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Actualidad astronómica: el kiosco del astrónomo

Una vez más Juan Antonio Bernedo nos envía un artículo con la actualidad astronómica de los últimos tres meses. Muchas de ellas no han sido cubiertas por NeoFronteras en el pasado.

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Desintegración simulada de componentes de un satélite. Fuente: ESA/ID&Sense/ONiRiXEL

Se estima que hay más de 750.000 residuos orbitando peligrosamente nuestro planeta. Por eso urge coordinar la toma de medidas a nivel internacional para garantizar la sostenibilidad a largo plazo de los vuelos espaciales. Ésta ha sido la principal conclusión de la mayor conferencia sobre basura espacial celebrada hasta la fecha en Europa.

La séptima Conferencia Europea sobre Basura Espacial, celebrada en abril, reunió a más de 350 participantes procedentes del ámbito de las ciencias, las instituciones académicas, la industria y las agencias espaciales de todo el mundo en el centro de control de misiones de la ESA, sede de la Oficina de Desechos Espaciales y el programa SSA en Darmstadt, Alemania.

Entre los problemas expuestos se encuentra el que tan solo el 60% de los satélites que deberían eliminarse al final de sus misiones, se gestionan correctamente en la práctica. También se habló de la necesidad acuciante de sacar de órbita los satélites fuera de servicio, antes de que se desintegren y generen aún más residuos.
Se propone eliminar correctamente estos desechos, a un ritmo de retirada de órbita de unos diez grandes satélites por año, comenzando cuanto antes, ya que si se retrasa la eficacia sería mucho menor.

Desde 1957, más de 5.250 lanzamientos han llevado a una población de más de 23.000 objetos de desecho detectados en órbita. Tan solo existen unos 1.200 satélites en funcionamiento, el resto son basura y no tienen finalidad alguna. En órbita, estos objetos presentan unas velocidades relativas tremendas, mayores que las producidas al disparar una bala, y pueden dañar o destruir infraestructuras espaciales en funcionamiento, como satélites de telecomunicaciones, meteorología, navegación, retransmisión o vigilancia climática de importancia vital. Más información: http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Space_Debris/Call_for_a_sustainable_future_in_space

Las buenas noticias nos las proporciona el ELT. El 26 de mayo se puso la primera piedra de la cúpula y del telescopio. Ambas estructuras son, sin duda, las más grandes jamás construidas para un telescopio óptico-infrarrojo y empequeñece a todas las existentes. Cuando vea su primera luz en 2024, este telescopio de 39 metros será el más grande de su tipo jamás construido: un ojo gigantesco para mirar el cielo. La cúpula tendrá una masa total de alrededor de 5.000 toneladas, y la estructura del tubo y la montura del telescopio tendrán un total de masa en movimiento de más de 3000 toneladas.

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Esquema óptico del telescopio ELT con sus cinco espejos. Fuente: ESO

Además, ya se ha completado la fabricación del bloque del espejo secundario del ELT (Extremely Large Telescope, o “telescopio extremadamente grande”) de ESO, a cargo de la empresa SCHOTT. El espejo terminado tendrá 4,2 metros de diámetro y pesará 3,5 toneladas. Con la fabricación del espejo secundario del telescopio (M2) acaba de lograrse un nuevo hito, ya que es el mayor jamás utilizado, más grande que muchos espejos primarios de muchos telescopios de investigación actuales y también el espejo convexo más grande jamás fabricado. El bloque del espejo es la pieza de material fundido, en este caso vitrocerámica Zerodur® que posteriormente será desbastado y pulido para producir el espejo acabado.

La guinda de las buenas noticias del ELT es que el 30 de mayo se firmó el contrato para la construcción de los 798 segmentos hexagonales de 1,4 metros de ancho del espejo primario, más otros 133 de repuesto, para permitir su mantenimiento rotatorio. La compañía alemana SCHOTT producirá los bloques de los segmentos del espejo, y la compañía francesa Safran Reosc (que también acabará el espejo secundario) pulirá, montará y probará los segmentos.
Más información: comunicados eso1715a, eso1716 y eso1717.

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Ya llegan algunos resultados de GAIA: En un vídeo que merece la pena ver, se simulan los movimientos propios de las estrellas de la Vía Láctea a partir de datos astrométricos tomados por GAIA. El vídeo muestra más de dos millones de estrellas, con sus movimientos propios, en una proyección plana, comenzando en las posiciones medidas en 2014 y 2015, y se van moviendo hasta la posición que tendrán dentro de 5.000.000 de años. La forma de la constelación de Orión, marcada en contorno en la imagen, a la derecha, va deformándose hasta ser irreconocible. Los círculos de la izquierda marcan la posición actual de los cúmulos alfa Persei (PEROB3) y las Pléyades. El vídeo está disponible en:
http://sci.esa.int/gaia/59004-two-million-stars-on-the-move/ [1]


La “Supertierra” más prometedora para buscar signos de vida

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Un exoplaneta que orbita alrededor de una estrella enana roja, a 40 años-luz de la Tierra, podría ser el mejor lugar para buscar signos de vida más allá del Sistema Solar. Utilizando el instrumento HARPS, de ESO, instalado en La Silla, junto con otros telescopios del mundo, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una “supertierra” en la zona habitable de la débil estrella LHS 1140. Este mundo es un poco más grande y más masivo que la Tierra y es probable que haya conservado la mayor parte de su atmósfera. Esto, junto con el hecho de que su órbita pasa por delante de su estrella, lo convierte en uno de los futuros objetivos más interesantes para desarrollar estudios atmosféricos. Los resultados aparecen en la edición del 20 de abril de 2017 de la revista Nature.

La supertierra recién descubierta, denominada LHS 1140b, orbita en la zona habitable de la débil estrella enana roja llamada LHS 1140, en la constelación de Cetus. Las enanas rojas son mucho más pequeñas y más frías que el Sol y, aunque LHS 1140b está diez veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol, sólo recibe alrededor de la mitad de luz de su estrella que la Tierra y se encuentra en medio de la zona habitable. Desde la Tierra, la órbita se ve casi de canto y, cuando el exoplaneta pasa delante de su estrella en cada órbita, bloquea un poco de su luz cada 25 días.

Las condiciones actuales de la enana roja son particularmente favorables, ya que LHS 1140 gira más lentamente y emite menos radiación de alta energía que otras estrellas de baja masa similares. Para la vida tal y como la conocemos, un planeta debe tener agua líquida en su superficie y retener una atmósfera. En este caso, el gran tamaño del planeta implica que, hace millones de años, podría haber existido un océano de magma en su superficie. Este océano hirviente de lava podría haber proporcionado vapor a la atmósfera mucho después de que la estrella se hubiese calmado, alcanzando su brillo actual y constante, reponiendo así el agua que podría haberse perdido por la acción de la estrella en su fase más activa.

Aunque el planeta se encuentra en la zona en la que, potencialmente, podría existir vida tal y como la conocemos, probablemente no entró en esta región hasta unos 40 millones de años después de la formación de la estrella enana roja. Durante esta fase, el exoplaneta podría haberse visto sometido al pasado activo y volátil de su estrella anfitriona. Una joven enana roja puede expulsar fácilmente el agua de la atmósfera de un planeta en formación que se encuentre cerca, desencadenando un efecto invernadero similar al de Venus.

Inicialmente, el descubrimiento se hizo con la instalación MEarth, que detectó los primeros indicios: cambios característicos en la luz que se dan cuando el exoplaneta pasa delante de la estrella. Posteriormente, se hizo un seguimiento crucial con el instrumento HARPS de ESO (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, buscador de planetas de alta precisión por el método de velocidad radial), confirmando la presencia de la supertierra. HARPS también ayudó a establecer el periodo orbital y permitió deducir la masa y la densidad del exoplaneta.

Los astrónomos estiman que el planeta tiene al menos 5.000 millones de años. También deducen que tiene un diámetro 1,4 veces más grande que el de la Tierra (casi 18.000 kilómetros). Pero con una masa unas siete veces mayor que la de la Tierra y, por lo tanto, una densidad mucho más alta, esto implica que, probablemente, el exoplaneta está hecho de roca con un núcleo denso de hierro.

Esta supertierra puede ser el mejor candidato hasta el momento para futuras observaciones cuyo objetivo sea estudiar y caracterizar, en caso de tenerla, la atmósfera del exoplaneta. Dos de los miembros europeos del equipo, Xavier Delfosse y Xavier Bonfils, ambos del CNRS y el IPAG, en Grenoble (Francia), concluyen que para la futura caracterización de planetas en la zona habitable, el sistema LHS 1140 podría ser un objetivo aún más importante que Proxima b o TRAPPIST-1.

El planeta recientemente descubierto, alrededor de Proxima b (eso1629) está mucho más cerca de la Tierra, pero probablemente no pasa delante de su estrella, por lo que es muy difícil determinar si tiene atmósfera.

Si se compara con TRAPPIST-1, la diferencia es que no se han encontrado más exoplanetas alrededor de LHS 1140. Se cree que los sistemas planetarios múltiples son comunes alrededor de enanas rojas, así que es posible que haya más exoplanetas que hayan pasado desapercibidos hasta ahora porque son demasiado pequeños.

En concreto, con las observaciones que se llevarán a cabo próximamente con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, se podrá determinar exactamente cuánta radiación de alta energía cae sobre LHS 1140b, por lo que se podrá delimitar su capacidad para albergar vida.

En el futuro, cuando entren en funcionamiento nuevos telescopios como el ELT (Extremely Large Telescope) de ESO, será posible hacer observaciones detalladas de las atmósferas de exoplanetas y LHS 1140b es un candidato excepcional para este tipo de estudios.

Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1712es, de 19 de Abril de 2017 [2]


Bandas de nubes recorren Titán

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Nubes en Titán: se presentan dos versiones en la imagen: Fig A, con mayor y Fig B con menor tratamiento de la imagen. Fuente: NASA

Mientras se prepara su descenso final a las nubes de Saturno, el 15 de septiembre de este año, la nave espacial Cassini de la NASA capturó esta visión de bandas de nubes de metano brillantes y en forma de pluma que derivan a través de la luna de Saturno, Titán.

La imagen se obtuvo durante una aproximación en un vuelo lejano (no dirigido), durante el cual Cassini llegó a acercarse a 488.000 kilómetros sobre la superficie del satélite. A pesar de que Cassini no tendrá más sobrevuelos cercanos a Titán, la nave sigue observando esta luna gigante y su atmósfera a distancia.

Las regiones oscuras en la parte superior son lagos y mares de hidrocarburos de Titán. La imagen fue tomada el 7 de mayo a una distancia de 508.000 kilómetros. La escala de la imagen es de aproximadamente 3 kilómetros por píxel.

Cassini está realizando algunas maniobras, como el paso entre Saturno y sus anillos, el pasado 26 de abril. Esta maniobra permitió orientar la nave hacia la trayectoria de su “Gran Final”: una serie de 22 órbitas, de una semana cada una, que la acercarán al planeta y en las que irá atravesando sus anillos internos y su alta atmósfera, para acabar hundiéndose para siempre en el planeta.

Ese paso de Cassini entre los anillos y el gigante gaseoso tuvo lugar a través de un hueco de apenas 2.400 kilómetros y a una velocidad de 123.000 kilómetros por hora. Debido a que este hueco es una región que ninguna nave espacial había explorado nunca, Cassini utilizó su antena de alta ganancia en forma de plato (4 metros de diámetro) como un escudo protector mientras pasaba a través del plano de los anillos. No se esperaban partículas mayores que las partículas de humo, pero la medida de precaución fue adoptada en esa primera inmersión.

Fuentes:
Fotonoticia de NASA/JPL-Caltech, 10 mayo 2017 [3]
Información de NASA del paso entre anillos y Saturno, 26 abril 2017 [4]


Nuevo tipo de formación estelar: Estrellas que nacen en agujeros negros

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Ilustración de una galaxia formando estrellas dentro de los potentes chorros de material lanzados por los agujeros negros supermasivos situados en su centro. Los resultados del VLT (Very Large Telescope) de ESO son las primeras observaciones confirmadas de estrellas formándose en este tipo de ambiente extremo. Fuente: ESO/M. Kornmesser

Observaciones llevadas a cabo con el VLT (Very Large Telescope) de ESO, han revelado que hay formación estelar dentro de las poderosas emisiones de material lanzadas desde los agujeros negros supermasivos, presentes en los núcleos de las galaxias. Éstas son las primeras observaciones confirmadas de estrellas formándose en este tipo de ambiente extremo. El descubrimiento tiene mucha importancia para la comprensión de las propiedades y la evolución de nuestra galaxia. Los resultados se publican en la revista Nature.

Un grupo europeo de astrónomos, ha utilizado los instrumentos MUSE y X-shooter, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal (Chile), para estudiar una colisión que está teniendo lugar entre dos galaxias, conocidas colectivamente como IRAS F23128-5919. Estas galaxias se encuentran a unos 600 millones de años-luz de la Tierra. El equipo observó los colosales chorros de material, que se originan cerca del agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia que está más al sur, y han encontrado la primera evidencia clara de que hay estrellas naciendo dentro de ellos.

Las estrellas se forman en los chorros de emisión a un ritmo muy rápido; los astrónomos dicen que cada año se crean estrellas por un total de alrededor de 30 veces la masa del Sol. Esto representa más de un cuarto de la formación total de estrellas en todo el conjunto de las dos galaxias.

Este tipo de chorros galácticos son generados por la enorme emisión de energía proveniente de los activos y turbulentos centros galácticos. Los agujeros negros supermasivos se esconden en los corazones de la mayoría de las galaxias, y cuando engullen materia, también calientan el gas circundante y lo expulsan de la galaxia anfitriona en forma de densos y potentes vientos.

La expulsión de gas a través de los chorros galácticos genera un ambiente pobre en gas dentro de la galaxia, lo cual podría ser el motivo por el cual algunas galaxias dejan de formar nuevas estrellas a medida que envejecen. Aunque estas corrientes son más propensas a ser impulsadas por los masivos agujeros negros centrales, también es posible que los vientos sean impulsados por supernovas procedentes de un núcleo que esté atravesando un vigoroso estallido de formación estelar.

Durante un tiempo los astrónomos han pensado que las condiciones que se dan en el interior de estos chorros podrían ser adecuadas para la formación de estrellas, pero nadie había podido ver este fenómeno en acción porque es algo muy difícil de observar.

El grupo investigador propuso estudiar las estrellas directamente en el chorro, así como el gas a su alrededor. MUSE y X-shooter, los dos instrumentos espectroscópicos utilizados, los mejores de su campo, permitieron al grupo estudiar detalladamente las propiedades de la luz emitida para determinar su origen.

Se sabe que la radiación de las estrellas jóvenes hace que las nubes de gas cercanas brillen de una manera particular. La extrema sensibilidad de X-shooter permitió al equipo descartar otras posibles causas de esta iluminación, incluyendo choques de gas o el núcleo activo de la galaxia.

Entonces, el grupo hizo una inconfundible detección directa de una joven población estelar en el chorro de emisión, caracterizada por una alta velocidad. Se cree que estas estrellas tienen menos de unas pocas decenas de millones de años, y el análisis preliminar sugiere que son más calientes y más brillantes que las estrellas formadas en entornos menos extremos, como el disco galáctico.

Además, los astrónomos también determinaron el movimiento y la velocidad de estas estrellas. La luz de la mayoría de las estrellas de la región indica que viajan a velocidades muy grandes, alejándose del centro de la galaxia, lo cual tiene sentido en objetos atrapados en una rápida corriente de material en movimiento.

Las estrellas que se forman en el viento que está cerca del centro de la galaxia podrían desacelerar e incluso volver hacia el interior, pero las estrellas que se forman en la zona más externa del flujo experimentan menos desaceleración y pueden incluso volar en grupo fuera de la galaxia.

El descubrimiento proporciona una nueva y emocionante información que podría mejorar nuestra comprensión de algunos enigmas de la astrofísica, incluyendo cómo adquieren sus formas ciertas galaxias; cómo se enriquece el espacio intergaláctico con elementos pesados; e incluso de dónde puede provenir la inexplicable radiación de fondo infrarroja.

En cuanto al segundo punto, el proceso por el cual el medio intergaláctico se enriquece con elementos pesados todavía es una cuestión abierta, pero las estrellas del chorro de emisión podrían proporcionar una respuesta. Si son expulsadas fuera de la galaxia y luego explotan como supernovas, los elementos pesados que contienen se podrían liberar en este medio.

Respecto al último, la radiación infrarroja de fondo cósmico, similar al más conocido fondo cósmico de microondas, es un débil resplandor en la parte infrarroja del espectro que parece venir de todas direcciones en el espacio. Sin embargo, su origen en las bandas del infrarrojo cercano nunca ha sido comprobado de forma satisfactoria. Una población de estrellas del chorro de emisión lanzadas al espacio intergaláctico podría contribuir a esta luz.

Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1710es, de 27 de Marzo de 2017


Restos de una gran inundación en Marte

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Desembocadura de Kasei Valles. El cráter Worcester es el de abajo. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

La sonda Mars Express de la ESA ha captado imágenes de una de las mayores redes de canales de desbordamiento en el Planeta Rojo.

El sistema de canales de Kasei Valles se extiende por unos 3.000 km desde su origen en Echus Chasma, al este de la elevada región volcánica de Tharsis y justo al norte del sistema de cañones de Valles Marineris, hasta desembocar en las enormes llanuras de Chryse Planitia.

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Zona que rodea al cráter Worcester. Fuente: NASA MGS MOLA Science Team

Una combinación de vulcanismo, tectónica, derrumbes y hundimientos en la región de Tharsis provocó la liberación de grandes masas de agua en distintos puntos de Echus Chasma, que inundaron la región de Kasei Valles hace unos 3.600-3.400 millones de años. Estas antiguas mega-inundaciones dejaron su huella en las formaciones que podemos ver hoy en día.

Distintas secciones de Kasei Valles ya han sido fotografiadas por Mars Express durante sus 14 años junto al Planeta Rojo, pero esta nueva imagen, tomada el 25 de mayo de 2016, captura una sección justo en su desembocadura.

Un cráter de impacto de 25 km de ancho, el cráter Worcester, apenas ha conseguido resistir la fuerte erosión de estas grandes inundaciones.

Aunque ha desaparecido gran parte del manto de material que rodeaba el cráter, expulsado de su interior en el momento del impacto, la sección aguas abajo logró resistir. Con el tiempo, esto ha dado lugar a un aspecto de isla alargada, con una topografía escalonada que podría sugerir variaciones en los niveles de agua debidos a distintos episodios de inundaciones.

Por el contrario, el manto de residuos que rodea el cráter adyacente ha permanecido intacto. Esto indica que el impacto que provocó el cráter se produjo después de la inundación principal. El aspecto del manto de residuos, además, nos habla de la naturaleza de la superficie subyacente: en este caso apunta a una abundancia de agua o hielo de agua en el valle.

En efecto, este patrón recuerda al de una “salpicadura”: los residuos proyectados desde el cráter eran ricos en agua, lo que les permitió fluir con cierta facilidad. Según iba reduciéndose su velocidad, estos restos iban quedando atrás, formando terraplenes a media que el material se apilaba.

El gran cráter que aparece más al norte (arriba a la derecha) de la primera imagen no parece ser tan profundo como el cráter Worcester y su vecino. De hecho, se encuentra en una planicie al menos 1 km más elevada que las llanuras inferiores. No obstante, en el centro del cráter se ve una pequeña depresión, lo que suele indicar una capa más débil (de hielo, por ejemplo) que estaba enterrada en el momento del impacto.

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Vista en perspectiva desde el cráter de primer plano, hacia el erosionado cráter Worcester (izquierda), de25 km de diámetro. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

En el cráter de primer plano, el material eyectado muestra un interesante patrón estriado del que carecen otros cráteres de esta imagen. Esto podría sugerir una diferencia en la naturaleza del propio impacto, quizá debido a la energía del choque, a la forma en que el material eyectado se distribuyó o a la composición de la elevación.

Alrededor de esta elevación pueden verse pequeños canales “dentríticos”, lo que podría apuntar a variaciones en la magnitud de inundación a lo largo de numerosos episodios. También pueden apreciarse cierto número de cráteres menores en las llanuras. Estos parecen poseer unas “colas” de color más claro apuntando en la dirección opuesta al flujo del agua procedente de Kasei Valles.

Estos cráteres se formaron por impactos producidos tras la gigantesca inundación, y sus delicadas “colas” se deben a los vientos que soplan subiendo por el valle hacia el oeste. Sus crestas elevadas influyen en el flujo del viento sobre el cráter, de forma que el polvo situado inmediatamente “detrás” de él no se ve perturbado en comparación con las llanuras colindantes, más expuestas.

Gracias a todas estas características, la escena puede darnos cuenta de la actividad geológica a lo largo de miles de millones de años en la historia de Marte.

Fuente:
Noticia de ESA, 2 marzo 2017 [5]


ALMA capta impresionantes explosiones en el nacimiento de estrellas

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ALMA ha ayudado a captar esta explosión, de 500 años de antigüedad, al inicio del ciclo de vida estelar: el nacimiento de la estrella. La composición de fondo incluye imágenes del infrarrojo cercano tanto del telescopio Gemini Sur como del VLT (Very Large Telescope) de ESO. En la parte inferior de la imagen aparece el famoso Cúmulo del Trapecio, formado por jóvenes estrellas calientes. Los datos de ALMA no cubren toda esta imagen. Fuente: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Bally/H. Drass et al.

A menudo, las explosiones estelares se relacionan con supernovas, la espectacular muerte de algunas estrellas. Pero nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA han proporcionado información sobre explosiones que tienen lugar en el otro extremo del ciclo de la vida estelar: el nacimiento de la estrella.

Los astrónomos han captado impresionantes imágenes mientras exploraban los restos del nacimiento de un grupo de estrellas masivas, parecidos a fuegos artificiales, demostrando que la formación de estrellas también puede ser un proceso violento y explosivo.

A 1.350 años-luz de distancia, en la constelación de Orión, hay una densa y activa zona de formación de estrellas llamada Nube Molecular de Orión 1 (OMC 1, por sus siglas en inglés) que forma parte de la conocida nebulosa de Orión. Las estrellas nacen cuando una nube de gas, cientos de veces más masiva que nuestro Sol, comienza a colapsar bajo su propia gravedad. En las regiones más densas, las protoestrellas se encienden y comienzan a amontonarse sin control. Con el tiempo, algunas estrellas comienzan a caer hacia un centro común de gravedad, dominado generalmente por una protoestrella particularmente grande. Si antes de que puedan escapar de su vivero estelar, algunas estrellas se acercan mucho entre sí, pueden tener lugar violentas interacciones.

Hace unos 100.000 años, varias protoestrellas comenzaron a formarse en las profundidades de OMC-1. La gravedad hizo que se acercaran entre sí a una velocidad cada vez mayor, hasta que, hace 500 años, dos de ellas acabaron chocaron. Los astrónomos no están seguros de si simplemente se rozaron o chocaron de frente pero, sea como fuere, la potente erupción que se desencadenó hizo que tanto las protoestrellas cercanas como cientos de colosales chorros de gas y polvo, en forma de serpentinas, salieran despedidos hacia el espacio interestelar a más de 150 kilómetros por segundo. Esta interacción cataclísmica liberó tanta energía como la que emitiría el Sol en 10 millones de años.

Quinientos años más tarde, un equipo de astrónomos ha utilizado el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para mirar dentro del corazón de esta nube. En su interior vieron los escombros arrojados hacia fuera desde el explosivo lugar de nacimiento de este grupo de estrellas masivas, una versión cósmica de fuegos artificiales con serpentinas gigantes que salían disparadas en todas direcciones.

Se suponía que este tipo de explosiones eran de una duración relativamente breve, de hecho los restos vistos por ALMA duran unos pocos siglos. Pero, aunque son pasajeras, puede que estas explosiones protoestelares sean relativamente comunes. Al destruir su nube parental, estos eventos también podrían ayudar a regular el ritmo de formación de estrellas en estas nubes moleculares gigantes.

Las primeras pistas sobre la explosiva naturaleza de los restos descubiertos en OMC-1 se obtuvieron con el Conjunto Submilimétrico (Submillimeter Array), en Hawai, en 2009. Los investigadores también observaron este objeto en el infrarrojo cercano con el telescopio Gemini Sur, en Chile, desvelando la estructura en forma de serpentinas que se extiende a casi un año-luz de extremo a extremo.

Pero ahora, las nuevas imágenes del ALMA muestran la naturaleza explosiva en alta resolución, revelando importantes detalles sobre la distribución y el movimiento a altas velocidades del gas de monóxido de carbono (CO) dentro de esas estructuras en forma de serpentinas. Esto ayudará a los astrónomos a entender la fuerza subyacente de la explosión, y qué impacto podrían tener este tipo de eventos en la formación de estrellas por toda la galaxia.

Fuente:
Fotonoticia de ESO: eso1711es, 7 de Abril de 2017 [6]


Anomalías en el campo magnético de la Tierra

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Campo magnético de la litosfera. Los colores rojos representan áreas donde el campo magnético litosférico es positivo, y los azules, negativo. Imagen extraída del vídeo de ESA/DTU Space/DLR

Los satélites Swarm de la ESA están detectando minúsculos detalles en una de las capas más difíciles de observar del campo magnético de la Tierra y estudiando la historia magnética oculta en la corteza de nuestro planeta.

Podemos imaginar el campo magnético terrestre como una enorme envoltura que nos protege de la radiación cósmica y las partículas cargadas que bombardean nuestro planeta con el viento solar. Sin él no existiría la vida tal y como la conocemos.

La mayor parte del campo magnético (94%) se genera a más de 3.000 km de profundidad, por el movimiento del hierro fundido del núcleo externo. El 6% restante se debe, por una parte, a las corrientes eléctricas existentes en el espacio que rodea nuestro planeta y, por otra, a las rocas magnetizadas en la litosfera superior, la porción rígida más exterior de la Tierra, formada por la corteza y el manto superior.

A pesar de que este “campo magnético litosférico” es muy débil y, por ello, difícil de detectar desde el espacio, el trío de satélites Swarm ha sido capaz de cartografiar sus señales magnéticas. Tras tres años de recogida de datos, se acaba de publicar el mapa elaborado desde el espacio con la más alta resolución hasta la fecha.

Combinando esas mediciones de Swarm con datos históricos del satélite alemán CHAMP, y usando una nueva técnica de modelización, se ha podido extraer señales mínimas de magnetización cortical.

Comprender la corteza de nuestro planeta no es sencillo. No basta con perforar para medir su estructura, composición e historia. Las mediciones desde el espacio tienen un gran valor, ya que ofrecen una precisa visión global de la estructura magnética de la corteza exterior.

Presentado en el Swarm Science Meeting celebrado esta semana en Canadá, el nuevo mapa muestra las variaciones en este campo con una precisión en los detalles superior a la de las reconstrucciones basadas en satélites realizadas hasta ahora, a partir de estructuras geológicas en la corteza terrestre.

Una de estas anomalías se produce en la República Centroafricana, alrededor de la ciudad de Bangui, donde el campo magnético es significativamente más agudo y más fuerte. Aún se desconoce la causa de esta anomalía, pero algunos científicos sospechan que podría deberse al impacto de un meteorito, hace más de 540 millones de años.

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Anomalía magnética en Bangui (República Centroafricana), posiblemente debida a la caída de un meteorito hace más de 540 millones de años. Fuente: ESA/DTU Space/DLR

El campo magnético se encuentran en un estado de permanente flujo. El norte magnético vaga y, cada pocos cientos de miles de años, la polaridad se invierte, por lo que las brújulas apuntarían al sur en lugar de hacia el norte.

Cuando se genera nueva corteza debido a la actividad volcánica, principalmente a lo largo del fondo oceánico, los minerales ricos en hierro del magma que se va solidificando se orientan hacia el norte magnético, capturando una “instantánea” del campo magnético en el momento concreto en que esas rocas se enfriaron.

Como los polos magnéticos se invierten cíclicamente, los minerales solidificados forman “franjas” en el lecho marino, dejando un registro de la historia magnética de la Tierra.

El mapa más reciente de Swarm nos ofrece una vista global sin precedentes de las franjas magnéticas asociadas a la tectónica de placas, reflejadas en las dorsales mesoceánicas. Estas franjas magnéticas demuestran la inversión de los polos y el análisis de las huellas magnéticas en el suelo oceánico, permitirá reconstruir los cambios en el campo del núcleo. También ayudará a investigar los movimientos de las placas tectónicas.

El nuevo mapa muestra las características del campo magnético con una precisión de hasta 250 km, facilitando así la investigación de la geología y las temperaturas en la litosfera terrestre.

Fuente:
Noticia de ESA-SWARM, 23 marzo 2017, donde puede verse el vídeo con los resultados. [7]


La materia oscura, menos dominante en el pasado

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Representación esquemática de la velocidad de rotación del disco de las galaxias en el universo temprano (imagen de la derecha) y en la actualidad (izquierda). Las observaciones llevadas a cabo con el VLT (Very Large Telescope) de ESO sugieren que la materia oscura influyó menos en los discos de estas galaxias masivas con formación estelar del universo temprano, ya que estaba menos concentrada. Como resultado, las partes exteriores de las galaxias distantes giran más lentamente que las regiones comparables de las galaxias del universo local. Sus curvas de rotación (abajo), en lugar de ser planas, descienden con el aumento del radio. Fuente: ESO.

Nuevas observaciones indican que, durante la época de mayor formación de galaxias, hace unos 10.000 millones de años, las galaxias masivas con formación estelar estaban dominadas por materia bariónica o “normal”. Esto choca con lo que vemos en las galaxias actuales, en las que domina la misteriosa materia oscura. Este sorprendente resultado se obtuvo utilizando el VLT (Very Large Telescope), de ESO, y sugiere que la materia oscura en el universo temprano fue menos influyente que en la actualidad. La investigación se presenta en cuatro artículos científicos, uno de los cuales se ha publicado en la revista Nature.

Vemos la materia normal como brillantes estrellas, refulgente gas y nubes de polvo. Pero la elusiva materia oscura no emite, absorbe o refleja la luz y sólo puede ser observada a través de sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura puede explicar por qué las partes exteriores de galaxias espirales cercanas giran más rápido de lo que se esperaría si sólo estuvieran compuestas por la materia normal que podemos ver directamente.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, para medir la rotación de seis galaxias masivas con formación estelar en el universo distante en el momento de máxima formación de galaxias, hace 10.000 millones de años. Es la primera vez que se lleva a cabo un estudio tan completo de la dinámica de un gran número de galaxias que abarca el intervalo de desplazamiento al rojo de z entre 0,6 y 2,6, equivalente a 5.000 millones de años de tiempo cósmico.

Lo que descubrieron es intrigante: a diferencia de las galaxias espirales del universo actual, las regiones exteriores de estas galaxias distantes parecen giran más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, sugiriendo que hay menos materia oscura de lo esperado.

Probablemente haya dos causas para esto. En primer lugar, la mayoría de estas galaxias masivas tempranas está fuertemente dominada por materia normal, por lo que la materia oscura juega un papel mucho menos importante que en el Universo Local. En segundo lugar, estos discos tempranos fueron mucho más turbulentos que las galaxias espirales que vemos en nuestra vecindad cósmica.

Ambos efectos parecen ser más marcados a medida que los astrónomos miran más lejos y más atrás en el tiempo, en el universo temprano. Esto sugiere que entre los 3.000 y 4.000 millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en discos planos y rotantes, mientras que los halos de materia oscura alrededor de ellos eran mucho más grandes y estaban más dispersos hacia las zonas exteriores. Al parecer, la materia oscura necesitó miles de millones de años más para condensarse, por lo que su efecto dominante sólo se aprecia hoy en día.

Esta explicación es compatible con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y más compactas que las galaxias actuales.

Las seis galaxias de este estudio formaban parte de una muestra mayor de cien discos de galaxias distantes con formación estelar, cuyas imágenes fueron obtenidas por los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. Además de las mediciones de galaxias individuales descritas anteriormente, se ha creado una curva de rotación promedio combinando las señales más débiles de las demás galaxias. Esta curva, fruto de la composición, también mostró la misma tendencia decreciente de la velocidad a medida que se alejaban de los centros de las galaxias. Además, dos estudios de más de 240 discos de galaxias con formación estelar apoyan estos resultados.

Un modelo detallado muestra que, en promedio, mientras la materia normal suele representar aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias, en los desplazamientos al rojo más elevados (galaxias lejanas), la materia normal domina completamente la dinámica de las galaxias.

Fuentes:
Comunicado científico de ESO: eso1709es, 15 de Marzo de 2017 [8]
Artículo en NATURE: 15 de Marzo de 2017 [9]


Cambios rápidos en los veloces vientos de los agujeros negros, y su origen

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Ilustración de un agujero negro con vientos ultrarrápidos. Fuente: ESA.

Telescopios de la ESA y de la NASA han obtenido la observación más detallada hasta la fecha de un viento ultrarrápido procedente de los alrededores de un agujero negro, a casi un cuarto de la velocidad de la luz.

Las proyecciones de gas son un fenómeno común en los agujeros negros supermasivos situados en el centro de grandes galaxias. Hasta miles de millones más masivos que el Sol, estos agujeros negros se alimentan de los remolinos de gas a su alrededor. Así, lo que los telescopios espaciales detectan son brillantes emisiones, incluyendo rayos X, procedentes del interior del disco que rodea el agujero negro.

En ocasiones, los agujeros negros “se llenan” tanto que terminan por expulsar materia en forma de vientos ultrarrápidos que podrían tener una gran influencia a la hora de regular el crecimiento de su galaxia anfitriona, al eliminar el gas circundante y, en consecuencia, impedir el nacimiento de estrellas.

Gracias a los telescopios XMM-Newton de ESA y NuStar de NASA, los científicos han podido observar, con el mayor detalle hasta la fecha, una de estas emisiones procedente de una galaxia activa identificada como IRAS 13224-3809. Los vientos registrados alcanzan 71.000 km/h (0,24 veces la velocidad de la luz), por lo que se encontrarían entre el 5% de los vientos más rápidos procedentes de agujeros negros conocidos.

XMM-Newton pasó 17 días seguidos observando el agujero negro, revelando así la naturaleza extremadamente variable de los vientos.

A menudo se hace una única observación de un objeto concreto y, meses o incluso años después, se vuelve a observarlo para ver si se ha producido algún cambio. Gracias a una larga campaña de observación, se han descubierto, por primera vez, cambios en los vientos en tiempos tan cortos como una hora.

Los cambios se detectaron en la temperatura creciente de los vientos, que constituye una señal de su respuesta a una mayor emisión de rayos X procedentes del disco adyacente al agujero negro.

Las observaciones también mostraron cambios en la huella química del gas proyectado: a medida que la emisión de rayos X aumentaba, los electrones eran arrancados de sus átomos, borrando las señales de los vientos en los datos.

La huella química del viento cambió en menos de una hora debido a la fuerza de los rayos X, con una velocidad cientos de veces mayor que la detectada hasta entonces. Esto permite vincular la emisión de rayos X procedente del material que caía al agujero negro a la variabilidad del viento que se expulsaba.

Detectar esta variabilidad, y demostrar este vínculo, es un paso clave para comprender cómo se producen y se aceleran los vientos de los agujeros negros, algo que también es esencial para entender su capacidad de moderar la formación de estrellas en la galaxia anfitriona.

Fuente:
Noticia de ESA, 2 marzo 2017 [10]


NGC1055: Una galaxia retorcida

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Esta colorida banda de estrellas, gas y polvo es, en realidad, una galaxia espiral llamada NGC 1055. Captada en esta imagen por el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, se cree que esta galaxia de gran tamaño es hasta un 15 por ciento más grande en diámetro que la Vía Láctea. Vista de canto, parece que a NGC 1055 le faltan los brazos característicos de una galaxia espiral. Sin embargo, muestra extraños giros en su estructura que, probablemente, fueron causados por una interacción con una gran galaxia vecina.

Desde la Tierra, podemos ver galaxias espirales a lo largo del universo orientadas en distintas posiciones. Vemos algunas desde arriba (por así decirlo) o “de cara”, como la galaxia en forma de remolino NGC 1232. Tales orientaciones nos permiten ver los brazos y los brillantes núcleos con mucho detalle, pero hacen difícil obtener información sobre su forma tridimensional.

Podemos ver otras galaxias, como NGC 3521, desde un ángulo. Aunque estos objetos inclinados comienzan a revelarnos la estructura tridimensional del interior de sus brazos espirales, comprender la forma general de una galaxia espiral requiere una vista de canto, como ésta de NGC 1055.

Cuando las vemos de canto, es posible obtener una visión general de cómo se distribuyen las estrellas a lo largo de la galaxia, tanto en zonas de formación estelar como en áreas de poblaciones más viejas, y es más fácil medir las “alturas” del disco, relativamente plano, y del núcleo cargado de estrellas. La materia se extiende desde el brillo cegador del propio plano galáctico, alejándose, y volviéndose cada vez más observable sobre el oscuro fondo del cosmos.

Esta perspectiva también permite a los astrónomos estudiar la forma general del disco extendido de la galaxia y sus propiedades. Un ejemplo es la deformación que vemos en NGC 1055. La galaxia tiene regiones con una peculiar torsión y desorden en su disco, probablemente causados por las interacciones con la cercana galaxia Messier 77. Aquí podemos ver ese alabeo: el disco de NGC 1055 está ligeramente doblado y parece tener forma de onda a través del núcleo.

Messier 77, también conocida como NGC 1068, tiene una región central muy brillante, alimentada por un agujero negro supermasivo. Es uno de los ejemplos más cercanos de lo que los astrónomos llaman galaxias activas.

NGC 1055 está situada, aproximadamente, a unos 55 millones de años-luz de distancia, en la constelación de Cetus. Esta imagen fue obtenida usando el instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2), instalado en la unidad de telescopio 1 (Antu) del VLT, situado en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Proviene del programa “Joyas cósmicas de ESO”, una iniciativa de divulgación que pretende producir imágenes de objetos interesantes, enigmáticos o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO, con un fin principalmente educativo y divulgativo.

Fuente:
Foto noticia de ESO: eso1707es, 1 de Marzo de 2017 [11]


JUNO: sorpresas en Júpiter

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Se esperaba que los polos de Júpiter, que nadie había observado hasta ahora, se parecerían a los de Saturno con sus gigantescos ciclones polares. Pero en Júpiter solo se han encontrado múltiples ciclones pequeños. Fuente: NASA

Los primeros resultados de la misión Juno, presentados ayer en rueda de prensa por la NASA y hoy en dos artículos científicos en la revista Science, desafían la visión que los astrónomos tenían del planeta.

En lugar de encontrar un gran ciclón dominando la atmósfera en cada polo, como ocurre en Saturno y como esperaba el equipo de la misión, Juno ha encontrado un sinfín de pequeños ciclones arremolinándose en las regiones polares. Es “un fenómeno inexplicable” teniendo en cuenta lo parecidos que son ambos planetas, destaca Agustín Sánchez-Lavega, especialista en atmósferas planetarias de la Universidad del País Vasco.

Otras sorpresas que por ahora no tienen explicación son:
Un campo magnético descomunal, diez veces más potente que el de la Tierra; Un campo gravitatorio que tampoco se ajusta con precisión a las predicciones, aunque la diferencia no es tan grande como con el campo magnético; Un gran penacho de amoníaco en la región ecuatorial que se eleva desde las profundidades del planeta como un géiser en la atmósfera. Todo ello significa que los modelos teóricos del interior de Júpiter son incompletos o erróneos.

Son los primeros resultados de la misión desde que llegó al mayor planeta del sistema solar el pasado verano. La nave se ha situado en una órbita elíptica muy alargada alrededor de Júpiter que le permite acercarse a 4.200 kilómetros de las nubes más altas de la atmósfera cada 53 días.

A diferencia de misiones anteriores, que no se habían aventurado tan cerca de Júpiter por temor a que la intensa radiación del planeta dañara sus instrumentos, Juno se acerca para escrutar la atmósfera y el interior del gigante. Esto le permite cartografiar con una precisión sin precedentes los campos magnético y gravitatorio del planeta, lo que ayudará a comprender cómo es Júpiter por dentro. Además, Juno sobrevuela las regiones polares de Júpiter, que ninguna nave había podido observar hasta ahora.

El objetivo último de la misión es comprender cuándo y dónde se formó Júpiter en el origen del sistema solar y cuál ha sido su historia después. Esto ayudará a comprender la historia del resto de planetas, incluida la Tierra, que se formaron más tarde.

Los resultados presentados ayer se limitan a las observaciones realizadas durante tres aproximaciones de Juno a Júpiter que tuvieron lugar entre agosto y diciembre de 2016. Los datos aún no ofrecen respuesta a todas las preguntas de la misión, que está diseñada para recoger información a lo largo de 37 órbitas, pero aportan unas primeras pistas sobre la complejidad del planeta.

Las imágenes de los polos, en particular, revelan que las características franjas paralelas al ecuador que se aprecian en las fotos de Júpiter desaparecen a partir de 60 grados de latitud, tanto en el hemisferio norte como en el sur. A partir de ahí, empieza una región aparentemente caótica en la que predominan pequeños ciclones. Son pequeños a la escala de Júpiter, con diámetros que se extienden desde menos de 50 kilómetros, el límite de resolución de la cámara de Juno, hasta 1.400 kilómetros.

Contrariamente a lo que se esperaba, “los polos de Júpiter parecen ser diferentes de los de Saturno”, concluyen los investigadores en Science.

Fuentes:
noticias de NASA, 25 mayo 2017 [12]
Artículo en Science, 25 mayo 2017 [13]


Agujeros negros encubiertos en la fusión de galaxias

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Esta ilustración compara el crecimiento de agujeros negros supermasivos en dos tipos diferentes de galaxias. Un creciente agujero negro supermasivo en una galaxia normal tendría una estructura en forma de “donut” de gas y polvo alrededor de él (izquierda). En una galaxia de fusión, una esfera de material oscurece el agujero negro (derecha). Fuente: NASA/National Astronomical Observatory of Japan

Los agujeros negros tienen mala fama en la cultura popular porque tragan todo lo que hay a su alrededor. En realidad, estrellas, gas y polvo pueden estar en órbita alrededor de los agujeros negros durante largos periodos de tiempo, hasta que una perturbación grande empuje el material hacia el interior.

Una fusión de dos galaxias es una perturbación de este tipo. Cuando las galaxias se combinan y sus agujeros negros centrales se aproximan uno al otro, el gas y el polvo de los alrededores son empujados hacia sus respectivos agujeros negros. Una enorme cantidad de radiación de alta energía es emitida cuando el material se precipita en espiral rápidamente hacia el agujero negro hambriento, que se convierte en lo que los astrónomos llaman un núcleo galáctico activo (AGN).

Un nuevo estudio utilizando el telescopio NuSTAR de la NASA demuestra que en las fases finales de la fusión de galaxias, se ha precipitado una cantidad tan grande de gas y de polvo hacia el agujero negro que el AGN, de enorme brillo, queda oculto por ellos. El efecto combinado de la gravedad de las dos galaxias frena las velocidades de giro del gas y el polvo y esta pérdida de energía hace que el material se precipite hacia el agujero negro.

Cuanto más avanza la fusión, más envuelto estará el AGN. En las galaxias que se hallan en un proceso de unión muy avanzado, se encuentra completamente cubierto por un envoltorio de gas y polvo. Se observaron las emisiones de rayos X de 52 galaxias. Aproximadamente, la mitad de ellas estaban en la fase final de una fusión. Además de la información del NuSTAR, muy sensible a los rayos X de más alta energía, los investigadores también utilizaron los datos de Swift y Chandra de la NASA, así como el XMM-Newton de ESA, sensibles a rayos X de menor energía. Si se detectan rayos X de alta energía, pero no de baja energía, es una señal de el AGN está oculto por una envoltorio de gas y polvo que lo oscurece.

El estudio ayuda a confirmar la idea ya propuesta de que los agujeros negros de las galaxias de núcleo activo absorben la mayor parte de la materia mientras están envueltos en gas y polvo durante las últimas etapas de una fusión de galaxias.

Fuente:
Noticia de NASA de 9 de mayo 2017 [14]


Mapa de fuentes de rayos X de XMM-NEWTON

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Este colorido mapa muestra todos los objetos detectados por el XMM NEWTON durante sus barridos entre agosto de 2001 y diciembre de 2014. ESA/XMM-Newton/ R. Saxton / A.M. Read, CC BY-SA 3.0 IGO

Orbitando la Tierra desde 1999, XMM-Newton estudia los fenómenos de alta energía en el universo, como agujeros negros, estrellas de neutrones, pulsares y vientos estelares. Incluso mientras se reorienta entre objetivos diferentes, sigue acumulando datos científicos.

El mapa muestra las 30.000 fuentes detectadas durante 2114 de esos barridos. Debido al solapamiento de las trayectorias, algunas de esas fuentes han sido observadas hasta 15 veces y 4924 fuentes han sido observadas dos veces o más. Descontando esos solapes, se ha observado el 84% del cielo.

La imagen está codificada en color, de manera que las fuentes de baja energía son rojas y las de más altas energías en azul. Además, cuanto más brillante es la fuente, más grande el círculo en el mapa.

El mapa está en coordenadas galácticas, siendo el centro, el de la Vía Láctea. Las fuentes de alta energía cerca del centro de la galaxia incluyen el famoso agujero negro Cygnus X-1, y Vela X-1, un sistema binario con una estrella de neutrones que consume materia de una compañera supergigante.
Hay también algunas binarias estrella-agujero negro, incluyendo objetos identificados como GRS 1915+105, 4U 1630-47 and V 4641 Sgr.

Hay dos acumulaciones de fuentes, una arriba a la izquierda y otra abajo a la derecha que coinciden con los polos de la eclíptica.

Los objetos por encima y por debajo del plano de nuestra galaxia son predominantemente galaxias externas que emiten en rayos X debido a sus agujeros negros.

Fuente:
Fotonoticia de ESA, 15 mayo 2017 [15]


Madrid desde la Estación Espacial Internacional

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En la imagen, tomada por el astronauta de ESA, Thomas Pesquet desde la Estación Espacial Internacional, muestra el centro de Madrid el 5 de abril de 2017. Se pueden apreciar bien el parque del Retiro y la estación de Atocha a la derecha, el eje Prado-Castellana cruzando de derecha a izquierda, reconocible gracias a la sombra del atardecer, y las cuatro torres, o más bien sus alargadas sombras a la izquierda. Otros lugares reconocibles son el Palacio Real y sus jardines, Casa de Campo, el río Manzanares, con el estadio Calderón, el cementerio de la Almudena, el Campo de las Naciones. El cuadrado cerca del centro de la imagen es el estadio Bernabeu.

Fuente:
ESA- Space in images,19 abril 2017 [16]


Las primeras estrellas, los objetos más distantes observados por ALMA

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Esta ilustración muestra cuál podría ser el aspecto de la joven y remota galaxia A2744_YD4. Las observaciones llevadas a cabo con ALMA han demostrado que esta galaxia, vista cuando el universo tenía sólo el 4% de su edad actual, es rica en polvo. Este polvo fue creado por una generación anterior de estrellas y estas observaciones proporcionan información acerca del nacimiento y la explosiva muerte de las primeras estrellas del universo. Fuente: ESO/M. Kornmesser

Un equipo internacional de astrónomos, ha utilizado ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar la galaxia A2744_YD4, la más joven y más alejada vista por ALMA. Se sorprendieron al descubrir que esta joven galaxia contiene una gran cantidad de polvo interestelar formado por la muerte de una generación anterior de estrellas.

Posteriores observaciones de seguimiento, realizadas con el instrumento X-shooter instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, confirmaron la enorme distancia que nos separa de A2744_YD4. Vemos la galaxia como era cuando el universo tenía sólo 600 millones de años, durante el período en el que se estaban formando las primeras estrellas y galaxias. Este tiempo se corresponde con un desplazamiento al rojo de z=8,38, correspondiente a la época de reionización.

A2744_YD4 no es solo la galaxia más lejana observada hasta ahora por ALMA, sino que la detección de tanto polvo indica que esta galaxia ya había sido contaminada por supernovas tempranas.

El polvo cósmico se compone, principalmente, de silicio, carbono y aluminio en granos diminutos de tamaños de una millonésima de centímetro. Los elementos químicos de estos granos se forjan dentro de las estrellas y son esparcidos por el cosmos cuando las estrellas mueren (en el caso de explosiones de supernova de forma espectacular, el destino final de las estrellas masivas de breve duración). Hoy en día, este polvo es abundante y es un elemento clave en la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas; pero en el universo temprano, antes de que murieran las primeras generaciones de estrellas, era escaso.

Las observaciones de la polvorienta galaxia A2744_YD4 fueron posibles porque esta galaxia se encuentra detrás de un cúmulo de galaxias masivas llamado Abell 2744 (el Cúmulo de Pandora). Debido al fenómeno de lente gravitacional, el cúmulo actuó como un gigante “telescopio” cósmico, ampliando la galaxia A2744_YD4 aproximadamente unas 1,8 veces, permitiendo al equipo penetrar en nuestro universo temprano.

Las observaciones de ALMA también detectaron la brillante emisión del oxígeno ionizado de A2744_YD4. Ésta es la más distante y, por lo tanto, la detección más temprana de oxígeno en el universo, superando otro resultado de ALMA de 2016.

La detección de polvo en el universo temprano proporciona nueva información sobre cuándo explotaron las primeras supernovas y, por consiguiente, sobre la época en la que las primeras estrellas calientes iluminaron el universo con su luz. Medir los tiempos de este “amanecer cósmico” es uno de los “santos griales” de la astronomía moderna, y puede investigarse indirectamente a través del estudio del polvo interestelar temprano.

El equipo estima que A2744_YD4 contiene una cantidad de polvo equivalente a 6 millones de veces la masa de nuestro Sol, mientras que la masa estelar total de la galaxia, la masa de todas sus estrellas, fue de 2.000 millones de veces la masa de nuestro Sol. El equipo también midió la tasa de formación estelar en A2744_YD4 y descubrió que las estrellas se forman a un ritmo de 20 masas solares por año, en comparación con una sola masa solar por año en la Vía Láctea.

Esta tasa no es inusual para una galaxia tan lejana, pero arroja luz sobre a qué velocidad se formó el polvo en A2744_YD4. Sorprendentemente, el tiempo necesario es de tan solo unos 200 millones de años, por lo que estamos observando esta galaxia poco después de su formación.

Esto significa que la etapa importante de formación estelar comenzó aproximadamente 200 millones de años antes de la época en que la galaxia está siendo observada. Se trata de una gran oportunidad para que ALMA ayude a estudiar la época en la que “se encendieron” las primeras estrellas y galaxias, la época más temprana estudiada. Nuestro Sol, nuestro planeta y nuestra existencia son el resultado, 13.000 millones de años más tarde, de esta primera generación de estrellas. Mediante el estudio de su formación, vidas y muertes, exploramos nuestros orígenes.

Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1708es, 8 de Marzo de 2017 [17]


El peligro de las supernovas cercanas

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Hace unos 2,7 millones de años, una supernova explotó tan cerca de la Tierra que llenó el planeta de escombros, dejando un rastro de hierro radiactivo (Hierro 60) que los científicos han localizado en el fondo de los océanos e incluso mezclado con las capas de polvo que cubren la superficie de la Luna.

La explosión se produjo a varios cientos de años-luz de la Tierra, lo bastante lejos como para que la radiación no causara una extinción masiva de la vida terrestre, aunque lo suficientemente cerca para que nuestros lejanos antepasados se vieran afectados por ella. En aquél tiempo, Homo Erectus empezaba a descender de los árboles, y son varios los estudios que sostienen que la intensa luz que iluminó las noches durante largo tiempo pudo llegar a cambiar sus patrones de conducta, alterando los niveles de melatonina. Incluso hay quien cree que la radiación residual de la explosión fue suficiente para aumentar la incidencia del cáncer.

Hasta ahora, se pensaba que esa supernova se produjo a una distancia de unos 330 años-luz de nuestro planeta, pero un estudio, que se publica en Astrophysical Journal y que está disponible en ArXiv.org, ha reducido esa cifra a más de la mitad.

Según Adrian Melott, investigador de la Universidad de Kansas y autor principal del artículo, ahora se tienen más datos de esa supernova. Las estimaciones temporales aún no son del todo exactas, pero lo que le llevó a escribir este artículo es la distancia. Hicieron estos cálculos porque otros ya habían revisado la distancia, y nuestras estimaciones apuntan a que en realidad estaba entorno a los 150 años-luz. Lo cual, aunque más cerca de lo que se creía, sigue sin ser suficiente como para provocar una catástrofe planetaria.
Entonces, ¿desde qué distancia puede matarnos una supernova?.

Hasta hace poco se creía que el “alcance destructor” de las supernovas era de unos 25 años-luz. En el artículo se explica que no tuvieron en cuenta una serie de factores y que, en realidad, es de unos 50 años-luz.

En 2016, los astrónomos descubrieron los primeros signos inequívocos de que hace aproximadamente 2,6 y 8,7 millones de años, la superficie de la Tierra y otros planetas del sistema solar fueron bombardeados con rayos provenientes de supernovas relativamente cercanas a nosotros. Las huellas de estas ráfagas fueron detectadas en el espacio por el satélite ACE, así como en el fondo de los océanos de la Tierra e incluso en las muestras de rocas traídas a nuestro planeta por las expediciones del programa Apolo.

Al principio, los científicos creían que las explosiones de las estrellas tuvieron lugar a una distancia de entre 300 y 600 años-luz de la Tierra. Melott y sus colegas, entre ellos el astrofísico ruso Dmitri Semikoz, de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI), calcularon cuáles fueron las consecuencias de estas explosiones para la vida en la Tierra: Llegaron a la conclusión de que los impactos no pudieron destruir la capa de ozono ni toda la atmósfera del planeta, pero sí que aceleraron significativamente el ritmo de la evolución y pudieron haber servido de impulso para el nacimiento de la humanidad.

En el nuevo trabajo, el equipo investigador se vio obligado a revisar sus teorías, puesto que se descubrió que otra supernova había explotado antes, a una distancia de 150 años-luz, en la constelación de Tucana. Esta pequeña distancia entre la estrella muerta y la Tierra obligó a los científicos a preguntarse si podría haber provocado una extinción en masa de animales.

Con el uso de un modelo digital de la supernova, Melott y sus colegas calcularon la proporción de luz ultravioleta, luz ordinaria y rayos cósmicos de alta energía que debían haber llegado a la Tierra como consecuencia de la explosión. Después, los científicos comprobaron si los impactos pudieron “romper” la capa de ozono y las capas inferiores de la atmósfera del planeta.

Sus cálculos demostraron que la reducción de la distancia entre nuestro planeta y la supernova hasta sólo la mitad, debería haber aumentado cientos o miles de veces el número de rayos cósmicos de alta energía que llegaron hasta las capas inferiores de la atmósfera terrestre. Pero el “acercamiento” de este fenómeno no supuso un aumento del efecto de los rayos X ni el de la luz ultravioleta.

Este tipo de “bombardeo” contra la Tierra por parte de partículas pesadas, de acuerdo con los autores del artículo, debió tener como efecto la acumulación de mutaciones en el ADN de los animales y causar, además, extinciones, así como incendios masivos causados por relámpagos que provenían de los rayos cósmicos que penetraron en las capas bajas de la atmósfera.

Las huellas de este tipo de acontecimientos, según los investigadores, ya han sido detectadas en África, en las rocas formadas hace entre 2,1 y 2,6 millones de años. En aquel momento, la mayor parte de los bosques del continente desapareció debido a una serie de grandes incendios, entre otras causas. Además, muchas especies de grandes animales desaparecieron o fueron sustituidos por especies con una corta vida, menos susceptibles a sufrir cánceres y mutaciones. En resumen: las supernovas cercanas influyen de una forma importante en la vida en la Tierra.

La inusualmente alta potencia de los rayos cósmicos en la atmósfera, se traduce en un aumento del “radio de daño” de las supernovas. Según el investigador, las explosiones de supernovas son capaces de destruir la vida dentro de un radio de 50 años-luz y no de 10 o 25 años-luz, como se pensaba anteriormente.

Fuente:
Artículo en Astrophysical Journal, 12 mayo 2017 [18]



Este artículo ha sido escrito por Juan Antonio Bernedo. [19]