigadores explorar mucho más terreno del que es posible con un solo rover.
Jan-Peter Muller, coautor del estudio, comentó: “Ahora disponemos del equivalente a la visión de un dron en cualquier punto de la superficie de Marte de la que dispongamos de imágenes repetidas con claridad suficiente. Nos permite ver objetos con mucha mayor nitidez desde órbita que antes y la calidad de la imagen es comparable a la obtenida con las sondas en el suelo.”
Apilando y alineando imágenes de la misma área tomadas desde ángulos diferentes la técnica, llamada restauración de superresolución, permite observar objetos de hasta 5 cm de tamaño a partir de imágenes que tienen un límite de resolución en torno a los 25 cm.
El perfil de un mar de metano en Titán
27/4/2016 de ESA
Ligeia Mare, mostrado aquí en una imagen en falso color de la misión internacional Cassini, es el segundo depósito más grande de líquido conocido en la luna Titán de Saturno. Mide unos 420 km por 350 km y sus costas tienen una longitud de más de 3000 km. Está lleno de metano líquido. Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell.
La mayor luna de Saturno está cubierta por mares y lagos de hidrocarburos líquidos, y un mar que ahora se ha descubierto que está lleno de metano puro, con un fondo cubierto por un lodo de material rico en compuestos orgánicos y posiblemente rodeado por humedales.
De todas las lunas del Sistema Solar, Titán es la única con una atmósfera y grandes depósitos líquidos en su superficie, que en algunos aspectos lo hacen más parecido a un planeta como la Tierra. La composición exacta de estos depósitos ha resultado ser escurridiza hasta hace poco. Un estudio nuevo, que utiliza exploraciones del radar de Cassini durante vuelos sobre Titán entre 2007 y 2015, confirma que uno de los mayores mares de la luna, Ligeia Mare, es principalmente de metano.
“Esperábamos que Ligeia Mare fuese principalmente de etano, que se produce en abundancia en la atmósfera cuando la luz solar rompe las moléculas de metano”, explica Alice Le Gall, directora del nuevo estudio. “En cambio, este mar está predominantemente compuesto de metano puro”. Existen varias explicaciones posibles para dar razón de la inesperada composición confirmada por este estudio. “O bien Ligeia Mare es rellenado por nuevas precipitaciones de metano o algo está llevándose de allí el etano”, afirma Le Gall. “Es posible que el etano acabe en la corteza del fondo del mar, o que fluya de algún modo hacia el mar adyacente, el Kraken Mare, pero averiguarlo exigirá investigar más”.
Usando un radar los investigadores detectaron los ecos del fondo del mar, la primera vez que esto se consigue en un mar extraterrestre, midiendo una profundidad de hasta 160 m a lo largo del camino seguido por el radar. Esto permitió a los científicos además diferenciar la emisión térmica del mar líquido de la del lecho marino. “Esto reveló que el lecho de Ligeia Mare está probablemente cubierto por un lodo de sustancias ricas en compuestos orgánicos”, añade Le Gall.
El estudio también observó la temperatura de Ligeia Mare del invierno a la primavera. Los científicos esperaban que, como en la Tierra, el terreno sólido de los alrededores se calentaría más rápidamente que el mar. Sin embargo, las medidas no mostraron una diferencia significativa entre la temperatura del mar y la de la orilla, pero sí un retraso general en el calentamiento de la región polar norte al acercarse el verano. Esto sugiere que los terrenos que rodean los lagos y mares están inundados con hidrocarburos líquidos, lo que alteraría sus características térmicas.
Un eco de luz proporciona datos sobre un disco protoplanetario
28/4/2016 de JPL / The Astrophysical Journal
Esta ilustración muestra una estrella rodeada por un disco protoplanetario. El material del disco grueso fluye a lo largo de las líneas del campo magnético de la estrella y se deposita sobre la superficie de la misma. Cuando el material choca contra la estrella, la intensidad de su brillo crece. La iluminación irregular de la estrella permite a los astrónomos medir el hueco entre el disco y la estrella usando la técnica de los ecos de luz. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Imagine que quiere medir el tamaño de una habitación, pero se encuentra completamente a oscuras. Si grita puede saber si el espacio en el que se encuentra es relativamente grande o pequeño, dependiendo del tiempo que tarde en escuchar el eco después de que rebote contra la pared.
Los astrónomos utilizan este principio para estudiar objetos tan lejanos que no pueden ser vistos más que como puntos de luz. En particular, los investigadores están interesados en calcular lo lejos que se encuentran las estrellas jóvenes del borde interno de los discos protoplanetarios que las rodean. Estos discos de gas y de polvo son los lugares donde se forman planetas durante el curso de millones de años.
“Comprender los discos protoplanetarios puede ayudarnos a entender algunos de los misterios sobre los exoplanetas, los planetas en sistemas solares fuera del nuestro”, afirma Huan Meng, de la Universidad de Arizona, Tucson (USA). “Queremos averiguar cómo se forman los planetas y por qué encontramos planetas grandes llamados ‘jupiteres calientes’ cerca de sus estrellas”.
Para ello, los investigadores utilizan un método llamado fotorreverberación, también conocido como ‘ecos de luz’. “Cuando la estrella central aumenta de brillo, parte de la luz choca contra el disco que tiene alrededor, causando un eco retrasado. Los científicos miden el tiempo que tarda la luz que llega directamente de la estrella a la Tierra y luego esperan a que llegue su eco. Eligen estrellas con emisiones variables, estrellas que emiten radiación de manera impredecible, irregular, en la que pueden ser captados los ecos de luz. Las estrellas jóvenes, que tienen emisiones variables, son las mejores candidatas.
La estrella protagonista de este estudio se llama YLW 16B y se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra. YLW 16B tiene la misma masa que nuestro Sol, pero sólo un millón de años de edad; se trata de una bebé comparada con nuestra estrella de 4600 millones de años de edad. Varios observatorios en tierra detectaron la luz infrarroja en longitudes de onda más cortas emitida directamente por la estrella, y el telescopio espacial Spitzer observó la luz infrarroja de longitudes más largas emitida por el eco del disco. Los investigadores calcularon entonces lo lejos que habría viajado la luz durante el retraso en la detección de las dos señales: unas 0.08 unidades astronómicas, que es aproximadamente un 8 por ciento de la distancia entre la Tierra y su Sol, o un cuarto del diámetro de la órbita de Mercurio. Este valor es ligeramente menor al obtenido por estimaciones anteriores realizadas con técnicas indirectas, pero es coherente con lo esperado teóricamente.
La explosión de una estrella masiva cercana, hace 30 millones de años, fue equivalente a la detonación de 100 millones de soles
28/4/2016 de Southern Methodist University (SMU)/ The Astrophysical Journal
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Vídeo que muestra la curva de luz de la explosión de una estrella en la galaxia M74 al explotar como supernova, visible por el cambio en su brillo a lo largo del tiempo, observado por un telescopio robótico. Crédito: Govinda Dhungana, SMU.
El análisis de la curva de luz y del espectro de color de la explosión de una estrella revela la destrucción espectacular de una de las supernovas más cercanas a la Tierra en años recientes.Esta estrella gigante, que explotó hace 30 millones de años en una galaxia cerca de la Tierra, tenía un radio, antes de explotar como supernova, que era unos 200 millones de veces mayor que el de nuestro Sol, según un equipo internacional de astrofísicos que incluye investigadores de la Universidad Metodista del Sur, en Dallas (USA).
El repentino estallido expulsó material de la estrella a una velocidad de 10 000 kilómetros por segundo. Eso es equivalente a 36 millones de kilómetros por hora, según Govinda Dhungana, quien ha dirigido este nuevo análisis. El estudio completo de la curva de luz y del espectro de color ha revelado información nueva acerca de la existencia y muerte repentina de supernovas en general. “Hay muchas características que podemos deducir de los primeros datos”, comenta Dhungana. “Ésta fue una gran estrella masiva, que quemaba gran cantidad de combustible. Cuando finalmente alcanzó el punto en el que su núcleo no pudo soportar la atracción de la fuerza de gravedad hacia el interior, colapsó de repente y explotó”.
La explosión masiva fue una de las más cercanas a la Tierra en años recientes, visible como un punto de luz en el cielo nocturno del 24 de julio de 2013, comenta Robert Kehoe, de SMU. La explosión, llamada por los astrónomos SN 2013ej, se produjo en una galaxia cercana a nuestra Vía Láctea y produjo una energía equivalente a la detonación simultánea de 100 millones de veces nuestro Sol. La estrella era una de miles de millones de la galaxia espiral M74, en la constelación de Piscis. Considerada cercana para lo que suelen ser las supernovas, SN 2013ej estaba de hecho tan lejos que la luz de la explosión tardó 30 millones de años en alcanzar la Tierra. A esa distancia, incluso una explosión tan enorme es sólo visible con telescopio.
La masa inicial de la estrella fue de unas 15 veces la masa de nuestro Sol, según Dhungana. Su temperatura era de unos 12000 K el día décimo tras la explosión, enfriándose paulatinamente hasta que alcanzó los 4500 K después de 50 días. La superficie del Sol está a 5800 K, mientras que se estima que el centro de la Tierra se halla a unos 6000 K.
El robot Curiosity, que se encuentra en Marte, cruza una meseta escabrosa
28/4/2016 de JPL
Este panorama de 360 grados tomado a media tarde fue obtenido por la cámara del mástil Mastcam del robot Curiosity el 4 de abril de 2016, dentro de una campaña de larga duración para documentar el contexto y los detalles de la geología y los accidentes a lo largo de la travesía de Curiosity desde que aterrizó en agosto de 2012. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.
El robot Curiosity de NASA ha casi acabado de cruzar una parte del terreno más escabroso y difícil de navegar que ha encontrado en los 44 meses que lleva de misión en Marte.
El rover ascendió a la meseta Naukluft Plateau, que se halla en la parte inferior de la montaña Mount Sharp, a principios de marzo, tras pasar varias semanas investigando dunas de arena. El lecho de arenisca ha sido excavado durante eones por la erosión del viento, formando crestas y cerros. La ruta de unos 400 metros hacia el oeste está llevando a Curiosity hacia superficies más suaves que conducen a capas geológicas de interés científico más arriba en la montaña.
La escabrosidad del terreno de la meseta había despertado preocupación por si circular sobre ella pudiera dañar especialmente las ruedas de Curiosity, como lo hizo el terreno que Curiosity cruzó antes de alcanzar la base del Mount Sharp. En 2013 ya se observaron agujeros y desgaste en las ruedas de aluminio del rover. El equipo del rover entonces ajustó la ruta a largo plazo, revisando cómo se juzga el terreno local y refinando la planificación de los desplazamientos. Muchas pruebas llevadas a cabo en la Tierra proporcionaron datos sobre la longevidad de las ruedas.
El equipo del rover realiza un seguimiento de cerca del desgaste de las seis ruedas de Curiosity. “Inspeccionamos cuidadosamente y observamos la tendencia en las condiciones de las ruedas”, afirma Steve Lee. “Las fracturas y pinchazos han ido acumulándose gradualmente al ritmo que habíamos previsto, basándonos en las pruebas realizadas en el JPL. Dadas nuestras previsiones de longevidad, tengo confianza en que estas ruedas nos llevarán a los destinos del Mount Sharp que han estado presentes en nuestro planes desde antes del aterrizaje”.
La inspección de las ruedas después de cruzar la mayor parte de la meseta Naukluft ha mostrado que, aunque el terreno presentó problemas para la navegación, cruzarlo no aceleró el daño de las ruedas.
Cuatro láseres sobre Paranal
28/4/2016 de ESO
Esta imagen muestra los cuatro rayos del nuevo sistema láser emergiendo de la Unidad de Telescopio 4 del VLT. Crédito:
ESO/F. Kamphues.
El 26 de abril de 2016, el Observatorio Paranal de ESO (Chile) organizó un evento para conmemorar la primera luz de los cuatro láseres de gran alcance que forman una parte crucial de los sistemas de óptica adaptativa del Very Large Telescope de ESO. Los asistentes disfrutaron de un espectacular despliegue de tecnología láser de vanguardia sobre el majestuoso cielo de Paranal. Se trata de las estrellas de guiado láser más potentes usadas para la astronomía y esta es la primera vez que se usan en ESO estrellas de guiado láser múltiples.
El personal de ESO asistió al evento junto con representantes sénior de las empresas que han fabricado los diferentes componentes del nuevo sistema.
La instalación de las cuatro estrellas de guiado láser (4LGSF, de Four Laser Guide Star Facility) dirige cuatro rayos láser de 22 vatios hacia el cielo para crear estrellas guía artificiales, haciendo que los átomos de sodio de las capas superiores de la atmósfera brillen, de manera que parecen verdaderas estrellas. Las estrellas artificiales permiten a los sistemas de óptica adaptativa compensar el efecto borroso causado por la atmósfera de la Tierra para que el telescopio pueda crear imágenes nítidas. Utilizando más de un láser, es posible mapear la turbulencia de la atmósfera con mayor detalle, mejorando significativamente la calidad de la imagen en un campo de visión más grande.
La instalación 4LGSF es un ejemplo de cómo ESO facilita que la industria europea lidere complejos proyectos de investigación y desarrollo. El láser de fibra utilizado por la 4LGSF es también una de las transferencias de tecnología más exitosas de ESO hacia la industria.
Las nuevas técnicas desarrolladas para la instalación de las cuatro estrellas de guiado láser allanan el camino para el sistema de óptica adaptativa del E-ELT (European Extremely Large Telescope), el ojo más grande del mundo para mirar el cielo.
Neutrinos cósmicos desde una remota galaxia
29/4/2016 de Observatorio Astronómico de la Universidad de Valencia / Nature Physics
Radioimágenes del blázar PKS B1424-418 obtenidas mediante la técnica conocida como VLBI. El brillo aumentó en un factor 4, el cambio más importante observado en todas las fuentes del programa TANAMI. © TANAMI
“Nuestro trabajo muestra la primera asociación verosímil entre un objeto exterior a nuestra galaxia y los neutrinos cósmicos”, afirma Eduardo Ros, profesor de astronomía de la Universitat de Valéncia, actualmente investigador científico en el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, y coautor del estudio. Añade: “De hecho, los neutrinos son las partículas más rápidas, ligeras y esquivas de la naturaleza y por tanto las más desconocidas. Afortunadamente, nuevos detectores como IceCube acercan la física de partículas a la astrofísica; ahora podemos identificar neutrinos procedentes del exterior de nuestra galaxia.”
El detector de neutrinos IceCube, construido bajo el manto de hielo de la Antártida, es capaz de fotografiar la luz producida por la cascada de partículas que produce un neutrino al chocar con el hielo. Esta luz, llamada radiación de Cherenkov, nos revela la energía y la dirección original del neutrino.
El equipo científico de IceCube ha bautizado como personajes de Barrio Sésamo a los neutrinos más espectaculares. Así, a Epi y Blas (HESE-20 y HESE-14 en su nombre científico) les siguió el día 4 de diciembre de 2012 la detección de Caponata (‘Big Bird’ en inglés, o HESE-35), un neutrino cuya energía excede los dos mil billones de electron voltios (2 PeV). Esta energía es un billón de veces mayor que la de una radiografía dental pero concentrada en una sola partícula cuya masa es menos de una millonésima que la de un electrón. Caponata fue el neutrino con mayor energía jamás detectado en su momento.
IceCube ha podido determinar la posición original de esta partícula con una precisión de 32 grados, equivalente a 64 lunas llenas. De manera simultánea a las observaciones de IceCube, el programa de observaciones TANAMI utilizaba una red de radiotelescopios distribuidos por Australia, Sudáfrica, Chile y la Antártida para realizar un seguimiento de varias decenas de galaxias activas del cielo austral, incluyendo la región de donde procede HESE-35 (Caponata). A su vez, el detector LAT del telescopio espacial de rayos gamma Fermi observó un aumento de un factor 30 en el brillo de esta galaxia, una de las estudiadas en programa TANAMI. Las imágenes en radiofrecuencia de TANAMI mostraron que el brillo de PKS B1424−418 se multiplicó por cuatro entre finales de 2011 y comienzos de 2013.
Ninguna otra galaxia observada por Fermi o por TANAMI mostró variaciones en su brillo durante el mismo periodo. Por tanto, “tras cribar todas las posibles fuentes alternativas, Caponata tiene que haberse originado en el mismo objeto que brilla fuertemente en radio y en rayos gamma”, indica Felicia Krauss, estudiante de doctorado en la Universidad de Wurzburgo que ha contribuido notablemente a la investigación en el marco de su tesis, a lo que añade Matthias Kadler, profesor de la misma universidad y primer responsable de la publicación: “Ha sido una suerte enorme y un gran éxito que estuviésemos estudiando todas estas galaxias con el proyecto TANAMI, y que así hayamos encontrado la ‘culpable’ de emitir un neutrino récord.”
Una versión con cúmulos de galaxias de las populares ‘matrioskas’ revela información sobre la energía oscura
29/4/2016 de Chandra / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Estos cuatro cúmulos de galaxias forman parte de un gran estudio de más de 300 cúmulos utilizados para investigar la energía oscura, la misteriosa energía que actualmente controla la expansión acelerada del Universo. En estas imágenes compuestas los rayos X proceden del observatorio de rayos X Chandra de NASA (púrpura), combinados com luz óptica del telescopio espacial Hubble y del proyecto Sloan Digital Sky Survey (rojo, verde y azul). Créditos: rayos X de NASA/CXC/Univ. of Alabama/A. Morandi et al; óptico de SDSS, NASA/STScI.
Un equipo de astrónomos ha utilizado datos del observatorio de rayos X Chandra de NASA, Planck de ESA y una larga lista de telescopios ópticos para desarrollar un nuevo método potente para investigar la energía oscura, la misteriosa energía que actualmente domina la expansión acelerada del Universo. La técnica se apoya en que las zonas exteriores de los cúmulos de galaxias, las mayores estructuras del Universo que se mantienen unidas por la fuerza de la gravedad, muestran perfiles y tamaños similares en sus emisiones de rayos X. Los cúmulos más masivos son sencillamente versiones en grande de los menos masivos.
“En este sentido, los cúmulos de galaxias son como muñecas rusas, las más pequeñas tienen una forma parecida a las grandes”, comenta Andrea Morandi, de la Universidad de Alabama, quien ha dirigido el estudio. “Saber esto nos permite comparar y determinar con precisión sus distancias a miles de millones de años luz”.
Utilizando estos cúmulos como marcadores de distancia, los astrónomos pueden medir lo rápido que se expandía el Universo en distintas épocas desde el Big Bang. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, el ritmo de expansión viene determinado por las propiedades de la energía oscura más la cantidad de materia del Universo, que está en su mayor parte formada por un material invisible llamado materia oscura.
Los resultados confirman estudios anteriores que encuentran que las propiedades de la energía oscura no han cambiado en miles de millones de años. También apoyan la idea de que la energía oscura se explica mejor como la “constante cosmológica” que propuso Einstein y que es equivalente a la energía del espacio vacío. “Aunque hemos buscado otras explicaciones”, comenta el coautor Ming Sun, “todavía parece que la energía oscura se comporta precisamente como la constante cosmológica de Einstein”.
Detectives geoquímicos emplean símiles en laboratorio para mirar atrás en el tiempo
29/4/2016 de Carnegie / Science
Ilustración de cómo las técnicas de laboratorio pueden indicar a científicos como la investigadora Anat Shahar y su equipo el modo en que elementos como el hierro se comportan bajo las presiones extremas que reinan en el núcleo de la Tierra. Crédito: imagen del fondo cortesía de Vadim Sadovski, imágenes adicionales cortesía de Anat Shahar.
Un nuevo trabajo realizado por un equipo de investigadores dirigido por Anat Shahar de Carnegie, expone descubrimientos inesperados acerca de la química del hierro bajo condiciones de alta presión, como las que se encuentran en el núcleo de la Tierra, donde el hierro predomina y crea nuestro campo magnético, que constituye un escudo protector para la vida en la Tierra. Sus resultados, publicados en Science, podrían arrojar luz sobre los días primitivos de la Tierra cuando se formó el núcleo a través de un proceso llamado diferenciación, cuando los materiales más densos, como el hierro, se hundieron hacia el centro, creando la estructura en capas que el planeta tiene hoy en día.
La Tierra se formó a partir de materia acumulada alrededor del Sol joven. Con el tiempo, el hierro de este material planetario temprano se desplazó hacia el interior, separándose de los silicatos que tenía a su alrededor. Este proceso creó el núcleo de hierro del planeta y el manto superior de silicatos. Los datos sísmicos muestran que, además del hierro, hay elementos más ligeros presentes en el núcleo, pero se ha discutido mucho qué elementos son y en qué concentraciones se encuentran.
Los científicos decidieron investigar esta cuestión estudiando cómo presiones similares a las del núcleo de la Tierra afectarían a la composición de isótopos de hierro en varias aleaciones de hierro y elementos ligeros. Los isótopos son versiones de un elemento químico en las que el número de neutrones difiere del de protones. Debido a esto, los isótopos tienen masas diferentes, que pueden a veces causar pequeñas variaciones en su distribución entre los silicatos o el metal de hierro. Algunos isótopos son preferidos por ciertas reacciones, lo que resulta en un desequilibrio en la proporción de cada isótopo incorporado en los productos finales de estas reacciones, un proceso que puede dejar trazas de estos isótopos en rocas. Este proceso se conoce como fraccionamiento de isótopos y es crucial para esta investigación.
Los investigadores han descubierto que debido a este fraccionamiento bajo alta presión, las reacciones entre el hierro y dos de los elementos ligeros que a menudo se considera que sea probable que se hallen en el núcleo (carbono e hidrógeno) habrían dejado atrás una señal isotópica en el manto de silicatos cuando reaccionaron con el hierro y se hundieron hacia el núcleo. Pero esta marca isotópica no se ha encontrado en rocas del manto. Shahar explica: “aunque la Tierra es nuestro hogar, todavía hay mucho acerca de su interior que no comprendemos. Pero las pruebas de que las presiones extremas afectan a la forma en que se particionan los isótopos, en modos en los que podríamos observar rastros en muestras de rocas, es un gran paso adelante para conocer más sobre la evolución geoquímica de nuestro planeta”.
Vientos potentes observados en misteriosas binarias de rayos X
29/4/2016 de ESA / Nature
Ilustración de artista mostrando un objeto compacto – un agujero negro o una estrella de neutrones – alimentándose de gas de una estrella compañera en un sistema binario. Crédito: ESA–C. Carreau.
El satélite de rayos X XMM-Newton de ESA ha descubierto gas alejándose a un cuarto de la velocidad de la luz desde binarias de rayos X muy brillantes en dos galaxias cercanas. Estos sistemas binarios están formados por un resto estelar (una enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro) que se alimenta del gas de una estrella compañera. El gas forma un disco que gira alrededor del objeto central compacto; la fricción en el disco hace que el gas se caliente y emita luz en muchas longitudes de onda, con intensidad particular en rayos X. Sin embargo, no todo el gas es tragado por el objeto central y parte de él podría incluso haber sido expulsado por vientos y chorros potentes.
Existe una clase intermedia de objetos que fue descubierta en la década de 1980 y todavía no se conoce bien. Estas fuentes, que son entre diez y cien veces más brillantes que las binarias de rayos X ordinarias, son no obstante demasiado débiles para ser relacionadas con agujeros negros supermasivos y, en cualquier caso, a menudo se encuentran lejos del centro de sus galaxias, donde se hallan estos agujeros negros.
“Pensamos que estas ‘fuentes de rayos X ultraluminosas’ son sistemas binarios especiales en cierto modo, engullendo gas a un ritmo mucho mayor que una binaria de rayos X ordinaria”, explica Ciro Pinto, del Instituto de Astronomía de Cambridge (UK). “Algunos contienen estrellas de neutrones altamente magnetizadas, mientras que otros podrían esconder los agujeros negros de masa intermedia, durante mucho tiempo buscados, que tienen masas de alrededor de 1000 veces la masa del Sol. Pero en la mayoría de los casos, la razón de su comportamiento extremo todavía no está clara”.
Ciro es el director de un nuevo estudio, basado en observaciones del satélite XMM-Newton de ESA, que revelan por vez primera la presencia de fuertes vientos soplando a velocidades muy altas desde dos de estos objetos exóticos. El descubrimiento, publicado en la edición de esta semana de Nature, confirma que estas fuentes esconden un objeto compacto que adquiere masa a ritmos extraordinariamente altos.
