La distribución de las estrellas en los cúmulos se establece mucho antes de que las estrellas comiencen a brillar

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La distribución de las estrellas en los cúmulos se establece mucho antes de que las estrellas comiencen a brillar

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 6 JULIO, 2018 ·
6/7/2018 de Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Nebulosa de la Pipa. Fuente: Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Las estrellas, y las agrupaciones que forman (cúmulos y galaxias), son el principal motor de casi todos los procesos que estudia la astrofísica. Sin embargo, la formación de las estrellas aún se considera un problema abierto, especialmente en lo que se refiere a las condiciones iniciales que llevan a una gran nube de gas a desgajarse en fragmentos, o núcleos preestelares, que formarán estrellas. Un trabajo, encabezado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y en colaboración con el Instituto de Astronomía de la UNAM (México) ha contribuido a reducir el problema, al hallar que la distribución de las estrellas en un cúmulo viene dictada por la densidad de esos núcleos primigenios.

“Los astrónomos manejamos ciertas constantes que predominan en la formación de estrellas -señala Emilio J. Alfaro, investigador del IAA-CSIC que encabeza el estudio-. Por ejemplo, el número de estrellas por intervalo de masa en un cúmulo sigue una función muy bien definida, que no parece variar incluso entre galaxias cercanas; también vemos que las estrellas más masivas están concentradas en el centro de los cúmulos muy jóvenes, y más cerca unas de otras que las estrellas de menor masa, lo que llamamos segregación espacial por masa”.

El proceso de formación de las estrellas comienza con el colapso gravitatorio de una nube de gas fría y masiva. La materia en el interior de la nube no se distribuye uniformemente, sino que forma estructuras similares y transitorias (algo parecido a las nubes de vapor de agua de nuestra atmósfera), representativas de un equilibrio de fuerzas en el gas. Cuando se rompe el equilibrio, las zonas más densas y masivas de la nube comienzan a contraerse, acumulando materia de los alrededores y dando lugar a los núcleos preestelares.

Los investigadores analizaron la distribución en el espacio de los picos de densidad de la Pipa, una nube de gas que presenta varios núcleos preestelares y que constituye un laboratorio cósmico ideal para estudiar las condiciones iniciales de la formación estelar.

Los resultados demuestran que los núcleos de la Pipa están segregados no solo por masa sino, de forma más concluyente, por su densidad interna. “Este resultado pone de manifiesto el carácter primordial de la segregación espacial y apunta por primera vez a la densidad de los núcleos como la principal variable física que dibuja el mapa inicial de la formación estelar”, concluye Emilio J. Alfaro (IAA-CSIC).

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Un estudio revolucionario arroja nueva luz sobre la evolución de las galaxias

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Un estudio revolucionario arroja nueva luz sobre la evolución de las galaxias

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 6 JULIO, 2018 ·
6/7/2018 de Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço / Astronomy & Astrophysics


Imagen de la gran galaxia espiral NGC 1232. Los colores de las diferentes regiones son bien visibles: las áreas centrales contienen estrellas más viejas de color rojizo, mientras que los brazos espirales están poblados por jóvenes estrellas azules y muchas regiones de formación de estrellas. Crédito: ESO.

Un equipo de investigadores ha dado un paso importante hacia la resolución de un antiguo enigma en astronomía extragaláctica: la naturaleza y formación de la componente central esférica de galaxias espirales como la Vía Láctea.

Se piensa que el bulbo central se forma a través de dos caminos distintos. Los bulbos clásicos consisten en estrellas antiguas, más viejas que el disco, porque se ensamblaron rápidamente hace más de 10 mil millones de años, antes que los discos. Los pseudobulbos tienen estrellas de edad similar a la del disco porque fueron ensamblados gradualmente por una combinación de procesos dinámicos con una formación continua de estrellas alimentada por el flujo de gas desde el disco.

Estos dos escenarios implican que los bulbos clásicos y los pseudobulbos tienen características claramente diferenciadas, pero este contraste tan bien definido nunca ha sido observado, a pesar de los numerosos estudios realizados en el pasado. Para solucionar este enigma, un equipo de astrónomos ha realizado un análisis de modelos espectrales sin precedente de más de medio millón de espectros individuales para resolver espacialmente la historia de formación de estrellas del bulbo y del disco de 135 galaxias observadas en el proyecto CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area).

Según Iris Breda (IA & Universidad de Porto) lo que han encontrado “implica que la escala de tiempos de formación de bulbos está inversamente relacionada con la masa total de la galaxia: la formación del bulbo en galaxias masivas se completa en los primeros 4 mil millones de años de evolución cósmica, mientras que todavía está en marcha a un ritmo más lento en las menos masivas”.

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La salchicha de Gaia: la colisión principal que cambió la galaxia de la Vía Láctea

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La salchicha de Gaia: la colisión principal que cambió la galaxia de la Vía Láctea

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 5 JULIO, 2018 ·
5/7/2018 de Center for Computational Astrophysics / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society / The Astrophysical Journal Letters


Las estrellas de la Salchicha: cuando miramos la distribución de velocidades de las estrellas en la Vía Láctea, las estrellas de la galaxia Salchicha dibujan la forma característica de una salchicha. Esto es debido a las altas velocidades radiales de las estrellas. El Sol se encuentra en el centro de esta enorme nube de estrellas, la distribución no incluye las estrellas frenadas que ahora están regresando hacia el centro de la galaxia. Crédito: V. Belokurov (Cambridge, UK) y Gaia/ESA.

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una colisión frontal antigua y dramática entre la Vía Láctea y un objeto más pequeño, apodado la galaxia “Salchicha”. El choque cósmico fue un episodio que se produjo al principio de la historia de la Vía Láctea y que modificó tanto su bulbo interno como su halo exterior.

Los astrónomos sugieren que hace entre 8 mil millones y 10 mil millones de años una galaxia enana desconocida chocó contra nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. La enana no sobrevivió al impacto: se fragmentó rápidamente y los restos están ahora por todas partes a nuestro alrededor. “La colisión destrozó la enana, con sus estrellas moviéndose en órbitas muy radiales” que son largas y estrechas como agujas, señala Vasily Belokurov (Universidad de Cambridge y Centro de Astrofísica Computacional).

Las trayectorias de las estrellas de la fusión galáctica, obtenidas a partir de datos de la misión europea Gaia, les han valido el sobrenombre de “Salchicha de Gaia”. “Dibujamos las velocidades de las estrellas y la forma de salchicha apareció frente a nosotros. A medida que la galaxia más pequeña se rompía, sus estrellas fueron arrojadas a órbitas muy radiales. Estas estrellas de la Salchicha son lo que queda de la última fusión principal de la Vía Láctea”.

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La teoría de Einstein todavía supera la prueba

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La teoría de Einstein todavía supera la prueba

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 5 JULIO, 2018 ·
5/7/2018 de ASTRON / Nature

[https://youtu.be/hc3mrta7J9I]

Un martillo y una pluma caen con la misma aceleración en la Luna. Y una bola de cañón ligera llega al suelo al mismo tiempo que una bola de cañón pesada cuando ambas son dejadas caer desde la Torre inclinada de Pisa. Incluso la Tierra y la Luna caen del mismo modo hacia el Sol. La teoría de la gravedad de Einstein ha superado todas las pruebas en los laboratorios y en otros lugares de nuestro Sistema Solar. Pero la mayoría de teorías alternativas predicen que los objetos con gravedad extrema, como las estrellas de neutrones, caen de modo ligeramente diferente al de objetos con gravedad débil.

Afortunadamente los astrónomos han hallado un laboratorio natural para comprobar esta teoría bajo condiciones extremas: el sistema triple de estrellas llamado PSR J0337+1715, situado a 4200 años-luz de la Tierra. En este sistema único una estrella de neutrones se encuentra en una órbita de 1.6 días con una enana blanca y esta pareja está a su vez en una órbita de 327 días con otra enana blanca más alejada. Si las teorías alternativas de la gravedad fuesen correctas, entonces la estrella de neutrones y la enana blanca interior caerían de forma diferente hacia la enana blanca exterior.

La estrella de neutrones es un púlsar de milisegudos, comportándose como un reloj: gira 366 veces por segundo y emite haces de ondas de radio que giran con ella. Los haces pasan sobre la Tierra a intervalos regulares, produciendo pulsos como un faro cósmico. Estos pulsos en radio son los que se emplean para determinar la posición de la estrella con una precisión de unos pocos cientos de metros. Si la estrella de neutrones cae de forma diferente a la enana blanca, entonces los pulsos llegarían con un tiempo diferente al esperado.

Anne Archibald (ASTRON) y sus colaboradores encontraron que cualquier diferencia entre las aceleraciones de la estrella de neutrones y la enana blanca es demasiado pequeña para ser detectada. “Si existe una diferencia no es superior a tres partes por millón”, comenta Nina Gusinskaia (Universidad de Amsterdam). “Ahora cualquiera con una teoría alternativa de la gravedad tiene un rango todavía más reducido de posibilidades en el que ha de encajar su teoría de modo que coincida con lo que hemos visto. Además hemos mejorado la precisión del mejor test de gravedad anterior, tanto dentro del Sistema Solar como con otros púlsares en un factor 10”.

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Mineralogía como la de nuestra Vía Láctea en una joven galaxia a 11 mil millones de años-luz de distancia

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Mineralogía como la de nuestra Vía Láctea en una joven galaxia a 11 mil millones de años-luz de distancia

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 4 JULIO, 2018 ·
4/7/2018 de Australian Astronomical Observatory (AAO)/ The Astrophysical Journal Letters


Imagen de la detección del GRB 180325A. Créditos: panel izquierdo del archivo de datos DR1 de Pan-STARRS; en el panel derecho datos del telescopio NOT en banda R.

Un equipo internacional de investigadores ha anunciado el descubrimiento de una característica relacionada con el polvo en una galaxia a 11 mil millones de años-luz. Esta propiedad se ve claramente en la Vía Láctea pero es rara en otras galaxias y, por tanto, no se entiende bien. La detección de esta característica del polvo en una galaxia lejana fue posible gracias a la explosión de una estrella masiva que emitió rayos gamma (un GRB).

El polvo está hecho de granos del tamaño de micras (millonésima parte de un metro) o fracciones de micras de carbono, silicio, hierro o aluminio. Nuestra Vía Láctea contiene una cantidad significativa de polvo carbonáceo que produce en el espectro de la luz una absorción ancha especial en longitudes de onda del ultravioleta. La presencia de esta absorción en otras galaxias parece ser relativamente rara. La razón por la que esta propiedad relacionada con el polvo es tan evidente en la Vía Láctea pero ausente de la mayoría de las otras galaxias no se conoce bien.

Misteriosamente, la absorción ancha debida al polvo ha sido observada en varias galaxias muy lejanas, gracias a los datos aportados por estallidos de rayos gamma (GRB). Los GRB son estrellas masivas que acaban sus vidas con explosiones potentes que brillan más que sus propias galaxias anfitrionas. El polvo deja una huella muy característica en la emisión de rayos gamma que escapan de la galaxia.

La absorción en el ultravioleta del polvo se ha detectado ahora en un GRB llamado GRB180325A. Los astrónomos han confirmado que la galaxia anfitriona es relativamente pequeña (con una centésima parte de la masa de la Vía Láctea) pero tiene una intensa actividad de formación de estrellas. “La observación continua de estos casos lejanos permitirá encontrar estos ejemplos raros y ayudará a deducir similitudes y diferencias en la composición del polvo en el universo temprano y en la actualidad, conduciéndonos en última instancia a comprender qué condiciones son necesarias para formar polvo similar al de nuestra galaxia”, explica la Dra. Tayyaba Zafar (AAO).

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La misión NuSTAR prueba que la superestrella Eta Carinae lanza rayos cósmicos

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La misión NuSTAR prueba que la superestrella Eta Carinae lanza rayos cósmicos

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 4 JULIO, 2018 ·
4/7/2018 de NASA / Nature Astronomy

[https://youtu.be/B4PwWDNc9qM]
Un nuevo estudio realizado con datos del telescopio espacial NuSTAR de NASA sugiere que Eta Carinae, el sistema estelar más luminoso y masivo a menos de 10 000 años-luz, está acelerando partículas a altas energías, algunas de las cuales podrían alcanzar la Tierra en forma de rayos cósmicos.

“Sabemos que las ondas expansivas de estrellas que han explotado pueden acelerar partículas de rayos cósmicos a velocidades comparables a la de la luz, un increíble aporte de energía”, explica Kenji Hamaguchi (NASA). “Procesos similares deben de ocurrir en otros ambientes extremos. Nuestros análisis indican que Eta Carinae es uno de ellos”.

Los astrónomos saben que los rayos cósmicos con energías por encima de los mil millones de electronvoltios (eV) nos llegan desde fuera de nuestro sistema solar. Pero como esas partículas (electrones, protones y núcleos atómicos) transportan carga eléctrica, se desvían de su trayectoria cada vez que encuentran un campo magnético. Esto enreda sus recorridos y esconde sus orígenes.

El estudio de los rayos X duros y de los rayos gamma emitidos por la pareja de estrellas masivas que componen el sistema de Eta Carinae ha llevado a los científicos a concluir que su origen son electrones acelerados en violentas ondas de choque a lo largo de la frontera donde colisionan los vientos estelares de las dos estrellas. Algunos de estos electrones superrápidos, así como otras partículas aceleradas, deben escapar del sistema y quizás algunas acaban llegando a la Tierra, donde son detectadas como rayos cósmicos.

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evento de fusión de estrellas de neutrones confirmado

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Esperan más de 100 días para ver salir de detrás del Sol un haz de luz del primer evento de fusión de estrellas de neutrones confirmado

POR AMELIA ORTIZ · PUBLICADA 3 JULIO, 2018 ·
3/7/2018 de University of Warwick / Nature Astronomy


Impresión de artista de chorros de material de la primera fusión confirmada de estrellas de neutrones. Crédito: Mark Garlick/University of Warwick.

Un equipo de astrónomos ha tenido que esperar más de 100 días para ver salir por detrás del resplandor del Sol la primera pareja confirmada de estrellas de neutrones fusionadas. Su recompensa ha sido el primer avistamiento confirmado de un chorro de material que todavía está siendo expulsado por la nueva estrella exactamente 11o días después de que fuese observado por primera vez el evento de fusión cataclísmica inicial. Sus observaciones confirman una predicción clave sobre el resultado de las fusiones de estrellas de neutrones.

La fusión de estrellas de neutrones binarias GW170817 se produjo a 130 millones de años-luz en la galaxia llamada NGC 4993. Fue el primer evento de fusión de estrellas de neutrones observado y confirmado visualmente. Unas pocas semanas después la estrella resultado de la fusión pasó por detrás del resplandor de nuestro Sol, quedando escondida a los astrónomos hasta que reemergió 100 días después de la fusión. En este momento un equipo de investigadores de la Universidad de Warwick pudo utilizar el telescopio espacial Hubble para ver que la estrella todavía estaba generando un potente haz de luz en una dirección que, aunque no estaba centrada en la Tierra, empezaba a extenderse hacia nuestra dirección.

El Dr. Joe Lyman (Universidad de Warwick) lo explica: “Al principio vimos luz visible emitida por la desintegración radiactiva de elementos pesados. Más de cien días después ha desaparecido, pero ahora vemos un chorro de material expulsado formando un cierto ángulo respecto a nosotros, casi a la velocidad de la luz. Esto es muy diferente de lo que algunas personas habían sugerido, que el material no saldría en un chorro sino en todas direcciones”.

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