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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Surgió como una gran sorpresa: el fallo durante el lanzamiento de la nave Soyuz desde Baikonur el 17 de octubre de 2018. A 6.500 km/h, 2 minutos y 45 segundos después del despegue y una vez agotada la primera etapa, los impulsores de la segunda etapa del cohete no se activaron, por lo que la cápsula de la tripulación se separó y comenzó su descenso balístico sin grandes problemas. Es la tercera vez que esto ocurre, pero la última fue hace 35 años, lo que da idea de la fiabilidad del cohete lanzador ruso.
Otro cohete Soyuz lanzó otra misión de la Agencia Europea del Espacio (ESA), el 7 de noviembre. Se trata de MetOp-C, el tercer satélite meteorológico europeo de órbita polar que ya está enviando sus datos correctamente.
En cuanto a NASA, la sonda InSight lograba posarse en Marte el 26 de noviembre pasado, tras siete meses de navegación espacial. Después de tomar imágenes de su entorno, tiene que instalar un sismómetro y un sensor térmico con el fin de descifrar el «interior profundo» del planeta rojo. Usará una excavadora mecánica para perforar hasta 5 metros de profundidad y medir su temperatura interna, entre otras tareas.
A la hora de cerrar estas líneas aún faltaban unos días para la llegada de la nave OSIRIS-REx, de NASA, al asteroide Bennu, de unos 500 metros de ancho. Lo estudiará desde orbita durante año y medio, después descenderá a su superficie y recogerá unos 60 gramos de polvo de asteroide para traerlos a la Tierra en 2023.
Y China sigue su programa espacial independiente. A primeros de diciembre lanzó una misión a la cara oculta de la Luna, Chang’e-4, con «rover» incluido. Para solucionar el problema de comunicación con la cara oculta, ya lanzó en junio pasado el satélite Queqiao, que orbitará la Luna. Hubo otra misión anterior, Chang’e-3, que puso otro rover, pero en la cara visible, en la que llegó a recorrer 110 metros. Los planes de China incluyen también otra estación espacial, la Tiangong-3 para 2022, y en 2030, una misión tripulada a la Luna.
Por último, algo que nos parece de justicia: la Unión Astronómica Internacional recomienda, después de una votación favorable, por inmensa mayoría de sus miembros, renombrar la conocida hasta ahora como «Ley de Hubble» como «Ley de Hubble-Lemaître», como reconocimiento a la importante participación de Georges Lemaître en el descubrimiento de la expansión del universo.
Siguen muchas noticias astronómicas del pasado trimestre, especialmente prolífico en novedades importantes.
La fusión de nuestra galaxia con otra hace 10.000 millones de años, según GAIA
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La misión GAIA de la ESA ha dado un paso fundamental en el camino para desentrañar la historia de la Vía Láctea. En lugar de formarse sola, nuestra Galaxia se fusionó con otra de gran tamaño en una fase temprana, hace unos 10.000 millones de años. La extraordinaria precisión de GAIA en la medida de posición, movimiento y brillo de las estrellas, ha obtenido pruebas que hasta ahora permanecían ocultas.
A partir de los 22 primeros meses de observaciones, un equipo de astrónomos liderado por Amina Helmi, de la Universidad de Groningen (Países Bajos), estudió siete millones de estrellas (aquellas cuyas velocidades y posiciones tridimensionales completas están disponibles) y halló que unas 30.000 formaban un extraño conjunto que se desplaza por la Vía Láctea. En concreto, las estrellas observadas están cruzando por nuestro vecindario solar.
Nos encontramos tan inmersos en ese conjunto, que sus estrellas nos rodean casi completamente, por lo que pueden verse por casi todo el firmamento.
Aunque mezcladas con otras estrellas, las pertenecientes a este conjunto llamaron la atención en los datos de GAIA porque todas se mueven en trayectorias alargadas en sentido contrario a la mayoría de los otros cientos de miles de millones de estrellas de la Galaxia, incluido el Sol. También destacaban en el diagrama de Hertzsprung-Russell, que se emplea para comparar el color y el brillo de las estrellas, lo que indica que pertenecen a una población estelar muy concreta.
La ingente cantidad de estrellas con un movimiento peculiar intrigó a Amina y a sus colegas, que sospecharon que el fenómeno podía estar relacionado con la historia de la formación de la Vía Láctea, así que se pusieron manos a la obra para comprender sus orígenes. En el pasado, Amina y su equipo de investigadores habían empleado simulaciones por ordenador para estudiar qué les sucede a las estrellas cuando se fusionan dos grandes galaxias. Cuando compararon estos datos con los de GAIA, vieron que los resultados simulados coincidían con las observaciones.
En otras palabras, el conjunto cumple lo que se esperaría de estrellas que una vez formaron parte de otra galaxia y que han sido absorbidas por la Vía Láctea. Estas estrellas ahora conforman la mayor parte del halo interior de nuestra Galaxia: un componente difuso de estrellas antiguas, formadas en fases tempranas y que ahora rodean la principal concentración de la Vía Láctea, lo que se conoce como el bulbo central y el disco.
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El disco galáctico en sí se compone de dos partes. Por un lado tenemos el disco delgado, que tiene varios cientos de años-luz de profundidad y contiene el patrón de brazos espirales formado por estrellas brillantes. Por otro, el disco grueso, con una profundidad de unos pocos de miles de años-luz y que contiene entre el diez y el veinte por ciento de las estrellas de la Galaxia, aunque hasta ahora no era fácil determinar su origen.
De acuerdo con las simulaciones del equipo de investigación, además de aportar las estrellas del halo, la galaxia absorbida también podría haber perturbado a las estrellas preexistentes en la Vía Láctea, contribuyendo así a la formación del disco grueso.
Los investigadores no estuvieron seguros de esta interpretación hasta que complementaron los datos de GAIA con información adicional sobre la composición química de las estrellas, proporcionada desde tierra por el experimento APOGEE, según Carine Babusiaux, de la Universidad Grenoble Alpes (Francia) y segunda autora del artículo.
Las estrellas que se forman en galaxias diferentes presentan una composición química única según las condiciones de su galaxia anfitriona. Si este conjunto estelar fuera realmente el resto de una galaxia que se fusionó con la nuestra, las estrellas deberían mostrar dicha huella en su composición. Y así fue.
Los astrónomos llamaron a esta galaxia «GAIA-Encelado» en homenaje a uno de los gigantes de la mitología griega, hijo de Gaia, la Tierra, y Urano, el cielo. Según la leyenda, Encelado fue enterrado bajo el monte Etna, en Sicilia, y era el causante de los terremotos en la zona. De la misma manera, las estrellas de GAIA-Encelado estaban enterradas en lo más profundo de los datos de GAIA y sacudieron la Vía Láctea, lo que dio lugar a la formación de su disco grueso.
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Aunque no hacían falta más pruebas, el equipo también descubrió cientos de estrellas variables y 13 cúmulos globulares en la Vía Láctea que siguen trayectorias similares a las de las estrellas de GAIA-Encelado, lo que indica que originariamente formaban parte de ese sistema.
Los cúmulos globulares son grupos formados hasta por millones de estrellas, unidos por su gravedad mutua y que orbitan el centro de una galaxia. El hecho de que muchos de estos cúmulos se puedan vincular a GAIA-Encelado también apunta a que, en algún momento, esta debió de ser una galaxia independiente de gran envergadura, con sus propios cúmulos globulares.
Un análisis más detallado ha revelado que esta galaxia tenía aproximadamente el mismo tamaño que una de las Nubes de Magallanes, unas diez veces menor que la actual Vía Láctea.
No obstante, hace diez mil millones de años, cuando se produjo la fusión con GAIA-Encelado, la Vía Láctea era mucho más pequeña, por lo que la relación entre ambas era más bien de cuatro a uno. Así que parece evidente que el impacto para nuestra Galaxia fue espectacular.
Desde que se empezó a discutir la construcción de GAIA hace 25 años, uno de los objetivos clave de la misión era examinar las distintas corrientes estelares en la Vía Láctea y reconstruir su historia temprana. Y se está cumpliendo con creces. Al leer los movimientos de las estrellas dispersas por el firmamento, ahora somos capaces de retroceder en la historia de la Vía Láctea y descubrir un hito clave en su formación, gracias a GAIA.
Hay una simulación de ordenador de la fusión en:
https://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2018/10/Merger_in_the_early_formation_stages_of_our_Gala
El artículo “The merger that led to the formation of the Milky Way’s inner stellar halo and thick disk”, de A. Helmi et al., está publicado en Nature.
Fuente:
noticia de ESA, 2 noviembre 2018
GAIA observa huellas de la canibalización de la galaxia enana de Sagitario, por la Vía Láctea
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GAIA, la misión de cartografía estelar de la ESA, ha mostrado que la Vía Láctea aún sufre los efectos de una cuasi-colisión que puso en movimiento a millones de estrellas como si fueran ondas en un estanque.
Es probable que este encuentro cercano se produjera en algún momento entre los últimos 300 y 900 millones de años. Fue descubierto gracias al patrón de movimiento que provocó en las estrellas del disco de la Vía Láctea, uno de los principales componentes de nuestra Galaxia.
Esto se ha descubierto gracias a que GAIA no sólo calcula con precisión las posiciones de más de mil millones de estrellas, sino que también mide sus velocidades proyectadas en el firmamento. Además, para un subconjunto de varios millones de estrellas, GAIA ofrece una estimación de sus velocidades tridimensionales, junto con un estudio del movimiento estelar empleando una combinación de posición y velocidad, lo que se conoce como “espacio de fase”.
En el espacio de fase, los movimientos estelares revelaron un patrón interesante y totalmente inesperado al cotejar las posiciones con las velocidades. A Teresa Antoja, de la Universidad de Barcelona, que ha dirigido la investigación, cuando vio por primera vez los resultados en el ordenador, una de las formas le llamó especialmente la atención. Se trataba de un patrón en el gráfico con forma de caracol que mostraba la altitud de las estrellas por encima y por debajo del plano de la Galaxia según su velocidad en la misma dirección. Era algo que no había visto nunca.
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Al principio, las figuras resultaron muy extrañas, por lo que se pensó que podía haber un problema con los datos, pero las formas eran muy claras. Además, distintos equipos del Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos de GAIA de toda Europa habían sometido los datos a múltiples pruebas de validación antes de publicarlos. Adicionalmente, Teresa y sus colaboradores habían llevado a cabo numerosos tests en los datos en busca de errores que pudieran provocar ese tipo de figuras. Y, por muchas comprobaciones que hicieron, la única conclusión era que esas formas realmente existen.
El motivo de que no lo hubieran visto hasta entonces era que la calidad de los datos de GAIA supone un enorme avance respecto a los catálogos anteriores. Una vez confirmado que se trataba de una estructura real, llegó el momento de investigar a qué se debía.
La apariencia era, en cierta medida, como cuando se tira una piedra a un estanque y el agua se perturba y se generan ondas. A diferencia de las moléculas de agua, que vuelven a su estado de reposo, las estrellas conservan una “memoria” de la perturbación. Y esta memoria se encuentra en sus movimientos. Al cabo de algún tiempo, aunque estas ondas ya no se pueden ver fácilmente en la distribución de las estrellas, si miramos sus velocidades, vemos que siguen ahí.
Los investigadores consultaron estudios anteriores que habían investigado esta “mezcla de fases” en otros escenarios astrofísicos y situaciones de la física cuántica. Aunque nadie había investigado este fenómeno en el disco de la Galaxia, estas estructuras espirales recordaban claramente a las otras.
Así que la pregunta era: ¿qué había “golpeado” a la Vía Láctea para provocar este comportamiento en las estrellas? Se sabe que nuestra Galaxia es caníbal. Crece alimentándose de galaxias y cúmulos estelares menores que se mezclan con el resto de la Galaxia. Pero no parecía que ese fuera el caso aquí.
Entonces, Amina recordó su propia investigación y varias otras sobre la galaxia enana Sagittarius. Contiene varias decenas de millones de estrellas y está siendo canibalizada por la Vía Láctea. La última vez que pasó junto a nuestra Galaxia no le dio de lleno, sino que apenas la rozó. Esto habría bastado para que su gravedad perturbara a algunas estrellas de nuestra Galaxia, como cuando cae una piedra en el agua.
El factor decisivo fue que se calcula que el último encuentro cercano de Sagittarius con la Vía Láctea se produjo entre 200 y 1000 millones de años en el pasado, lo que coincide casi exactamente con lo que Teresa y sus colegas calcularon como el origen de su patrón en espiral.
De todas formas, hasta ahora la asociación de la figura en espiral con la galaxia enana Sagittarius se basa en modelos informáticos y análisis simples. El siguiente paso es estudiar a fondo el fenómeno para conocer mejor la Vía Láctea.
Los científicos tienen previsto investigar este encuentro galáctico, así como la distribución de materia en la Vía Láctea empleando los datos contenidos en esta forma de caracol. El descubrimiento fue sencillo; las interpretaciones, no tanto. Y se tardará años en comprender del todo su significado e implicaciones.
GAIA es una de las misiones clave de la ESA y se diseñó principalmente para investigar el origen, la evolución y la estructura de la Vía Láctea. En abril se publicó el segundo lanzamiento de datos, que es el que ha hecho posible este descubrimiento. La Vía Láctea tiene una historia muy rica y ahora se está empezando a desentrañarla.
El artículo completo “A dynamically young and perturbed Milky Way disk” de T. Antoja et al. (2018) está publicado en Nature. DOI : 10.1038/s41586-018-0510-7
Fuente:
noticia de ESA, 20 septiembre 2018
GAIA también descubre estrellas rápidas en la galaxia
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La imagen muestra las posiciones de las órbitas reconstruidas de 20 estrellas de alta velocidad, representadas sobre una ilustración de la Vía Láctea, según la segunda entrega de datos de GAIA. Las 7 estrellas mostradas en rojo están atravesando nuestra galaxia a tal velocidad que pueden escapar de su gravedad. Sorprendentemente hay otras 13 estrellas rápidas (en color naranja) que están llegando a la Vía Láctea, que pueden proceder de otras galaxias y que pueden atravesarla.
Este es otro de los estudios parciales de la segunda entrega de datos de GAIA. No se descarta que esté relacionado con el descubrimiento posterior (noviembre 2018) del choque de la Vía Láctea con otra galaxia hace unos 10.000 millones de años.
Fuente:
Fotonoticia de ESA, 2 octubre 2018
Penrose afiema haber encontrado señales de un universo anterior
En un artículo dedicado a Stephen Hawking, el célebre físico y matemático Roger Penrose afirma haber descubierto restos de agujeros negros anteriores al Big-Bang, lo cual apoyaría su teoría de la Cosmología Cíclica Conforme (CCC) e iría en contra de la inflación.
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Una serie de puntos anómalos luminosos (conocidos como «puntos de Hawking») que aparecen en el mapa de la Radiación Cósmica de Fondo podrían ser restos de un universo anterior. O por lo menos eso es lo que piensa Roger Penrose, el célebre físico de la Universidad de Oxford que a mediados de los sesenta explicó, junto a Stephen Hawking, cómo se forma un agujero negro.
Para Penrose y varios de sus colegas, en efecto, esas extrañas espirales de luz serían restos de agujeros negros que lograron sobrevivir a la destrucción de un Universo que existió antes del Big Bang. Penrose afirma que estamos viendo remanentes finales de agujeros negros que se evaporaron en el eón anterior.
Penrose es impulsor de una teoría llamada «Cosmología Cíclica Conforme» (CCC), según la cual el Universo pasa por una serie infinita de ciclos (eones), durante los cuales primero se expande y después se comprime hasta convertirse de nuevo en un punto. Lo cual podría permitir que, bajo ciertas condiciones, la radiación electromagnética sobreviviera a la destrucción de un universo para pasar a formar parte del siguiente.
Y esos restos «supervivientes» son precisamente los que Penrose y sus colegas creen haber identificado en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), la débil radiación residual del Big Bang que impregna por completo el Universo en que vivimos.
En su trabajo, los investigadores han bautizado a los círculos de luz que aparecen en las imágenes del CMB como «puntos de Hawking», en honor al recientemente desaparecido físico británico. De hecho, fue precisamente Hawking quien predijo que los agujeros negros emitían pequeñas cantidades de radiación electromagnética, algo que, con el paso del tiempo, implicaba su completa evaporación.
Hasta ahora, nadie ha sido capaz de ver la «radiación Hawking», pero Penrose cree que ha logrado detectar claros signos de esa radiación sobrante de un universo anterior. Penrose asegura que Hawking habría estado encantado de ver en una observación real los efectos que él predijo.
Según el físico británico, los «puntos de Hawking» aparecen con claridad en un mapa creado por BICEP2, un radiotelescopio situado en el Polo Sur. En 2014, en efecto, BICEP2 encontró una serie de «remolinos» de luz polarizada en el CMB. El equipo de BICEP2 dijo que esos remolinos, conocidos como «modos B», fueron causados por las ondas gravitacionales de la inflación, el crecimiento del universo después del Big Bang. Pero Penrose y sus colegas tienen para ellos una explicación muy diferente.
Los investigadores se fijaron en un punto concreto del mapa de BICEP2, que aparece rodeado por un anillo de luz polarizada, lo que indica una gran diferencia de temperatura entre sus partes interna y externa. En su artículo, los físicos sostienen que se trata de campos magnéticos de agujeros negros de un universo anterior, evaporados a través de la radiación Hawking.
Según la teoría CCC de Penrose, toda la energía de un agujero negro que se evapora se comprimiría en un punto diminuto, emitiendo grandes cantidades de partículas, a medida que el universo se encogiera antes de expandirse otra vez en un nuevo eón. No podemos ver los puntos de Hawking en los datos, según Penrose, porque las mediciones del Fondo Cósmico de Microondas solo se remontan a 380.000 años después del Big Bang. Pero sí que podemos ver los anillos luminosos.
En su trabajo, Penrose y su equipo localizaron hasta 20 de estas áreas de aumento de temperatura en los mapas de BICEP2. Y creen que por lo menos una de ellas es un «punto de Hawking», aunque señalan que otras cuatro o cinco merecerían ser investigadas más a fondo.
Otros investigadores creen que las «señales» identificadas por Penrose admiten explicaciones alternativas, como que los círculos luminosos se deban, en realidad, a una simple curvatura de la luz al pasar cerca de algún objeto masivo.
Pero Penrose y su equipo se defienden diciendo que también utilizaron mapas del CMB hechos por el telescopio espacial Planck, anterior al BICEP2, para comprobar si los puntos anómalos también estaban allí. Y descubrieron, después de más de 4.000 simulaciones informáticas, que también estaban presentes. Eso significaría que esos puntos no surgieron por casualidad, sino como consecuencia de algún fenómeno físico. Lo cual apuntaría a que la teoría CCC, y las observaciones de restos de un universo anterior, serían correctas. La teoría CCC no necesita la inflación del modelo estándar, puesto que es sustituida por una expansión en el ciclo anterior.
Gran corriente de materia oscura se acerca a nosotros en nuestra galaxia
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Otro de los trabajos basados en la segunda entrega de datos de GAIA desvela la existencia de rápidos movimientos de materia oscura en la zona de la galaxia cercana a la Tierra.
Ciaran O´Hare, físico teórico de la Universidad de Zaragoza, ha descubierto un vendaval de materia oscura que viaja a unos 500 kilómetros por segundo hacia la Tierra y que puede suponer una ocasión única para obtener más información sobre las partículas tan escurridizas que la integran. La trascendencia de este hallazgo, que se publica en la revista Physical Review D, radica que tal «huracán de materia oscura» podría dejar una huella detectable en los datos de las búsquedas de materia oscura.
El descubrimiento se realizó el año pasado a partir de los datos detectados por el satélite GAIA, que muestran una corriente de estrellas originadas en la destrucción de una galaxia enana, denominada S1, a diferencia de objetos similares de la Vía Láctea, que pasa justo a través del Sistema Solar. Las consecuencias son inmediatas para los experimentos que buscan detectar materia oscura, ya que junto con la corriente de estrellas viaja una corriente de esta materia.
La materia oscura atravesará la Tierra a gran velocidad al movernos a contracorriente, según el astrofísico O’Hare, quien con su investigación ha calculado los efectos de este fenómeno en un gran número de experimentos, todos ellos dedicados a la detección de materia oscura y utilizando diferentes métodos. Los candidatos: las WIMPs, o más probablemente, los axiones.
La primera opción es una partícula masiva de interacción débil (WIMP), que tiene una masa que puede oscilar entre unas pocas y cientos de veces la masa del protón, y que si choca con otros átomos podría producir una interacción nuclear en cualquier detector que hay en la Tierra. Mientras que los axiones, por su parte, son muy ligeros y capaces de convertirse en fotones si hay un campo magnético intenso cerca. Estas partículas se están convirtiendo en las partículas favoritas de los científicos para constituir la materia oscura. Los autores creen más probable la observación de ésta última, mediante la detección de un ancho abultamiento con un pico estrecho adicional en el espectro de energía.
La corriente S1 puede ayudar en la búsqueda de materia oscura porque puede hacer que la señal sea más fuerte o más fácil de detectar, disminuyendo el «ruido» de los experimentos que se están realizando. Además, esta corriente también ayudará a entender más sobre la vida y la historia de nuestra Vía Láctea.
El investigador cree que esta corriente podría dejar una huella detectable en los datos de las búsquedas de materia oscura, como los que se realizan en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc, Anais y Trex-DM, liderados por científicos de la universidad.
O´Hare trabaja en el departamento de Física Teórica junto a Javier Redondo, investigador en Física de Partículas y en el Instituto de Física Max Planck en Munich. En febrero del 2017 fue uno de los cuatro expertos que propusieron añadir seis nuevas partículas al modelo estándar de la física para explicar los misterios del universo. Según ellos, eso permitiría desvelar cuatro grandes dudas para las que no existe una respuesta: qué es la materia oscura, por qué los neutrinos son tan ligeros, qué causó la inflación y por qué hay más materia que antimateria.
Fuente:
Physical Review D., 7 de noviembre 2018
CASSINI, en su final, descubre un cinturón de radiación interno en Saturno
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Los últimos datos de la sonda Cassini, de la NASA, revelan la existencia de una corriente de protones de alta energía entre el gigante gaseoso y sus anillos.
Después de 13 años de misión en Saturno, Cassini pasó sus últimos cinco meses recorriendo la región comprendida entre los anillos y el planeta antes de perderse para siempre en su atmósfera.
Antes de lanzarse en picado contra las nubes de Saturno en septiembre de 2017, la nave espacial halló varias sorpresas en la región que media entre el planeta y sus anillos.
Dichas sorpresas incluyen un cinturón de radiación compuesto por partículas de alta energía. Hasta ahora se sabía que el gigante gaseoso contaba con varios cinturones de ese tipo más allá de sus majestuosos anillos. El descubierto ahora, sin embargo, se encuentra en la zona interior a los anillos y permanece aislado del resto, lo que proporciona un banco de pruebas para explorar algunos aspectos fundamentales de la física espacial.
Cassini también observó que desde los anillos caen varios compuestos, como metano, hacia la atmósfera de Saturno, así como granos de polvo. Todo ello sugiere que los anillos y el planeta interaccionan entre sí más de lo que se pensaba.
Seis artículos publicados en Science y cinco en Geophysical Research Letters han presentado los hallazgos finales de Cassini, correspondientes a los últimos cinco meses de misión. En ese tiempo, y después de 13 años estudiando el gigante gaseoso, la nave se adentró repetidas veces en el espacio que media entre el planeta y los anillos antes de perderse para siempre.
En esa zona interna fue donde Cassini encontró el cinturón de radiación, el cual se extiende desde la atmósfera superior de Saturno hasta su anillo más interno. Dicha región está poblada por protones que se mueven a velocidades muy próximas a la de la luz. Su origen se atribuye a los rayos cósmicos, los cuales chocarían contra los anillos o contra la atmósfera del planeta y generarían una cascada de partículas secundarias que se desintegrarían hasta dar lugar a los protones que componen el cinturón.
Los protones del cinturón de radiación interno pierden energía si se dirigen hacia el planeta o hacia los anillos. Los que componen el cinturón externo, en cambio, no corren ese riesgo, por lo que presentan una densidad mayor.
Al comparar los cinturones de radiación de Saturno entre sí y con los existentes en otros planetas, como la Tierra, los investigadores esperan entender mejor el origen de estas estructuras. La radiación es uno de los mayores peligros a los que se enfrentan las misiones interplanetarias. En el caso de las misiones Apolo, los astronautas tuvieron que atravesar a toda velocidad los cinturones de partículas energéticas que rodean nuestro planeta para evitar recibir una dosis mortal de radiación.
El cinturón interno de Saturno es similar al que el año pasado detectó en Júpiter la sonda Juno, también de la NASA, aunque menos intenso. Con anterioridad a Cassini y Juno, ninguna sonda espacial se había acercado lo suficiente a estos planetas para obtener tales datos. Otra característica a añadir a la planetología comparativa.
En Saturno, Cassini halló otros signos de lo complejas que pueden llegar a ser las interacciones entre el gigante gaseoso y los anillos. La nave detectó metano, monóxido de carbono y otros compuestos precipitándose desde los anillos hacia el planeta, en cantidades de hasta 45 toneladas por segundo. El mismo fenómeno parece ocurrir también con granos de polvo de decenas de nanómetros de diámetro.
Todas estas observaciones muestran que la región entre los anillos y el planeta constituye un sistema fuertemente acoplado, en el que todo afecta a todo lo demás.
Fuentes:
Science, 5 octubre 2018
Geophysical Research Letters 4, octubre 2018
ESO detecta el mayor proto-supercúmulo de galaxias en el universo temprano
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Un equipo de astrónomos liderado por Olga Cucciati del Instituto Nacional de Astrofísica de Bolonia (INAF), utilizó el instrumento VIMOS del Very Large Telescope de ESO (VLT) para identificar un gigantesco proto-supercúmulo de galaxias formándose en el universo temprano, tan solo 2.300 millones de años tras el Big Bang. La estructura, que los investigadores denominaron Hyperion, es la más masiva y de mayor tamaño que se ha encontrado en una etapa tan temprana de formación del universo.
Se estima que la masa del proto-supercúmulo es más de mil billones de veces la masa del Sol. Esta masa colosal es similar a la de estructuras de mayor envergadura observadas en el universo actualmente, pero el hallazgo de un objeto tan masivo en el universo temprano sorprendió a los astrónomos.
Es la primera vez que se ha identificado una estructura de tan gran tamaño a tan alto corrimiento al rojo (z=2,45; sólo 2.300 millones de años después del Bing Bang). Normalmente, este tipo de estructuras son conocidas a menor corrimiento al rojo, cuando el universo ha tenido más tiempo para evolucionar y construir objetos tan enormes.
Ubicado en el campo COSMOS dentro de la constelación de el Sextante, Hyperion fue identificado mediante el análisis de un vasto número de datos obtenidos del VIMOS Ultra-Deep Survey, liderado por Olivier Le Fèvre (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES). El VIMOS Ultra-Deep Survey proporciona una cartografía en 3D sin precedentes de la distribución de más de 10.000 galaxias.
El equipo encontró que Hyperion tiene una estructura sumamente compleja y contiene, al menos, 7 regiones de alta densidad conectadas por filamentos de galaxias, y su tamaño es comparable al de otros supercúmulos cercanos, si bien su estructura es muy distinta.
Los supercúmulos más cercanos a la Tierra tienden a tener una distribución de masa más concentrada con claras características estructurales, pero en Hyperion, la masa está distribuida de manera más uniforme en una serie de manchas conectadas, pobladas por conglomerados de galaxias dispersas.
Este contraste probablemente se debe a que los supercúmulos cercanos han tenido miles de millones de años en los cuales la gravedad ha aglutinado masa formando regiones más densas, un proceso que ha actuado mucho menos tiempo en el caso del joven Hyperion.
Dado su tamaño en una época tan temprana de la historia del universo, se espera que Hyperion evolucionará de manera similar a los inmensas estructuras del universo local, tales como los supercúmulos que conforman la Gran Muralla Sloan o el supercúmulo de Virgo que contiene a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1833es, 17 de octubre de 2018
ALMA y MUSE detectan una fuente y un sumidero galácticos juntos
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A tan solo mil millones de años-luz, en el cercano cúmulo de galaxias conocido como Abell 2597, hay una gigantesca fuente galáctica. En el corazón de esa galaxia distante se ha observado un agujero negro masivo bombeando un gran chorro de gas molecular frío hacia el espacio, que luego vuelve a caer sobre el agujero negro como si fuera un diluvio intergaláctico. La entrada y salida de materia de la gran fuente cósmica nunca habían sido observadas juntas.
Éste es el primer sistema en el cual encontramos evidencias claras de ambos flujos de gas molecular: el frío que va hacia el agujero negro y el caliente que sale o se eleva en forma de chorros que lanza el agujero negro. El agujero negro supermasivo del centro de esta galaxia gigante actúa como la bomba mecánica en una fuente.
Los investigadores utilizaron ALMA para rastrear la posición y el movimiento de las moléculas de monóxido de carbono dentro de la nebulosa. Se descubrió que estas moléculas frías, con temperaturas tan bajas como 250–260°C bajo cero, caían hacia el agujero negro. El equipo también utilizó datos de MUSE, un instrumento del VLT de ESO, para estudiar el gas más caliente, lanzado fuera del agujero negro en forma de chorros.
Unidos, estos dos conjuntos de datos forman una imagen completa del proceso; el gas frío cae hacia el agujero negro, encendiendo el agujero negro y provocando que éste lance chorros rápidos de plasma incandescente hacia el vacío. Luego, estos chorros emergen del agujero negro formando una espectacular fuente galáctica. Sin esperanza de escapar de las garras gravitatorias de la galaxia, el plasma se enfría, se ralentiza y, finalmente, caen de nuevo como una lluvia hacia el agujero negro, donde el ciclo vuelve a empezar.
Esta observación sin precedentes es esencial para comprender la formación de la galaxia. Aunque ya se habían detectado previamente tanto la entrada como la salida de gas molecular frío, ésta es la primera vez que ambos fenómenos se han detectado dentro de un mismo sistema, y por lo tanto la primera evidencia de que forman parte del mismo gran proceso.
Abell 2597 se encuentra en la constelación de Acuario y se llama así por estar incluido en el Catálogo Abell de cúmulos ricos de galaxias. El catálogo también incluye cúmulos como el cúmulo de Fornax, el cúmulo de Hércules, o el cúmulo de Pandora.
Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1836es, 6 de noviembre de 2018
Supertierra en la estrella de Barnard
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La estrella simple más cercana al Sol alberga un exoplaneta al menos 3,2 veces más masivo que la Tierra, una «supertierra». Una de las campañas de observación más grande realizada hasta la fecha, que ha utilizado datos de un conjunto de telescopios de todo el mundo (incluyendo el instrumento cazador de planetas HARPS de ESO), ha revelado la existencia de este mundo helado y débilmente iluminado. El planeta recién descubierto es el segundo exoplaneta conocido más cercano a la Tierra.
Se ha detectado un planeta orbitando alrededor de la estrella de Barnard, la más rápida del cielo nocturno, un objeto a tan sólo 6 años-luz de distancia. Este avance, dado a conocer en un artículo publicado en la revista Nature, es el resultado de los proyectos Red Dots y CARMENES, cuya búsqueda de planetas rocosos locales ya ha descubierto un nuevo mundo orbitando a nuestra vecina más cercana, Proxima Centauri.
El planeta, designado como estrella de «Barnard b», es el segundo exoplaneta conocido más cercano a la Tierra, después del de la estrella Próxima Centauri. Los datos obtenidos indican que el planeta podría ser una supertierra, tiene una masa de al menos 3,2 veces la de la Tierra, y orbita su estrella anfitriona en aproximadamente 233 días. La estrella de Barnard, la estrella que alberga el planeta, es una enana roja, una estrella fría, de baja masa, que ilumina de forma muy débil a este mundo recién descubierto. La luz de la estrella de Barnard proporciona a su planeta sólo el 2% de la energía que recibe la Tierra del Sol.
A pesar de estar relativamente cerca de su estrella, a una distancia de sólo 0,4 U.A., el exoplaneta se encuentra cerca de la «línea de nieve», la región donde los compuestos volátiles como el agua pueden condensarse en hielo sólido. Este mundo helado y sombrío podría tener una temperatura de –170 °C, haciéndolo inhóspito para la vida tal y como la conocemos.
Llamada así por el astrónomo E. E. Barnard, la estrella de Barnard es la estrella simple más cercana al Sol. Mientras que la estrella en sí misma es antigua (tiene probablemente dos veces la edad de nuestro Sol), y relativamente inactiva. La velocidad total de la estrella de Barnard en relación con el Sol es de cerca de 500.000 kilómetros por hora, pero aún así no es la estrella conocida más rápida. Lo que hace notable el movimiento de la estrella es la rapidez con la que parece moverse a través del cielo nocturno vista desde la Tierra, algo conocido como movimiento aparente. La estrella de Barnard viaja medio grado en el cielo cada 180 años.
Las supertierras son el tipo más común de planeta de los que se forman alrededor de las estrellas de baja masa, como la estrella de Barnard, otorgando credibilidad a este candidato planetario recién descubierto. Por otra parte, las teorías actuales de formación planetaria predicen que la línea de nieve es el lugar ideal para la formación de estos planetas.
Las búsquedas anteriores de planetas alrededor de la estrella de Barnard habían tenido resultados decepcionantes, pero este reciente avance ha sido posible combinando las mediciones de varios instrumentos de alta precisión montados en telescopios de todo el mundo.
Entre los instrumentos utilizados están el famoso cazador de planeta HARPS y el espectrógrafo UVES, ambos de ESO. Se combinaron datos de archivo de otros equipos con medidas nuevas y superpuestas de la estrella de Barnard de diferentes instalaciones.
Los astrónomos utilizaron el efecto Doppler para detectar el candidato a exoplaneta. Mientras el planeta orbita la estrella, su atracción gravitatoria hace que la estrella sufra un «bamboleo». Cuando la estrella se aleja de la Tierra, su espectro se desplaza al rojo (redshift); es decir, se desplaza hacia longitudes de onda más largas. Del mismo modo, la luz de la estrella se desplaza hacia longitudes de onda más cortas, más azules, cuando la estrella se mueve hacia la Tierra.
Los astrónomos aprovechan este efecto para medir con asombrosa exactitud los cambios en la velocidad de una estrella debidos a un exoplaneta que la orbita. HARPS puede detectar un cambio en la velocidad de la estrella tan pequeño como 3,5 km/h (un ritmo parecido al que utilizamos al caminar). Esta técnica de búsqueda de exoplanetas se conoce como el método de velocidad radial y nunca antes se había utilizado para detectar un exoplaneta tipo supertierra, en una órbita tan grande alrededor de su estrella.
Se han requerido observaciones de siete instrumentos diferentes, que abarcan 20 años de mediciones, haciendo de éste uno de los conjuntos de datos más grande y más extenso usado para estudios precisos de velocidad radial, datos que combinados produjeron un total de 771 medidas.
Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1837es, 14 de noviembre de 2018
Auroras polares en Urano
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Las vistas de las Auroras Boreales y Australes de la Tierra muestran láminas luminosas y ondas de luz brillante que pintan el cielo en llamativos tonos de verde e incluso rojo, azul y púrpura; estas impresionantes escenas se crean cuando las corrientes de partículas cargadas de energía impactan en las capas superiores de la atmósfera de la Tierra en altitudes de hasta unos cientos de kilómetros, e interactúan con los átomos y moléculas residentes, principalmente de oxígeno y nitrógeno.
Éstos emiten fotones en longitudes de onda o colores específicos visibles (verde y rojo para el oxígeno, azul y púrpura para el nitrógeno) y llenan el cielo con un brillo auroral misterioso. El telescopio espacial Hubble ha observado auroras en Urano en varias ocasiones: por primera vez en 2011, y luego en 2012 y 2014, obteniendo datos adicionales más allá de la luz visible.
Apuntando el ojo ultravioleta del Hubble sobre Urano dos veces durante el mismo mes, del 1 al 5 y del 22 al 24 de noviembre de 2014, los científicos pudieron determinar que las auroras del planeta giran junto con el planeta. Las observaciones también ayudaron a ubicar los polos magnéticos de Urano y permitieron a los científicos rastrear dos de las ondas de choque interplanetarias que se propagaron a través del Sistema Solar. Estas descargas fueron provocadas por dos poderosas explosiones de material lanzadas por el Sol a través del viento solar, un flujo continuo de partículas cargadas que emanan constantemente de nuestra estrella, y causaron las auroras más intensas jamás vistas en Urano.
Esta imagen, publicada originalmente en 2017, muestra a las auroras como parches blancos tenues sobre el disco azul celeste del planeta, y combina las observaciones ópticas y ultravioletas del Hubble con los datos de archivo de la sonda Voyager 2 de la NASA. La Voyager 2 fue la primera y única nave que visitó los planetas más externos del Sistema Solar; voló más allá de Urano en enero de 1986, y pasó por Neptuno en agosto de 1989. Estos planetas helados no han sido visitados desde entonces. La NASA y la ESA han estado estudiando una posible misión conjunta que se dirigiría a los dos planetas gigantes de hielo para explorar su interesante papel en nuestro sistema planetario.
Fuente:
Noticia de ESA, 5 noviembre 2018
El instrumento GRAVITY confirma que existe el agujero negro central de la galaxia
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El instrumento GRAVITY de ESO instalado en el interferómetro del Very Large Telescope (VLT) ha sido utilizado por los científicos de un consorcio de instituciones europeas, incluyendo a ESO, para observar destellos de radiación infrarroja provenientes del disco de acreción alrededor de Sagitario A*, el objeto masivo en el corazón de la Vía Láctea. Los destellos observados proporcionan la confirmación de que el objeto en el centro de nuestra galaxia es un agujero negro supermasivo. Los destellos se originan en material que orbita a velocidades relativistas (a una fracción importante de la velocidad de la luz), muy cerca del horizonte de sucesos del agujero negro, haciendo de éstas las observaciones más detalladas que existen de material orbitando tan cerca de un agujero negro.
Mientras parte del material en el disco de acreción, el cinturón de gas que orbita Sagitario A* puede orbitar el agujero negro de forma segura, cualquier cosa que se acerque demasiado está destinada a ser atraída más allá del horizonte de sucesos. La zona más cercana a un agujero negro en que puede orbitar ese material, sin ser inevitablemente atraído hacia dentro por la inmensa masa, se conoce como la órbita estable más cercana, y aquí donde se originan los destellos observados.
Estas mediciones sólo fueron posibles gracias a la colaboración internacional y a instrumentos dotados de la tecnología más avanzada. El instrumento GRAVITY que hizo posible este trabajo combina la luz de cuatro telescopios del VLT de ESO para crear un supertelescopio virtual de 130 metros de diámetro, y ya ha sido usado para explorar la naturaleza de Sagitario A*.
A principios de este año, GRAVITY y SINFONI, otro instrumento del VLT, le permitieron al mismo equipo medir con exactitud el «sobrevuelo» cercano de la estrella «S2» a medida que pasaba por el intenso campo gravitatorio que hay cerca de Sagitario A*, y por primera vez esto confirmó los efectos previstos por la relatividad general de Einstein en un ambiente así de extremo. Durante el sobrevuelo cercano de S2, se observó también una fuerte emisión infrarroja.
Monitorizando de cerca S2, y también Sagitario A*, se tuvo la oportunidad de apreciar tres destellos brillantes alrededor del agujero negro. Estas emisiones, provenientes de electrones altamente energéticos muy cercanos al agujero negro, fueron observadas como tres prominentes destellos brillantes, y coincide exactamente con las predicciones teóricas sobre zonas calientes orbitando cerca de un agujero negro con una masa de cuatro millones de veces la del Sol. Se cree que los destellos se originan a partir de interacciones magnéticas en el gas muy caliente que orbita muy cerca de Sagitario A*. En resumen, el resultado es una rotunda confirmación del agujero negro masivo en Sagitario A*.
Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1835es, 31 de octubre de 2018
Frente frío en Perseo
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Los frentes fríos galácticos no se parecen en nada a los frentes fríos que experimentamos en la Tierra, sino que son causados por cúmulos de galaxias que chocan entre sí. El tirón gravitacional de un cúmulo más grande tira de un cúmulo más pequeño, lo que provoca que el gas del núcleo del cúmulo se derrame como el líquido de un vaso. Esto crea un frente frío en espiral que se mueve hacia afuera desde el núcleo.
Los frentes fríos son las estructuras coherentes más antiguas en núcleos fríos de cúmulos y ésta se ha estado alejando del centro del cúmulo durante más de 5.000 millones de años, más de lo que nuestro Sistema Solar ha existido. La larga estructura curva se extiende unos dos millones de años-luz y viaja a unos 50 kilómetros por segundo.
La imagen combina datos del observatorio Chandra X-Ray de la NASA, el XMM-Newton de la ESA y el satélite ROSAT dirigido por el Centro Aeroespacial Alemán. Chandra también tomó un primer plano separado de la parte superior izquierda del frente frío, revelando algunos detalles inesperados.
El cúmulo de galaxias de Perseo contiene miles de galaxias y un agujero negro supermasivo en el centro. El agujero negro crea un entorno hostil de ondas de sonido y turbulencias que deberían erosionar un frente frío con el tiempo, suavizar los bordes afilados originales y crear cambios graduales en la densidad y la temperatura. En cambio, la imagen de Chandra en alta resolución mostró un borde sorprendentemente brusco en el frente frío, y el mapa de temperatura reveló que la parte superior izquierda del frente frío está dividida en dos.
La rugosidad del frente frío sugiere que ha sido preservado por fuertes campos magnéticos que lo envuelven, actuando esencialmente como un escudo contra el ambiente hostil. Este «acolchado» magnético evita que el frente frío se difumine y eso es lo que le ha permitido sobrevivir tan bien durante más de 5.000 millones de años, a medida que se aleja del centro del cúmulo.
Fuente:
Fotonoticia de ESA, 29 de octubre 2018
BepiColombo, de camino a Mercurio
La misión a Mercurio de la ESA-JAXA, BepiColombo, despegó a bordo de un cohete Ariane 5 desde el Puerto Espacial Europeo de Kurú, el 20 de octubre, dando comienzo a un emocionante viaje para investigar los misterios del planeta más interior del Sistema Solar.
BepiColombo es fruto del esfuerzo conjunto de la ESA y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA). Se trata de la primera misión europea a Mercurio, el planeta más pequeño y menos explorado del Sistema Solar interior, y la primera en enviar dos orbitadores que efectuarán mediciones simultáneas y complementarias del planeta y su entorno dinámico.
BepiColombo comprende dos orbitadores científicos: el Orbitador Planetario de Mercurio (MPO), de la ESA, y el Orbitador Magnetosférico de Mercurio (MMO), de la JAXA. El Módulo de Transferencia a Mercurio (MTM), construido por la ESA, los transportará hasta Mercurio mediante una combinación de propulsión solar-eléctrica y maniobras de asistencia gravitatoria. Así, la misión sobrevolará una vez la Tierra, dos veces Venus y seis veces Mercurio, antes de entrar en órbita alrededor de este último a finales de 2025.
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Los dos orbitadores científicos serán capaces de operar algunos de sus instrumentos durante la fase de crucero, lo que brindará oportunidades únicas para recopilar datos de valor científico en Venus. Además, algunos de los instrumentos diseñados para estudiar Mercurio de una determinada forma pueden utilizarse de una forma completamente distinta en Venus, que presenta una atmósfera densa en comparación con la superficie expuesta de Mercurio.
El mayor problema consiste en la enorme gravedad del Sol, que dificulta la colocación de una nave en una órbita estable alrededor de Mercurio. Tiene que frenar continuamente para garantizar el descenso controlado hacia el Sol, mientras los propulsores iónicos proporcionan el bajo empuje necesario durante la larga fase de crucero.
Otro desafío lo constituye la temperatura extrema que soportará la nave, de -180 ºC a más de +450 ºC. Muchos de los mecanismos de la nave y los revestimientos externos aún no se han probado en tales condiciones.
El diseño general de los tres módulos también da cuenta de las condiciones a las que habrán de enfrentarse. Los grandes paneles solares del módulo de transferencia deberán inclinarse en el ángulo adecuado para evitar daños por la radiación, pero sin dejar de suministrar energía suficiente a la nave. El MPO cuenta con un radiador que disipará el calor de sus subsistemas; además, reflejará la radiación mientras sobrevuela Mercurio a una altitud más baja que nunca. MMO, de su forma octogonal, girará a una velocidad de 15 revoluciones por minuto para distribuir uniformemente el calor del Sol por sus paneles y evitar el sobrecalentamiento.
Unos meses antes de llegar a su destino, el módulo de transferencia se desprenderá y dejará que los dos orbitadores científicos, aún interconectados, sean capturados por la gravedad de Mercurio. Su altitud se ajustará gracias a los propulsores del MPO hasta que el MMO alcance la órbita polar elíptica deseada. A continuación, el MPO se separará y descenderá hasta su propia órbita utilizando sus propulsores.
Juntos, los dos orbitadores efectuarán mediciones que desvelarán la estructura interna del planeta, la naturaleza de su superficie y la evolución de sus formaciones geológicas, incluido el hielo en los cráteres en sombra del planeta, así como la interacción entre el planeta y el viento solar.
BepiColombo partirá de los descubrimientos y las cuestiones planteadas por la misión Messenger de la NASA para comprender mejor la evolución de Mercurio y del Sistema Solar hasta ahora, lo que a su vez resulta esencial para entender cómo se forman y evolucionan los planetas que orbitan cerca de sus estrellas, en sistemas de exoplanetas.
Fuente:
Noticia de ESA, 20 octubre 2018
Todo el universo brilla en Lyman-alfa
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El espectrógrafo MUSE revela que casi todo el cielo del universo temprano brilla en emisión Lyman-alfa. Ha descubierto grandes depósitos cósmicos de tenues nubes de hidrógeno atómico alrededor de galaxias distantes, en el universo temprano brillando en emisión Lyman-alfa, revelando que casi todo el cielo nocturno es invisiblemente brillante.
Utilizando el instrumento MUSE, instalado en el VLT de ESO, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una abundancia inesperada de emisión Lyman-alfa en la región del Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF). La emisión descubierta cubre casi el todo el campo de visión, llevando al equipo a extrapolar que casi todo el cielo refulge intensamente de forma invisible en emisión Lyman-alfa desde el universo temprano.
La región HUDF que observó el equipo es un área que, en principio, no es especialmente destacable. Se encuentra en la constelación de Fornax, famosa por haber sido cartografiada por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA en 2004, cuando el Hubble dedicó más de 270 horas de precioso tiempo de observación buscando en lo más profundo de esta región del espacio, algo que no se había hecho antes.
Las observaciones HUDF revelaron miles de galaxias dispersas en lo que parecía ser una zona oscura del cielo, dándonos una visión humilde de la escala del universo. Ahora, las excepcionales capacidades de MUSE han permitido ahondar aún más en lo profundo. Esta detección de la emisión Lyman-alfa en el HUDF es la primera en la que los astrónomos han podido detectar la débil emisión de las envolturas gaseosas de las galaxias más tempranas. Esta composición muestra la radiación Lyman-alfa en azul, superpuesta a la conocida imagen del HUDF.
MUSE, el instrumento tras estas últimas observaciones, es un avanzado espectrógrafo de campo integral instalado en la Unidad de Telescopio 4 del VLT, en el Observatorio Paranal de ESO. Cuando MUSE observa el cielo, ve la distribución de las longitudes de onda de la luz que ha alcanzado cada píxel de su detector.
La radiación Lyman-alfa observada por MUSE tiene su origen en la transición electrónica atómica de los átomos de hidrógeno, que emiten luz con una longitud de onda de alrededor de 122 nanómetros. En realidad, esta radiación es totalmente absorbida por la atmósfera de la Tierra. Solo la emisión Lyman-alfa desplazada al rojo procedente de galaxias extremadamente distantes tiene una longitud de onda lo suficiente larga como para atravesar la atmósfera de la Tierra sin impedimentos y ser detectada con los telescopios terrestres de ESO.
El equipo internacional de astrónomos que hizo estas observaciones ha identificado de forma tentativa el motivo por el cual estas distantes nubes de hidrógeno emiten en Lyman-alfa, pero la causa exacta sigue siendo un misterio. Sin embargo, dado que se cree que este débil resplandor omnipresente es ubicuo en el cielo nocturno, se espera que futuras investigaciones expliquen su origen.
Fuente:
Comunicado científico de ESO: eso1832es,1 de octubre de 2018
Cassini observó tormentas de polvo en Titán
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Datos de la sonda internacional Cassini, que exploró Saturno y sus lunas entre 2004 y 2017, han revelado lo que parecen ser gigantescas tormentas de polvo en las regiones ecuatoriales de Titán. Este descubrimiento, descrito en un artículo publicado en Nature Geoscience, convierte a Titán en el tercer cuerpo del Sistema Solar, junto a la Tierra y Marte, en el que se han observado este tipo de tormentas.
Titán es un satélite muy activo, lo que ya se sabía por su geología y su peculiar ciclo de los hidrocarburos. Ahora se puede añadir una nueva analogía con la Tierra y Marte: un ciclo del polvo igualmente activo.
De los grandes campos de dunas que rodean el ecuador de Titán se levantan moléculas orgánicas complejas, resultado de la química atmosférica y que, una vez alcanzado un tamaño suficiente, vuelven a caer a la superficie.
Al igual que la Tierra, Titán es un mundo enigmático. Se trata de la única luna del Sistema Solar con una atmósfera sustancial y el único cuerpo celeste, aparte de nuestro planeta, en el que se sabe que aún existen masas estables de líquido en la superficie.
No obstante, presenta una diferencia importante: mientras que los ríos, lagos y mares de la Tierra están llenos de agua, lo que fluye por los cauces de Titán es principalmente metano y etano. En este ciclo único del metano, las moléculas del hidrocarburo se evaporan, se condensan en nubes y vuelven a caer en la superficie.
La meteorología de Titán varía según la estación, como en la Tierra. Especialmente alrededor del equinoccio, momento en que el Sol atraviesa el ecuador del satélite, pueden formarse nubes masivas en las regiones tropicales y provocar fuertes tormentas de metano. Cassini las observó en varias ocasiones mientras sobrevolaba Titán.
La primera vez que se detectaron en el ecuador del satélite tres llamativas manchas brillantes en las imágenes del infrarrojo tomadas por Cassini alrededor del equinoccio boreal de 2009, se pensó que se trataba de estas nubes de metano. Pero al ahondar en la investigación vieron que era algo completamente distinto.
Por lo que se sabe de la formación de nubes en Titán, se puede afirmar que ese tipo de nubes de metano, en esa zona y en esa época del año, son algo físicamente imposible. Las nubes de convección de metano que pudieran desarrollarse en esa zona y en ese periodo de tiempo contendrían unas gotas enormes y deberían producirse a una gran altitud, muy superior a los 10 km, donde los modelos dicen que se encontrarían las nuevas formaciones.
Los investigadores también descartaron que las formaciones se situasen en la superficie, en forma de lluvia de metano helada o «criolavas». Estos fenómenos superficiales presentarían una firma química distinta y serían visibles mucho más tiempo, mientras que las brillantes figuras de este estudio solo permanecieron a la vista entre once horas y cinco semanas.
Los modelos también mostraron que debía de tratarse de fenómenos atmosféricos, aunque cercanos a la superficie, que seguramente formarían una fina capa de partículas orgánicas sólidas. Al situarse justo sobre los campos de dunas del ecuador de Titán, la única explicación plausible era que los puntos eran nubes de polvo que se habían levantado de las dunas.
Cuando la sonda Huygens aterrizó en Titán en enero de 2005, levantó una pequeña cantidad de polvo orgánico debido a su potente estela aerodinámica. Pero lo observado aquí gracias a Cassini es algo a una escala mucho mayor. Las velocidades del viento casi superficial necesarias para levantar tal cantidad de polvo como hemos visto en estas tormentas deberían ser muy fuertes, unas cinco veces mayores que las velocidades medias del viento estimadas con las mediciones de Huygens cerca de la superficie y con los modelos climáticos.
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Huygens solo realizó una medición directa de la velocidad del viento superficial justo antes de posarse en Titán, y en ese momento era muy baja, de menos de un metro por segundo.
Por el momento, lo único que explicaría satisfactoriamente estos fuertes vientos superficiales es su relación con las potentes ráfagas que se pueden levantar por delante de las enormes tormentas de metano que se observan en esa zona y estación.
Este fenómeno, denominado “haboob”, también se observa en la Tierra cuando gigantescas nubes de polvo preceden a las tormentas en zonas áridas. La existencia de estos fuertes vientos que generan vendavales de polvo, además, implica que la arena subyacente también se puede poner en movimiento y que las enormes dunas que cubren las regiones ecuatoriales de Titán siguen activas y en cambio constante.
Los vientos podrían transportar a lo largo de grandes distancias el polvo levantado de las dunas, lo que contribuiría al ciclo global del polvo orgánico en Titán y provocaría efectos similares a los que se observan en la Tierra y Marte.
Los resultados se obtuvieron con el Espectrómetro para Cartografía Visual e Infrarroja de Cassini.
El artículo “Observational evidence for active dust storms on Titan at equinox,” de S. Rodriguez et al., está publicado en Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-018-0233-2
Fuente:
Noticia de ESA: 25 septiembre 2018
Serpiente cósmica
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A esta serpentina arremolinada, captada por el instrumento VISIR, instalado en el VLT de ESO, le espera un futuro explosivo, ya que se trata de un sistema de estrellas Wolf-Rayet y una probable fuente de uno de los fenómenos más energéticos del universo: un estallido de rayos gamma de larga duración (GRB).
Este es el primer sistema de este tipo descubierto en nuestra galaxia, y está compuesto por un nido de estrellas masivas rodeado por un «remolino» de polvo, que se conoce oficialmente como 2XMM J160050.7-514245, una referencia de catálogo poco manejable, por lo que los astrónomos decidieron dar otro apodo a este fascinante objeto: «Apep».
Apep obtiene su apodo por su forma sinuosa, que recuerdan a una serpiente enrollada alrededor de la estrella central. Su nombre es el de una antigua deidad egipcia, una serpiente gigantesca que encarna el caos (lo cual encaja en un sistema tan violento). Se creía que Ra, el Dios Sol, luchaba con Apep cada noche; la oración y adoración aseguraban la victoria de Ra y el regreso del Sol.
Los GRB son unas de las explosiones más poderosas del universo. Duran entre unas pocas milésimas de segundo y unas pocas horas, y pueden liberar tanta energía como la que producirá el Sol durante toda su vida. Se cree que los GRB de larga duración (los que duran más de 2 segundos), pueden ser causados por explosiones de supernova o por estrellas Wolf-Rayet de rotación rápida.
Hacia el final de sus vidas, algunas de las estrellas más masivas evolucionan a estrellas Wolf-Rayet. Esta fase es de corta duración, y las Wolf-Rayet sobreviven en este estado durante apenas unos cientos de miles de años (un abrir y cerrar de ojos en términos cosmológicos). En ese momento, lanzan enormes cantidades de material en forma de un poderoso viento estelar, expulsando materia hacia el exterior a millones de kilómetros por hora; se han medido los vientos de estelares de Apep y viajan a la asombrosa velocidad de 12 millones de kilómetros por hora.
Estos vientos estelares han creado los elaborados penachos que rodean al sistema estelar triple, que consiste en una estrella binaria y una compañera solitaria unidas por gravedad. Aunque en la imagen solo se aprecian dos objetos parecidos a estrellas, el objeto de abajo es, de hecho, una estrella binaria Wolf-Rayet no resuelta. Esta binaria es la responsable de esculpir las serpentinas en remolino que rodean a Apep, que se forman a raíz de la colisión de los vientos estelares de las dos estrellas Wolf-Rayet.
En comparación con la extraordinaria velocidad de los vientos de Apep, el propio remolino de polvo que las rodea gira a un ritmo “pausado”, serpenteando a menos de 2 millones de kilómetros por hora. Se cree que la salvaje discrepancia entre la velocidad de los vientos estelares rápidos de Apep y el tranquilo remolino de polvo es la consecuencia de la acción de una de las estrellas del sistema binario, que lanzaría tanto un viento rápido como uno lento, en diferentes direcciones.
Esto implicaría que la estrella se encuentra en rotación casi crítica, es decir, gira tan rápidamente que casi se está autodestruyendo. Se cree que una estrella Wolf-Rayet con una rotación tan rápida puede producir un GRB de larga duración cuando su núcleo colapsa al final de su vida.
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Fotonoticia de ESO: eso1838es, 19 de noviembre de 2018
Riesgo de radiación para astronautas en Marte y abundancia de remolinos de polvo
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En una misión tripulada a Marte, solo en el viaje de ida y vuelta los astronautas quedarían expuestos como mínimo al 60 % del límite de radiación total recomendado para toda su carrera. Esto es lo que se desprende de los datos recopilados por el Satélite para el estudio de Gases Traza (TGO) de ExoMars presentados a mediados de noviembre en Berlín (Alemania) durante el Congreso Europeo de Ciencia Planetaria EPSC. En él también se han mostrado nuevas imágenes de Marte. Además, ha señalado los problemas derivados de la reciente tormenta de polvo que envolvió la totalidad del planeta, impidiendo la captura de imágenes de alta calidad de la superficie.
El TGO comenzó su misión científica en Marte el pasado mes de abril y, aunque su principal objetivo es proporcionar el inventario más detallado hasta la fecha de los gases atmosféricos marcianos, incluidos los relacionados con procesos geológicos o biológicos activos, su monitor de radiación lleva recopilando datos desde su lanzamiento en 2016.
El dosímetro Liulin-MO del Detector de Neutrones Epitermales de Resolución Fina (FREND) ofreció datos sobre las dosis de radiación registradas durante los seis meses de viaje interplanetario del orbitador hasta Marte y desde que la nave llegó a la órbita del planeta.
En la Tierra, un potente campo magnético y una atmósfera gruesa nos protegen del bombardeo incesante de rayos cósmicos galácticos, fragmentos de átomos procedentes del exterior de nuestro Sistema Solar que viajan casi a la velocidad de la luz y poseen un alto nivel de penetración en el material biológico.
En el espacio, tienen el potencial de causar graves daños a los humanos, incluyendo la enfermedad por radiación, un mayor riesgo de cáncer, efectos en el sistema nervioso central y enfermedades degenerativas. Por este motivo, la ESA está investigando formas de proteger mejor a los astronautas en misiones espaciales largas.
Las mediciones de ExoMars abarcan un periodo de descenso de la actividad solar, que corresponde a un alto nivel de radiación. Una actividad solar mayor puede desviar los rayos cósmicos, aunque las erupciones y fulguraciones solares en sí también pueden ser peligrosas para los astronautas.
Las dosis de radiación acumuladas por los astronautas en el espacio interplanetario serían cientos de veces mayores que las acumuladas por los humanos en la Tierra en el mismo periodo, y varias veces mayores que las dosis de los astronautas y cosmonautas que trabajan en la Estación Espacial Internacional. Nuestros resultados muestran que solo el viaje ya implica una exposición significativa de los astronautas a la radiación. En un supuesto viaje de seis meses a Marte de ida y otros seis meses de vuelta, un astronauta se vería expuesto como mínimo al 60 % del límite de radiación total recomendado para toda su carrera.
Los datos de ExoMars, en línea con los datos recogidos por el módulo Mars Science Laboratory (MSL) durante su viaje a Marte en 2011-2012 y con otros detectores de partículas actualmente en el espacio (teniendo en cuenta las distintas condiciones solares), se emplearán para verificar modelos de entornos de radiación y para valorar el riesgo de radiación en miembros de futuras misiones de exploración.
En estos momentos se está preparando un sensor similar para ExoMars 2020, que vigilará el entorno de radiación de la superficie marciana. La misión, que llegará al Planeta Rojo en 2021, comprenderá un róver y una plataforma científica de superficie estacionaria. El TGO actuará como relé de datos para los activos en superficie.
La radiación no es el único peligro al que se enfrentan las misiones a Marte. La tormenta de polvo que envolvió el planeta a lo largo de este año ha hecho que llegara muy poca luz a la superficie, lo que obligó al robot Opportunity de la NASA, que se alimenta por energía solar, a entrar en una fase de hibernación en la que lleva más de tres meses.
El Sistema de Imagen de la Superficie en Color y en Estéreo (CaSSIS) del TGO, que orbita el planeta a 400 km de la superficie, también ha sufrido las consecuencias. Como la superficie del planeta ha permanecido casi totalmente oscurecida por el polvo, la cámara estuvo desconectada durante la mayor parte de la tormenta.
CaSSIS reanudó la toma continua de imágenes el 20 de agosto. En esa fecha, algunas de las imágenes aún se ven afectadas por la tormenta de polvo, pero volvieron rápidamente a la normalidad y desde principios de septiembre se están recibiendo numerosas imágenes de buena calidad.
La imagen de superficie de Marte, capturada el 2 de septiembre, muestra una serie de marcas oscuras que podrían estar asociadas a la propia tormenta. Una interpretación sería que esas figuras se deben a «tolvaneras» o remolinos formados por material suelto de la superficie. La región de Ariadne Colles, situada en el hemisferio sur marciano, fue fotografiada por la cámara de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA en marzo, antes de la tormenta, y no parecía haber rastro de estas formaciones.
Aunque los investigadores todavía están analizando los detalles del inventario de gases atmosféricos y preparando los resultados para su publicación, ya se ha contribuido al debate sobre la tormenta de polvo y a cuestiones esenciales para las futuras misiones tripuladas a Marte.
Fuente:
Noticia de ESA, 20 septiembre 2018
Este artículo ha sido escrito por Juan Antonio Bernedo.
2 Comentarios
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domingo 16 diciembre, 2018 @ 9:19 pm
«Gran corriente de materia oscura se acerca a nosotros en nuestra galaxia». Parece que me he perdido algo de la lógica de este descubrimiento. ¿Ya llegó o viene en camino? En el último caso, mira tú que un suceso de escala cósmica nos acecha esperando la generación humana justita capaz de detectarlo. Y lo más estupendo de esta noticia parecería ser lo oportunísimo de la observación. ¿Acaso, coincidencia de coincidencias, llegará para Navidad? Y si ya está aquí, hace rato -desde luego-, ¿entonces…? Descartando lo imposible, como Holmes, queda algo así como «la anomalía gravitatoria denominada materia oscura no es detectable como materia». No sé, si esta observación se sostiene, huele como a Michelson & Morley… A mí más bien se me hace rara.
jueves 20 diciembre, 2018 @ 9:03 am
En la segunda noticia, en su cuarto párrafo dice «trayectorias alargadas» y no sé a qué tenerme. Alargadas parece que hace referencia a rectas, a que la distancia entre dos exposiciones es grande -o sea, que la velocidad de la estrella es alta-, a ambas cosas a la vez, seguramente. En fin me gustaría saberlo, pero por dudas así anteriores, sé que no es fácil.