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La NASA encuentra una gran cantidad de agua en la atmósfera de un exoplaneta

Al igual que los detectives que estudian las huellas dactilares para identificar al culpable, los científicos utilizaron los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA para encontrar las “huellas dactilares” de agua en la atmósfera de un exoplaneta parecido en masa a Saturno caliente e hinchado a unos 700 años luz de distancia. Y, encontraron mucha agua. De hecho, el planeta, conocido como WASP-39b, tiene tres veces más agua que Saturno.

Aunque ningún planeta como este reside en nuestro sistema solar, WASP-39b puede proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo y dónde se forman los planetas alrededor de una estrella, dicen los investigadores. Este exoplaneta es tan único que subraya el hecho de que cuantos más astrónomos aprendan sobre la complejidad de otros mundos, más aprenderá sobre sus orígenes. Esta última observación es un paso importante hacia la caracterización de estos mundos.

Aunque los investigadores predijeron que verían agua, se sorprendieron por la cantidad de agua que encontraron en este “Saturno caliente”. Debido a que WASP-39b tiene mucha más agua que nuestro vecino de anillos famosos, debe haberse formado de manera diferente. La cantidad de agua sugiere que el planeta en realidad se desarrolló lejos de la estrella, donde fue bombardeado por una gran cantidad de material helado. WASP-39b probablemente tuvo una historia evolutiva interesante al migrar, realizando un viaje épico a través de su sistema planetario y quizás borrando objetos planetarios en su camino.

“Necesitamos mirar hacia afuera para poder entender nuestro propio sistema solar”, explicó la investigadora principal Hannah Wakeford del Space Telescope Science Institute en Baltimore, y la Universidad de Exeter en Devon, Reino Unido. “Pero los exoplanetas nos muestran que la formación de planetas es más complicada y más confusa de lo que pensábamos que era. ¡Y eso es fantástico!”

Wakeford y su equipo pudieron analizar los componentes atmosféricos de este exoplaneta, que es similar en masa a Saturno pero profundamente diferente en muchos otros aspectos. Mediante la disección de la filtración de luz de las estrellas a través de la atmósfera del planeta en sus colores componentes, el equipo encontró evidencia clara de agua. Esta agua se detecta como vapor en la atmósfera.

Utilizando Hubble y Spitzer, el equipo ha capturado el espectro más completo posible de la atmósfera de un exoplaneta con la tecnología actual. “Este espectro es hasta ahora el mejor ejemplo que tenemos de cómo es una atmósfera clara de exoplanetas”, dijo Wakeford.

“WASP-39b muestra que los exoplanetas pueden tener composiciones muy diferentes a las de nuestro sistema solar”, dijo el coautor David Sing de la Universidad de Exeter. “Afortunadamente, esta diversidad que vemos en los exoplanetas nos dará pistas para descubrir todas las formas diferentes en que un planeta puede formarse y evolucionar”.

Ubicada en la constelación de Virgo, WASP-39b gira alrededor de una estrella silenciosa, similar al Sol, llamada WASP-39, una vez cada cuatro días. El exoplaneta se encuentra actualmente más de 20 veces más cercano a su estrella que la Tierra al Sol. Está bloqueado por mareas, lo que significa que siempre muestra la misma cara que su estrella.

Su temperatura del lado del día es un abrasador 1,430 grados Fahrenheit (776,7 grados Celsius). Los poderosos vientos transportan calor desde el otro lado del planeta, manteniendo el lado nocturno permanente casi tan caliente. Aunque se llama “Saturno caliente”, no se sabe que WASP-39b tenga anillos. En cambio, tiene una atmósfera hinchada que está libre de nubes a gran altitud, lo que permite a Wakeford y su equipo mirar hacia abajo en sus profundidades.

De cara al futuro, Wakeford espera utilizar el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, cuya inauguración está programada para 2019, para obtener un espectro aún más completo del exoplaneta. Webb podrá proporcionar información sobre el carbono atmosférico del planeta, que absorbe la luz en longitudes de onda infrarrojas más largas de lo que Hubble puede ver. Al comprender la cantidad de carbono y oxígeno en la atmósfera, los científicos pueden aprender aún más sobre dónde y cómo se formó este planeta.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, gestiona la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la NASA, Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech maneja el JPL para la NASA.

Para obtener más información sobre el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, visite:

https://www.nasa.gov/hubble

Para obtener más información sobre el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, visite:

https://www.nasa.gov/spitzer

Las últimas mediciones del universo están cada vez más cerca de confirmar la existencia de la energía oscura.

Estamos a las puertas de un gran descubrimiento que tiene el potencial para revolucionar la física actual tal y como la conocemos. Aún no sabemos qué es, pero cada vez está más claro que está ahí, oculto en una discrepancia matemática que se niega a desaparecer y trae de cabeza a los astrofísicos.La idea de que hay algo que se nos escapa en el modelo actual de la física no es ninguna exageración. Las mediciones del universo no cuadran, y la diferencia entre unos números y otros es ya tan persistente y precisa que no puede atribuirse a un error de cálculo o a la simple casualidad. El profesor Adam Riess, ganador de un premio Nobel de física en 2011 por su trabajo estudiando la expansión del universo está convencido de que la discrepancia en las mediciones pronto nos llevará a un descubrimiento que sacudirá los cimientos de la física.Lo que aún no sabemos es siquiera cuál será ese descubrimiento. Las dos principales hipótesis son la existencia de una nueva partícula: el neutrino estéril, o a la confirmación de la existencia de la energía oscura, una forma de energía completamente desconocida que según las estimaciones conforma el 70% de la energía del universo.

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¿Cómo hemos emprendido el camino hacia este descubrimiento en ciernes? Riess lo explica en un nuevo estudio que analiza las últimas mediciones de la constante de Hubble, la cifra que mide la velocidad a la que se expande el universo. La Sociedad Española de Astronomía explica así la constante de Hubble:

El valor de la constante de Hubble, cuyo símbolo es H0, se estima en unos 71 kilómetros por segundo y por megapársec. Esto quiere decir que la expansión del universo hace que los cúmulos de galaxias se alejen unos de otros, y lo hacen a un ritmo tal que por cada megapársec de distancia (o sea, cada 3 millones de años-luz) la velocidad de alejamiento se incrementa en 71 kilómetros por segundo.

El problema, del que ya hemos hablado por aquí, es que la medición de esta constante arroja cifras diferentes en función del método utilizado. Recientemente, el proyecto H0LICOW coordinado por el Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania arrojaba una constante de Hubble de 73,2 km/s por megaparsec. La cifra es exactamente la misma a la que llegó el propio Adam Reiss y sus colegas analizando el brillo de 2.400 estrellas cefeidas en 19 galaxias diferentes y las compararon con 300 supernovas de tipo Ia para calcular las distancias.Dos métodos diferentes, la misma cifra. Sin embargo, si nos atenemos a las mediciones del telescopio espacial Max Planck analizando la radiación cósmica de microondas, la constante de Hubble es de 66,9km/s por megaparsec. Un estudio de 2017 que mide las oscilaciones en la materia bariónica coincide con esta cifra.Demasiados estudios que arrojan la misma cifra, y otros tantos estudios que arrojan la cifra opuesta, pero con cada vez menos variación entre ellos. Adam Riess lleva meses analizándolos todos y explica a BBC que la discrepancia en la constante de Hubble está en un nivel de confianza de 3,4 sigma. La escala sigma describe la probabilidad de que un hecho concreto no sea producto de la casualidad. Normalmente, se considera que un nivel 5 sigma es el límite a partir del cual hay que hablar de un nuevo descubrimiento.Estamos muy cerca. ¿Nueva partícula o nuevo tipo de energía? Sea cual sea la respuesta, nos permitirá acercarnos a un modelo de la física que realmente explique como funciona el universo. Las implicaciones son enormes.

Créditos:Gizmodo

La NASA prepara su primera misión interestelar para buscar vida en Alpha Centauri, pero no será hasta 2069.

Apenas conocemos nuestro propio Sistema Solar, pero la NASA ya tiene la vista puesta en otras estrellas. Científicos de la agencia han revelado los primeros detalles de un plan para enviar la primera sonda interestelar. Su objetivo es Alpha Centauri, y el plazo que se han puesto bastante largo: 2069.Alpha Centauri es un sistema a unos 4,3 años luz de la Tierra compuesto por tres estrellas: Alpha Centauri A, Alpha Centauri B y Proxima Centauri. Esta última estrella debe su nombre a que es la más cercana de las tres a la Tierra, y sabemos que tiene al menos un exoplaneta en zona habitable: Próxima Centauri b o Proxima b. Por supuesto, no sabemos si este exoplaneta alberga vida. de momento es solo una posibilidad.Llegar hasta allí no es en absoluto sencillo. El principal problema es lograr la suficiente velocidad como para llegar hasta allí en un plazo razonable, y eso es precisamente en lo que está trabajando la NASA.

El objetivo de los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro es precisamente desarrollar un motor que sea capaz de impulsar una sonda a una décima parte de la velocidad de la luz. Con ese motor podríamos alcanzar Proxima b en unos 44 años. La idea es tener ese propulsor preparado para 2069.El plan de la NASA se ha anunciado discretamente en el marco de una Conferencia de la Unión Geofísica a la que ha tenido acceso New Scientist. Si le han dado tan poco bombo es porque es fruto de una decisión más política que otra cosa. Parte del presupuesto para la agencia de este año viene sujeto a la orden de desarrollar los sistemas de viaje interestelar.Probablemente la orden esté relacionada con no quedarse atrás en ese reto. Actualmente, el proyecto más avanzado para visitar otros sistemas es Breakthrough Starshot, una iniciativa liderada por el millonario ruso Yury Milner y que cuenta con la colaboración de mentes tan privilegiadas como la de Stephen Hawking.

Créditos:Gizmodo

Descubiertas las estrellas masivas más pobres en metales conocidas hasta la fecha.

El estudio del universo primitivo pasa necesariamente por entender el funcionamiento de las primeras estrellas que, según las simulaciones de formación estelar, pudieron ser muy masivas. En este contexto, comprender la evolución de las estrellas masivas es clave para interpretar los procesos de formación estelar que tuvieron lugar en las primeras épocas cósmicas. En ese periodo, el universo era todavía pobre en metales (para los astrofísicos, los elementos químicos que no sean hidrógeno y helio tienen la denominación de metales), de modo que para poder entender las épocas cósmicas pasadas es indispensable descubrir y caracterizar estrellas masivas en entornos que sean cada vez más pobres en metales.La investigadora del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) (España) Miriam García es la autora de un reciente estudio que presenta el descubrimiento de las primeras estrellas masivas en uno de estos entornos pobres en metales. Concretamente, este hallazgo ha tenido lugar en la galaxia enana irregular de Sagitario (SagDIG, por sus siglas en inglés Sagittarius Dwarf Irregular Galaxy), una galaxia que forma parte del Grupo Local y que está situada a 4,2 millones de años luz de la Tierra.

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Imagen de la galaxia SagDIG. Se trata de una composición realizada con imágenes de archivo del Hubble Space Telescope (cámara ACS, con filtros F475Wazul y F814W-rojo). Las estrellas masivas detectadas están señaladas con cuadrados rojos. La línea roja de la zona inferior derecha, de 30 segundos de arco, indica la escala angular de la imagen. (© Adaptada de Hubble Heritage Team (AURA/STScI), Y.Momany (U. Padua) et al., ESA, NASA (2004).)

Las observaciones, que fueron realizadas con el Gran Telescopio Canarias (GTC) utilizando espectroscopía de baja resolución, desvelaron la presencia de cuatro estrellas masivas en SagDIG, tres azules de tipo OBA y una candidata a supergigante roja, que se han convertido en las estrellas masivas más pobres en metales conocidas en todo el Grupo Local. “Aún hay que obtener datos de mejor resolución espectral que nos permitan determinar la composición química de estas estrellas y confirmar su baja metalicidad”, asegura García, “pero, según la evidencia que hay en estos momentos, se trata de las estrellas masivas más pobres en metales que se conocen”.Con este hallazgo se abre el camino hacia observaciones más profundas y exhaustivas de SagDIG que permitirá a los investigadores censar la población de estrellas masivas en su totalidad y determinar sus propiedades físicas, lo que podría llegar a convertir estas estrellas masivas pobres en metales, en palabras de García, “en el nuevo referente para el estudio del universo de baja metalicidad”.

Créditos:ncyt

Detectan galaxias masivas nadando en el vasto océano de materia oscura.

Los astrónomos creían que las primeras galaxias, aquellas que se formaron unos cientos de millones de años después del Big Bang, tendrían muchas similitudes con las galaxias enanas que vemos hoy en el Universo cercano. Estas aglomeraciones de estrellas luego conformarían las galaxias más grandes que, transcurridos los primeros miles de millones de años, terminarían dominando el Universo.Sin embargo, las observaciones realizadas recientemente por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, revelaron sorprendentes ejemplares de galaxias masivas llenas de estrellas correspondientes a una época en que el Cosmos tenía menos de mil millones de años. Estos hallazgos sugieren que los componentes galácticos pudieron unirse bastante rápido para formar galaxias más grandes.De las observaciones más recientes de ALMA se infiere que esta época de formación de galaxias masivas se remonta a tiempos aún más lejanos, cuando el Universo tenía tan solo 780 millones de años, o cerca de un 5 % de su edad actual. ALMA también reveló que estas galaxias excepcionalmente grandes están contenidas en una estructura cósmica aún más grande: un halo de materia oscura con una masa equivalente a la de varios billones de soles.

Las dos galaxias están tan cerca (menos de la distancia que hay entre la Tierra y el centro de nuestra galaxia) que pronto se fusionarán y formarán la galaxia más grande que se haya observado en ese período de la historia cósmica. El hallazgo aporta nuevos detalles sobre el nacimiento de grandes galaxias y el papel que desempeña la materia oscura en la formación de las estructuras más masivas del Universo.“Con estas increíbles observaciones de ALMA, los astrónomos están estudiando la galaxia más masiva que se conozca en los primeros mil millones de años del Universo, en pleno proceso de formación”, celebra Dan Marrone, profesor asociado de astronomía de la Universidad de Arizona en Tucson y autor principal del artículo.Así, los astrónomos observan estas galaxias durante un período de la historia cósmica conocida como era de la reionización, cuando la mayor parte del espacio intergaláctico estaba envuelto en una oscura niebla de gas de hidrógeno frío. A medida que se formaron más estrellas y galaxias, su energía fue ionizando el hidrógeno presente entre las galaxias y revelando el Universo que vemos hoy.

Para compensar el efecto del lente gravitacional en estas galaxias, se comparan los datos de ALMA (izquierda) con una imagen modelo distorsionada por un lente gravitacional (segunda imagen). La diferencia se muestra en la tercera imagen a partir de la izquierda. A la derecha se muestra la estructura de la galaxia sin el efecto de lente gravitacional. Esta imagen muestra los diferentes rangos de velocidad dentro de la galaxia, que ALMA detecta en distintas frecuencias debido al efecto Doppler.

“Para nosotros, se trataba de un período en que las pequeñas galaxias se habían esforzado por consumir el medio intergaláctico neutro”, explica Marrone. “Sin embargo, el creciente volumen de datos aportados por ALMA ha permitido corregir esa teoría, y sigue resituando más lejos en el pasado el período en que aparecieron las primeras galaxias realmente masivas”.Las galaxias estudiadas por Marrone y su equipo, conocidas colectivamente como SPT0311-58, en un principio habían sido identificadas como una única fuente por el Telescopio del Polo Sur de la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. En ese entonces, las observaciones habían revelado que era un objeto muy distante y brillante en la luz infrarroja, lo cual significaba que contenía mucho polvo y probablemente estaba experimentando un brote de formación estelar. Posteriormente, las observaciones realizadas con ALMA permitieron determinar la distancia del objeto y resolver con precisión el par de galaxias en interacción.Para realizar esa observación, ALMA se benefició del efecto de un lente gravitacional, que potenció la capacidad de observación del telescopio. Los lentes gravitacionales se forman cuando un objeto masivo, como una galaxia o un cúmulo de galaxias, se interpone y curva la luz de galaxias más distantes. Ahora bien, este fenómeno distorsiona la apariencia del objeto estudiado, por lo que requiere la aplicación de sofisticados modelos informáticos para reconstituir la imagen y verla sin distorsión.

Este proceso de deconvolución reveló detalles intrigantes de las galaxias, como el hecho de que en la más grande se están formando estrellas a razón de 2.900 masas solares por año, o que contiene cerca de 270.000 millones de veces la masa de nuestro Sol en puro gas y unos 3.000 millones de veces la masa solar en polvo. “Es una cantidad enorme de polvo, considerando lo joven que es este sistema”, comenta Justin Spilker, doctorado hace poco por la Universidad de Arizona y ahora investigador de posdoctorado de la Universidad de Texas en Austin.Los astrónomos sostienen que el acelerado proceso de formación estelar en esta galaxia probablemente fue gatillado por un encuentro cercano con su pareja, que es un poco más pequeña, pero ya alberga cerca de 35.000 millones de masas solares en estrellas y está aumentando su tasa de formación estelar a un ritmo vertiginoso de 540 masas solares por año.Los investigadores pudieron observar que las galaxias de esta época eran más caóticas que las que tenemos más cerca, y plantean que sus formas dispares se deben a las grandes cantidades de gas que cae sobre ellas y a sus interacciones y fusiones con sus vecinas.Las nuevas observaciones también permitieron a los investigadores detectar la presencia de un halo gigante de materia oscura alrededor de ambas galaxias. La materia oscura es responsable de la gravedad que lleva al Universo a colapsar en distintas estructuras, como galaxias, grupos y cúmulo de galaxias, etc.

 

“Para saber si la existencia de una galaxia coincide con nuestra comprensión actual de la cosmología, hay que analizar el halo de materia oscura —la estructura colapsada de materia oscura— en la que se encuentra”, explica Chris Hayward, investigador asociado del Centro de Astrofísica Informática del Flatiron Institute, ubicado en la ciudad de Nueva York. “Afortunadamente, conocemos muy bien la proporción de materia oscura y materia normal en el Universo, así que podemos calcular la masa probable del halo de materia oscura”.Al comparar sus cálculos con las predicciones cosmológicas actuales, los investigadores descubrieron que este halo es uno de los más masivos que deben de haber existido en la época.“Estamos estudiando otras galaxias descubiertas con el Telescopio del Polo Sur, y tenemos muchos más datos que recién comenzamos a analizar. Nuestra esperanza es encontrar más objetos como este, quizá incluso más distantes, para entender mejor esta población de galaxias extremadamente polvorientas y, sobre todo, su relación con las demás galaxias de la época”, señala Joaquín Vieira, de la Universidad de Illinois en Urbana-Campaign.“De todas formas, nuestra próxima ronda de observaciones con ALMA debería ayudarnos a entender qué tan rápido se formaron estas galaxias y a mejorar nuestra comprensión de los procesos de formación de galaxias masivas durante la reionización”, agrega Marrone.

Créditos:ncyt

Atrapado en una trampa de polvo.

Esta imagen del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestra a V1247 Orionis, una estrella joven y caliente, rodeada por un anillo dinámico de gas y polvo conocido como disco circunestelar. Pueden distinguirse dos partes: un anillo central de materia claramente definido y una estructura más delicada, en forma de  media luna, situada más hacia fuera.

Se cree que la zona ubicada entre el anillo y la forma de media luna, visible como una franja oscura, puede ser causada por un planeta joven que está escarbando un hueco a su paso por el disco. A medida que el planeta orbita alrededor de su estrella, su movimiento crea áreas de alta presión a ambos lados de su ruta, algo parecido a lo que hace un barco cuando crea estelas en el agua. Estas áreas de alta presión podrían convertirse en barreras protectoras alrededor de los lugares en los que se forman los planetas; las partículas de polvo quedan atrapadas dentro de ellas durante millones de años, haciendo que dispongan del tiempo y el espacio suficientes para formar grumos y crecer.

ALMA

Por primera vez, la exquisita resolución de ALMA permite a los astrónomos estudiar la intrincada estructura de este tipo de vórtices donde se captura el polvo. La imagen revela, no sólo la trampa de polvo en forma de media luna en el borde exterior de la franja oscura, sino también regiones con exceso de polvo dentro del anillo, indicando probablemente una segunda trampa de polvo formada dentro de la posible órbita del planeta. Esto confirma las predicciones de simulaciones computacionales desarrolladas con anterioridad.

La trampa de polvo es una de las posibles soluciones a un gran obstáculo en las actuales teorías sobre cómo se forman los planetas, que predice que las partículas deberían derivar hacia la estrella central y ser destruidas antes de tener tiempo de crecer a tamaños planetesimales (el problema de la deriva radial).

Créditos:Alma

¿Se producen menos ondas gravitacionales de lo esperado?

Imagen obtenida con el Jansky Very Large Array en ondas de radio a la frecuencia de 5 GHz del microcuásar GRS 1758-258. La línea blanca a trazos indica la trayectoria en forma de Z que sigue el flujo de plasma relativistas eyectado desde las proximidades del núcleo central donde reside el agujero negro. Los objetos marcados con los número 1, 2, y 3 son astros de fondo no relacionados con el microcuásar. / Josep Martí et al.

Investigadores de las universidades de Jaén y Barcelona han descubierto por primera vez una estructura en forma de Z en un microcuásar. El hallazgo se puede extrapolar al estudio de radiogalaxias y el fondo de ondas gravitacionales que, según sugiere el estudio, podría ser más débil de lo estimado hasta ahora.

Investigadores del grupo Fuentes de Alta Energía de la Galaxia’ (FAEG) de la Universidad de Jaén (UJA), en colaboración con científicos de la Universidad de Barcelona y su Instituto de Ciencias del Cosmos, han encontrado una estructura en forma de Z en un microcuásar, una versión a escala reducida de una radiogalaxia.Este hallazgo, publicado por la revista Nature Communications, tiene interesantes consecuencias para algunas de estas radiogalaxias que se han supuesto hasta ahora como emisoras de ondas gravitacionales.“Las ondas gravitacionales son vibraciones en el espacio-tiempo, el material del que está hecho el universo”, explica Pedro Luis Luque, coautor del artículo y responsable del grupo de la UJA. “En octubre de este año, los investigadores Rainer Weiss, Barry Barish y Kip  Thorne recibieron el Premio Nobel de Física 2017 por la pionera detección y observación de estas ondas con la colaboración LIGO”.

“Cuando estas ondas son provocadas por la fusión de agujeros negros demasiado alejados, no somos capaces de distinguirlas individualmente –prosigue–, y forman una especie de ruido de fondo de ondas gravitacionales que se une al provocado por el propio Big Bang, por lo que su detección permitiría obtener información tanto de los primeros instantes de la creación como de la formación y naturaleza de los agujeros negros”. Para saber si se podrá observar ese fondo de las ondas gravitacionales en el universo es preciso cuantificar cuál es su intensidad. Una de las formas de hacerlo se basa en estudiar la contribución de las llamadas radiogalaxias aladas, galaxias lejanas que emiten chorros de partículas a gran velocidad cuya morfología recuerda a una gigantesca X o Z cuando se observan en ondas de radio.“Hasta ahora se creía que estas estructuras extensas en radiogalaxias aladas se debían principalmente a una fusión previa de dos agujeros negros supermasivos y, por lo tanto, ese tipo de objetos astronómicos se han considerado como importantes contribuyentes al fondo de ondas gravitacionales”, señala Josep Martí, primer firmante del artículo y catedrático del área de Astronomía y Astrofísica de la UJA. Sin embargo, el estudio realizado muestra que ello no tiene por qué ser así y apoya otra explicación alternativa a la fusión de agujeros negros.

Estudiar microcuásares con radiogalaxias aladas.

“El comportamiento de ambos objetos astronómicos, microcuásares y radiogalaxias, sigue las mismas leyes físicas, por lo que es posible estudiar los primeros, que evolucionan mucho más rápido, son relativamente pequeños y están en nuestra Vía Láctea, para extrapolar luego los resultados por analogía a las lejanas y gigantescas radiogalaxias. Es algo parecido a lo que hacen los ingenieros cuando trabajan con modelos a escala en un túnel de viento”, argumenta Pedro Luis Luque.  Dado que en los microcuásares sabemos con certeza que nunca han albergado dos agujeros negros,  sino solo uno que captura materia de su estrella compañera, la forma de Z observada por los autores en uno de ellos, denominado GRS 1758-258, no puede ser debida al mecanismo de fusión, y su morfología puede explicarse simplemente mediante interacciones hidrodinámicas en el medio circundante, donde los chorros eyectados por el microcuásar cambian de dirección al chocar con la materia de alrededor. “Extrapolando este resultado al caso de las radiogalaxias aladas, podemos inferir que un buen número de ellas obtendría su característica forma del mismo modo que el microcuásar, y no mediante la fusión de dos agujeros negros, como se creía hasta ahora.

Investigadores de la Universidad de Jaén junto a una ilustración relacionada con el estudio. / UJA.

A la luz de este resultado, la tasa de fusión de agujeros negros supermasivos en el universo necesita ser revisada a la baja dado que la presencia de estructuras aladas no garantiza el haber sido fuente de ondas gravitacionales en el pasado. De ese modo, el nivel del fondo de ondas gravitacionales sería más débil de lo que hasta ahora se estimaba”, indica Josep Martí. Para conseguir este importante resultado, los autores del artículo han tenido que realizar observaciones recientes con uno de los conjuntos de radiotelescopios más sensibles del mundo, el Jansky Very Large Array situado en Nuevo México (EE UU), y combinarlas con todas las observaciones que se han realizado sobre el mismo microcuásar en décadas anteriores.“Solo uniendo esos datos ha sido posible alcanzar la sensibilidad necesaria para advertir la forma de Z en GRS 1758-258, y deducir de ellas las importantes implicaciones que puede tener, no solo en la magnitud del fondo de ondas gravitacionales, sino en otros campos de esta ciencia como en la astrofísica estelar o en la comprensión de la formación y evolución de galaxias”, señala Josep Martí. Este estudio supone un hito para la UJA, ya que es la primera investigación liderada por un grupo de la Universidad de Jaén que se publica en una revista del grupo editorial Nature.

Créditos:sinc

ALMA explora el disco de escombros de Fomalhaut.

Fomalhaut es una de las estrellas más brillantes del cielo. En términos astronómicos se encuentra bastante cerca de nosotros, a unos 25 años luz de distancia, y puede ser vista brillando en la constelación de Piscis Austrinus (el pez del sur). Esta imagen de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra a Fomalhaut (en el centro) rodeada por un anillo de escombros polvorientos: es la primera vez que se ha podido captar esta escena a tan alta resolución y con tanta sensibilidad en longitudes de onda milimétricas.

El disco de Fomalhaut está formado por una mezcla de polvo cósmico y gas procedente de los cometas del sistema de Fomalhaut (exocometas), polvo y gas liberados cuando los exocometas se rozan o chocan unos con otros. Este entorno turbulento es parecido al que atravesó nuestro propio Sistema Solar en una etapa temprana conocida como el bombardeo intenso tardío (LHB, de las siglas en inglés Late Heavy Bombardment), que tuvo lugar hace aproximadamente cuatro mil millones de años. Durante esta época un gran número de objetos rocosos se precipitaron hacia el interior del Sistema Solar y chocaron con los jóvenes planetas terrestres, incluida la Tierra, formando un gran número de cráteres de impacto, muchos de los cuales siguen siendo hoy visibles en la superficie de planetas como Mercurio y Marte.Fomalhaut es conocida por estar rodeada de varios discos de escombros (el que vemos en esta imagen de ALMA es el más externo). El anillo está a unos 20.000 millones de kilómetros de la estrella central y tiene unos 2.000 millones de kilómetros de ancho. Un disco relativamente estrecho y excéntrico como este  solo puede producirse por la influencia gravitatoria de los planetas del sistema, al igual que ocurre con la influencia gravitatoria de Júpiter en nuestro cinturón de asteroides. En el año 2008 el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA descubrió el famoso exoplaneta Fomalhaut b orbitando dentro de este cinturón, pero el planeta no es visible en esta imagen de ALMA.

Créditos:eso

Vapor de agua para comprender la evolución de las galaxias luminosas.

El agua (H2O) es una de las especies moleculares más abundantes del universo, pero en nuestra galaxia está en su mayor parte en estado sólido (hielos adheridos a los granos de polvo interestelar). No obstante, en los núcleos de las galaxias luminosas se observa una gran acumulación de H2O en otro estado: el gaseoso, asociada a fuertes brotes de formación estelar.Gracias al uso del interferómetro ALMA (Chile), un conjunto de 50 antenas que observan a la vez la misma fuente (lo que incrementa enormemente el área recolectora y mejora drásticamente la resolución angular), un grupo internacional de investigadores ha podido observar ahora que ese disco nuclear,de tamaño inferior a la centésima parte de la distancia que separa la Tierra del centro de nuestra galaxia,contiene una asombrosa cantidad de H2O, equivalente a 30 billones (millones de millones) de veces el agua contenida en todos los océanos de la Tierra.Este estudio, en el que ha participado el profesor Eduardo González Alfonso del departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Alcalá (UAH) (España), se ha centrado en detectar, por primera vez, la transición de fase del agua a una frecuencia de 448 gigahercios (GHz) en el espacio. El trabajo se ha publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, que además lo ha seleccionado como uno de los artículos más destacados en lo que va de 2017.

Esquema de la primera detección de transición del agua en el
espacio a 448 GHz.  (Foto: M. Pereira-Santaella et al./ A&A)

 

Los discos nucleares galácticos pueden resultar claves para nuestra comprensión de la transformación de galaxias con enormes brotes de formación estelar en galaxias elípticas, sin apenas formación estelar y por tanto ‘muertas’ (dicho en argot astrofísico), así como en la formación y crecimiento de agujeros negros súpermasivos en los centros galácticos.Según los autores, esta investigación contribuirá a observar en detalle y comprender mejor la evolución cósmica de las galaxias luminosas. Además del investigador de la UAH, en el trabajo han participado otros del Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN), el Centro de Astrobiología (CSIC/INTA), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) junto a colegas británicos y brasileños.

Créditos:NCYT

Descubren polvo de estrellas de las primeras supernovas.

La observación de la galaxia A2744_YD4, la más lejana y más joven detectada por el Observatorio Europeo Austral, ha permitido el descubrimiento de una gran cantidad de polvo estelar antiguo procedente de las muertes de las primeras supernovas, que se produjo cuando el universo solo tenía el 4% de su edad actual. Este hallazgo ofrece un paso más en el estudio sobre cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias del universo.

Representación artística de la galaxia A2744_YD4 / ESO/M. Kornmesser

La galaxia A2744_YD4 es la más joven y más remota que jamás haya detectado el telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA, por sus siglas en inglés), situado en Chile y operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés).Usando el ALMA un grupo de científicos dirigidos por Nicolas Laporte, del University College de Londres, ha descubierto que esta galaxia contiene una cantidad muy abundante de polvo interestelar, formado por la muerte de estrellas de generaciones anteriores.Observaciones posteriores han confirmado que la A2744_YD4 se muestra tal y como era cuando el universo tenía solo 600 millones de años de edad, durante el periodo en el que se formaron las primeras estrellas y galaxias. “La detección de tanto polvo estelar indica que esta galaxia estuvo poblada por las primeras supernovas”, explica Laporte. Esto arroja nueva información sobre cuándo explotaron las primeras supernovas y, por tanto, cuándo las primeras estrellas calientes comenzaron a bañar de luz el universo. Determinar el momento de este ‘amanecer cósmico’ se ha convertido en uno de los santos griales de la astronomía moderna. A través del estudio de este polvo interestelar, se intenta cifrar ese acontecimiento, aunque sea de forma indirecta.

También en esta galaxia se ha detectado una emisión brillante de oxígeno ionizado. Es la más lejana y, por tanto, también la más temprana del universo, superando a otra detección que había observado ALMA en 2016.La observación ha sido posible gracias a que la galaxia se encuentra tras un cúmulo masivo de otras galaxias, el Abell 2744, lo que ayuda a la formación de un fenómeno llamado lente gravitacional. En la práctica, este cúmulo actúa como un ‘telescopio’ cósmico gigante que aumenta la observación sobre A2744_YD4 por 1,8 veces, lo que ha permitido al equipo observar mucho más lejos en la época más temprana del universo.En el estudio también se han utilizado otros instrumentos de la ESO como el X-Shooter, perteneciente al Very Large Telescope (VLT), un conjunto de telescopios situados en Cerro Paranal (Chile) y que constituyen el observatorio astronómico más avanzado del mundo.

Cuánto tarda en formarse una estrella.

El polvo de estrellas, compuesto principalmente por silicio, carbón y aluminio, aparece en granos que miden la millonésima parte de un centímetro. Estos elementos se forman en el interior de las estrellas y se dispersan por el cosmos cuando mueren.Hoy, este polvo es abundante y es clave para la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas; pero al comienzo del universo, antes de que muriese la primera generación de estrellas, era muy escaso.Nuestro sol, nuestro planeta y nuestra existencia son el producto –13 mil millones de años después– de esta primera generación de estrellas. Estudiando su información, vida y muerte, exploramos nuestros orígenes.El equipo también ha calculado la media de la formación de estrellas en A2744_YD4 e informa de que las estrellas se forman a una media de 20 masas solares por año, comparada con la Vía Láctea cuya media es de una masa solar por año.

“Las cifras no son raras para una galaxia tan lejana, pero arroja luz respecto a lo rápido que se forma el polvo en A2744_YD4”, explica Richard Ellis, coautor del estudio. “El tiempo estimado es solo de 200 millones de años, así que estamos observando esta galaxia poco después de su formación”, apunta. Esto significa que la formación de estrellas comenzó unos 200 millones de años antes de la época en que la galaxia está siendo observada. Para los autores es una gran oportunidad para que ALMA ayude a estudiar la era en la que las primeras estrellas y galaxias se ‘encendieron’.“Promover medidas de este tipo ofrece una perspectiva muy excitante para rastrear la primera formación de estrellas y la creación de los elementos químicos más pesados en la primera etapa del universo”, apunta Laporte.

Créditos:SINC

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