Marzo 2018
Un radiotelescopio pequeño en Australia observa una señal de las primeras estrellas
1/3/2018 de CSIRO / Nature
El radioespectrómetro EDGES, con el que se ha detectado la señal de las primeras estrellas del Universo, instalado en el observatorio de radioastronomía Murchison, en Australia Occidental.
Utilizando un pequeño radiotelescopio de un observatorio del CSIRO en Australia Occidental, un equipo de astrónomos ha detectado una señal de las primeras estrellas que emergieron en el Universo temprano, unos 180 millones de años después del Big Bang.
Tras el Big Bang, el Universo se enfrió y oscureció durante millones de años. En la oscuridad, la gravedad juntó materia hasta que se formaron y nacieron estrellas, que causaron el «amanecer cósmico». La señal recién hallada es la observación más cercana a ese momento que han logrado los astrónomos.
La señal en radio detectada por el equipo dirigido por Judd Bowman (Arizona State University) es increíblemente débil, procedente de hace 13600 millones de años en la historia del Universo. También cae en la región del espectro utilizada por las emisoras de radio en FM, haciendo que la detección de esta señal sea imposible desde la mayoría de lugares de la Tierra.
Pero el observatorio de radioastronomía Murchinson es un lugar naturalmente silencioso en radio, gracias a una ley que mantiene una zona de 260 km de extensión con muy bajas emisiones en radio producidas por actividades humanas.
Una imagen en alta resolución del centro de la Vía Láctea desvela que la formación de estrellas es sorprendentemente baja
1/3/2018 de Phys.org / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Imagen en radio del Very Large Array que muestra el centro de nuestra galaxia. Crédito: NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.
Comparada con otras galaxias de nuestro Universo, la Vía Láctea es bastante modesta. De hecho, hay galaxias que son miles de veces más luminosas debido a la presencia de gas caliente en la llamada zona molecular central. Este gas es calentado por brotes masivos de formación de estrellas que rodean al agujero negro supermasivo del núcleo de la galaxia.
El núcleo de la Vía Láctea alberga también un agujero negro supermasivo (Sagittarius A*) y todo el gas que necesita para formar estrellas nuevas. Peor por alguna razón, la formación de estrellas en la zona molecular central de nuestra galaxia está por debajo de la media. Para investigar este misterio, un grupo de astrónomos ha realizado el estudio mayor y más completo de la zona molecular central.
Los investigadores utilizaron el interferómetro en radio llamado Submillimeter Array (SMA), ubicado en la cumbre del Maunakea (Hawái). Encontraron una muestra de 13 núcleos de gran masa en la zona molecular central que podrían ser estrellas jóvenes en la fase inicial de desarrollo. Estos núcleos tenían masas entre 50 y 2150 veces la masa del Sol, y radios de entre 0.326 y 0.815 años-luz. También señalaron la presencia de dos objetos que parecían ser protoestrellas jóvenes de alta masa desconocidas hasta ahora. Todo esto indica que las estrellas de la zona molecular central siguen el mismo ritmo de formación que las que se encuentran en el disco galáctico, a pesar de las grandes diferencias de presión externa.
Para determinar que la presión externa de la zona molecular central era mayor los investigadores observaron las líneas espectrales de las moléculas de formaldehído y cianuro de metilo para medir la temperatura del gas y su cinética. Estas indicaron que el movimiento del gas era altamente turbulento, lo que condujo a la conclusión de que el ambiente turbulento de la zona molecular central es el responsable de la baja tasa de formación de estrellas allí.
¿Cuándo expulsan las nubes las enanas marrones viejas?
1/3/2018 de Carnegie Science / The Astrophysical Journal Letters
La enanas marrones, las primas más grandes de los planetas gigantes, sufren cambios atmosféricos pasando de nubosas a despejadas cuando envejecen y se enfrían. Un equipo de astrónomos dirigido por Jonathan Gagné (Carnegie Institution for Science) ha medido por vez primera la temperatura a la que se produce este cambio en las enanas marrones jóvenes. Este descubrimiento puede ayudar a los científicos a entender mejor cómo evolucionaron los planetas gigantes de gas, como Júpiter en nuestro Sistema Solar.
Las enanas marrones son demasiado pequeñas como para mantener el proceso de fusión del hidrógeno que es la fuente de energía de las estrellas y les permite permanecer calientes y brillantes durante un largo tiempo. Tras su formación, las enanas marrones se enfrían y contraen lentamente, pasando en un momento dado de estar muy cubiertas de nuevas a poseer cielos completamente despejados.
En este trabajo, Gagné y sus colaboradores se centraron en el estudio de una enana marrón inusualmente roja llamada 2MASS J13243553+6358281. Es un de los objetos con masa planetaria más cercano a nuestro Sistema Solar y se trata de un objeto solitario que flota libremente por el espacio. Forma parte de un grupo de unas 80 estrellas de edades y composiciones similares que van a la deriva juntas por el espacio, llamado grupo AB Doradus, de unos 150 millones de años de edad.
Conociendo la edad del objeto y midiendo su luminosidad y distancia, los astrónomos calcularon los valores probables de su radio, masa y temperatura. Compararon esta última con la de otra enana marrón del grupo que había sido estudiada con anterioridad, una que todavía tenía nubes, mientras que J13243553+6358281 ya no las tenía. Esto les permitió averiguar la temperatura a la que se produce la transición de nubosa a despejada. Dicha transición ocurre a los 1150 K, en el caso de objetos de masa planetaria que tengan 150 millones de años de edad.
¿Cómo cambia el agua la historia del origen de la Luna?
1/3/2018 de Carnegie Institution for Science / Earth and Planetary Science Letters
La Luna se formó hace entre 4400 y 4500 millones de años, cuando un objeto chocó con la prototierra todavía en formación. Este impacto creó un disco caliente y parcialmente vaporizado de material que giraba alrededor del planeta bebé, y que acabó enfriándose y juntándose originando la Luna.
Durante años los científicos han pensado que después de la colisión el hidrógeno se separó de las moléculas de agua y, junto con otros elementos que tienen temperaturas de ebullición bajas (llamados ‘elementos volátiles’) escaparon del disco y se perdieron por el espacio. Esto conduciría a una Luna seca y carente de elementos volátiles, cosa que parecían corroborar los primeros análisis de muestras lunares.
Pero las investigaciones actuales sobre la química lunar revelan que puede ser más húmeda de lo que se pensaba inicialmente, lo que hace dudar sobre algunos aspectos de la historia de su origen. Erik Hauri (Carnegie Institution for Science) y sus colaboradores crearon modelos detallados para determinar si las teorías que existen sobre la colisión que formó la Luna podrían explicar una Luna húmeda pero que carezca de otros elementos volátiles como el potasio y el sodio.
Sus resultados demuestran que una Luna húmeda no es incompatible con su origen en un impacto pero que los científicos necesitan encontrar otras explicaciones para la ausencia de potasio, sodio y otros elementos volátiles. Por ejemplo, pudo ocurrir que los elementos volátiles del disco se precipitaran a la Tierra en lugar de escapar o involucrarse en la formación de la Luna. O que sí fueran parte de la Luna cuando ésta se formó inicialmente a partir del disco posterior a la colisión pero se perdieron más tarde.
Hallan una gran cantidad de agua en la atmósfera de un exoplaneta
2/3/2018 de NASA / The Astronomical Journal
Un equipo de astrónomos ha analizado la atmósfera de WASP-39b, captando el espectro más completo posible de un exoplaneta hasta la fecha. En el espectro hallaron pruebas claras de la presencia de una gran cantidad de vapor de agua. Crédito: NASA, ESA, G. Bacon y A. Feild (STScI), y H. Wakeford (STScI/Univ. of Exeter).
Al igual que los detectives estudian las huellas digitales para encontrar al culpable, un equipo de científicos ha utilizado los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de NASA para hallar las «huellas» del agua en la atmósfera de un exoplaneta caliente, de la masa de Saturno, a unos 700 años-luz de la Tierra. Y han encontrado mucha agua. De hecho, tanta que el planeta, llamado WASP-39b, posee tres veces más agua que Saturno.
Aunque ningún planeta como éste reside en nuestro Sistema Solar, WASP-39b puede proporcionar datos nuevos sobre cómo y dónde se forman los planetas alrededor de una estrella, indican los investigadores. Este exoplaneta es tan único que subraya el hecho de que cuanto más conocen los astrónomos la complejidad de otros mundos, más queda por aprender de sus orígenes.
A pesar de que los investigadores habían predicho que verían agua, les ha sorprendido ver cuánta agua han hallado en este «saturno caliente». Dado que WASP-39b tiene mucha más agua que nuestro famoso vecino anillado, debe de haberse formado de manera diferente. La cantidad de agua sugiere que el planeta de hecho se desarrolló lejos de la estrella, donde fue bombardeado por una gran cantidad de material helado. WASP-39b probablemente tuvo una evolución interesante cuando migró, realizando un viaje épico mientras cruzaba su sistema planetario y, quizás, destruyendo objetos planetarios que encontró en su camino.
Hannah Wakeford (Space Telescope Science Institute) y su equipo han podido analizar los componentes atmosféricos de este exoplaneta, que es similar en masa a Saturno, pero profundamente diferente en muchos otros aspectos. Diseccionando la luz estelar filtrada a través de la atmósfera del planeta en los colores que la componen, los investigadores hallaron pruebas claras de agua en forma de vapor en la atmósfera.
¿Pueden las supernovas de tipo Ia sometidas a intensas lentes gravitatorias resolver una de las mayores controversias de la cosmología?
2/3/2018 de Lawrence Berkeley National Laboratory / The Astrophysical Journal
Dos simulaciones astrofísicas que muestran una supernova de tipo Ia (púrpura) sometida al efecto de lente gravitatoria de una galaxia. Las estrellas individuales de la galaxia que actúa como lente pueden cambiar significativamente el brillo de distintas regiones de la supernova, lo que puede ser un problema para los cosmólogos que miden retrasos temporales entre las imágenes de la supernova. Crédito: Danny Goldstein/UC Berkeley.
En 1929 Edwin Hubble sorprendió a mucha gente – incluyendo Albert Einstein- cuando demostró que el Universo se expande. Otra bomba cayó en 1998 cuando dos equipos de astrónomos demostraron que esa expansión cósmica está, de hecho, acelerando debido a una misteriosa propiedad del espacio llamada energía oscura. Este descubrimiento proporcionó la primera prueba de lo que es ahora el modelo dominante del universo: el modelo de materia oscura fría con un valor de la constante cosmológica (Lambda) no nulo, es decir, el modelo Lambda-CDM. Este modelo dice que el Cosmos es aproximadamente un 70 por ciento de energía oscura, un 25 por ciento de materia oscura y un 5 por ciento de materia «normal» (todo lo que observamos).
Hasta 2016, Lambda-CDM encajaba muy bien con décadas de datos cosmológicos. Pero entones una investigación utilizó el telescopio espacial Hubble para medir de manera extremadamente precisa el ritmo de la expansión cósmica local. Y los astrónomos descubrieron entonces que el Universo se expande algo más rápido de lo predicho por el modelo Lambda-CDM y los datos del fondo cósmico de microondas (la radiación reliquia del Big Bang). Así que parece que algo no está bien; ¿podría esta discrepancia ser un error sistemático o quizás leyes físicas nuevas?
Un equipo internacional de astrofísicos piensa que las supernovas de tipo Ia sometidas a lentes gravitatorias intensas son la clave para responder esta cuestión. En un nuevo trabajo describen cómo controlar el efecto de microlente gravitatoria, un fenómeno físico que muchos científicos creen que será una fuente importante de incertidumbre al que se enfrentan los estudios de estas supernovas. También muestran cómo identificar y estudiar estos eventos raros en tiempo real. Esto ayudará a determinar si la discrepancia entre Lambda-CDM y la medida de la expansión local es real o si hay algún error.
Una supernova de tipo Ia sometida a un fuerte efecto de lente gravitatoria es aquélla cuya luz se ve desviada y reenfocada al pasar por el campo gravitatorio de un objeto masivo (como una galaxia) de camino a la Tierra. Esto hace que parezca más brillante y a veces se vea en lugares múltiples, si los rayos de luz recorren diferentes caminos alrededor del objeto masivo. Como unos caminos son más largos que otros, la luz de diferentes imágenes de la misma supernova de tipo Ia nos llegará en momentos diferentes. Midiendo el retraso temporal entre las imágenes, los astrofísicos piensan que pueden obtener una medida muy precisa del ritmo de la expansión cósmica.
ULX en M51: resplandeciendo con el brillo de millones de soles
2/3/2018 de Chandra / Nature Astronomy
Imagen en el óptico y rayos X de la galaxia M51 (conocida como la galaxia Remolino), donde un equipo de investigadores ha descubierto una fuente de rayos X ultraluminosa, llamada ULX8, que contiene una estrella de neutrones. La ULX ha sido marcada con un círculo. Créditos: rayos X de NASA/CXC/Caltech/M. Brightman et al.; óptico de NASA/STScI.
Un equipo de astrónomos ha descubierto, con datos del telescopio espacial de rayos X Chandra, que una fuente de rayos X ultraluminosa (ULX de sus iniciales en inglés) contiene una estrella de neutrones. Esta ULX está situada en M51, también conocida como galaxia Remolino.
En la década de 1980, los científicos empezaron a descubrir una nueva clase de fuentes de rayos X extremadamente brillantes en galaxias. Estas fuentes constituyeron una sorpresa ya que estaban ubicadas lejos de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los centros de las galaxias. Al principio, los investigadores pensaron que muchas de estas fuentes de rayos X ultraluminosas eran agujeros negros con masas entre cien y cien mil veces la del Sol. Trabajos posteriores han demostrado que algunas de ellas pueden ser agujeros negros de masa estelar, con masas de hasta decenas de veces la del Sol.
En 2014, observaciones con los satélites NuSTAR y Chandra demostraron que algunas ULX, que brillan en rayos X con la misma luminosidad que la emisión completa en todas las longitudes de onda de millones de soles, son objetos incluso menos masivos llamados estrellas de neutrones. Se trata de los núcleos consumidos de estrellas masivas que han explotado. Las estrellas de neutrones contienen típicamente sólo 1.5 veces la masa del Sol. Tres de estas ULX han sido identificadas como estrellas de neutrones en los últimos años. Los científicos descubrieron variaciones regulares (o pulsaciones) en la emisión de rayos X de las ULX, comportamiento que exhiben las estrellas de neutrones pero no los agujeros negros.
Ahora un equipo de investigadores ha identificado una cuarta ULX que es una estrella de neutrones, además de pistas nuevas sobre cómo pueden brillar tanto. Las estrellas de neutrones son objetos extremadamente densos, con una intensa fuerza de gravedad que atrae hacia sí material de estrellas compañeras. El material que se precipita se calienta y emite rayos X. A medida que cae más y más material sobre la estrella de neutrones, llega un momento en que la presión de la luz de rayos X es tan intensa que empuja la materia hacia afuera. Los astrónomos llaman a este punto (cuando los objetos típicamente ya no consiguen acumular materia más rápido ni emitir más rayos X) el límite de Eddington. El nuevo resultado demuestra que esta ULX está sobrepasando el límite de Eddington para una estrella de neutrones.
¿Se formó la Luna dentro de la Tierra cuando era un dónut de roca vaporizada?
2/3/2018 de University of California Davis / Journal of Geophysical Research – Planets
Esta ilustración de artista muestra la Luna caliente, fundida, emergiendo de una synestia, un dónut gigantesco giratorio de roca vaporizada que se formó cuando colisionaron dos cuerpos del tamaño de planetas. La synestia se halla en proceso de condensación para acabar formando la Tierra. Crédito: Sarah Stewart/UC Davis basado en una ilustración de NASA.
Una nueva explicación del origen de la Luna indica que se formó dentro de la Tierra cuando nuestro planeta era una agitada nube giratoria de roca vaporizada, un tipo de objeto astronómico llamado synestia. «Este nuevo trabajo explica características de la Luna que son difíciles de justificar con las ideas actuales», comenta Sarah Stewart (UC Davies). «La Luna es químicamente casi igual ala Tierra, pero con algunas diferencias», explica Stewart. «Este es el primer modelo que encaja con la composición de la Luna».
Los modelos actuales de formación lunar sugieren que la Luna se originó como resultado de un gran golpe entre la Tierra primitiva y un cuerpo del tamaño de Marte, comúnmente llamado Tea. Según este modelo, el choque entre la Tierra y Tea puso en órbita roca y metales fundidos que se juntaron dando origen a la Luna.
La nueva teoría se apoya en una synestia, un nuevo tipo de objeto planetario propuesto por Stewart and Simon Lock. Una synestia se forma cuando una colisión entre objetos del tamaño de planetas crea una masa de roca vaporizada y fundida que gira rápidamente con parte del cuerpo en órbita alrededor de sí mismo. El objeto se hincha formando un gigantesco dónut de roca vaporizada. Las synestias no duran mucho, quizás solo unos cientos de años.
«Nuestro modelo empieza con una colisión que forma una synestia», explica Lock. «La Luna se forma en el interior de la Tierra vaporizada a temperaturas entre 2200ºC y 3300ºC y presiones de decenas de atmósferas». Cuando se forma la Tierra-synestia, fragmentos de roca fundida puestos en órbita durante el impacto formaron la semilla de la Luna. Rocas de silicatos vaporizadas condensaron en la superficie de la synestia y llovieron sobre la protoluna, mientras la Tierra-synestia encogía gradualmente. Al final, la Luna habría emergido de las nubes de la synestia. La Luna heredó la composición de la Tierra pero, como se formó a temperaturas elevadas, perdió los elementos que se vaporizan fácilmente, explicando la composición química característica que posee.
Subaru crea el mapa de materia oscura más amplio y detallado
5/3/2018 de Subaru Telescope / Publications of the Astronomical Society of Japan
Mapa 2 dimensional de materia oscura estimada con la técnica de lente gravitatoria débil. La materia oscura está concentrada en grumos densos. Podemos identificar halos masivos de materia oscura (indicados con círculos naranja). El área que se muestra en esta figura tiene aproximadamente 30 grados cuadrados (se observaron en total 160 grados cuadrados). Crédito: NAOJ/University of Tokyo.
Una nueva investigación ha publicado el mapa de materia oscura más amplio y detallado hasta la fecha, a partir de datos de imágenes de la cámara Hyper Suprime-Cam en el telescopio Subaru. La distribución de materia oscura se estima empleando la técnica de lente gravitatoria débil. El equipo localizó las posiciones y señales de lente de los halos de materia oscura, encontrando indicaciones de que el nombre de halos podría no estar de acuerdo con el que sugiere el modelo cosmológico más sencillo. Esta podría ser una nueva pista para comprender por qué la expansión del Universo está acelerando.
Este mapa ha permitido por primera vez observar experimentalmente el aumento en el número de halos de materia oscura con el paso del tiempo. Los investigadores contaron el número de halos de materia oscura cuya señal de lente gravitatoria supera un cierto nivel. Esta es una de las medidas más sencillas del ritmo de crecimiento.
Los resultados sugieren que el número de halos de materia oscura es menor de lo esperado según el modelo cosmológico de materia oscura fría con un valor no nulo de la constante cosmológica (modelo Lambda-CDM). Aunque los resultados no son concluyentes, podrían estar indicando que hay fallos en el modelo y que hay que considerar una alternativa a la simple constante cosmológica.
Un sistema estelar con tres supertierras
5/3/2018 de Smithsonian Astrophysical Observatory / The Astronomical Journal
Ilustración de artista de un sistema exoplanetario, en este caso alrededor de la estrella HD7924,que alberga dos supertierras (objetos c y d en la imagen). Crédito: Karen Teramura & BJ Fulton, UH IfA.
Un equipo de astrónomos del Centro de Astrofísica (CfA) ha descubierto tres pequeños planetas en tránsito en órbita alrededor de la estrella GJ9827, que se ubica relativamente cerca de nosotros, a 100 años-luz. Los tres exoplanetas tienen radios de 1.6, 1.3 y 2.1 veces el radio de la Tierra, respectivamente. Todos ellos han sido clasificados como supertierras, es decir, planetas que son mayores que la Tierra pero más pequeños que Neptuno.
GJ9827 es una de las pocas estrellas que se sabe que alberga varios exoplanetas terrestres en tránsito cuya atmósfera puede ser estudiada. De hecho, los tres exoplanetas son particularmente interesantes porque dos de ellos poseen radios entre 1.5 y 2.0 veces el de la Tierra. En este intervalo de radios, la composición de los planetas se espera que cambie de rocosa a gaseosa; además, existen relativamente pocos candidatos de este tipo que puedan ser estudiados.
Estos planetas están en órbita muy cerca de la estrella, con periodos de 1.2, 3.6 y 6.2 días, respectivamente, lo que produce temperaturas bastante altas en ellos, que se estiman en 1172, 811 y 680 Kelvin.
La mayor tormenta de Saturno
5/3/2018 de ESA
La mayor tormenta de Saturno. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI.
Las tormenta de Saturno causan maravilla. A diferencia de otros planetas en el Sistema Solar, el planeta anillado parece almacenar enormes cantidades de energía, que la Tierra tardaría décadas en producir, para liberarla de una sola vez en una tormenta eléctrica caótica.
La Gran Mancha Blanca mostrada aquí, también conocida como la Gran Tormenta Boreal, ha sido la mayor y más intensa tormenta que la misión internacional Cassini ha observado en Saturno. Empezó a finales de 2010 y duró meses, pero afectó a las nubes, composición y temperatura de la atmósfera durante más de tres años.
Esta imagen en color real de Cassini fue tomada el 25 de febrero de 2011, unas doce semanas después de que empezara la tormenta. Parece haber dos bandas de tormentas, una más hacia el norte y más brillante que la otra. De hecho, la tormenta ha rodeado al planeta entero, alcanzándose a sí misma.
Recientemente Cassini descubrió que esta tormenta fue tan poderosa e inmensa que perturbó la atmósfera en el ecuador del planeta hasta distancias de decenas de miles de kilómetros.
Mars Express observa las lunas de Marte con Saturno al fondo
5/3/2018 de ESA
Deimos y Saturno. Crédito:ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO
Imágenes nuevas y un vídeo de la nave Mars Express de ESA muestran a Fobos y Deimos desplazándose por el cielo frente a Saturno y el fondo de estrellas, revelando datos sobre las posiciones y superficies de las misteriosas lunas del Planeta Rojo.
El vídeo combina 30 imágenes individuales y muestra a Fobos pasando por delante del planeta Saturno, situado unos mil millones de kilómetros más allá, visible como un pequeño punto anillado en el fondo.
Las imágenes de la superficie de Fobos muestran un terreno abrupto, irregular y con hoyuelos. Fobos posee uno de los mayores cráteres de impacto del Sistema Solar en relación con el tamaño del cuerpo: el cráter Stickney de 9 km de diámetro tiene un tercio del diámetro de la luna.
Deimos se ve como un cuerpo irregular y parcialmente en sombra, en primer plano de una de las nuevas imágenes de Mars Express, con los delicados anillos de Saturno rodeando un pequeño punto al fondo.
Objetos astronómicos masivos gobernados por una ecuación subatómica
6/3/2018 de Caltech / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Schrödinger en el espacio: ilustración de la investigación publicada en Batygin (2018), MNRAS 475, 4. La propagación de ondas a través de un disco astrofísico puede comprenderse utilizando la ecuación de Schrödinger, un pilar de la mecánica cuántica. Crédito: James Tuttle Keane, California Institute of Technology.
La mecánica cuántica es la rama de la física que gobierna el comportamiento, a veces extraño, de las partículas diminutas que constituyen nuestro Universo. Las ecuaciones que describen el mundo cuántico quedan generalmente confinadas al reino subatómico y no es relevante a grandes escalas, y viceversa. Sin embargo, un nuevo descubrimiento sorprendente de un investigador de Caltech sugiere que la ecuación de Schrödinger, la ecuación fundamental de la mecánica cuántica, es notablemente útil para describir la evolución a largo plazo de ciertas estructuras astronómicas.
Los objetos astronómicos masivos se hallan a menudo rodeados por grupos de objetos más pequeños que giran a su alrededor, como los planetas alrededor del Sol. Por ejemplo, los agujeros negros supermasivos tienen enjambres de estrellas en órbita, que su vez están orbitadas por grandes cantidades de roca, hielo y otros escombros espaciales. Debido a las fuerzas gravitatorias, estos enormes volúmenes de material toman la forma de discos redondos planos. Estos discos, constituidos por innumerables partículas individuales orbitando en masa, pueden tener desde el tamaño del Sistema Solar a muchos años-luz.
Los discos astrofísicos no suelen mantener sus sencillas formas circulares toda la vida. Por el contrario, después de millones de años, estos discos evolucionan lentamente mostrando distorsiones a gran escala, doblándose y retorciéndose como ondas en un estanque. Cómo surgen y se propagan exactamente estas distorsiones ha intrigado a los astrónomos por mucho tiempo y ni siquiera las simulaciones por computadora han aportado una respuesta definitiva, ya que el proceso es complejo y muy caro de modelizar directamente.
Ahora Konstantin Batygin (Caltech) ha utilizado la llamada teoría de perturbación para formular una representación matemática sencilla de la evolución del disco. Esta aproximación está basada en ecuaciones desarrolladas por los matemáticos del s. XVIII Joseph-Louis Lagrange y Pierre-Simon Laplace. En el marco de estas ecuaciones, las partículas individuales de cada trayectoria orbital son mezcladas matemáticamente. De este modo el disco puede ser modelado como una serie de líneas concéntricas que intercambian lentamente momento angular orbital entre ellos.
«Cuando hacemos esto con todo el material del disco, podemos ser cada vez más meticulosos, representando el disco con un número cada vez mayor de líneas», explica Batygin. «Al final se puede aproximar el número de líneas del disco al infinito, lo que te permite mezclarlas matemáticamente en un continuo. Cuando lo hice, asombrosamente emergió la ecuación de Schrödinger en mis cálculos».
La ecuación de Schrödinger es bien conocida y encontrar que esta ecuación es capaz de describir la evolución a largo plazo de los discos astrofísicos debería de ser útil para los científicos que crean modelos de estos grandes fenómenos. Además, añade Batygin, es intrigante que dos ramas aparentemente no relacionadas de la física, las que representan las mayores y las menores escalas en la naturaleza, puedan estar gobernadas por matemáticas similares.
El soplo de vida de una estrella donante a su compañera
6/3/2018 de ESA / Astronomy & Astrophysics
Ilustración que muestra los viento procedentes de una estrella gigante roja impactando sobre una estrella de neutrones, provocando una prolongad emisión de rayos X. Crédito: ESA.
El observatorio espacial Integral de la ESA ha sido testigo de un acontecimiento infrecuente: el momento en que los vientos emitidos por una gigante roja hinchada devolvían a la vida el núcleo de una estrella muerta en un destello de rayos X. Las observaciones revelaron una estrella de neutrones fuertemente magnetizada y rotando a baja velocidad que, probablemente, acababa de empezar a recibir material de una gigante roja cercana.
Con cierta frecuencia, las estrellas se encuentran en pareja, pero el nuevo sistema formado por una estrella de neutrones y una gigante roja constituye una rareza conocida como ‘binaria de rayos X simbiótica’, de las que no se conocen más de 10.
“Integral captó un momento único con el nacimiento de un sistema binario excepcional —señala Enrico Bozzo, de la Universidad de Ginebra y autor principal del artículo que describe el descubrimiento—. La gigante roja expulsó un viento lo bastante lento como para alimentar a su estrella de neutrones compañera, dando lugar por primera vez a una emisión de alta energía a partir del núcleo de la estrella muerta”.
El instrumento MATISSE ve su primera luz en el Interferómetro del Very Large Telescope de ESO
6/3/2018 de ESO
A principios del 2018, el instrumento MATISSE, instalado en el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, ha llevado a cabo con éxito sus primeras observaciones en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. MATISSE es el instrumento de interferometría más potente del mundo en longitudes de onda del infrarrojo medio. Utilizará imagen de alta resolución y espectroscopía para sondear en las regiones alrededor de estrellas jóvenes donde se forman los planetas, así como en las regiones que rodean a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Crédito: ESO/MATISSE consortium.
El nuevo instrumento MATISSE, instalado en el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, ha llevado a cabo con éxito sus primeras observaciones en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. MATISSE es el instrumento de interferometría más potente del mundo en longitudes de onda del infrarrojo medio. Utilizará imagen de alta resolución y espectroscopía para sondear en las regiones alrededor de estrellas jóvenes donde se forman los planetas, así como en las regiones que rodean a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Las primeras observaciones de MATISSE utilizaron los Telescopios Auxiliares del VLTI para examinar algunas de las estrellas más brillantes del cielo nocturno, como Sirius, Rigel y Betelgeuse, demostrando que el instrumento funciona correctamente.
MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment, experimento espectroscópico multiapertura en el infrarrojo medio) observa la luz infrarroja (la luz que se encuentra entre el rango visible y el de las microondas del espectro electromagnético, abarcando longitudes de onda de entre 3 y 13 micrómetros (μm). Este instrumento, que puede aprovechar la luz proveniente de varios telescopios a la vez, es un espectro-interferómetro de segunda generación para el Very Large Telescope ESO que puede sacar provecho de la naturaleza de onda de la luz. De este modo, en estas longitudes de onda, produce las imágenes más detalladas de objetos celestes que se hayan podido obtener con cualquier telescopio, ya sea actual o en planificación.
Las observaciones iniciales de MATISSE de la estrella supergigante roja Betelgeuse, que se espera explote como supernova en unos cientos de miles de años, demostraron que todavía tiene secretos que revelar. Las nuevas observaciones muestran que la estrella parece tener un tamaño diferente al visto en diferentes longitudes de onda. Estos datos permitirán a los astrónomos seguir estudiando los alrededores de esta enorme estrella y la forma en que lanza material al espacio.
MATISSE contribuirá en varias áreas fundamentales dentro de la investigación astronómica, centrándose, en particular, en las regiones interiores de los discos que hay alrededor de estrellas jóvenes donde se forman planetas, en el estudio de las estrellas en diferentes etapas de su vida y en los alrededores de los agujeros negros supermasivos que hay en los centros de las galaxias.
Un posible camino de formación de los ladrillos de la vida en el espacio
6/3/2018 de Berkeley Lab / Nature Astronomy
La estructura atómica de las moléculas de pireno (arriba) están representadas en esta ilustración de un cinturón de asteroides, con los átomos de carbono mostrados en negro y los de hidrógeno en blanco. Un nuevo estudio demuestra los pasos a través de los cuales podría formarse el pireno, un tipo de hidrocarburo que se encuentra en algunas muestras de meteoritos, en el espacio. Crédito: NASA-JPL-Caltech, Wikimedia Commons.
Un equipo de científicos ha realizado experimentos de laboratorio para recrear los pasos químicos que conducen a la creación de hidrocarburos complejos en el espacio, mostrando los caminos hacia la formación de nanoestructuras 2D basadas en carbono en una mezcla de gases calentados. Este estudio podría ayudar a explicar la presencia de pireno, que es un compuesto químico del tipo conocido como hidrocarburo policíclico aromático, y componentes parecidos de algunos meteoritos.
«Así es como pensamos que evolucionaron las primeras estructuras basadas en el carbono del Universo», explica Musahid Ahmed (Berkeley Lab). «A partir de gases sencillos puedes generar estructuras unidimensionales y bidimensionales, y el pireno podría conducirte al grafeno bidimensional, sigue Ahmed. «A partir de ahí puedes llegar al grafito y empieza la evolución de una química más compleja».
Otros experimentos de estos investigadores permitirán explorar lo que ocurre cuando se mezclan gases de hidrocarburos en condiciones heladas y se simula una radiación cósmica, para ver si pueden crear moléculas vivas. «¿Es esto suficiente para hacerla aparecer?», pregunta Ahmed. «Ha de haber algún tipo de autoorganización y autoensamblaje involucrados» para crear formas de vida. «La gran pregunta es si esto es algo que, inherentemente, permiten las leyes de la física».
Sondeando las profundidades de una estrella agonizante
7/3/2018 de University of Arizona / Nature
Los terremotos estelares producen vibraciones que a veces se propagan hasta el propio núcleo de la estrella, como es el caso en la estrella enana blanca KIC 08626021. Fuente: Universidad de Arizona.
Todo empezó con datos de la nave espacial Kepler de NASA que revelaron que una enana blanca llamada KIC 08626021, el cadáver de una estrella no muy diferente al Sol, estaba pulsando. Esto en sí mismo no era inusual. En varios momentos mientras se enfría, una enana blanca se hace inestable y pulsa en varias frecuencias diferentes simultáneamente. Estas vibraciones profundas son clave para desvelar el interior del cadáver estelar. La estratificación química interna de la enana blanca crea una señal única en la modulación de la luz que procede de la estrella que, una vez descifrada, permite a los científicos realizar una cartografía de su estructura interna.
Pero en el caso de KIC 08626021 algo no cuadraba. Las pulsaciones observadas por Kepler en esta estrella eran demasiado rápidas para el tipo de enana blanca que se pensaba inicialmente que era, en base a los modelos que los astrónomos suelen utilizar para investigar estas estrellas.
«Un espectro de luz tomado con el telescopio William Herschel en La Palma (Islas Canarias) sugería que su atmósfera contenía solo helio y no hidrógeno», explica Elisabeth Green (Observatorio Steward). «Esto era un problema porque una enana blanca de ese tipo debería de tener una temperatura más fría y, por tanto, oscilaciones más lentas de lo que observó Kepler».
Green entonces decidió observar la estrella con el telescopio Bok del Observatorio Steward, lo que permitió clasificar de modo correcto la estrella. Su espectro ha sido el primero en demostrar de manera convincente que la atmósfera de la enana blanca no está compuesta por entero de helio, sino que contiene trazas significativas de hidrógeno también. «Debido a que el hidrógeno tiene un gran efecto sobre la opacidad de la atmósfera, una composición atmosférica ligeramente diferente resultó en una temperatura efectiva calculada mayor para la estrella, coherente con sus pulsaciones relativamente rápidas», explica Green.
El Hubble encuentra un enorme sistema de material polvoriento rodeando la joven estrella HR 4796A
7/3/2018 de Hubblesite
Fotografía tomada con el telescopio espacial Hubble de una gran estructura compleja de polvo, de unos 240 mil de millones de kilómetros de tamaño, que rodea la joven estrella HR 4796A. Crédito: NASA, ESA, y G. Schneider (University of Arizona).
Un equipo de astrónomos ha empleado el telescopio espacial Hubble para descubrir una vasta y compleja estructura de polvo, de unos 240 mil millones de kilómetros, rodeando la joven estrella HR 4796A. Ya se sabía que un anillo interno de polvo brillante, estrecho, rodea esta estrella y puede haber sido formado por la atracción gravitatoria de un planeta gigante invisible. Esta nueva estructura recién descubierta podría estar relacionada con el aspecto del sistema planetario desconocido que rodea a esta estrella de 8 millones de años de edad, y que se halla en sus años de construcción de planetas.
El campo de escombros de polvo muy fino fue probablemente creado por colisiones entre planetas bebé en desarrollo cerca de la estrella, y prueba de ello es un brillante anillo de escombros polvoriento observado a 11 mil millones de kilómetros de ella. La presión de la luz de la estrella, que es 23 veces más luminosa que el Sol, expulsó entonces el polvo a gran distancia por el espacio.
La estructura exterior es mucho más extensa en una dirección que en la otra y parece apretada por un lado, incluso teniendo en cuenta su proyección inclinada en el cielo. Esto puede ser debido al movimiento de la estrella que viaja por el medio interestelar, como una onda creada por la quilla de un barco que cruza un lago. O podría deberse a la influencia de la fuerza gravitatoria de la compañera enana roja de la estrella (HR 4796B) situada por lo menos a 87 mil millones de kilómetros de la estrella primaria de este sistema binario.
El nacimiento tardío del cometa «Chury»
7/3/2018 de University of Bern / Nature Astronomy
Los cometas que consisten de dos partes, como Chury, pueden formarse tras la colisión de cuerpos más grandes. Tales choques pueden tener lugar en una fase tardía de nuestro Sistema Solar, lo que sugiere que Chury puede ser mucho más joven de lo que se presumía. Esto ha sido demostrado a través de simulaciones por un equipo internacional de investigadores.
Los científicos estudiaron en las simulaciones lo que ocurría después de que dos grandes núcleos comentarios chocaran violentamente. «Los cálculos demostraron que una gran parte del material se acumula en mucho cuerpos pequeños», explica Martin Juzi (Universidad de Berna). Los nuevos cuerpos tienen diferentes tamaños y formas, y entre ellos hay muchos cuerpos alargados, algunos formados por dos partes, justo como el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Nos sorprendió que en esas colisiones catastróficas sólo una pequeña parte del material resulta considerablemente comprimido y calentado», comenta Jutzi. «Además, este material es expulsado y difícilmente contribuye a la formación de los cuerpos más pequeños que constituyen una nueva generación de núcleos de cometas. En la cara del cometa opuesta al punto de impacto las sustancias volátiles pueden soportar incluso colisiones violentas. Por eso la nueva generación de cometas todavía tiene una densidad baja y es rica en sustancias volátiles, propiedades que se han encontrado en el cometa Chury.
Primera prueba de un propulsor eléctrico que respira aire
7/3/2018 de ESA
Ilustración de una futura misión en órbita baja alrededor de la Tierra que utiliza moléculas de aire como combustible. Impulsado a 7.8 km/s, el satélite ingiere moléculas de aire de la parte superior de la atmósfera (izquierda) para poner en funcionamiento su motor de iones (derecha) proporcionando un impulso que compensa el arrastre de la atmósfera y que le permite permanecer en órbita baja indefinidamente. Crédito: ESA–A. Di Giacomo.
Por primera vez en el mundo, un equipo dirigido por ESA ha construido y probado un propulsor eléctrico que ingiere como combustible unas pocas moléculas de aire de la parte alta de la atmósfera, abriendo el camino a la fabricación de satélites que podrán volar en órbitas muy bajas durante años sin fin.
El satélite que crea mapas de gravedad GOCE de ESA voló a sólo 250 km de altura durante más de cinco años gracias a un propulsor eléctrico que compensaba continuamente el arrastre del aire. Sin embargo, su vida útil se vio limitada por los 40 kg de xenón que transportaba como combustible; una vez se agotó, la misión acabó.
Sustituyendo el combustible con moléculas de la atmósfera se crearía una nueva clase de satélites que serían capaces de operar en órbitas muy bajas durante periodos largos. También podrían ser empleados en las partes superiores de las atmósferas de otros planetas, usando el dióxido de carbono en Marte, por ejemplo.
La compañía Sitael en Italia ha desarrollado uno de estos propulsores completo. En las pruebas dentro de una cámara de vacío, un ‘generador de flujo de partículas’ proporcionó las moléculas entrantes de alta velocidad que fueron recolectadas por el propulsor. No lleva válvulas ni partes complejas, todo funciona en base a un sistema sencillo y pasivo. Todo lo que se necesita es electricidad para alimentar las bobinas y electrodos, creando un sistema extremadamente robusto de compensación del arrastre del aire. Las moléculas recogidas son electrificadas para poder acelerarlas y expulsadas, proporcionando el impulso.
ALMA revela la red interna de una guardería estelar
9/3/2018 de ESO
Esta espectacular e inusual imagen muestra parte de la famosa nebulosa de Orión, una región de formación estelar que se encuentra a unos 1350 años luz de la Tierra. Combina un mosaico de imágenes en longitud de onda milimétrica obtenidas por el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y el telescopio IRAM de 30 metros, que se ven en rojo, con una vista infrarroja más conocida, obtenida por el instrumento HAWK-I, instalado en el Very Large Telescope de ESO, y que se muestra en azul. El grupo de estrellas brillantes de color blanco-azulado de la parte superior izquierda es el Cúmulo del Trapecio, formado por estrellas jóvenes calientes de tan solo unos pocos millones de años. Crédito: ESO/H. Drass/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Hacar.
Esta impactante imagen, generada a partir de nuevos datos obtenidos por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y otros telescopios, muestra una red de filamentos en la nebulosa de Orión. En la impresionante fotografía estos filamentos se ven en un intenso color rojo ardiente, pero en realidad son tan fríos que los astrónomos deben usar telescopios como ALMA para observarlos.
Esta espectacular e inusual imagen muestra parte de la famosa nebulosa de Orión, una región de formación estelar que se encuentra a unos 1350 años luz de la Tierra. Combina un mosaico de imágenes en longitud de onda milimétrica obtenidas por el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y el telescopio IRAM de 30 metros, que se ven en rojo, con una vista infrarroja más conocida, obtenida por el instrumento HAWK-I, instalado en el Very Large Telescopede ESO, y que se muestra en azul. El grupo de estrellas brillantes de color blanco-azulado de la parte superior izquierda es el Cúmulo del Trapecio, formado por estrellas jóvenes calientes de tan solo unos pocos millones de años.
Las estructuras tenues parecidas a fibras que se ven en esta ampliación de la imagen son largos filamentos de gas frío, sólo visibles para telescopios que trabajan en el rango de las ondas milimétricas. Son invisibles en el óptico y en el infrarrojo, haciendo de ALMA uno de los pocos instrumentos disponibles para que los astrónomos puedan estudiarlos. Este gas da lugar a estrellas recién nacidas: poco a poco, el gas colapsa bajo la fuerza de su propia gravedad hasta que está lo suficientemente comprimido para formar una protoestrella, precursora de una estrella.
Los científicos que recopilaron los datos a partir de los cuales se creó esta imagen estaban estudiando estos filamentos para aprender más sobre su estructura y composición. Utilizaron ALMA para buscar firmas del gas N2H+, que forma parte de estas estructuras. A través de este estudio, el equipo logró identificar una red de 55 filamentos.
Juno descubre que las corrientes en chorro de Júpiter no son como las de la Tierra
9/3/2018 de JPL / Nature
Imagen compuesta a partir de datos obtenidos por el instrumento JIRAM de la misión Juno a Júpiter, que muestra el ciclón central del polo norte del planeta y los ocho ciclones que lo rodean. JIRAM toma datos en el infrarrojo y los colores de esta imagen representan el calor irradiado: las nubes amarillas (más delgadas) están a unos -13°Celsius en temperatura de brillo y las de rojo oscuro (más densas) están a unos -83°Celsius. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM.
Datos recogidos por la misión Juno de NASA en Júpiter indican que los vientos atmosféricos del planeta gigante de gas llegan a gran profundidad en su atmósfera y duran más tiempo que los procesos atmosféricos similares que encontramos aquí en la Tierra. El descubrimiento ayudará a entender la estructura interior de Júpiter, la masa de su núcleo y, en última instancia, su origen.
Otros resultados científicos de Juno publicados ahora incluyen que los ciclones masivos que rodean los polos norte y sur de Júpiter son formaciones atmosféricas permanentes y no se parecen a nada que hayamos observado en nuestro Sistema Solar.
«Galileo observó las bandas de Júpiter hace más de 400 años», comenta Yohai Kaspi (Instituto de Ciencia Weizmann, Rehovot, Israel). «Hasta ahora sólo hemos tenido un conocimiento superficial de ellas y hemos podido relacionar estas bandas con estructuras de nubes en los chorros de Júpiter. Ahora, después de las medidas de gravedad realizadas con Juno, conocemos la profundidad de los chorros y cómo es su estructura por debajo de las nubes visibles. Es como pasar de una imagen 2D a una versión 3D en alta definición».
El resultado fue una sorpresa para el equipo científico de Juno porque indicaba que la capa meteorológica de Júpiter era más masiva, extendiéndose a profundidades mucho mayores de lo esperado inicialmente. La capa meteorológica joviana, desde su parte superior a una profundidad de 3000 kilómetros, contiene aproximadamente el uno por ciento de la masa de Júpiter (unas 3 veces la masa de la Tierra). «Por comparación, la atmósfera de la Tierra es menos de una millonésima de la masa de la Tierra», comenta Kaspi. «El hecho de que Júpiter posea una región masiva girando en bandas este-oeste separadas es decididamente una sorpresa».
Hallan un modo para verificar si el Universo es más caliente en un extremo que en el otro
9/3/2018 de University of Southern California Dornsife
El fondo cósmico de microondas, un residuo del Big Bang, parece tener un gradiente por el Universo, una característica que ha intrigado a los cosmólogos durante décadas. Combinación de imágenes de Matthew Savino.
Los científicos han observado durante mucho tiempo un gradiente aparente en el fondo cósmico de microondas pero no han sido capaces de determinar cuánto de ello es real y cuánto es solo nuestra percepción. Ahora un equipo de investigadores parece haber encontrado un camino hacia la respuesta.
Observado desde la Tierra, el Universo parece un poco más caliente en un extremo que en el otro, por lo menos en términos del fondo cósmico de microondas (CMB). Pero la pregunta que mortifica a los cosmólogos es si este desequilibrio del CMB es real o resultado del efecto Doppler. El efecto Doppler es un desplazamiento aparente de la frecuencia de las ondas electromagnéticas debido al movimiento de los cuerpos que viajan con rapidez por el espacio. Ondas como la radiación electromagnética parecen desplazarse en energía, siendo las que se mueven hacia un observador aparentemente de mayor energía (o más calientes) de lo que realmente son. Lo contrario sucede con las ondas que se alejan del observador, que parecen más frías.
Dado que el CMB es radiación residual del Big Bang, los cosmólogos asumen que se dispersó de forma homogénea. La aparición de dos polos en el Universo, uno más caliente que el otro debe, por tanto, ser resultado del efecto Doppler, un efecto del desplazamiento del Sistema Solar por el espacio. Pero «si existe un dipolo intrínseco en el CMB – esto es, que una parte del cielo es realmente más caliente que la parte opuesta- la velocidad que asignamos al Sistema Solar con respecto al CMB sería incorrecta», explica Siavash Yasini (Universidad de California del Sur). Esto afectaría a cómo miden los científicos las velocidades de objetos lejanos como galaxias y a las teorías de lo que ocurrió momentos después de que el Big Bang pudiera ser perturbado.
La profesora Elena Pierpaoli (Universidad de California del Sur) y Yasini se dieron cuenta, mientras realizaban cálculos para otro estudio diferente, de que el espectro de frecuencias del CMB promediado por todo el cielo será distinto si el dipolo es real y no solo fruto del efecto Doppler. En otras palabras, si el CMB es realmente más caliente en un extremo del Universo que en el otro, la temperatura promedio medida en todo el cielo será ligeramente distinta a si el CMB es realmente uniforme. Este hallazgo permitirá a los cosmólogos que lleven a cabo los próximos estudios del CMB a determinar por primera vez la naturaleza del dipolo, resolviendo el enigma.
Realizan la primera simulación en laboratorio de la química atmosférica de exoplanetas
9/3/2018 de Johns Hopkins University / Nature Astronomy
La Dra. Sarah Hörst utiliza una linterna para mirar dentro de la cámara donde se está llevando a cabo el experimento para comprobar si se forma niebla. Crédito: Will Kirk/JHU.
Un equipo de científicos ha realizado los primeros experimentos de laboratorio sobre la formación de nieblas en atmósferas simuladas de exoplanetas, un paso importante para comprender las próximas observaciones de planetas fuera del Sistema Solar con el telescopio espacial James Webb. Las simulaciones son necesarias para establecer modelos de atmósferas de mundos lejanos, modelos que pueden ser utilizados para buscar señales de vida fuera del Sistema Solar.
Con los telescopios que existen hoy en día, los científicos planetarios y los astrónomos pueden conocer qué gases componen las atmósferas de los exoplanetas. «Cada gas tiene una huella digital que es única de él», comenta Sarah Hörst (Universidad Johns Hopkins). «Si mides un rango espectral suficientemente grande, pues medir cómo se superponen todas las huellas digitales unas encima de las otras».
Los telescopios actuales, sin embargo, no funcionan igual de bien en todos los tipos de exoplanetas. Fallan con los exoplanetas que tienen atmósferas neblinosas. Las neblinas consisten en partículas sólidas suspendidas en gas que alteran el modo en que la luz interacciona con este gas. Esta atenuación de las huellas digitales espectrales hace que sea más difícil medir la composición del gas.
Hörst piensa que esta investigación puede ayudar a la comunidad de científicos planetarios a determinar qué tipos de atmósferas es probable que sean neblinosas. SI las nieblas interfieren en la capacidad de los telescopios de decir a los científicos qué gases componen la atmósfera e un exoplaneta – y menos aún las cantidades de cada uno – nuestras posibilidades de detectar vida en otros lugares son pocas.
Una misteriosa señal procede de estrellas muy viejas del centro de nuestra galaxia
14/3/2018 de The Australian National University / Nature Astronomy
Ilustración de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en la que han sido señaladas sus tres partes principales: el bulbo galáctico, el disco galáctico y el halo difuso de estrellas que la rodea. Crédito: L Jaramillo y O Macias, Virginia Tech.
Un equipo de astrónomos ha descubierto que una misteriosa señal de rayos gamma del centro de la Vía Láctea procede de estrellas que tienen 10 mil millones de años de edad, y no de materia oscura como se pensaba.
Los investigadores trabajaron con la hipótesis de que la señal está siendo emitida por miles de estrellas de neutrones que giran rápidamente, llamado pulsares de milisegundo. «A la distancia del centro de nuestra galaxia, la emisión procedente de muchos miles de estas estrellas densas giratorias podría estar mezclándose para imitar la señal distribuida uniformemente que esperamos de la materia oscura», explica el Dr. Roland Crocker (ANU).
Crocker y su equipo han llegado a esta conclusión examinando datos reunidos por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, en órbita alrededor de la Tierra desde 2008, que muestran la imagen más clara del cielo en rayos gamma en este rango de energías.
Según Crocker, la señal detectada por Fermi coincide con la distribución de estrellas en el bulbo galáctico.
Un nuevo tipo de estrella
14/3/2018 de SISSA / Physical Review Letters
La Vía Láctea. Crédito: Pixabay.
Junto con la gravedad, la polarización del vacío cuántico podría permitir a las estrellas existir en configuraciones no convencionales. Un nuevo estudio abre caminos para el estudio de estrellas ultracompactas que comparten varias características observables con los agujeros negros.
El investigador Raúl Carballo-Rubio (SISSA) ha desarrollado un modelo matemático nuevo que combina la relatividad general con el efecto repulsivo de la polarización del vacío cuántico. La inclusión de esta fuerza repulsiva permite describir configuraciones ultracompactas de estrellas, que los científicos pensaban que no podrían existir de forma estable.
Doble o nada: los astrónomos revisan los entornos de los cuásares
14/3/2018 de Subaru Telescope / Publications of the Astronomical Society of Japan
Distribución de galaxias e imágenes ampliadas de algunos de los protocúmulos descubiertos con la cámara HSC montada en el telescopio Subaru. Las regiones de alta y baja densidad están representadas por colores más rojos y más azules, respectivamente. Crédito: NAOJ.
Un equipo de astrónomos ha identificado casi 200 «protocúmulos», los progenitores de los cúmulos de galaxias, en el Universo temprano, hace unos 12 mil millones de años, diez veces más de los que ya se conocían. También han descubierto que los cuásares no tienden a residir en protocúmulos, pero que si hay uno, entonces probablemente habrá un segundo cerca. Este resultado crea dudas sobre la relación entre protocúmulos y cuásares.
En el Universo, las galaxias no están distribuidas uniformemente. Hay algunos lugares, llamados cúmulos, donde se encuentran docenas o cientos de galaxias agrupadas. Otras galaxias están aisladas. Para determinar cómo y por qué se formaron los cúmulos, es crítico investigar no sólo los cúmulos de galaxias maduros que vemos en el Universo actual sino también observar protocúmulos, cúmulos de galaxias en proceso de formación.
Como los protocúmulos lejanos son difíciles de observar directamente, los cuásares a veces son utilizados como sustitutos. Cuando una gran cantidad de gas se precipita al interior del agujero negro supermasivo del centro de una galaxia, colisiona con más gas y se calienta hasta temperaturas extremas. Este gas caliente brilla con intensidad y es conocido como cuásar. La idea es que cuando muchas galaxias se encuentran cerca, una fusión (dos galaxias chocando y uniéndose) crearía inestabilidades que provocarían la caída del gas al interior del agujero negro supermasivo de una de las galaxias creando un cuásar. Sin embargo, esta relación no se había confirmado con observaciones debido a la rareza tanto de cuásares como de protocúmulos.
Ahora un equipo de astrónomos ha identificado casi 200 regiones del Universo temprano en las que las galaxias se están reuniendo para formar protocúmulos y han estudiado una muestra de 151 cuásares luminosos correspondientes a la misma época aproximadamente. Para su sorpresa, descubrieron que la mayoría de los cuásares no se encuentran cerca de esas regiones de sobredensidad de galaxias. De hecho, sus cuásares más luminosos incluso evitan las regiones de galaxias más densas. Estos resultados sugieren que los cuásares no son un buen sustituto para buscar protocúmulos y, lo que es más importante, que puede que se necesiten otros mecanismos distintos de la fusión de galaxias para explicar la actividad de los cuásares. Además, dado que no hallaron muchas galaxias cerca de los cuásares más brillantes, esto podría significar que la dura radiación que emiten suprime la formación de galaxias en sus alrededores.
Por otro lado, también encontraron dos «pareja»s de cuásares residiendo en protocúmulos. Los cuásares son raros y las parejas lo son todavía más. El hecho de que ambos estuviesen asociados con protocúmulos sugiere que la actividad de los cuásares está quizás sincronizada con el ambiente de los protocúmulos».
Descubren que las galaxias giran como mecanismos de relojería
14/3/2018 de ICRAR / The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Un equipo de astrónomos ha descubierto que todas las galaxias giran una vez cada mil millones de años, sin importar su tamaño. «No tienen la precisión de un reloj suizo», comenta el profesor Gerhardt Meurer (UWA). «Pero independientemente de si la galaxia es muy grande o muy pequeña, si pudieras sentarte en el borde más exterior de su disco mientras gira, tardarías mil millones de años en dar la vuelta completa».
El profesor Meurer afirma que utilizando matemáticas sencillas puedes demostrar que todas las galaxias del mismo tamaño tienen la misma densidad interior promedio. «Descubrir esta regularidad en las galaxias nos ayuda a comprender mejor la mecánica que las hace girar: no encontrarás una galaxia densa rotando rápidamente y otra del mismo tamaño pero de menor densidad rotando más despacio», explica.
El profesor Meurer y su equipo han hallado también pruebas de la presencia de estrellas viejas hasta en los bordes de las galaxias, en contra de lo predicho por los modelos actuales, que esperan la presencia sólo de estrellas jóvenes.
«Gracias a este trabajo ahora sabemos que las galaxias completan un giro cada mil millones de años, con un borde pronunciado en el que hay una mezcla de gas interestelar, con estrellas jóvenes y viejas».
Nebulosa del cangrejo: un cangrejo que camina a través del tiempo
15/3/2018 de Chandra
El próximo año se cumple el 20 aniversario del lanzamiento del observatorio Chandra de rayos X al espacio. La Nebulosa del Cangrejo fue uno de los primeros objetos que Chandra examinó con su aguda visión en rayos X y ha sido un objetivo frecuente del telescopio desde entonces.
Hay muchas razones por las que la Nebulosa del Cangrejo es un objeto tan bien estudiado. Por ejemplo es uno de los pocos casos en los que existen sólidas pruebas históricas de cuándo explotó la estrella. Disponer de este historial definido ayuda a los astrónomos a comprender los detalles de la explosión y su resultado.
En el caso del Cangrejo, observadores de varios países anunciaron la aparición de una estrella nueva en el año 1054 d.C. en dirección a la constelación de Tauro. Actualmente los astrónomos saben que la nebulosa contiene una estrella de neutrones altamente magnetizada que gira rápidamente, llamada púlsar, que se formó cuando una estrella masiva agotó su combustible nuclear y colapsó. La combinación de rotación rápida y campo magnético potente crea chorros de materia y de antimateria que se alejan desde los polos norte y sur del púlsar, y un intenso viento soplando en dirección ecuatorial.
Confirman 15 planetas nuevos alrededor de estrellas enanas frías
15/3/2018 de Tokyo Tech / The Astronomical Journal
Ilustración donde se muestran las temperaturas superficiales estimadas en función de la cantidad de radiación estelar que llega al planeta K2-155d (esquina izquierda). Abajo a la derecha se muestra un histograma de los radios medidos en planetas que se encuentran alrededor de enanas rojas. Se observa un salto en el número de estrellas con radios entre 1.5 y 2.0 veces el de la Tierra. Crédito: Tokyo Tech.
Un equipo de científicos ha anunciado la existencia de 15 planetas nuevos (incluyendo una «supertierra» que podría alberga agua líquida) en órbita alrededor de pequeñas estrellas frías cerca de nuestro Sistema Solar. Estas estrellas, conocidas como enanas rojas, son de gran interés para los estudios de formación y evolución de planetas.
Una de las enanas rojas más brillantes, K2-155, se encuentra a unos 200 años-luz de la Tierra y posee tres supertierras ligeramente más grandes que nuestro propio planeta. De ellas, el planeta más exterior, K2-155d, con un radio 1.6 veces el de la Tierra, podría encontrarse en la zona habitable de la estrella anfitriona. Este planeta podría en principio tener agua líquida en su superficie según simulaciones del clima global tridimensionales.
Un resultado clave de los estudios actuales es que los planetas en órbita alrededor de enanas rojas pueden tener características notablemente similares a las de planetas en órbita alrededor de estrellas de otros tipos. Por ejemplo, el llamado «salto de radio» (apenas existen planetas con radios entre 1.5 y 2.0 veces el de la Tierra) hallado en planetas alrededor de estrellas de tipo solar, ha sido observado ahora por primera vez en planetas alrededor de enanas rojas. «Se trata de un hallazgo único y muchos astrónomos teóricos están investigando ahora qué es lo que causa este salto», explica Teruyuki Hirano (Instituto de Tecnología de Tokio).
La nave Kepler de NASA se acerca al final a medida que se le agota el combustible
15/3/2018 de NASA
Ilustración de la nave Kepler en órbita alrededor del Sol, siguiendo a la Tierra (al fondo a la derecha). Crédito: NASA.
Siguiendo a la Tierra en su órbita a una distancia de 150 millones de kilómetros, la nave espacial Kepler ha sobrevivido muchos problemas potencialmente fatales durante sus nueve años de vuelo, desde fallos mecánicos a ser bañada por rayos cósmicos. Teniendo esto en cuenta, la recia nave puede que alcance su línea de meta de un modo que podemos considerar un maravilloso éxito. Al no haber estaciones de servicio en el espacio profundo, la nave espacial va a quedarse sin combustible. Esperamos que eso ocurra dentro de unos meses.
En 2013 la misión primaria de Kepler terminó cuando se le rompió una segunda rueda de reacción, haciendo que le resultara imposible mirar fijamente al campo de visión original. A la nave se le concedió una nueva vida, utilizando la presión de la luz solar para mantener su apuntado, como un kayac maniobrando en la corriente de un río. Renacida como «K2», esta misión extendida exige que la nave espacial cambie su campo de visión a regiones distintas del cielo aproximadamente cada tres meses, en lo que llamamos «campañas». Inicialmente, el equipo de Kepler estimó que la misión K2 podría realizar 10 campañas con el combustible restante. Resulta que fueron muy conservadores. La misión ya ha completado 16 campañas y este mes empezó la 17.
Las estimaciones actuales indican que Kepler agotará su fuel en unos meses. El equipo de Kepler planea tomar tantos datos científicos como sea posible en el tiempo restante y retransmitirlos a la Tierra antes de que la pérdida de los motores signifique que no pueden apuntar la nave para la transferencia de datos.
La nave Dawn de NASA revela cambios recientes en la superficie de Ceres
15/3/2018 de JPL / Science Advances
Esta imagen de la misión Dawn de NASA muestra el suelo del cráter Juling en Ceres. El suelo del cráter muestra señales del flujo de hielo y roca, parecido al de los glaciares de roca de las regiones polares de la Tierra. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF.
Una serie de observaciones de Ceres han permitido detectar cambios recientes en su superficie, revelando que el único planeta enano del Sistema Solar interior es un cuerpo dinámico que continúa evolucionando y cambiando.
La misión Dawn de NASA ha encontrado depósitos que han quedado al descubierto recientemente, y que nos proporcionan información nueva sobre los materiales de la corteza y cómo están cambiando. Las observaciones obtenidas por el espectrómetro de cartografiado en luz visible e infrarroja (VIR) de la nave Dawn habían descubierto anteriormente hielo de agua en una docena de lugares de Ceres. El nuevo estudio reveló la presencia de hielo abundante en la pared norte del cráter Juling, un cráter de 20 km de diámetro. Las nuevas observaciones, realizadas entre abril y octubre de 2016, muestran un aumento en la cantidad de hielo de la pared del cráter.
Se trata de la primera detección directa de cambios en la superficie de Ceres», comenta Andrea Raponi (Instituto de Astrofísica y Ciencia Planetaria de Roma).
«La combinación de Ceres desplazándose más cerca del Sol en su órbita, junto con el cambio estacional, produce la emisión de vapor de agua del subsuelo, que se condensa en la pared fría del cráter. Esto causa un aumento en la cantidad de hielo expuesto al exterior . El calentamiento podría también causar corrimientos de tierra en las paredes del cráter que dejan al descubierto zonas de hielo fresco», explica Raponi.
‘Oumuamua probablemente procede de un sistema binario de estrellas
20/3/2018 de Royal Astronomical Society / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Ilustración de artista de ‘Oumuamua. Crédito: ESO / M. Kornmesser
Una nueva investigación indica que ‘Oumuamua, el objeto rocoso identificado como el primer asteroide interestelar confirmado, muy probablemente proceda de un sistema binario de estrellas. Un sistema binario es uno con dos estrellas que están girando alrededor de un centro común.
Para el nuevo estudio, el Dr. Alan Jackson (Universidad de Toronto Scarborough) y sus colaboradores comprobaron la eficiencia con la que los sistemas binarios de estrellas están expulsando objetos. Y también comprobaron lo habituales que son estos sistemas en la Galaxia.
Descubrieron que los objetos rocosos como ‘Oumuamua es mucho más probable que procedan de sistemas binarios y no de sistemas con una sola estrella. También consiguieron determinar que los objetos rocosos son expulsados de sistemas binarios en números comparables al de objetos helados. «Es realmente extraño que el primer objeto que veamos de fuera de nuestro Sistema Solar sea un asteroide, porque un cometa sería mucho más fácil de observar y el Sistema Solar expulsa muchos más cometas que asteroides», explica Jackson.
Una vez determinaron que los sistemas binarios son muy eficientes en la expulsión de objetos rocosos y de que existe un número suficiente de ellos, los investigadores se convencieron de que ‘Oumuamua procede muy probablemente de un sistema binario. También concluyeron que probablemente viene de un sistema con una estrella relativamente caliente y masiva dado que un sistema así tendría un mayor número de objetos rocosos más cerca.
Los océanos de Marte se formaron pronto, ayudados posiblemente por erupciones volcánicas masivas
20/3/2018 de UC Berkeley / Nature
Un mapa actual de Marte muestra los lugares donde los científicos han identificado una posible línea de costa antigua que puede haber sido creada por océanos intermitentes hace miles de millones de años. Las elevaciones irregulares de estas costas pueden ser explicadas por el crecimiento de la provincia volcánica llamad Tharsis hace 3700 millones de años, que habría deformado la topografía y desalineado las líneas de costa. Crédito: Robert Citron images, UC Berkeley
Un nuevo escenario que pretende explicar cómo se formaron y desaparecieron los hipotéticos océanos de Marte durante los pasados 4 mil millones de años implica que se formaron varios cientos de millones de años antes y que no eran tan profundos como se pensaba.
Los geofísicos de Berkeley relacionan la existencia de océanos en época temprana an Marte con la aparición del sistema volcánico mayor del Sistema Solar, Tharsis, y resalta el papel clave jugado por el calentamiento global en hacer posible la presencia de agua líquida en Marte.
El nuevo modelo propone que los océanos se formaron antes o al mismo tiempo que la mayor estructura volcánica de Marte, Tharsis, en lugar de haberlo hecho hace 3700 millones de años. Como Tharsis era más pequeña entonces, no modificó el planeta tanto como lo hizo más tarde, afectando en particular a las llanuras que cubren la mayor parte del hemisferio norte y que son presumiblemente un antiguo lecho marino. La ausencia de deformación de la corteza en Tharsis significa que los mares habrían sido poco profundos, albergando la mitad de la cantidad de agua de estimada previamente en otras investigaciones.
Es probable que Taris arrojase gases a la atmósfera que crearon un efecto de calentamiento global o invernadero que permitió la existencia de agua líquida en el planeta, y también que las erupciones volcánicas crearan canales que permitieron que el agua subterránea alcanzase la superficie y rellenase las llanuras del norte.
Detectan ecos en radio de un agujero negro que se alimenta de una estrella
20/3/2018 de MIT / The Astrophysical Journal
Ilustración de artista de una corriente de acreción interna y un chorro que sale de un agujero negro supermasivo cuando está alimentándose activamente, por ejemplo, con una estrella que destruyó recientemente. Crédito: ESO/L. Calçada.
El 11 de noviembre de 2014 una red global de telescopios registró una señal a 300 millones de años-luz de distancia creada por una explosión de energía electromagnética producida por un agujero negro que destruía una estrella que pasó cerca de él. Ahora un equipo de investigadores ha detectado señales en radio que coinciden muy bien con las emisiones en rayos X producidas por el mismo fenómeno 13 días antes. Piensan que estos «ecos» en radio demuestran la presencia de un chorro gigante de partículas altamente energéticas escapando del agujero negro a medida que el material de la estrella se precipita a su interior.
«Esto nos indica que el ritmo de alimentación del agujero negro controla la intensidad del chorro que produce», comenta Dheeraj Pasham (MIT). «Un agujero negro bien alimentado produce un chorro fuerte mientras que uno malnutrido produce un chorro débil o ninguno en absoluto. Es la primera vez que observamos un chorro controlado por un agujero negro supermasivo que se está alimentando».
Metales raros en Marte y la Tierra hablan de impactos colosales
20/3/2018 de Astrobio.net / Geophysical Research Letters
Animación en falso color de Marte mostrando cuatro perspectivas distintas en intervalos de 90 grados. Los colores rojo y blanco denotan alturas elevadas; los azules denotan bajas elevaciones. Crédito: NASA.
Una nueva investigación ha desvelado que un impacto gigante en Marte hace más de 4 mil millones de años explicaría la cantidad inusual de elementos «amantes» del hierro del Planeta Rojo. Ejemplos de estos minerales, conocidos como siderófilos, son el oro, el platino y el iridio. Tanto en la Tierra como en Marte existen más elementos siderófilos en el manto de lo que sería de esperar por el proceso de formación del núcleo.
El estudio de cristales de circonio en meteoritos antiguos de Marte puede utilizarse para datar la formación de la corteza marciana a antes de hace 4400 millones de años. Un impacto gigante debería de haber provocado la fusión de gran parte de la corteza. Si el impacto tuvo lugar hace 4500 millones de años, entonces los siderófilos deberían de haber sido arrancados durante la formación del núcleo.
Los planetas de TRAPPIST-1 aportan pistas acerca de la naturaleza de los mundos habitables
21/3/2018 de Arizona State University / Nature Astronomy
Ilustración del sistema planetario de TRAPPIST-1. Crédito: NASA.
TRAPPIST-1 es una estrella enana roja ultrajaría que es ligeramente mayor, pero mucho más masiva, que el planeta Júpiter, y está situada a unos 40 años-luz del Sol en dirección a la constelación de Acuario.
Entre los sistemas planetarios, éste tiene un interés particular porque se han detectado siete planetas en órbita alrededor de la estrella, todos ellos de tamaños similares al de la Tierra. Sin embargo, al medir su masa y volumen todos ellos son menos densos que la roca. En otros mundo similares se piensa que esto es debido a la presencia de gases atmosféricos, pero los planetas de TRAPPIST-1 son demasiado pequeños para retener tanto gas.
Los astrónomos han concluido que su ligereza debe de ser debida a algo que abunde: el agua. En sus análisis, los investigadores han descubierto que los planetas interiores («b» y «c»), relativamente «secos», parece que poseen menos de un 15% de masa en forma de agua (la Tierra tiene un =0.02%). Los planetas exteriores («f» y «g») tendrían más del 50% de su masa en forma de agua.
¿Conoces a Steve?
21/3/2018 de ESA /Science Advances
Steve. Crédito: Krista Trinder.
Aunque Steve, un peculiar halo de luz púrpura en el cielo nocturno, fue descubierto en 2016, gracias a la misión Swarm de la ESA ahora podemos saber más sobre este curioso fenómeno de la aurora.
Los cazadores de auroras llevan algún tiempo dándole vueltas a este pintoresco juego de luces, que parece una aurora normal… pero no lo es. Un equipo liderado por la astrofísica de la NASA Elizabeth MacDonald ha empleado información procedente de los satélites Swarm de la ESA, que estudian el campo magnético, para publicar un artículo en Science Advances que arroja cierta luz sobre el misterio de Steve.
Las auroras suelen ser verdes, azules y rojizas, y pueden durar horas. En cambio, Steve es una banda púrpura que permanece en el cielo relativamente poco tiempo. Aunque el proceso general que da lugar a Steve es el mismo que el de las auroras, pasa por distintas líneas del campo magnético, por lo que puede aparecer a latitudes mucho menores, donde la alineación de los campos eléctricos y magnéticos globales hace que los iones y los electrones fluyan rápidamente en sentido este-oeste, calentándose durante el proceso.
La estrella pilla una rabieta y el planeta se esconde
21/3/2018 de INAF / Astronomy & Astrophysics
Representación artística del sistema exoplanetario alrededor de la estrella K2-3. Créditos: Eso/M. Kornmesser/Nick Risinger/ L. Calçada.
Un nutrido grupo de astrónomos liderados por Mario Damasso (INAF) ha caracterizado dos de los tres exoplanetas que rodean la estrella K2-3, cuyas masas son de 6.6 y 3.1 veces a de la Tierra. El más externo, en cambio, ha «escapado» a la investigación. Para los científicos, la culpa de esta identificación fallida puede ser atribuida probablemente a la actividad magnética de la estrella madre.
Los astrónomos han concluido, utilizando moldes teóricos, que los dos planetas K2-3b y K2-3c podrían tener atmósferas constituidas principalmente por hidrógeno y helio, pero sin poder excluir que estén constituidos por agua en más del 50 por ciento de su masa total.
Por otro lado, las simulaciones demuestran también que el tercer planeta no ha podido ser identificado debido a la actividad estelar.
Una estrella perturbó a cometas del sistema solar en la prehistoria
21/3/2018 de SINC / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters
Ilustración de la estrella de Scholz y su compañera enana marrón (en primer plano) durante su sobrevuelo del sistema solar hace 70.000 años. El Sol aparece como una estrella más brillante que el resto al fondo a la izquierda. Crédito: Michael Osadciw/Universidad de Rochester.
En un momento en el que los humanos modernos comenzaban a salir de África y los neandertales habitaban en nuestro planeta, la estrella de Scholz –llamada así por el astrónomo alemán que la descubrió– se acercó a menos de un año luz del Sol. Hoy se encuentra a casi 20 años luz de distancia, pero hace 70.000 años se llegó a adentrar en la nube de Oort, un reservorio de objetos transneptunianos situado en los confines del sistema solar.
Este descubrimiento lo hizo público en 2015 un equipo de astrónomos dirigidos por el profesor Eric Mamajek de la Universidad de Rochester (EE UU).
Ahora dos astrónomos de la Universidad Complutense de Madrid, los hermanos Carlos y Raúl de la Fuente Marcos, junto al investigador Sverre J. Aarseth de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), han analizado por primera vez los cerca de 340 objetos del sistema solar que tienen órbitas hiperbólicas (con forma de V muy abierta, no las típicas elípticas), y al hacerlo han detectado que la trayectoria de algunos de ellos está influenciada por el paso de la estrella de Scholz.
“Mediante simulaciones numéricas hemos calculado las radiantes o posiciones en el cielo de las que aparentan venir todos estos objetos hiperbólicos”, explica Carlos de la Fuente Marcos. “En principio –añade–, uno esperaría que esas posiciones se distribuyeran de forma uniforme en el cielo, en particular si estos objetos proceden de la nube de Oort. Sin embargo, lo que encontramos es muy diferente: una acumulación estadísticamente significativa de radiantes. La sobredensidad más acusada aparece proyectada en la dirección de la constelación Géminis, lo que se ajusta al encuentro cercano con la estrella de Scholz”.
