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La estrella más lejana jamás observada.

Imagen a color del cúmulo MACS J1149+2223 observado por el telescopio Hubble. A la derecha, se muestra la zona del cielo tomada en 2011 donde no se ve la estrella Ícaro, comparada con la imagen de 2016 donde se aprecia claramente esta supergigante azul. / NASA, ESA, and P. Kelly (University of Minnesota)

El telescopio espacial Hubble ha detectado una enorme estrella azul, denominada Ícaro, a unos 14.000 millones de años luz de distancia, lo que la convierte en la más lejana observada hasta la fecha. El descubrimiento ha sido posible gracias a una lente gravitacional, una gigantesca ‘lupa’ creada por un cúmulo de galaxias en el que también se han probado teorías sobre la materia oscura con la ayuda de Ícaro.

Hasta ahora solo se habían observado supernovas o explosiones de estrellas a una distancia tan lejana, pero un equipo internacional de astrónomos ha localizado a 14.000 años luz a una estrella individual, a la que han bautizado como Ícaro, gracias al telescopio espacial Hubble. Normalmente sería imposible apreciarla. De hecho solo es posible ver estrellas individuales de la Vía Láctea y de galaxias en nuestra vecindad cósmica, incluso utilizando los telescopios más potentes. Pero gracias a una lente gravitacional generada por un cúmulo de galaxias se ha podido amplificar su brillo y detectarla. “Se trata de una enorme estrella azul, cuyos fotones han tardado 9.000 millones de años luz en llegar a la Tierra, lo que equivale al 70% de la edad del universo, pero como este está en expansión, ahora la estrella se encuentra a 14.000 millones de años luz”, explica Pablo Pérez González, investigador del departamento de Física de la Tierra y Astrofísica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), una de las instituciones españolas que ha participado en el descubrimiento.Los astrónomos también han utilizado esta estrella, que ya existía tan solo 4.400 millones de años después del Big Bang, para probar una nueva teoría sobre la materia oscura y para estudiar de qué están compuestos los cúmulos de galaxias, unos resultados que publican esta semana en la revista Nature Astronomy.

 “Es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada”, explica Patrick Kelly, investigador de las universidades de Minnesota y California en Berkeley (EE UU) y coautor principal del estudio. “Somos capaces de ver galaxias muy lejanas, pero esta estrella está 100 veces más lejos que la siguiente estrella individual que podemos estudiar, excepto si contamos explosiones de supernova como una estrella”, añade.“Hasta que Galileo observó a través de su telescopio el cielo, no se veían las cientos de miles de estrellas individuales que componen lo que se conoce como el Camino de Santiago, una zona brillante pero difusa del cielo”, explica Pérez González. Hasta 2016, continúa, solo era posible observar estrellas individuales de la Vía Láctea o de unas cuantas galaxias muy cercanas a nosotros, a unos cuantos millones de años luz.“Hoy ya es posible observar una estrella individual que está en el otro lado del universo, y que de hecho ya no existe”, destaca el astrónomo español. “Pero no la hemos logrado observar solo gracias a un invento del hombre, sino a la magnificencia de la propia naturaleza y a las leyes de la Física, entre las que se encuentra la perturbación que ejerce una masa en la trayectoria de los fotones. Es realmente fabuloso”.

La gigantesca lupa de una lente gravitacional

La peculiaridad cósmica que ha permitido ver esta estrella es el fenómeno de la ‘lente gravitacional’. La gravedad de un cúmulo muy masivo de galaxias actúa como una gran lupa cósmica amplificando la luz de objetos más distantes. La lente natural que ha permitido ver a Ícaro está creada por el cúmulo de galaxias llamado MACS J1149+2223, situado a unos 5.000 millones de años luz de la Tierra. Combinándola con la resolución y sensibilidad del Hubble se ha conseguido detectar y analizar esa estrella lejana.Los autores vieron varios cambios repentinos del brillo de la estrella producidos por el efecto del microlente causado por el efecto gravitatorio de astros pertenecientes al cúmulo. “Hay estrellas individuales y estrellas muertas, por ejemplo enanas blancas o estrellas de neutrones, flotando en medio del cúmulo. En realidad son tan débiles que no las vemos. Pero sabemos que están ahí, porque cada vez que una de ellas pasa justo por delante de la estrella lejana en un alineamiento perfecto, vemos cómo Ícaro se hace más brillante”, explica Kelly. “Así que tenemos a la vez un efecto macrolente producido por toda la masa del cúmulo, y un efecto de microlente producido por objetos individuales flotando en el medio intergaláctico”.

Aunque su nombre oficial es ‘MACS J1149+2223 Estrella Lentificada 1’, el equipo ha decidido llamarla como el personaje de la mitología griega que se acercó demasiado al Sol con sus alas de plumas y cera. Los modelos que el equipo de astrónomos ha hecho para explicar este magnífico evento astronómico indican que Ícaro fue amplificado por una estrella similar al Sol, presente en el medio intergaláctico del cúmulo de estrellas. El alineamiento fue perfecto y se produjo una amplificación de la luz de Ícaro en un factor de al menos 10.000.Ícaro se acercó tanto a este ‘sol’ que alcanzó la gloria como su homónimo griego. “Pudimos establecer que Ícaro es una estrella supergigante azul. Un tipo de estrella mucho más grande, masiva, caliente y, posiblemente, miles de veces más brillante que el Sol, pero que, a la distancia a la que se encuentra, es imposible observarla de manera individual incluso para Hubble, salvo que contemos con el fenómeno de lente gravitacional” comenta Ismael Pérez Fournon, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), también participante en el trabajo.

Cuatro horas de observación con el Gran Telescopio Canarias

El evento de detectar Ícaro con el Hubble fue tan extraordinario que cuando fue descubierta esta estrella todos los telescopios del mundo empezaron a observarla. “En España contamos con el mayor telescopio óptico-infrarrojo del mundo, el Gran Telescopio Canarias (GTC) así que los astrónomos españoles involucrados en el proyecto, de la UCM, del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), la Universidad del País Vasco (UPV), el IAC y la Universidad de La Laguna, contactamos con el director de GTC, y de manera especial nos concedió 4 horas de observación esa misma noche”, cuenta Pablo Pérez González. “El GTC fue, de hecho, el único telescopio que detectó esta estrella tan lejana desde tierra, dado que Ícaro es muy débil”, comenta Pérez González.

El descubrimiento de Ícaro no es excepcional solo por el hecho de ver una estrella tan distante por primera vez. Detectar la amplificación del brillo de una estrella individual permite, de manera única, estudiar la naturaleza de la materia oscura del cúmulo. Explorando lo que flota en él, el equipo de astrónomos liderado por Kelly ha logrado poner a prueba una teoría sobre la naturaleza de la materia oscura que establece que la mayor parte de ella son agujeros negros primordiales, que tendrían una masa igual a varias decenas de soles, y que se habrían formado en el nacimiento del Universo.Según José M. Diego, investigador del IFCA, y líder de un artículo teórico que acompaña a la publicación de Nature, “si la materia oscura estuviese compuesta por agujeros negros similares a los que está detectando LIGO, la señal observada de Ícaro hubiera sido muy distinta con lo cual podemos descartar este tipo de candidatos”. Por su parte, Tom Broadhurst, de la UPV, añade: “Este tipo de estudios permitirá en el futuro acotar otros modelos de materia oscura, como por ejemplo los modelos que postulan partículas de materia oscura súperligeras y con efectos cuánticos“.

El descubrimiento de Ícaro gracias al efecto de lente gravitacional ha dado pie a una nueva forma de mirar al universo por parte de los astrónomos, que pronto buscarán más eventos parecidos cuando el James Webb Space Telescope (JWST), el telescopio de la agencias espaciales de Europa (ESA), Estados Unidos (NASA) y Canadá (CSA) que sucederá a Hubble, sea lanzado en 2019. “Esto nos permitirá estudiar estrellas individuales en galaxias lejanas, o incluso planetas que existían mucho antes de que se formara la Tierra“, concluye Pérez González.En este estudio también han participado investigadores de la Universidad de Carolina del Sur (EE UU), que lideran otro artículo sobre la lente gravitacional galáctica en el mismo número de Nature Astronomy.

Créditos:sinc

Los telescopios Hubble y Spitzer encuentran la ‘aguja en el pajar’.

Un estudio intensivo en las profundidades del universo por los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA ha dado como resultado la proverbial “aguja en un pajar”..    Se trata de la galaxia más lejana que se haya visto en una imagen que ha sido estirada y amplicada por un fenómeno llamado lente gravitacional.    La galaxia embrionaria llamada SPT0615-JD existía cuando el universo tenía solo 500 millones de años. Aunque se han visto algunas otras galaxias primitivas en esta época temprana, en esencia se han visto como puntos rojos debido a su pequeño tamaño y tremendas distancias.    Sin embargo, en este caso, el campo gravitacional de un cúmulo de galaxias de primer plano masivo no solo amplicó la luz de la galaxia de fondo sino que también proporcionó una imagen de arco (aproximadamente de 2 segundos de arco de longitud).  “No se ha encontrado ninguna galaxia candidata a una distancia tan grande que también proporcione la información espacial que tiene esta imagen de arco.

Al analizar los efectos de las lentes gravitacionales sobre la imagen de esta galaxia, podemos determinar su tamaño y forma reales”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Brett Salmon, del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. Presentó su investigación en la 231 reunión de la American Astronomical Society en Washington.    Predicha en primer lugar por Albert Einstein hace un siglo, la deformación del espacio por la gravedad de un objeto en primer plano masivo puede iluminar y distorsionar las imágenes de objetos de fondo mucho más distantes. Los astrónomos usan este efecto de ‘lente zoom’ para buscar imágenes amplicadas de galaxias distantes que de otro modo no serían visibles con los telescopios actuales.    SPT0615-JD se identicó en la encuesta RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) del Hubble y en el programa complementario S-RELICS del Spitzer. “RELICS fue diseñado para descubrir galaxias distantes como estas que se magnican lo suciente como para estudiarlas en detalle”, dijo Dan Coe, investigador principal de RELICS.    RELICS observó 41 cúmulos de galaxias masivas por primera vez en el infrarrojo con el Hubble para buscar galaxias con lentes distantes. Uno de estos fue SPT-CL J0615-5746, que analizó Salmon para hacer este descubrimiento.

Al encontrar el arco de la lente, Salmon pensó: “¡Oh, guau! ¡Creo que estamos aprendiendo algo!”    Al combinar los datos de Hubble y Spitzer, Salmon calculó el tiempo de retroceso a la galaxia en 13.300 millones de años. El análisis preliminar sugiere que la diminuta galaxia pesa no más de 3 mil millones de masas solares (aproximadamente 1/100 de la masa de nuestra galaxia de la Vía Láctea completamente desarrollada). Tiene menos de 2.500 años luz de diámetro, la mitad del tamaño de la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea. El objeto se considera prototípico de las galaxias jóvenes que surgieron durante la época poco después del Big Bang.    La galaxia se encuentra justo en los límites de las capacidades de detección de Hubble, pero solo es el comienzo de las capacidades del futurto telescopio espacial James Webb, dijo Salmon. “Esta galaxia es un objetivo emocionante para la ciencia con el telescopio Webb, ya que ofrece una oportunidad única para resolver poblaciones estelares en el universo primitivo”. La espectroscopía con Webb permitirá a los astrónomos estudiar en detalle la tormenta de fuego de la actividad de nacimientos de estrellas que tiene lugar en esta época temprana y resolver su subestructura.

Créditos:ep

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

MUSE penetra en zonas inexploradas del Campo Ultraprofundo del Hubble.

Completado el sondeo espectroscópico más profundo hecho hasta el momento.

Utilizando el instrumento MUSE, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, un equipo de astrónomos ha llevado a cabo el sondeo espectroscópico más profundo hecho hasta el momento. Se han centrado en el Campo Ultraprofundo del Hubble (HUDF, Hubble Ultra Deep Field), midiendo distancias y propiedades de 1600 galaxias muy débiles, incluyendo 72 galaxias que nunca habían sido detectadas con anterioridad, ni siquiera por el Hubble. Este revolucionario conjunto de datos ya ha dado lugar a diez artículos científicos que se publican en un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics. Los astrónomos han obtenido información sobre la formación de estrellas en el universo temprano y han podido estudiar los movimientos y otras propiedades de las galaxias tempranas, algo posible gracias a las exclusivas capacidades espectroscópicas de MUSE.

MUSE.

El equipo del sondeo MUSE HUDF, dirigido por Roland Bacon, de la Universidad de Lyon (CRAL, CNRS, Francia) utilizo el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) para observar el Campo Ultraprofundo del Hubble (heic0406), una zona muy estudiada de la constelación meridional de Fornax (el horno). Como resultado obtuvieron las observaciones espectroscópicas más profundas jamás llevadas a cabo; se midió la precisa información espectroscópica de 1600 galaxias, diez veces más galaxias de las que se han estudiado en este campo con datos cuidadosamente obtenidos durante la última década por telescopios terrestres.Las imágenes originales del HUDF, publicadas en 2004, fueron pioneras en el campo de las observaciones de campo profundo con el Telescopio Hubble de NASA/ESA. Alcanzaron una profundidad nunca lograda antes y revelaron una colección de galaxias que se remontaba a menos de mil millones de años después del Big Bang. Posteriormente, el área fue observada numerosas veces por Hubble y otros telescopios, dando como resultado la imagen más profunda del universo hasta la fecha [1]. Ahora, a pesar de la profundidad de las observaciones de Hubble, MUSE h revelado la existencia (entre otras cosas) de 72 galaxias nunca vistas antes en esta pequeña zona del cielo.

Hubble.

Roland Bacon lo explica: “MUSE puede hacer algo que Hubble no puede: divide la luz de cada punto de la imagen en los colores que la componen para crear un espectro. Esto nos permite medir la distancia, los colores y otras propiedades de todas las galaxias que podemos ver, incluso algunas que son invisibles al propio Hubble”.Los datos de MUSE ofrecen una nueva visión de galaxias tenues muy distantes, vistas cerca del principio del universo hace unos 13000 millones de años. Ha detectado galaxias cien veces más débiles que en anteriores sondeos, añadiéndolas a este rico campo ya observado y profundizando en nuestra comprensión de las galaxias a través del tiempo.El sondeo saca a la luz a 72 candidatas a galaxias conocidas como emisoras de Lyman-alfa que brillan solo con luz Lyman-alfa [2]. La actual comprensión de la formación estelar no puede dar una explicación completa sobre la existencia de estas galaxias, que sólo parecen brillar intensamente en este color. Gracias a que MUSE dispersa la luz en los colores que la componen, estos objetos se hacen evidentes, pero siguen siendo invisibles en imágenes directas profundas como las del Hubble.

Esta imagen muestra el Campo Ultraprofundo de Hubble 2012, una versión mejorada de la imagen de Campo Ultraprofundo de Hubble con tiempo de observación adicional. Los nuevos datos han revelado por primera vez la existencia de una población de galaxias distantes con desplazamiento al rojo de entre 9 y 12, incluyendo el objeto más distante observado hasta la fecha. Estas galaxias requerirán de confirmación usando espectroscopía por parte del próximo Telescopio Espacial J.Webb de NASA/ESA/CSA.Crédito:NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012

“MUSE tiene la capacidad única de extraer información de algunas de las primeras galaxias del universo, incluso en una parte del cielo que ya está muy bien estudiada”, explica Jarle Brinchmann (Universidad de Leiden, Países Bajos, e Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio del CAUP en Oporto, Portugal), autor principal de uno de los artículos que describen los resultados de este sondeo. “Aprendemos cosas sobre estas galaxias que sólo es posible aprender con espectroscopia, como movimientos internos y contenidos químicos. Y lo hacemos, no galaxia por galaxia, ¡sino para todas las galaxias a la vez!”.Otro hallazgo importante de este estudio fue la detección sistemática de halos luminosos de hidrógeno alrededor de galaxias en el universo temprano, dando a los astrónomos una forma nueva y prometedora de estudiar cómo fluye el material dentro y fuera de las primeras galaxias.

Esta composición muestra la zona de Campo Ultraprofundo de Hubble y destaca en azul los halos brillantes de gas alrededor de muchas galaxias lejanas, captados con el instrumento MUSE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. El descubrimiento de tal cantidad de halos tan grandes, irradian radiación ultravioleta Lyma-alfa, alrededor de muchas galaxias distantes, es uno de los muchos resultados de este profundo sondeo espectroscópico.Crédito:ESO/MUSE HUDF team.

Una serie de artículos científicos explora muchas otras potenciales aplicaciones de este conjunto de datos, con trabajos que incluyen estudiar el papel de las galaxias débiles durante la reionización cósmica, la tasa de fusión de galaxias cuando el universo era joven, los vientos galácticos, la formación estelar, así como mapeo de los movimientos de las estrellas en el universo temprano.“Cabe destacar que estos datos fueron todos tomados sin el uso de la reciente actualización de la instalación de óptica adaptativa (AOF, Adaptive Optics Facility) de MUSE. La activación del AOF tras una década de intenso trabajo por parte de los astrónomos e ingenieros de ESO promete datos aún más revolucionarios en el futuro”, concluye Roland Bacon [3].

Notas

[1] El Campo Ultraprofundo de Hubble es una de las zonas más ampliamente estudiadas del espacio. Hasta la fecha, trece instrumentos de ocho telescopios, incluyendo ALMA, del que ESO es socio , han observado este campo, desde los  rayos X hasta las longitudes de onda de radio.

[2] Los electrones de carga negativa que orbitan el núcleo cargado positivamente de un átomo han cuantizado sus niveles de energía. Es decir, sólo puede existir en estados de energía específicos, y sólo pueden tener transiciones entre estos al ganar o perder cantidades precisas de energía. La radiación Lyman-alfa se produce cuando los electrones de los átomos de hidrógeno caen del segundo nivel de energía más bajo al nivel de energía más bajo. La cantidad exacta de energía perdida se libera como luz en una particular longitud de onda en la parte ultravioleta del espectro que los astrónomos pueden detectar con telescopios espaciales o terrestres en el caso de objetos con desplazamiento al rojo. Para estos datos, con desplazamiento al rojo de z ~ 3–6.6, la luz Lyman-alfa se ve como la luz visible o del infrarrojo cercano.

[3] La instalación de óptica adaptativa de MUSE ha revelado anillos nunca vistos antes alrededor de la nebulosa planetaria IC 4406 .

Créditos:eso

La galaxia más joven al descubierto.

A la izquierda, una imagen en falso color obtenida combinando exposiciones en tres filtros con el telescopio Hubble. A la derecha se observa la misma zona del cielo vista con GTC utilizando un único filtro más sensible a la emisión de estrellas muy jóvenes. / UCM
Un equipo internacional de científicos, liderado por astrofísicos de la Universidad Complutense de Madrid, ha logrado observar una galaxia, denominada A370-L57, en sus primeras etapas de formación. Su descubrimiento ha sido posible gracias al efecto lente gravitacional de un cúmulo de galaxias y al uso del mayor telescopio óptico e infrarrojo del mundo, el Gran Telescopio Canarias.

Una lente gravitacional ha permitido estudiar la galaxia más joven y menos masiva de entre las descubiertas a una gran distancia, que se muestra tal y como era durante la infancia del universo, cuando este contaba con solo mil millones de años –el 7% de su edad actual–, según una investigación internacional que lidera la Universidad Complutense de Madrid (UCM). La han denominado A370-L57.Lograr identificar galaxias tan lejanas en sus primeras etapas de formación es un gran reto para los astrofísicos, puesto que la luz que llega es muy débil. Por eso, solo se suele detectar a las más grandes y luminosas, que tienden a ser también las más evolucionadas.”A la distancia de A370-L57, incluso Hubble solo puede detectar galaxias que ya tienen cientos o miles de millones de estrellas, formadas a lo largo de decenas o cientos de millones de años. En comparación, esta tiene solo unos cuatro millones de años de edad y una masa de apenas tres millones de veces la del Sol”, explica Antonio Hernán Caballero, investigador del departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera de la UCM y autor principal del estudio, publicado en la revista Astrophysical Journal.

Según el experto de la UCM, estudiar las propiedades de este tipo de cuerpos “pone a prueba los modelos de formación y evolución de galaxias, que predicen la existencia de un gran número poco masivas que hasta ahora no se habían podido detectar”.

Hubble y GTC de la mano

El equipo de astrofísicos ha conseguido estos resultados tras más de un año de observaciones con el telescopio espacial Hubble y el Gran Telescopio Canarias (GTC), estas últimas como parte del proyecto “SHARDS Frontier Fields”, una colaboración internacional de 65 investigadores de 8 paises liderada por la UCM. “Las imágenes con filtros SHARDS de banda intermedia nos permiten identificar con GTC galaxias que tengan una línea de emisión intensa, como es el caso de A370-57, y que sin embargo pasa desapercibida en las imágenes de Hubble por ser demasiado débil”, explica Pablo G. Pérez González, profesor de la UCM y coautor de este estudio.

La sensibilidad de los telescopios GTC y Hubble y los 15 aumentos que proporciona la lente gravitacional han permitido estudiar en detalle las propiedades de esta galaxia.Según este estudio, la galaxia descubierta tiene un diámetro de apenas 200 años luz, (casi mil veces menor que la Vía Láctea) y podría estar en proceso de fusionarse con otra cercana. Su espectro indica que la mayoría de sus estrellas son muy jóvenes y que se formaron de gas muy pobre en metales, lo que sugiere que son algunas de sus primeras estrellas, es decir, su nacimiento.“Además, A370-L57 está formando estrellas nuevas a un ritmo vertiginoso para su tamaño, de forma que en otros cuatro millones de años su masa se habrá doblado. En comparación, la Vía Láctea tardaría cien mil millones de años en doblar su masa al ritmo actual”, señala el astrofísico de la UCM.

En el futuro próximo se podrán detectar muchas galaxias como A370-L57 con GTC y Hubble, y otras aún más distantes que estén formando su primera población de estrellas y estudiarlas en gran detalle gracias al telescopio espacial James Webb, que han desarrollado conjuntamente la NASA y la Agencia Espacial Europea, y que será puesto en órbita en 2019.”El James Webb va a permitir contestar algunas de las cuestiones fundamentales sobre cómo y cuándo se formaron las primeras galaxias y estrellas, pero sin duda habrá sorpresas y surgirán también muchas preguntas nuevas. Los próximos años van a ser apasionantes”, asegura Hernán.Además de la UCM, en el estudio han participado, entre muchos otros, las universidades de La Laguna, de Pensilvania, de Tokio o de Nottingham; los institutos de Astrofísica de Canarias, de Física de Cantabria o de Astronomía de Zúrich, el Centro de Astrobiología o el Observatorio de París.

Créditos:sinc

El alargadísimo ‘Oumuamua, el primer asteroide interestelar.

Ilustración de Oumuamua, el primer asteroide interestelar descubierto hasta ahora. Parece ser un objeto metálico o rocoso, muy alargado y de un color rojo oscuro, con unos 400 metros de largo. Nunca antes se había observado algo así en el sistema solar. / ESO/M. Kornmesser

Las primeras observaciones de un asteroide llegado a nuestro sistema solar procedente del espacio interestelar han sorprendido a los astrónomos. El objeto, bautizado con el nombre hawaiano de ‘Oumuamua, no se parece a nada visto antes: es metálico o rocoso, con un color rojo oscuro y, sobre todo, muy alargado. Su longitud es de al menos 400 metros y, después de girar cerca del Sol, se aleja a la vertiginosa velocidad de 95.000 km/h.

Hace un mes, el 19 de octubre de 2017, el telescopio Pan-STARRS 1 captó desde Hawái (EE UU) un débil punto de luz moviéndose a través del cielo. Al principio parecía un pequeño asteroide típico de rápido movimiento, pero observaciones llevadas a cabo durante los dos días siguiente, permitieron calcular su órbita con bastante precisión, lo que reveló, sin ninguna duda, que este cuerpo no se originó dentro del sistema solar, como todos los demás asteroides o cometas observados hasta ahora, sino que venía del espacio interestelar.

Aunque originalmente fue clasificado como cometa, observaciones del Observatorio Europeo Austral (ESO) y de otras instalaciones no revelaron signos de actividad cometaria tras su paso más cercano al Sol, en septiembre de 2017.El objeto ha sido reclasificado como un asteroide interestelar dentro de una nueva clase y nombrado siguiendo la propuesta de sus descubridores: 1I/2017 U1 (‘Oumuamua).

La palabra hawaiana ‘Oumuamua (el primer signo no es un apóstrofo, sino una okina o separador para leer la palabra como H O u mu a mu a) hace referencia a un explorador, un pionero, un mensajero que viene de lejos y llega el primero.“Tuvimos que actuar con rapidez”, explica Olivier Hainaut, miembro del equipo de ESO en la localidad alemana de Garching, “ya que ‘Oumuamua había pasado ya su punto más cercano al Sol y se dirigía hacia el espacio interestelar”.Los investigadores, que publican su estudio en Nature, utilizaron el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO para medir la órbita, el brillo y el color del objeto. La rapidez era vital, ya que ‘Oumuamua está desapareciendo rápidamente, pues se aleja del Sol y ya ha pasado la órbita de la Tierra en su camino fuera del sistema solar.

Gira sobre su eje cada 7,3 horas.

Pero las sorpresas no acabaron aquí. Combinando las imágenes del instrumento FORS del VLT con las de otros grandes telescopios, el equipo de astrónomos dirigido por Karen Meech del Instituto de Astronomía en Hawái descubrió que ‘Oumuamua varía muchísimo su brillo, en un factor de diez, a medida que gira sobre su eje cada 7,3 horas.

Una combinación de imágenes de los telescopios VLT y Gemini Sur muestra al asteroide interestelar ‘Oumuamua (con un círculo), rodeado del rastro que dejan las estrellas cuando los instrumentos siguen al asteroide en movimiento. / ESO/K. Meech et al.

Karen Meech lo explica: “Esta gran variación en brillo, poco común, significa que el objeto es muy alargado: su longitud es unas diez veces mayor que su anchura, con una forma compleja y enrevesada. También descubrimos que tiene un color rojo oscuro (aunque observaciones posteriores apuntan a que es más grisáceo que rojizo), similar a los objetos del sistema solar exterior, y confirmamos que es totalmente inerte, sin el menor atisbo de polvo alrededor de él”.Estas propiedades sugieren que ‘Oumuamua es denso, posiblemente rocoso o con gran contenido  metálico, sin cantidades significativas de hielo ni agua, y que su superficie ahora es oscura y está enrojecida debido a los efectos de la irradiación de rayos cósmicos durante millones de años. Se estima que mide al menos 400 metros de largo.

Un cilindro de 400 metros a 95.000 km/h.

Cálculos orbitales preliminares sugieren que el objeto viene aproximadamente de la dirección en la que se encuentra la brillante estrella Vega, en la constelación septentrional de Lyra. Sin embargo, incluso viajando a la vertiginosa velocidad de 95.000 km/h, le llevó tanto tiempo a este objeto interestelar hacer el viaje a nuestro sistema solar que Vega no estaba cerca de esa posición cuando el asteroide estaba allí, hace unos 300.000 años.Según los autores, es probable que ‘Oumuamua haya estado vagando a través de la Vía Láctea, independiente a cualquier sistema estelar, durante cientos de millones de años antes de su casual encuentro con el sistema solar.Los astrónomos estiman que, una vez al año, un asteroide interestelar similar a ‘Oumuamua pasa por el interior del Sistema Solar, pero son débiles y difíciles de detectar, por lo que no se han visto hasta ahora. Gracias a los nuevos telescopios de rastreo como Pan-STARRS, que son lo suficientemente potentes, ahora se tiene la oportunidad de descubrirlos.

 

“Seguimos observando este objeto único”, concluye Olivier Hainaut, “y esperamos precisar con más exactitud de dónde proviene y cuál será su próximo destino en su viaje por la galaxia. Y ahora que hemos encontrado la primera roca interestelar, ¡nos estamos preparando para las próximas!”.Mientras tanto, astrónomos de todo el mundo se afanan en observar al extraño asteroide ‘Oumuamua antes de que los telescopios más potentes, como el Hubble y Spitzer de la NASA, lo pierdan de vista. Los resultados de las observaciones realizadas hasta ahora ya se han presentado en multitud de artículos previos o preprints para su publicación en formato final en los próximos meses.

Créditos:sinc

 

Una ‘serpiente cósmica’ revela la estructura de las galaxias lejanas.

Los viveros de estrellas parecen ser más grandes y masivos en las galaxias distantes que en las cercanas, pero esas diferencias no son tantas cuando una potente lente gravitacional aumenta los detalles. Así lo han comprobado investigadores europeos al estudiar una galaxia situada a 6.000 millones de años luz, cuya imagen aparece estirada en forma de serpiente por el efecto de una de estas gigantescas lentes.Los astrónomos conocen bastante bien los mecanismos que regulan la formación de estrellas en las galaxias: la materia interestelar forma nubes y su contracción gravitacional conduce al nacimiento de los astros en grandes grupos. Pero las observaciones de galaxias distantes con telescopios parecen revelar que el tamaño y la masa de estos viveros estelares son superiores a los más cercanos o locales.Los datos del Hubble, por ejemplo, muestran que en esas galaxias más lejanas es fácil encontrar conglomerados de gas y estrellas jóvenes con tamaños de hasta 3000 años luz, mil veces más grandes que los del universo cercano. Esto ha desencadenado un debate entre los expertos: en el pasado distante, ¿la formación estelar estaba gobernada por diferentes leyes o condiciones físicas?Ahora, un equipo internacional de astrofísicos de las Universidades de Ginebra (UNIGE) y Zurich (UZH) en Suiza y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), han abordado esta incongruencia analizando la formación de estrellas en el universo temprano, es decir, en un lugar y tiempo remoto en el cosmos, con la ayuda de un aliado: una ‘serpiente cósmica’. Los detalles los publican en la revista Nature Astronomy.

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La ‘serpiente’ en realidad es una galaxia situada a 6.000 millones de años luz que aparece deformada por una lente gravitacional. Esta la forman objetos extremadamente masivos, que son capaces de desviar con su campo gravitatorio la trayectoria de la luz proveniente de una galaxia más distante ubicada detrás. La luz es desviada por el objeto masivo, creando así imágenes múltiples y amplificadas de la galaxia.En este caso, los astrónomos han apuntado el Hubble a un cúmulo de galaxias con una masa total equivalente a cientos de billones de masas solares, lo que lo convierte en gran lente gravitatoria. Esta lente genera varias imágenes estiradas, combadas y casi superpuestas de una galaxia remota, formando la ‘serpiente cósmica”.“La imagen amplificada es más precisa, luminosa y nos permite observar detalles hasta 100 veces más pequeños que lo que veríamos sin el efecto de la lente gravitacional”, explica el autor principal, Antonio Cava, antiguo investigador de la UCM hoy en la UNIGE.“De hecho el cúmulo de galaxias no solo actúa como una lupa normal de las que estamos acostumbrados y que permitiría ver con más detalle la galaxia lejana, sino que produce varias imágenes de la misma galaxia en varias zonas del cielo”, añade Pablo G. Pérez González, coautor y profesor de la UCM.

Un zoom como el de Blade Runner

“Y cada imagen está deformada de una manera diferente, una es como un zoom de 100x, otra es muy parecida a lo que veríamos de la galaxia si no hubiese lente, etc. –explica–.  Es como ver una galaxia con varias cámaras desde distintas perspectivas y poder hacer zoom sobre ellas sin perder resolución espacial. Algo como lo que hacía Rick Deckard en Blade Runnner para investigar a fondo las fotos de un replicante”.

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Lo interesante es que la imagen de la galaxia distante se repite cinco veces a diferentes resoluciones espaciales, lo que ha permitido, por primera vez, realizar una comparación directa y establecer la estructura intrínseca y el tamaño real de los brotes de formación estelar gigantes.Lejos de concluir que las leyes del universo son diferentes cuando este era joven y distante, el equipo internacional, que también incluye científicos del CNRS y la Universidad de Lyon en Francia, ha descubierto que los grumos gigantes de formación estelar no son tan grandes y masivos como sugerían las observaciones previas de Hubble, sino que son intrínsecamente más pequeños o están compuestos por pequeñas componentes múltiples y no resueltas, solo discernibles con la resolución espacial facilitada por la lente gravitacional. Por eso no había sido posible probarlo directamente hasta el momento.Según los autores, este es un paso importante hacia la comprensión de los mecanismos fundamentales que impulsan la formación de estrellas en galaxias distantes, incluso aunque no se conozca  aún la razón de todas las diferencias observadas con respecto a las galaxias locales.

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“Hemos reducido las diferencias entre lo que observamos en el universo cercano y en las galaxias distantes de un factor de 1000 a un factor de 10”, destaca Daniel Schaerer, profesor del Observatorio de Ginebra, y las diferencias restantes pueden explicarse por la naturaleza turbulenta de las galaxias distantes.“Esta serpiente cósmica es un objeto único para entender el universo en más detalle, un regalo de la naturaleza en forma de lente gigante construida con grandes cantidades de materia, el equivalente a cientos de billones de soles”, apunta Pérez González.El profesor concluye: “Esa lente dobla el espacio-tiempo y nos permite ver objetos más distantes y débiles, y con mayor resolución espacial que lo que logramos con los telescopios más potentes que podemos construir en la Tierra. Existen más de estos telescopios gravitacionales, solo hay que buscarlos y sorprendernos con lo que el universo nos enseña”.

Créditos:sinc

 

 

Un exoplaneta donde nieva protector solar, captado por el Hubble.

El Telescopio Espacial Hubble de la NASA /ESA ha encontrado un planeta caluroso y abrasador fuera de nuestro sistema solar donde ‘nieva’ protector solar.    El problema es que la precipitación con protector solar (óxido de titanio) solo ocurre en el lado nocturno permanente del planeta. Cualquier posible visitante al exoplaneta, llamado Kepler-13Ab, necesitaría embotellar un poco de ese protector solar, porque no lo encontrará en el lado ardiente y diurno, que siempre enfrenta a su estrella antriona.    Los astrónomos del Hubble sugieren que poderosos vientos llevan el óxido de titanio hacia el lado nocturno más frío, donde se condensa en escamas cristalinas, forma nubes y precipita en forma de nieve. La fuerte gravedad supercial de Kepler-13Ab, seis veces mayor que la de Júpiter, saca la nieve de óxido de titanio de la atmósfera superior y la atrapa en la atmósfera inferior.

Los astrónomos no buscaban especícamente con el Hubble el óxido de titanio. En su lugar, observaron que la atmósfera del planeta gigante es más fría a mayor altura, lo que es contrario a lo esperado. Este hallazgo llevó a los investigadores a concluir que una forma gaseosa absorbente de la luz de óxido de titanio, comúnmente encontrada en esta clase de planeta gigante gaseoso, conocido como “Júpiter caliente”, se ha eliminado de la atmósfera del lado diurno.    Las observaciones de Hubble representan la primera vez que los astrónomos han detectado este proceso de precipitación, llamado “trampa fría”, en un exoplaneta.    Sin el gas de óxido de titanio para absorber la luz de la estrella que llega en el lado diurno, la temperatura atmosférica se vuelve más fría a medida que aumenta la altitud. Normalmente, el óxido de titanio en las atmósferas de los Júpiter calientes absorbe la luz y la vuelve a irradiar en forma de calor, haciendo que la atmósfera se vuelva más cálida a mayores altitudes.

“Los Júpiter calientes nos proporcionan las mejores vistas de cómo son los climas en otros mundos. Comprender las atmósferas de estos planetas y cómo funcionan, lo cual no se entiende en detalle, nos ayudará cuando estudiemos estos planetas más pequeños que son más difíciles de ver. y tienen características más complicadas en sus atmósferas “.    El equipo de Beatty seleccionó Kepler-13Ab porque es uno de los exoplanetas conocidos más calientes, con una temperatura diurna de casi 2700 grados Celsius. Las observaciones anteriores de otros Júpiter calientes han revelado que las atmósferas superiores aumentan la temperatura. Incluso a temperaturas mucho más frías, la mayoría de los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar también exhiben este fenómeno.    Kepler-13Ab está tan cerca de su estrella madre que está bloqueado marealmente.

Un lado del planeta siempre se enfrenta a la estrella; el otro lado está en permanente oscuridad. (Del mismo modo, nuestra luna está bloqueada a la Tierra, y solo un hemisferio es permanentemente visible desde la Tierra).    Las observaciones conrman una teoría de hace varios años de que este tipo de precipitación podría ocurrir en planetas masivos y calientes con una poderosa gravedad.    “Presumiblemente, este proceso de precipitación está ocurriendo en la mayoría de los Júpiter calientes observados, pero esos gigantes gaseosos tienen menor gravedad supercial que Kepler-13Ab”, explicó Beatty. “La nieve de óxido de titanio no cae lo sucientemente lejos en esas atmósferas, y luego vuelve a ser barrida hacia el lado diurno más caliente, se revaporiza y vuelve a un estado gaseoso”.

Los investigadores utilizaron la Wide Field Camera 3 del telescopio Hubble para realizar observaciones espectroscópicas de la atmósfera del exoplaneta en luz infrarroja cercana. Hubble hizo las observaciones mientras el mundo distante viajaba detrás de su estrella, un evento llamado eclipse secundario. Este tipo de eclipse produce información sobre la temperatura de los constituyentes en la atmósfera del lado diurno del exoplaneta.    “Estas observaciones de Kepler-13Ab nos dicen cómo se forman condensados y nubes en las atmósferas de los Júpiter muy calientes, y cómo la gravedad afectará la composición de una atmósfera”, explicó Beatty. “Al mirar estos planetas, necesitas saber no solo cómo de calientes están, sino cómo es su gravedad”.    El sistema Kepler-13 se encuentra a 1.730 años luz de la Tierra.

Créditos:CienciaPlus

Una galaxia corriente de hace mucho tiempo.

La Guerra de las Galaxias comienza con la frase “Hace mucho tiempo, en una galaxia muy muy lejana”. Ahora astrónomos de la Universidad de California en Davis (EE UU) y otros centros internacionales han encontrado una de esas galaxias (MACS1423-z7p64), que se remonta a 13.100 millones de años. Para detectarla, han usado el efecto lente que produce la gravedad de un cúmulo galáctico masivo situado entre la galaxia y la Tierra, así como el telescopio espacial Hubble y los instrumentos del Observatorio Keck, en Hawai.En realidad este lejano objeto no tiene nada de especial, pero precisamente ahí está su valor. “Otros más distantes son extremadamente brillantes y probablemente más raros respecto al resto”, explica Austin Hoag, autor principal del estudio, que se publica en Nature Astronomy, “pero creemos que esta galaxia es mucho más representativa de las que había en su época”. En concreto, pertenece a la fase de reionización del universo, un período de unos mil millones de años tras el Big Bang en el que el universo se hizo más transparente.

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

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Impresionante ovni del tipo cigarro captado en vídeo HD: