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Una huella galáctica.

La semana pasada tuvo lugar el esperado segundo lanzamiento de datos de la misión Gaia de la ESA con información de 1.700 millones de estrellas: el mayor catálogo estelar de la historia. Para poner este vasto número en contexto, si contásemos ‘únicamente’ mil millones a una velocidad de un número por segundo, tardaríamos más de 30 años. Cabe esperar que los nuevos datos mantendrán ocupados a los astrónomos durante más tiempo aún. El conjunto de datos ya ha revelado detalles precisos sobre la formación y el movimiento de las estrellas que pueblan la Vía Láctea, información esencial para poder investigar el surgimiento y la evolución de nuestra Galaxia anfitriona.

No obstante, este tesoro único incluye información sobre estrellas más allá de sus fronteras. La imagen de esta semana es buen ejemplo de ello, ya que muestra una de las galaxias más cercanas a nuestra Vía Láctea: la Gran Nube de Magallanes.Esta imagen combina la densidad total de las estrellas detectadas por Gaia en cada píxel con información sobre sus movimientos propios (su velocidad de desplazamiento por el cosmos), representados como la textura de la imagen, por lo que se asemeja a una huella dactilar.Al medir el movimiento propio de los millones de estrellas de la Gran Nube, los astrónomos pudieron ver signos de que las estrellas rotaban en sentido horario alrededor del centro de la galaxia. La impresión de este movimiento se evoca en la imagen con el arremolinamiento de las líneas.

Los astrónomos están interesados en derivar las órbitas de cúmulos globulares (antiguos sistemas de estrellas unidos por gravedad y que se encuentran en el halo de la Vía Láctea) y galaxias enanas que giran alrededor de la Vía Láctea. Los resultados ofrecerán información valiosísima para estudiar la evolución pasada de nuestra Galaxia y su euí se puede consultar más información sobre el último lanzamiento de datos de Gaia.

Créditos:esa

Las primeras estrellas dejaron su huella en el hidrógeno.

Detectada la primera señal del amanecer cósmico.

Con una pequeña antena en una remota región de Australia, los astrónomos han captado una señal de las primeras estrellas del universo, y revela que se ‘encendieron’ 180 millones de años después del Big Bang. El descubrimiento viene acompañado de otro inesperado: antes de que nacieran las estrellas algo enfrió el gas circundante, quizá la misteriosa materia oscura.

Astrónomos de la Universidad de Arizona y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han captado las débiles señales que emitió el gas hidrógeno del universo primordial, y han comprobado que se generaron tan solo 180 millones de años después del Big Bang. De hecho, es la primera evidencia de hidrógeno encontrada en el cosmos.Los autores, que esta semana publican su descubrimiento en la revista Nature, han obtenido los datos con una radioantena no mucho más grande que una lavadora, aislada de interferencias en un paraje árido de Australia.Después han analizado las bandas de absorción del gas y han determinado que sus propiedades solo se pueden explicar si ya existían estrellas en esa época tan remota. La radiación ultravioleta de aquellos astros alteró el estado de excitación del electrón del hidrógeno y, como resultado, los átomos de este gas en todo el universo comenzaron a absorber radiación de fondo, un cambio fundamental que se ha podido detectar con las ondas de radio.

Radioespectrómetro EDGES utilizado para el estudio. / CSIRO Australia

Una ventana al universo temprano.

“Encontrar esta señal minúscula ha abierto una nueva ventana al universo temprano”, destaca Judd Bowman, investigador de la Universidad de Arizona y autor principal del estudio. “Los telescopios no pueden ver lo suficientemente lejos como para obtener imágenes directas de estrellas antiguas, pero hemos visto cuándo se ‘encendieron’ en forma de ondas de radio llegadas desde el espacio”.”Esta es la primera señal real de que las estrellas comienzan a formarse y a afectar el medio que las rodea”, añade otro de los autores, Alan Rogers, científico del MIT. “Lo que sucede en ese período es que parte de la radiación de las primeras estrellas está empezando a dejar ver el hidrógeno, que se puede observar como ‘siluetas’ en determinadas frecuencias de radio (78 megahertzios)”.Los autores han comprobado que el ancho del perfil de las señales observadas se ajusta bastante a lo predicho por la teoría, pero se han sorprendido al encontrar que tiene una amplitud más grande de lo esperado, lo que indica que el gas primordial estaba más frío de lo que se consideraba hasta ahora.

Línea de tiempo del universo actualizada para mostrar cuándo surgieron las primeras estrellas, unos 180 millones de años después del Big Bang. / N.R.Fuller, National Science Foundation

Entra en escena la materia oscura

“La radiación de las primeras estrellas activa la absorción, pero la que hemos detectado es mucho más fuerte que la más potente de las absorciones que predecían los modelos, y se produce solo si el gas cósmico está muy frío”, aclara a Sinc el profesor Rennan Barkana de la Universidad de Tel Aviv (Israel), quien en otro artículo de Natureofrece una posible explicación: la materia oscura.“La materia oscura es incluso más fría que el gas, por lo que una interacción entre ellos transferirá calor del gas hacia ella”, explica el profesor, que, además, ha podido deducir con sus modelos físicos que una partícula de materia oscura no es más pesada que varias masas de protones.“Para enfriar el gas, la partícula de materia oscura no puede ser muy pesada. Por ejemplo, cuando arrojas una pelota de tenis contra una pared, regresa a ti a la misma velocidad. La pelota no pierde energía en la pared, que es muy pesada.

De forma similar, la partícula de materia oscura no puede ser mucho más pesada que un átomo de hidrógeno (el límite es de 4 protones), para que pueda enfriar el gas y explicar la radioseñal”.En cualquier caso, Barkana reconoce que podría haber otra causa del excesivo enfriamiento del gas primordial: “Lo que vemos es absorción, por gas, de ondas de radio. La otra posible explicación es que hubo más ondas de radio y más intensas en el universo temprano de lo que esperamos, producidas por algún proceso cuando comenzaban a formarse las estrellas. Esto también sería una gran sorpresa”.El autor adelanta que pronto habrá nuevas observaciones detalladas de la distribución de ondas de radio en el cielo. “La explicación de la materia oscura predice que se verá un patrón específico en estas observaciones, que se espera que lleguen en los próximos años”, concluye el profesor israelí.

Créditos:sinc

El telescopio Hubble revela la mayor densidad de enanas marrones.

Astrónomos han descubierto con el telescopio espacial Hubble la población más grande de enanas marrones esparcidas entre las estrellas recién nacidas. El hallazgo ha sido resultado de un estudio profundo sin precedentes para detectar objetos pequeños y débiles en la Nebulosa de Orión, según un comunicado de la NASA. Las enanas marrones son objetos cósmicos más masivos que los planetas, pero demasiado pequeñas para generar energía como las estrellas. Las enanas marrones proporcionan claves importantes para comprender cómo se forman las estrellas y los planetas, y pueden estar entre los objetos más comunes en nuestra galaxia. En primer lugar, el equipo de Hubble identicó 1.200 candidatos a enanas rojas. Descubrieron que las estrellas se dividen en dos poblaciones distintas: las que tienen agua y las que no. Los brillantes con agua fueron conrmados como débiles enanas rojas. La multitud de enanas marrones y planetas otantes, libres de agua y otantes dentro de la nebulosa de Orión son todos nuevos descubrimientos. También se detectaron muchas estrellas sin agua, y estas son estrellas de fondo en la Vía Láctea. Su luz se enrojeció al pasar a través del polvo interestelar y, por lo tanto, no era relevante para el estudio del equipo.

El equipo también buscó compañeros binarios más débiles para estas 1.200 estrellas rojizas. Debido a que están tan cerca de sus estrellas primarias, estos compañeros son casi imposibles de descubrir usando métodos de observación estándar. Pero al utilizar una técnica única de imagen de alto contraste desarrollada por Laurent Pueyo en el Space Telescope Science Institute, los astrónomos pudieron resolver imágenes débiles de un gran número de compañeros candidatos. Este primer análisis no permitió a los astrónomos de Hubble determinar si estos objetos orbitan alrededor de la estrella más brillante o si su proximidad en la imagen de Hubble es resultado de una alineación aleatoria. Como consecuencia, están clasicados como candidatos por ahora. Sin embargo, la presencia de agua en sus atmósferas indica que la mayoría de ellas no pueden ser estrellas desalineadas en el fondo galáctico, y por lo tanto deben ser enanas marrones o exoplanetas compañeros. En total, el equipo encontró 17 compañeros candidatos a enanas marrones, una pareja de enanas marrones y una enana marrón con una compañera planetaria. El estudio también identicó tres posibles compañeros de masa planetaria: uno asociado a una enana roja, uno a una enana marrón y uno a otro planeta.

Créditos:ep

Astrónomos descubren que los primeros momentos del universo no eran como pensábamos.

Durante más de seis años un equipo internacional compuesto por más de 20 científicos desarrolló una investigación enfocada en la formación estelar 30 Dorado, ubicada en la Nube Grande de Magallanes, también conocida como la Nebulosa de la Tarántula. El resultado de esta labor determinó que el universo temprano tendría una mayor abundancia de estrellas masivas que el que la astrofísica contemporánea suponía.La investigación, liderada por el astrónomo de la Universidad de Oxford, Fabian Schneider y en la que participó el investigador postdoctoral del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (UChile), Venu Kalari, fue publicada en la revista Science, y viene a cambiar la manera como se entendían los primeros momentos del universo.

El equipo de científicos utilizó en su investigación el Very Large Telescopio (VLT) del Observatorio Paranal de la Organización Europea para la Observación Astronómica en el Hemisferio Austral (ESO). (Foto: ESO)

En su etapa de observación, los científicos utilizaron el Very Large Telescopio o Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Paranal de la Organización Europea para la Observación Astronómica en el Hemisferio Austral (ESO) durante 160 horas, lo que les permitió aprovechar la ventaja del que es el instrumento óptico más avanzado del mundo, y que al utilizar sus cuatro telescopios puede ver detalles con 25 veces más precisión que con telescopios individuales de mayor tamaño.”Las estrellas masivas son claves para la comprensión del cosmos, ya que tras colapsar en forma de supernovas generan los elementos químicos complejos… claves para el nacimiento de vida”, explicó Kalari, quien fue responsable de observar y analizar parte de los datos obtenidos con el VLT.”Observar en esta zona del universo -ubicada a tan sólo 50 kilo parsecs- fue como meterse dentro de una máquina del tiempo, ya que su composición química es muy similar a la del comienzo del universo y ello nos permitió inferir que en dicho período habitaban una enorme cantidad de estrellas masivas, tal como lo constatamos en la Nebulosa de la Tarántula”, continuó el investigador.

Hasta ahora se pensaba que en el Universo primitivo no había elementos aparte del Hidrógeno y el Helio, así como que las estrellas masivas representaban un porcentaje menor del total de estrellas, siendo estas las fábricas cósmicas desde las que provienen todos los elementos más pesados que el helio, como el oxígeno o el hierro de nuestra sangre, los que fueron liberados a tras su explosiva muerte, las supernovas.A juicio del investigador postdoctoral del Departamento de Astrónomos FCFM de la U. de Chile e investigador del Centro de Astrofísica CATA, ahora se abre un debate importante: ¿Qué tan universal son los resultados de la investigación? “La respuesta a esta pregunta impactará profundamente en nuestra comprensión de la evolución de nuestro Universo, y en cierto sentido, nuestras vidas, ya que todos los elementos de nuestra existencia cotidiana se formaron en estas estrellas”, concluyó.

Créditos:ncyt

Un ‘renacuajo’ galáctico surca el cielo.

Podría parecer la estrella que guio a los Reyes Magos, pero en realidad es la galaxia Kiso 5639, situada a unos 82 millones de años luz de nosotros.Aunque tiene una forma más bien plana, su inclinación hace que parezca una especie de cohete, con una cabeza fulgurante y una larga cola salpicada de estrellas. Debido a su morfología, se clasifica en la categoría de galaxias ‘renacuajo’.El color rosa de la cabeza es fruto del brillo del hidrógeno, provocado por el nacimiento de nuevas estrellas con una masa equivalente a un millón de soles. Se encuentran agrupadas en grandes cúmulos formados hace menos de un millón de años.Por su parte, la cola, salpicada de brillantes estrellas azules, contiene al menos cuatro regiones de formación estelar, donde los astros son más antiguos que las de la cabeza. Unos tenues filamentos de gas y estrellas se prolongan más allá del cuerpo principal de este renacuajo cósmico.La imagen fue captada por el telescopio espacial Hubble de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2015, pero la ESA la ha recuperado esta semana para dar la bienvenida a 2018 con estos gigantescos fuegos artificiales.

Créditos:sinc

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

Estudiantes de la ULL descubren la nova más brillante en la Galaxia de Andrómeda de 2017.

Un grupo de alumnos del Máster en Astrofísica de la Universidad de La Laguna (ULL) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) (España) detectaron esta nova, junto con otra más, en la galaxia de Andrómeda durante sus prácticas académicas en los Observatorios de Canarias.”En la galaxia de Andrómeda se descubren unas cincuenta novas cada año. En total hay 1.106 conocidas, pero muy pocas tan brillantes y luminosas como la que descubrimos durante las observaciones con la cámara CAMELOT del telescopio IAC-80 la noche del 11 de noviembre”, explica Laura Hermosa Muñoz, estudiante del Máster en Astrofísica, quien descubrió, junto a sus compañeras del grupo, la nova más brillante detectada en Andrómeda en 2017, denominada M31N 2017-11d.

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Imagen de la galaxia de Andrómeda (también denominada M31) sobre la que se representan las 1.106 novas conocidas en esa galaxia, de las cuales, una de ellas, M31N2017-11d, la más brillante de 2017, ha sido descubierta recientemente, en la noche del 11 de noviembre, con el telescopio IAC-80 del Observatorio del Teide durante las prácticas de observación astronómica del Máster en Astrofísica de la Universidad de La Laguna (Hermosa Muñoz et. al 2017a). Los recuadros muestran las “cartas de identificación” de esa nova (abajo a la izquierda) así como la de otra, M31N2017-10a (arriba), que explotó en octubre y fue también observada por los estudiantes del Máster con el telescopio Isaac Newton del Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma (Hermosa Muñoz et. al 2017b). (Crédito: Ismael Pérez (ULL/IAC))

Esa misma noche, otro telescopio en Arizona también observaba Andrómeda, pero detectó esa misma nova varias horas después de las observaciones que las estudiantes de la ULL habían realizado desde el Observatorio del Teide (Izaña, Tenerife). “La confirmación de que efectivamente se trataba de una nova fue el resultado de observaciones de otros astrónomos con el telescopio Liverpool del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma) y con el telescopio ruso de 6 metros BAT”, añade Laura Hermosa.”Observar el cielo varias noches con telescopios profesionales en dos de los mejores observatorios del mundo es un privilegio al alcance de los estudiantes del Máster en Astrofísica de la Universidad de La Laguna”, señala María Jesús Arévalo Morales, directora del Departamento de Astrofísica de la ULL e investigadora y coordinadora del área de enseñanza del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Y añade, “Y si además las observaciones dan lugar a resultados científicos nuevos e interesantes, el esfuerzo que realizamos en el Departamento de Astrofísica y en el Instituto de Astrofísica de Canarias está completamente recompensado”.

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“Desde hace varias décadas, el departamento de Astrofísica de la ULL enseña Astrofísica no sólo en las aulas y laboratorios de la Universidad de La Laguna, sino también en las prácticas de observación astronómica que se llevan a cabo todos los cursos con telescopios de los Observatorios del Teide y del Roque de los Muchachos”, comenta César Esteban López, director del Máster en Astrofísica de la ULL e investigador del IAC. En particular, las observaciones de las prácticas del segundo curso del Máster están orientadas al desarrollo de pequeños proyectos donde los estudiantes preparan sus propias observaciones, las llevan a cabo de forma presencial en los Observatorios y, posteriormente, reducen los datos y los analizan comparándolos con la ingente cantidad de datos astronómicos disponibles en los archivos de datos de los observatorios de todo el mundo y de los telescopios espaciales. Los temas de los proyectos abordan diferentes aspectos de la Astrofísica moderna, desde observaciones de galaxias cercanas a la Vía Láctea, como la galaxia de Andrómeda, hasta algunas de las más lejanas del Universo, ayudados por el efecto lente gravitacional de cúmulos de galaxias como los de los Campos Frontera del Telescopio Espacial Hubble.

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Este curso, entre otros proyectos, los estudiantes apuntaron el IAC-80 y el INT (Isaac Newton Telescope), del Grupo de Telescopios ING, en la dirección de la galaxia de Andrómeda, también conocida como Messier 31 o M31. “Ambos telescopios cuentan con cámaras “CCD” muy eficientes”, comenta Ismael Pérez Fournon, profesor de la ULL e investigador del IAC, responsable de las prácticas de segundo curso. “Nuestra galaxia vecina, Andrómeda, es uno de los mejores laboratorios para entender los procesos físicos del Universo”, añade. Cefeidas, novas y estrellas variables luminosas azules (algunas de ellas con luminosidades superiores a un millón de veces la del Sol) son algunos de los tipos de estrellas que se pueden estudiar en Andrómeda con telescopios como el IAC-80 y el INT.Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

Créditos:ncyt

ALMA descubre polvo frío alrededor de la estrella más cercana.

El Observatorio ALMA, en Chile, ha detectado polvo alrededor de Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Estas nuevas observaciones revelan el resplandor procedente de polvo frío en una región que se encuentra a una distancia de Próxima Centauri que supone entre una y cuatro veces la que separa a la Tierra del Sol. Los datos también insinúan la presencia de un cinturón de polvo externo incluso más frío que puede indicar la presencia de un complejo sistema planetario. Estas estructuras son similares a los cinturones mucho más grandes del Sistema Solar y también se espera que estén formadas por partículas de roca y hielo que no lograron formar planetas.

Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sol. Es una débil enana roja que se encuentra a tan solo cuatro años luz, en la constelación meridional de Centaurus (el centauro). Es orbitada por Próxima b, un planeta templado del tamaño de la Tierra descubierto en el año 2016 que es, además, el planeta más cercano al Sistema Solar. Pero en este sistema hay algo más que un solo planeta. Nuevas observaciones de ALMA revelan la emisión de nubes de frío polvo cósmico que rodean a la estrella.El autor principal del nuevo estudio, Guillem Anglada [1], del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada (España), explica la importancia de este hallazgo: “El polvo alrededor de Próxima es importante porque, tras el descubrimiento del planeta terrestre Próxima b, es el primer indicio de la presencia de un complejo sistema planetario (formado por más de un único planeta) alrededor de la estrella más cercana a nuestro Sol”.Los cinturones de polvo son los restos del material que no se incorporó a cuerpos de mayor tamaño, como pueden ser los planetas. Las partículas de roca y hielo en estos cinturones varían en tamaño: desde el más diminuto grano de polvo, más pequeño que un milímetro, hasta cuerpos tipo asteroide con muchos kilómetros de diámetro [2].

Este gráfico muestra la gran constelación meridional de Centaurus (el Centauro) y pueden verse la mayor parte de las estrellas visibles a ojo en una noche despejada. La ubicación de la estrella más cercana al Sistema Solar, Próxima Centauri, está marcada con un círculo rojo. Próxima es demasiado débil para poder verla a simple vista, pero puede verse con un pequeño telescopio.Crédito:ESO/IAU and Sky & Telescope

El polvo parece encontrarse en un cinturón que se extiende a unos pocos cientos de millones de kilómetros de Próxima Centauri y tiene una masa total de, aproximadamente, una centésima parte de la masa de la Tierra. Se estima que este cinturón tiene una temperatura de unos –230 grados centígrados, la misma que la del Cinturón de Kuiper en el Sistema Solar exterior.También hay pistas, en los datos de ALMA, que apuntan a la presencia de otro posible cinturón de polvo incluso más frío unas diez veces más lejos. De confirmarse, la naturaleza de un cinturón exterior resultaría intrigante, dado su entorno muy frío lejos de una estrella que es más fría y más débil que el Sol. Ambos cinturones están mucho más lejos de Próxima Centauri que el planeta Próxima b, que orbita a sólo 4 millones de kilómetros de su estrella [3].Guillem Anglada explica las implicaciones del descubrimiento: “Este resultado sugiere que Próxima Centauri puede tener un sistema múltiple del planetas con una rica historia de interacciones que dieron lugar a la formación de un cinturón de polvo. Estudios más profundos podrían proporcionar información para localizar la ubicación de planetas adicionales que todavía no han sido identificados”.

Esta imagen combina una visión de los cielos del sur sobre el Telescopio de 3,6 metros de ESO, en el Observatorio La Silla (Chile), con imágenes de las estrellas Próxima Centauri (inferior derecha) y la estrella doble Alfa Centauri AB (abajo a la izquierda) tomadas con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sistema Solar y tiene en órbita al planeta Próxima b, que fue descubierto usando el instrumento HARPS, instalado en el Telescopio de 3,6 metros de ESO.Crédito:Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

El sistema planetario de Próxima Centauri también es especialmente interesante porque hay planes para una futura exploración directa del sistema con microsondas conectadas a velas impulsadas por láser (el proyecto Starshot). Conocer el entorno polvoriento que rodea a la estrella es esencial para la planificación de este tipo de misión.El coautor Pedro Amado, desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía, explica también que esta observación es sólo el comienzo: “Estos primeros resultados muestran que ALMA puede detectar estructuras de polvo en órbita alrededor de Próxima, y más observaciones nos darán más detalles del sistema planetario de esta estrella. Combinándolas con el estudio de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, podremos desvelar  muchos de los detalles de los procesos que condujeron a la formación de la Tierra y del Sistema Solar hace unos 4600 millones años. ¡Lo que estamos viendo ahora es sólo una pequeña parte de lo que está por venir!”.

En esta imagen del cielo que rodea a la brillante estrella Alfa Centauri AB también vemos a Próxima Centauri, una estrella enana roja mucho más débil que es, además, la estrella más cercana al Sistema Solar. El montaje fue creado a partir de imágenes que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2. El halo azul alrededor de Alfa Centauri AB es un artefacto del proceso fotográfico, en realidad la estrella es de color amarillo pálido, como el Sol.Crédito:Digitized Sky Survey 2Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani

Notas

[1] En una coincidencia cósmica, el autor principal del estudio, Guillem Anglada, comparte su nombre con el astrónomo que dirigió el equipo que descubrió Próxima Centauri b, Guillem Anglada-Escudé, coautor del artículo científico en el que se publica esta investigación (aunque no son parientes).

[2] Próxima Centauri es una estrella vieja, de edad similar a la del Sistema Solar. Probablemente, los cinturones de polvo a su alrededor son similares al polvo residual del cinturón de Kuiper y el cinturón de asteroides del Sistema Solar y al polvo que crea la luz Zodiacal. Las imágenes obtenidas por ALMA de los espectaculares discos que rodean a estrellas mucho más jóvenes, como HL Tauri, contienen mucho más material  que está en proceso de formación de planetas.

[3] De confirmarse, la forma aparente del débil cinturón externo daría a los astrónomos una forma de calcular la inclinación del sistema planetario de Próxima Centauri. Parece elíptica debido a la inclinación de lo que se supone que es en realidad un anillo circular. Esto, a su vez, permitiría una mejor determinación de la masa del planeta Próxima b, del cual actualmente solo se conoce su límite inferior.

Créditos:eso

Las Estrellas de la Muerte cósmicas se activan con un desfase temporal.

Un desfase entre luz de rayos X y visible se produce al desatarse los chorros de energía ultrapoderosos que se disparan cerca de los agujeros negros, al estilo de la Estrella de la Muerte de Star Wars.    Un equipo de cientícos liderado por la Universidad de Southampton se ha acercado un paso más a la comprensión de estos misteriosos fenómenos cósmicos, conocidos como chorros relativistas, al medir con qué rapidez se ‘encienden’ y comienzan a brillar intensamente una vez que son lanzados.   Dirigido por Poshak Gandhi, su trabajo muestra cómo utilizaron observaciones precisas de múltiples longitudes de onda de un sistema binario llamado V404 Cygni, que consiste en una estrella y un agujero negro que orbitan estrechamente entre sí, con el agujero negro alimentándose de la materia de la estrella que cae a través del disco, para arrojar luz sobre este fenómeno tan debatido. V404 Cygni se encuentra a unos 7.800 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, y pesa casi nueve soles juntos. Gandhi y sus colaboradores capturaron los datos en junio de 2015, cuando se observó a V404 Cygni irradiando uno de los brotes más brillantes de luz de un agujero negro jamás visto, lo sucientemente brillante como para ser visible para telescopios pequeños utilizados por astrónomos acionados y lo sucientemente enérgico para desgarrar un planeta parecido a la Tierra si se enfoca adecuadamente.

Usando telescopios en la Tierra y en el espacio observando exactamente al mismo tiempo, capturaron un retraso de 0.1 segundos entre las bengalas de rayos X emitidas desde cerca del agujero negro, donde se forma el chorro, y la apariencia de la luz visible parpadea, marcando el momento cuando el plasma acelerado del chorro comienza a brillar.  Este retraso de “parpadeo” se calculó para representar una distancia máxima de 30.000 kilómetros, imposible de resolver a la distancia del V404 con cualquier telescopio actual.    Gandhi, de la Universidad de Southampton, dijo en un comunicado: “Los cientícos han estado observando los chorros durante décadas, pero están lejos de comprender cómo la naturaleza crea estas estructuras alucinantemente vastas y enérgicas.    “Ahora, por primera vez, hemos capturado el retraso de tiempo entre la aparición de rayos X y la aparición de luz óptica en un agujero negro de masa estelar en el momento en que se activa el plasma de chorro. Esto pone n a la controversia sobre la origen de los ashes ópticos, y también nos da una distancia crítica sobre la cual el plasma del chorro debe haber sido fuertemente acelerado a velocidades cercanas a la de la luz “.

Donde se unen los rayos de la estrella de la muerte.

En términos de La Guerra de las Galaxias, la medición clave de este estudio puede compararse con la medición de la distancia entre la supercie de la Estrella de la Muerte, donde múltiples rayos de luz se disparan y el punto donde convergen en un solo rayo brillante.    “Pero la física de los chorros de agujeros negros no tiene nada que ver con los láseres o los cristales cticios de Kyber que alimentan a la Estrella de la Muerte. La naturaleza ha encontrado otras formas de impulsar los chorros”, dijo Gandhi. “La gravedad y los campos magnéticos juegan los papeles clave aquí, y este es el mecanismo que estamos tratando de desentrañar”.

El estudio también crea un vínculo entre el V404 Cygni y los agujeros negros supermasivos, que se encuentran en el centro de las galaxias masivas y que pesan miles de millones de veces más que los agujeros negros de masa estelar. Una física de chorro similar puede aplicarse a todos los agujeros negros.    Gandhi dijo: “Este es un descubrimiento emocionante e importante que puede retroalimentarse en la teoría sobre los chorros relativistas y contribuye a nuestra comprensión cada vez mayor de los agujeros negros”.    La emisión de rayos X, que representa el disco de acreción ‘alimentando’ al chorro en su base, fue capturado desde la órbita terrestre por el telescopio NuSTAR de la NASA, mientras que el momento en que el chorro se hizo visible fue capturado por la cámara de alta velocidad ULTRACAM en el Telescopio William Herschel en La Palma, Islas Canarias.

Créditos:CienciaPlus

Primera pista de los efectos de la relatividad en estrellas que orbitan agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia.

Esta ilustración muestra las órbitas de tres de las estrellas que están muy cerca del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Los análisis de los datos del Very Large Telescope de ESO y de otros telescopios sugieren que las órbitas de estas estrellas podrían mostrar los sutiles efectos predichos por la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Hay pistas que indican que la órbita de la estrella S2 se desvía ligeramente de la ruta calculada utilizando la física clásica.La posición del agujero negro supermasivo está marcada con un círculo blanco con un halo azul.Crédito:ESO/M. Parsa/L. Calçada

Un nuevo análisis de datos del Very Large Telescope de ESO y de otros telescopios sugiere que las órbitas de las estrellas alrededor del agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea podrían mostrar los sutiles efectos predichos por la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Hay pistas que indican que la órbita de la estrella S2 se desvía ligeramente de la ruta calculada utilizando la física clásica. Este prometedor resultado es un preludio de mediciones y pruebas mucho más precisas de la relatividad que se harán con el instrumento GRAVITY cuando la estrella S2 pase muy cerca del agujero negro en 2018.En el centro de la Vía Láctea, a 26.000 años luz de la Tierra, se encuentra el agujero negro supermasivomás cercano, que tiene una masa de cuatro millones de veces la del Sol. Este monstruo está rodeado por un pequeño grupo de estrellas que orbitan a gran velocidad en el fuerte campo gravitatorio del agujero negro. Es un entorno perfecto para probar la física gravitacional y, particularmente, la teoría de la relatividad general de Einstein.Ahora, un equipo de astrónomos alemanes y checos, ha aplicado nuevas técnicas de análisis a un conjunto de datos ya existentes de las estrellas que orbitan el agujero negro, acumulados en los últimos veinte años utilizando el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, y otros telescopios. Se han comparado las medidas de las órbitas de las estrellas con las predicciones hechas usando gravedad newtoniana clásica, así como predicciones de la relatividad general.

Esta ilustración muestra las órbitas de tres de las estrellas que están muy cerca del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Los análisis de los datos del Very Large Telescope de ESO y de otros telescopios sugieren que las órbitas de estas estrellas podrían mostrar los sutiles efectos predichos por la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Hay pistas que indican que la órbita de la estrella S2 se desvía ligeramente de la ruta calculada utilizando la física clásica.Este primer plano de la órbita de la estrella S2 muestra cómo el camino de la estrella es ligeramente diferente al pasar por la misma zona de su órbita por segunda vez, 15 años después, debido a los efectos de la relatividad general.Crédito:ESO/M. Parsa/L. Calçada

El equipo encontró pistas de un pequeño cambio en el movimiento de una de las estrellas, conocida como S2, que es consistente con las predicciones de la relatividad general . El cambio debido a efectos relativistas supone sólo un pequeño porcentaje en la forma de la órbita, apenas una sexta parte de un grado en la orientación de la órbita . Si esto se confirma, sería la primera vez que se ha logrado una medida de la fuerza de los efectos relativistas generales en estrellas orbitando alrededor de un agujero negro supermasivo.Marzieh Parsa, estudiante de doctorado en la Universidad de Colonia (Alemania) y autora del artículo científico, está encantada: “El centro galáctico es sin duda el mejor laboratorio para estudiar el movimiento de estrellas en un entorno relativista. Me sorprendió lo bien que podríamos aplicar los métodos que hemos desarrollado con estrellas simuladas a los datos de alta precisión para las estrellas de alta velocidad más internas, cercanas al agujero negro supermasivo”.La alta precisión de las mediciones de posición (posible gracias a los instrumentos de óptica adaptativa de infrarrojo cercano del VLT) era esencial para el éxito del estudio . Fue vital, no sólo durante la etapa de mayor acercamiento de las estrellas al agujero negro, sino especialmente durante la época en la que S2 estaba más lejos del agujero negro. Los últimos datos permitieron determinar de manera exacta la forma de la órbita.

“Durante el transcurso de nuestro análisis, nos dimos cuenta de que, para determinar efectos relativistas en S2, definitivamente necesitábamos saber la órbita completa con una precisión muy alta”, comenta Andreas Eckart, líder del equipo en la Universidad de Colonia.

En esta imagen vemos las partes centrales de nuestra galaxia, la Vía Láctea, tal y como se observan en el infrarrojo cercano con el instrumento NACO del Very Large Telescope de ESO. La posición del centro, que alberga el agujero negro (invisible) conocido como Sgr A *, con una masa de 4 millones de veces la del Sol, está marcada con una cruz naranja.La estrella S2 pasará muy cerca del agujero negro en el 2018, y será utilizada como singular sondeo de la fuerte gravedad y como prueba de la teoría de la relatividad general de Einstein.Crédito:ESO/MPE/S. Gillessen et al.

Además de información más precisa sobre la órbita de la estrella S2, el nuevo análisis también da la masa del agujero negro y su distancia de la Tierra con un mayor grado de precisión .El coautor Vladimir Karas, de la Academia de Ciencias de Praga (República Checa), está entusiasmado con el futuro: “Esto abre una vía para hacer más teoría y experimentos en este área de la ciencia”.Este análisis es un preludio de un período emocionante para las observaciones del centro galáctico por parte de astrónomos de todo el mundo. En 2018 la estrella S2 se acercará mucho al agujero negro supermasivo. Esta vez, el instrumento GRAVITY, desarrollado por un gran consorcio internacional liderado por el Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre (en Garching, Alemania) , e instalado en el interferómetro del VLT , estará disponible para ayudar a medir la órbita con mucha más precisión de la que se alcanza actualmente. No sólo se espera que GRAVITY, que ya está realizando mediciones de alta precisión del centro galáctico, revele con claridad los efectos relativistas generales, sino que tambien los astrónomos puedan también buscar desviaciones de la relatividad general que podrían revelar nueva física.

Créditos:eso

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