Distorsiones diminutas en la luz más antigua del Universo

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Distorsiones diminutas en la luz más antigua del Universo revelan una imagen clara de las hebras de la red cósmica

por Amelia Ortiz · Publicada 11 abril, 2018 ·
11/4/2018 de Berkeley Lab / Nature Astronomy


En esta ilustración, la trayectoria de la luz del fondo cósmico de microondas (CMB) es desviada por estructuras conocidas como filamentos que son invisibles a nuestros ojos, creando un efecto conocido como lente gravitatoria débil que fue captado por el satélite Planck (izquierda), un observatorio espacial de ESA. Los investigadores estudiaron este efecto de lente gravitatoria débil sobre el CMB para producir un mapa de filamentos, que miden típicamente varios cientos de años-luz de longitud. Crédito: Siyu He, Shadab Alam, Wei Chen, y Planck/ESA.

Un equipo de científicos ha descodificado distorsiones débiles en los patrones de la luz más primitiva del Universo para cartografiar enormes estructuras similares a tubos, invisibles a nuestros ojos – llamadas filamentos – que sirven como autopistas para el transporte de materia hacia núcleos densos como son los cúmulos de galaxias.

La exploración detallada de los filamentos ayuda a los investigadores a comprender mejor la formación y evolución de la red cósmica, la estructura a gran escala de materia del Universo, incluyendo el material misterioso e invisible conocido como materia oscura, que constituye el 85 por ciento de la masa total del Universo.

Los astrónomos se centraron en los patrones de fluctuaciones detectados en el fondo cósmico de microondas (CMB de sus iniciales en inglés), la señal casi uniforme de la primera luz del Universo. Buscaron la huella de los filamentos en las distorsiones del CMB a través del efecto de lente gravitatoria débil, que se produce cuando el CMB pasa a través de materia. Como las galaxias ocupan las regiones más densas del Universo, la señal de lente gravitatoria débil en la luz del CMB es más intensa en esos lugares. Se sabe que la materia oscura reside en los halos que rodean a dichas galaxias y que se extiende desde esas zonas más densas en forma de filamentos.

“Los filamentos son una parte integral de la red cósmica, aunque no está clara la relación entre la materia oscura subyacente y los filamentos”, explica Simone Ferraro (UC Berkeley).

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Descubre la estrella más lejana jamás observada

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El telescopio espacial Hubble descubre la estrella más lejana jamás observada

por Amelia Ortiz · Publicada 11 abril, 2018 ·
11/4/2018 de IFCA / Nature Astronomy


Imagen tomada por el telescopio espacial Hubble de la estrella individual más lejana que se ha podido detectar hasta la fecha. Crédito: NASA & ESA and P. Kelly (University of California, Berkeley)

Un equipo internacional en el que ha participado el investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), instituto mixto de la Universidad de Cantabria y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), José M. Diego, ha colaborado en la observación de Ícaro, una enorme estrella azul que se encuentra a nueve mil millones de años luz de la Tierra y cuya observación ha sido posible gracias al telescopio espacial Hubble.

Normalmente, sería imposible advertirla, de hecho solo es posible ver estrellas individuales de la Vía Láctea y de galaxias en nuestra vecindad, incluso utilizando los telescopios más potentes hasta el momento. Pero un capricho de la Naturaleza ha amplificado su brillo, de manera que ha podido detectarse utilizando el telescopio espacial Hubble.

Los astrónomos han utilizado esta estrella para probar una nueva teoría sobre la materia oscura, y para estudiar de qué están compuestos los cúmulos de galaxias y estos resultados se acaban de publicar en Nature Astronomy.

La estrella, que pertenece a una galaxia espiral, está tan lejos que su luz ha tardado nueve mil millones de años en llegar a la Tierra, lo que equivale al 70% de la edad del Universo. “Es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de Minnesota, Twin Cities y coautor 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.

La peculiaridad cósmica que ha permitido ver esta estrella es un fenómeno conocido como “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.

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. 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”.

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El misterio de las explosiones rápidas y violentas

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Kepler resuelve el misterio de las explosiones rápidas y violentas

por Amelia Ortiz · Publicada 11 abril, 2018 ·
11/4/2018 de Hubblesite / Nature Astronomy


Esquema que muestra el modelo de creación de un Fenómeno transitorio Luminoso de Evolución Rápida. En el panel izquierdo, una vieja estrella gigante roja pierde masa por el viento estelar, que se acumula formando una enorme envoltura gaseosa alrededor de la estrella. En el panel central, el núcleo de la estrella masiva implosiona y produce una explosión de supernova. En el panel derecho, la onda expansiva de la supernova alcanza la envoltura exterior, convirtiendo la energía cinética de la explosión en una brillante emisión de luz. El destello de radiación dura tan solo unos pocos días, una décima parte de la duración de una explosión de supernova típica. Crédito: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

El Universo es tan enorme que se estima que cada segundo explota una estrella como supernova. Los astrónomos solo captan una pequeña fracción de estas detonaciones porque tienen vidas relativamente cortas, como las luciérnagas que brillan en una noche veraniega. Después de aumentar repentinamente de brillo, una supernova puede tardar semanas en apagarse lentamente.

Durante la última década, los astrónomos se han sentido intrigados por unos destellos curiosos que desaparecen en solo unos pocos días en lugar de semanas. Reciben el nombre de Fenómenos transitorios Luminosos de Evolución Rápida (FELT de sus iniciales en inglés). Sólo se han observado unos pocos FELT en rastreos del cielo con telescopio debido a que son tan breves.

Ahora la misión Kepler de NASA ha captado un FELT en acción, permitiendo estudiar las propiedades de la explosión. Así los astrónomos han podido excluir varias teorías acerca de cómo se producen los FELT y quedarse con un modelo plausible. Han concluido que el breve destello procede de una gran envoltura de material situada alrededor de la supernova que se ilumina rápidamente cuando la onda expansiva de la supernova choca contra ella.

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Detectan ecos en radio de un agujero negro que se alimenta de una estrella

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Detectan ecos en radio de un agujero negro que se alimenta de una estrella

por Amelia Ortiz · Publicada 20 marzo, 2018 ·
20/3/2018 de MIT / The Astrophysical Journal


Ilustración de artista de una corriente de acreción interna y un chorro que sale de un agujero negro supermasivo cuando está alimentándose activamente, por ejemplo, con una estrella que destruyó recientemente. Crédito: ESO/L. Calçada.

El 11 de noviembre de 2014 una red global de telescopios registró una señal a 300 millones de años-luz de distancia creada por una explosión de energía electromagnética producida por un agujero negro que destruía una estrella que pasó cerca de él. Ahora un equipo de investigadores ha detectado señales en radio que coinciden muy bien con las emisiones en rayos X producidas por el mismo fenómeno 13 días antes. Piensan que estos “ecos” en radio demuestran la presencia de un chorro gigante de partículas altamente energéticas escapando del agujero negro a medida que el material de la estrella se precipita a su interior.

“Esto nos indica que el ritmo de alimentación del agujero negro controla la intensidad del chorro que produce”, comenta Dheeraj Pasham (MIT). “Un agujero negro bien alimentado produce un chorro fuerte mientras que uno malnutrido produce un chorro débil o ninguno en absoluto. Es la primera vez que observamos un chorro controlado por un agujero negro supermasivo que se está alimentando”.

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La más intensa de las explosiones rápidas de radio

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La más intensa de las explosiones rápidas de radio.

Solo duran una fracción de segundo y surgen por cualquier parte del cielo. Su origen parece remoto; su causa, se desconoce.

The Astronomer’s Telegram – 19 de marzo de 2018

El radiotelescopio Parkes, en Australia, en funcionamiento desde 1961, sigue haciendo descubrimientos [Stephen West].

Las primeras explosiones rápidas de radio se descubrieron en los archivos de viejas observaciones del radiotelescopio Parkes, en Australia. Ahora, ese mismo observatorio ha descubierto en lo que va de marzo (los días 1, 9 y el 11) tres explosiones, lo que es sorprendente, teniendo en cuenta que solo se conocen 33 (de la primera se tuvo constancia, aunque sucedió antes, en 2007). La del 9 de marzo es la más intensa hasta ahora registrada (o más exactamente, la que tiene la mejor relación señal-ruido). Cuadruplica con creces a la que hasta ahora era la más intensa, y multiplica por diez o por veinte, por cuarenta incluso, a la mayoría. Ha recibido el nombre de FRB 180309 (FRB es acrónimo de explosión o brote rápido de radio en inglés).

No se sabe dónde se produjo (solo la dirección celeste, con cierta imprecisión) ni qué generó tanta energía. La parte de cielo que le era visible al telescopio espacial de rayos gamma INTEGRAL en el momento de la explosión del 9 de marzo incluía la zona de la que vino, pero no dio aviso de ningún brote de rayos gamma. Lo único que los observadores del Parkes han podido hacer analizando los datos de INTEGRAL ha sido ponerle un límite superior a la energía que pudo tener una eventual emisión gamma asociada al brote de radio.

Un análisis efectuado en 2016 de los datos del observatorio Swift, que detecta explosiones de rayos gamma (de los que se cree que se originan en supernovas creadoras de agujeros negros o en colisiones de estrellas de neutrones, según el tipo de brote), asoció una explosión rápida de radio a un brote de rayos gamma.

Los especialistas creen que estas erupciones de radio, que solo duran unas milésimas de segundo, se produjeron hace muchísimo tiempo, a una gran distancia (lo creen porque su distribución es isótropa y porque las frecuencias altas de la señal llegan antes que las bajas, lo que indica que se ha producido una dispersión en un medio cósmico, un plasma, donde las unas no tienen la misma velocidad que las otras; para obtener las dilaciones medidas, las erupciones de radio tuvieron que producirse muy lejos). Su energía intrínseca, por ello, habida cuenta de la aparente, debió de ser enorme.

Solo se ha localizado uno de esos brotes, FRB 121102, en una galaxia enana, y gracias a que tiene la propiedad excepcional de que es repetitivo (el único hasta ahora); no es un solo brote, sino una serie de ellos repartidos en el tiempo. Este brote múltiple se produjo hace tres mil millones de años.

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Nebulosa del Cangrejo: un cangrejo que camina a través del tiempo

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Nebulosa del Cangrejo: un cangrejo que camina a través del tiempo

por Amelia Ortiz · Publicada 15 marzo, 2018 ·
15/3/2018 de Chandra

[https://youtu.be/fKsVznGnk2Q]

El próximo año se cumple el 20 aniversario del lanzamiento del observatorio Chandra de rayos X al espacio. La Nebulosa del Cangrejo fue uno de los primeros objetos que Chandra examinó con su aguda visión en rayos X y ha sido un objetivo frecuente del telescopio desde entonces.

Hay muchas razones por las que la Nebulosa del Cangrejo es un objeto tan bien estudiado. Por ejemplo es uno de los pocos casos en los que existen sólidas pruebas históricas de cuándo explotó la estrella. Disponer de este historial definido ayuda a los astrónomos a comprender los detalles de la explosión y su resultado.

En el caso del Cangrejo, observadores de varios países anunciaron la aparición de una estrella nueva en el año 1054 d.C. en dirección a la constelación de Tauro. Actualmente los astrónomos saben que la nebulosa contiene una estrella de neutrones altamente magnetizada que gira rápidamente, llamada púlsar, que se formó cuando una estrella masiva agotó su combustible nuclear y colapsó. La combinación de rotación rápida y campo magnético potente crea chorros de materia y de antimateria que se alejan desde los polos norte y sur del púlsar, y un intenso viento soplando en dirección ecuatorial.

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Una misteriosa señal procede de estrellas muy viejas del centro galáctico

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Una misteriosa señal procede de estrellas muy viejas del centro de nuestra galaxia

por Amelia Ortiz · Publicada 14 marzo, 2018 ·
14/3/2018 de The Australian National University / Nature Astronomy


Ilustración de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en la que han sido señaladas sus tres partes principales: el bulbo galáctico, el disco galáctico y el halo difuso de estrellas que la rodea. Crédito: L Jaramillo y O Macias, Virginia Tech.

Un equipo de astrónomos ha descubierto que una misteriosa señal de rayos gamma del centro de la Vía Láctea procede de estrellas que tienen 10 mil millones de años de edad, y no de materia oscura como se pensaba.

Los investigadores trabajaron con la hipótesis de que la señal está siendo emitida por miles de estrellas de neutrones que giran rápidamente, llamado pulsares de milisegundo. “A la distancia del centro de nuestra galaxia, la emisión procedente de muchos miles de estas estrellas densas giratorias podría estar mezclándose para imitar la señal distribuida uniformemente que esperamos de la materia oscura”, explica el Dr. Roland Crocker (ANU).

Crocker y su equipo han llegado a esta conclusión examinando datos reunidos por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, en órbita alrededor de la Tierra desde 2008, que muestran la imagen más clara del cielo en rayos gamma en este rango de energías.

Según Crocker, la señal detectada por Fermi coincide con la distribución de estrellas en el bulbo galáctico.

[Fuente]