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Telescopio Kepler y nuevas técnicas de rastreo de supernovas

El astrónomo Ed Shaya estaba en su oficina mirando datos del telescopio espacial Kepler de la NASA en 2012 cuando notó algo inusual: la luz de una galaxia se había iluminado rápidamente en un 10 por ciento. El golpe repentino en la luz hizo que Shaya se emocionara al instante, pero también se sintió nervioso por el evento. El efecto podría explicarse por la explosión masiva de una estrella, ¡una supernova! – o, lo que es más preocupante, un error de la computadora.

“Solo recuerdo ese día, sin saber si debería creerlo o no”, recuerda.

Las explosiones estelares forjan y distribuyen materiales que conforman el mundo en el que vivimos, y también contienen pistas sobre qué tan rápido se está expandiendo el universo. Al comprender las supernovas, los científicos pueden descubrir misterios que son la clave de lo que estamos hechos y el destino de nuestro universo. Pero para obtener una visión completa, los científicos deben observar las supernovas desde una variedad de perspectivas, especialmente en los primeros momentos de la explosión. Eso es realmente difícil; no se sabe cuándo o dónde podría ocurrir una supernova después.

Un pequeño grupo de astrónomos, incluido Shaya, se dio cuenta de que Kepler podría ofrecer una nueva técnica para la caza de supernovas. Lanzado en 2009, Kepler es mejor conocido por haber descubierto miles de exoplanetas. Pero como un telescopio que mira parches de espacio durante largos períodos de tiempo, puede capturar un vasto tesoro de otros tesoros cósmicos, especialmente aquellos que cambian rápidamente o aparecen y desaparecen, como las supernovas.

“Kepler abrió una nueva forma de mirar el cielo”, dijo Jessie Dotson, científica del proyecto de Kepler, con sede en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. “Fue diseñado para hacer una cosa realmente bien, que era encontrar planetas alrededor de otras estrellas. Para hacer eso, tenía que entregar datos continuos de alta precisión, que han sido valiosos para otras áreas de la astronomía”.

 

Originalmente, Shaya y sus colegas estaban buscando núcleos galácticos activos en sus datos de Kepler. Un núcleo galáctico activo es un área extremadamente brillante en el centro de una galaxia donde un agujero negro voraz está rodeado por un disco de gas caliente. Habían pensado en buscar supernovas, pero como las supernovas son tan raras, no lo mencionaron en su propuesta. “Fue demasiado dudoso”, dijo Shaya.

Inseguro de si la señal de supernova que encontró era real, Shaya y su colega de la Universidad de Maryland Robert Olling pasaron meses desarrollando un software para calibrar mejor los datos de Kepler, teniendo en cuenta las variaciones de temperatura y la orientación del instrumento. Aún así, la señal de supernova persistió. De hecho, encontraron cinco supernovas más en su muestra de Kepler de más de 400 galaxias. Cuando Olling mostró una de las señales a Armin Rest, que ahora es astrónomo en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltlimore, Restó se quedó boquiabierto. “Empecé a babear”, dijo. La puerta se abrió a una nueva forma de rastrear y comprender las explosiones estelares.

La puerta se abrió a una nueva forma de rastrear y comprender las explosiones estelares.

Hoy en día, estos astrónomos son parte del Estudio extragaláctico Kepler, una colaboración entre siete científicos de los Estados Unidos, Australia y Chile en busca de supernovas y núcleos galácticos activos para explorar la física de nuestro universo. Hasta la fecha, han encontrado más de 20 supernovas utilizando datos de la nave espacial Kepler, incluido un tipo exótico informado por Rest en un nuevo estudio en Nature Astronomy. Muchas más están siendo registradas actualmente por las observaciones en curso de Kepler.

Revelando secretos galácticos.

 

Innumerables galaxias compiten por llamar la atención en esta deslumbrante imagen del cúmulo de Fornax: algunas aparecen sólo como puntos de luz mientras que otras dominan el primer plano. Una de ellas es la galaxia lenticular NGC 1316. El turbulento pasado de esta galaxia, ampliamente estudiada, ha dejado su huella en forma de delicada estructura de bucles, arcos y anillos que, ahora, los astrónomos han fotografiado con un detalle sin precedentes con el telescopio de rastreo del VLT. Esta imagen asombrosamente profunda revela también una miríada de objetos tenues junto con una débil luz intracumular.

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La mayor parte de las estrellas que se muestran en este mapa pueden verse a simple vista en una noche oscura. La pequeña constelación de Fornax (El Horno) contiene una concentración de galaxias cercanas, incluyendo las galaxias en interacción NGC 1316 y 1317 (indicadas con un círculo rojo). Son lo suficientemente brillantes como para poder verlas con un telescopio de aficionado de tamaño medio, apareciendo como débiles machas borrosas circulares.Crédito:ESO, IAU and Sky & Telescope

Esta imagen profunda, captada usando las excepcionales capacidades del VST (VLT Survey Telescope, telescopio de rastreo del VLT) en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, revela los secretos de los luminosos miembros del cúmulo de Fornax, uno de los cúmulos de galaxias más ricos y cercanos a la Vía Láctea.Quizás, el miembro más fascinante del cúmulo sea NGC 1316, una galaxia que ha experimentado una historia muy movida tras nacer por la fusión de varias galaxias más pequeñas. Las distorsiones gravitatorias del pasado aventurero de la galaxia han dejado su huella en la estructura lenticular [1]. En la década de 1970 se observaron por primera vez las grandes ondas, bucles y arcos embebidos en la envoltura exterior cargada de estrellas, y hoy sigue siendo un campo activo de estudio para los astrónomos, que utilizan la última tecnología de los telescopios para observar los detalles más finos de la  inusual estructura de NGC 1316 mediante una combinación de imagen y modelos.

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En esta imagen podemos ver el cielo que rodea a las galaxias NGC 1316 y 1317. Fue creada a partir de imágenes que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2.Crédito:ESO/Digitized Sky Survey 2

Las fusiones que formaron NGC 1316 generaron un flujo de gas que alimenta a un exótico objeto astrofísico en su centro: un agujero negro supermasivo con una masa de aproximadamente 150 millones de veces la del Sol. A medida que acreta la masa de su entorno, este monstruo cósmico genera chorros de partículas de alta energía inmensamente potentes, que a su vez dan origen a los característicos lóbulos de emisión que se ven en longitudes de onda de radio, haciendo que NGC 1316 sea la cuarta fuente de radio más brillante del cielo.NGC 1316 también ha albergado a cuatro supernovas de tipo Ia registradas, que son eventos astrofísicos de vital importancia para los astrónomos. Dado que las supernovas de tipo Ia tienen un brillo muy definido [2], pueden utilizarse para medir la distancia a la galaxia anfitriona, en este caso, 60 millones de años luz. Estas “candelas estándar” son muy buscadas por los astrónomos, ya que son una excelente herramienta para medir de manera fiable la distancia a objetos remotos. De hecho, desempeñaron un papel clave en el revolucionario descubrimiento de la expansión acelerada de nuestro universo.

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En esta imagen se señalan las principales galaxias que hay alrededor de NGC 1316, una galaxia lenticular que está tanto en la constelación de Fornax (el horno) como en el cúmulo de Fornax. Esta impresionante y profunda vista del cúmulo fue captada por el telescopio de rastreo del VLT como parte del Sondeo Profundo de Fornax.Crédito:ESO/A. Grado & L. Limatola

Esta imagen fue tomada por el VST, en el Observatorio Paranal de ESO, como parte del Sondeo Profundo de Fornax, un proyecto que quiere proporcionar un estudio profundo y multi-imagen del cúmulo de Fornax. El equipo, liderado por Enrichetta Iodice (INAF-Observatorio de Capodimonte, Nápoles, Italia), ha observado previamente esta zona con el VST, revelando un débil puente de luz entre NGC 1399 y la galaxia de menor tamaño NGC 1387 . El VST fue diseñado específicamente para realizar sondeos del cielo a gran escala. Con OmegaCAM, una cámara especialmente diseñada que cuenta con 256 megapíxeles y un gran campo de visión corregido, VST puede obtener, con gran rapidez, imágenes profundas de grandes áreas del cielo, dejando a los telescopios de mayor tamaño —como el VLT (Very Large Telescope) de ESO— la tarea de explorar los detalles de objetos individuales.

Notas:

[1] Las galaxias lenticulares o “en forma de lente” son una forma intermedia entre las galaxias elípticas difusas y las archiconocidas galaxias espirales, como la Vía Láctea.

[2] El tipo de supernovas Ia se producen cuando una enana blanca que forma parte de un sistema binario de estrellas acreta lentamente la masa de su estrella compañera hasta que llega un límite que provoca la fusión nuclear del carbono. En un breve periodo de tiempo, se inicia una reacción en cadena que finalmente termina en una enorme liberación de energía: una explosión de supernova. La supernova siempre se produce cuando alcanza una masa determinada, conocida como el límite de Chandrasekhar y produce una explosión casi idéntica en cada ocasión. La semejanza en las supernovas de tipo Ia permite a los astrónomos utilizar estos eventos cataclísmicos para medir distancias.

Créditos:eso

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