Mes: abril 2017

Variaciones en la red cósmica

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Miden las variaciones a pequeña escala de la red cósmica usando cuásares dobles raros

por Amelia Ortiz · Publicada 28 abril, 2017 ·
28/4/2017 de Max Planck Institute for Astronomy / Science


Representación esquemática de la técnica utilizada para estudiar la estructura a pequeña escala de la red cósmica utilizando la luz de raras parejas de cuásares. Los espectros contienen información sobre el gas hidrógeno que la luz ha encontrado, así como la distancia a dicho gas. Crédito: Springel et al. (2005) (red cósmica) / J. Neidel, MPIA.

Los astrónomos piensan que la materia se distribuyen en el espacio intergaláctico formando una vasta red de estructuras filamentarias interconectadas conocida como la red cósmica. Casi todos los átomos del Universo residen en esta red, material que quedó después del Big Bang. Ahora un equipo de investigadores dirigido por el Instituto Max Planck de Astronomía ha medido por primera vez las fluctuaciones a pequeña escala de la red cósmica sólo 2 mil millones de años después del Big Bang. Estas medidas han sido posibles gracias a una técnica novedosa en la que se usan parejas de cuásares para explorar la red cósmica a lo largo de líneas visuales adyacentes, próximas entre sí. Prometen que esto ayudará a los astrónomos a reconstruir uno de los primeros capítulos de la historia cósmica conocido con el nombre de reionización.

Las grandes regiones de espacio que existen entre las galaxias contienen sólo unos pocos átomos por metro cúbico, una difusa bruma de gas de hidrógeno resultante del Big Bang. Observado a grandes escalas, ese material difuso contiene, sin embargo, la mayoría de los átomos del Universo y constituye la red cósmica, cuyos filamentos retorcidos tienen longitudes de miles de millones de años.

Ahora un equipo de científicos ha realizado las primeras medidas de las variaciones a pequeña escala en este gas hidrógeno primigenio. Aunque las regiones de la red cósmica que estudiaron se encuentra a casi 11 mil millones de años luz de distancia, pudieron medir cambios en su estructura a escalas cientos de miles de veces más pequeñas, comparables al tamaño de una sola galaxia.

El gas intergaláctico es tan tenue que no emite luz propia. Los astrónomos lo observan indirectamente estudiando cómo absorbe de manera selectiva la luz que procede de fuentes luminosas muy lejanas llamadas cuásares. Para ello identificaron parejas extremadamente raras de cuásares que se encuentran uno junto al otro en el cielo, y midieron las sutiles diferencias en la absorción de la luz por parte de los átomos intergalácticos a lo largo de las dos líneas visuales. Comparando los resultados con lo predicho por modelos en supercomputadoras que simulan la formación de las estructuras cósmicas desde el Big Bang hasta el presente comprobaron que las observaciones concuerdan con el paradigma establecido en lo relativo a la formación de estructuras cósmicas.

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Halo galáctico de hidrógeno

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Un vasto halo de hidrógeno rodea la Vía Láctea

por Amelia Ortiz · Publicada 28 abril, 2017 ·
28/4/2017 de The University of Arizona / Nature Astronomy


El aspecto que podría tener la Vía Láctea para astrónomos alienígenas podría ser como esta imagen de NGC 2683. Crédito: ESA/Hubble & NASA.

A veces son necesarios muchos árboles para ver el bosque. En el caso del descubrimiento más reciente realizado por astrónomos de la Universidad de Arizona, exactamente 732 225. Excepto que en este caso, el “bosque” es un velo difuso de gas de hidrógeno que envuelve la Vía Láctea, y cada “árbol” es otra galaxia, observada con el telescopio de 2.5m del proyecto Sloan Digital Sky Survey.

Tras combinar este enorme número de espectros, los astrónomos Huanian Zhang y Dennis Zaritsky anunciaron las primeras detecciones de hidrógeno difuso flotando en un vasto halo que rodea la Vía Láctea. Los astrónomos habían postulado su existencia basándose en lo que saben sobre otras galaxias, pero nunca había sido observado directamente.

“Es como mirar a través de un velo”, comenta Zaritsky . “Vemos hidrógeno difuso en todas las direcciones en las que miramos”. Además señala que no se trata de la primera vez que se detecta has en halos alrededor de galaxias, pero en esos casos, el hidrógeno se encuentra en un estado físico diferente.

“Hay nubecillas de hidrógeno en el halo de la galaxia, que conocemos desde hace mucho tiempo, llamadas nubes de alta velocidad”, explica Zaritsky. “Ésas han sido detectadas con observaciones en radio y son realmente nubes: ves un borde y se están moviendo. Pero su masa total es pequeña y no pueden ser la forma dominante de hidrógeno en el halo”. “El gas que detectamos no está haciendo nada en particular”, comenta Zaritsky. “No está girando tan rápido como para indicarnos que está siendo expulsado de la galaxia, y no parece estar precipitándose hacia el centro galáctico tampoco”.

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Indicador explosivo de distancias

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El Hubble observa las primeras imágenes múltiples de un indicador explosivo de distancias

por Amelia Ortiz · Publicada 25 abril, 2017 ·
25/4/2017 de ESA Hubble / Science


Esta imagen múltiple muestra la supernova de tipo Ia iPTF16geu, afectada por una lente gravitatoria, observada por diferentes telescopios. La imagen del fondo muestra una imagen de gran campo del firmamento tomada desde el Observatorio Palomar, en California. La imagen más a la izquierda muestra observaciones hechas con el proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDSS). La imagen central fue tomada por el telescopio espacial Hubble y muestra la galaxia lente SDSS J210415.89-062024.7. La imagen de más a la derecha fue también tomada con el Hubble y muestra las cuatro imágenes de la explosión de supernova rodeando la galaxia que actúa como lente. Crédito: ESA/Hubble, NASA, Sloan Digital Sky Survey, Palomar Observatory/California Institute of Technology.

Un equipo dirigido por astrónomos suecos ha utilizado el telescopio espacial Hubble de NASA /ESA para analizar las imágenes múltiples de una supernova de tipo Ia producidas por una lente gravitatoria, por primera vez. Las cuatro imágenes de la explosión de la estrella serán utilizadas para medir la expansión del Universo. Esto puede hacerse sin ningún tipo de suposiciones teóricas sobre el modelo cosmológico, proporcionando nuevos datos sobre lo rápido que se está expandiendo el Universo realmente.

La lejana supernova recién descubierta, llamada  iPTF16geu, envió su luz hacia la Tierra hace 4300 millones de años. La luz de esta supernova en particular sufrió una desviación y fue aumentada por el efecto de lente gravitatoria de modo que resultó dividida en cuatro imágenes separadas en el cielo. Las cuatro imágenes forman un círculo con un radio de solamente 3000 años-luz alrededor de la galaxia responsable del efecto de lente, tratándose de una de las lentes gravitatorias extragalácticas más pequeñas descubierta hasta la fecha.

Las supernovas de tipo Ia siempre tienen el mismo brillo intrínseco, de modo que midiendo lo brillantes que parecen los astrónomos pueden determinar lo lejos que se encuentran. Son, por tanto, conocidas como candelas estándar. Estas supernovas han sido utilizadas durante décadas para medir distancias en el Universo, y también fueron usadas para descubrir su expansión acelerada e inferir la existencia de la energía oscura. Ahora la supernova  iPTF16geu permite a los científicos explorar un territorio nuevo, comprobando las teorías de la deformación del espacio-tiempo a escalas extragalácticas más pequeñas.

Los investigadores se encuentran actualmente en el proceso de medir lo que tardaría la luz en alcanzarnos desde cada una de las cuatro imágenes de la supernova. Las diferencias en los tiempos de llegada pueden ser utilizadas para calcular la constante de Hubble, el ritmo de expansión del Universo, con una precisión alta. Esto es particularmente crucial a la vista de la reciente discrepancia entre las medidas de su valor en el Universo local y en el primitivo.

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Próximo instrumento del Gemini

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OCTOCAM será el próximo instrumento del observatorio Gemini

por Amelia Ortiz · Publicada 11 abril, 2017 ·
11/4/2017 de Instituto de Astrofísica de Andalucía


Esquema del instrumento OCTOCAM, proyecto liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía, que será instalado en el telescopio Gemini Sur, en Chile. Su objetivo principal es el estudio de fenómenos transitorios, como eventos muy energéticos y distantes como las explosiones de rayos gamma o las supernovas. Crédito: Instituto de Astrofísica de Andalucía / A. de Ugarte Postigo et al. OCTOCAM multiplicará la potencia del telescopio Gemini Sur observando simultáneamente en ocho bandas

Los telescopios gemelos del observatorio Gemini, con sus 8,1 metros de diámetro y su ubicación en ambos hemisferios (Chile y Hawái), disponen de un acceso privilegiado a todo el cielo. En 2014, Gemini realizó una llamada para estudios de viabilidad de futuros instrumentos que mantuvieran la excelencia del observatorio durante la próxima década. Entre los seleccionados se hallaba OCTOCAM, un ambicioso proyecto encabezado por investigadores del grupo HETH (High Energy Transients and their Hosts) del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Tras dicho estudio, OCTOCAM participó en el concurso para la construcción del nuevo instrumento para el observatorio, en agosto de 2016. Tras una exhaustiva evaluación, el proyecto fue seleccionado para su construcción y financiado con un presupuesto de quince millones de dólares, en el marco de un contrato firmado la semana pasada.

“OCTOCAM se ha diseñado para revolucionar la investigación en múltiples campos de la astrofísica. Para ello, un amplio grupo internacional de investigadores ha seleccionado los casos científicos más punteros de cada rama, y eso se ha utilizado para definir las características técnicas que permitirán a OCTOCAM contribuir a responder a las grandes preguntas que nos plantea la astrofísica”, apunta Antonio de Ugarte Postigo, investigador del IAA-CSIC que lidera el proyecto.

OCTOCAM utilizará ocho detectores de última generación para observar simultáneamente en el óptico y en el infrarrojo, y alcanzará velocidades de lectura de decenas de milisegundos. Estas características, unidas a su excepcional sensibilidad, lo convierten en un instrumento sin igual hasta la fecha, capaz de multiplicar por ocho la potencia de un gran telescopio.

Aunque el instrumento se ha diseñado para satisfacer las necesidades de muchas áreas de investigación, OCTOCAM está optimizado para el estudio de objetos transitorios: eventos muy energéticos y distantes como las explosiones de rayos gamma o las supernovas. “La resolución temporal de OCTOCAM permitirá estudiar, a cámara lenta, la explosión de una estrella al final de su vida y la formación de un agujero negro”, explica Christina Thöne (IAA-CSIC), gestora de la parte española del proyecto.

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Fuegos artificales en OMC 1

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ALMA capta unos impresionantes fuegos artificiales estelares

por Amelia Ortiz · Publicada 10 abril, 2017 ·
10/4/2017 de ESO / The Astrophysical Journal


A menudo, las explosiones estelares se relacionan con supernovas, la espectacular muerte de algunas estrellas. Pero nuevas observaciones del complejo de la nebulosa de Orión, llevadas a cabo con ALMA, han proporcionado información sobre explosiones que tienen lugar en el otro extremo del ciclo de la vida estelar: el nacimiento de la estrella. La composición de fondo incluye imágenes del infrarrojo cercano tanto del telescopio de Gemini Sur como del VLT (Very Large Telescope) de ESO. En la parte inferior de la imagen aparece el famoso Cúmulo del Trapecio, formado por jóvenes estrellas calientes. Los datos de ALMA no cubren toda esta imagen. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Bally/H. Drass et al.

A menudo, las explosiones estelares se relacionan con supernovas, la espectacular muerte de algunas estrellas. Pero nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA han proporcionado información sobre explosiones que tienen lugar en el otro extremo del ciclo de la vida estelar: el nacimiento de la estrella. Los astrónomos han captado impresionantes imágenes mientras exploraban los restos del nacimiento de un grupo de estrellas masivas, parecidos a fuegos artificiales, demostrando que la formación de estrellas también puede ser un proceso violento y explosivo.

A 1.350 años luz de distancia, en la constelación de Orión (el cazador), hay una densa y activa fábrica de formación de estrellas llamada Nube Molecular de Orión 1 (OMC 1, por sus siglas en inglés) que forma parte de la conocida nebulosa de Orión. Las estrellas nacen cuando una nube de gas, cientos de veces más masiva que nuestro Sol, comienza a colapsar bajo su propia gravedad. En las regiones más densas, las protoestrellas se encienden y comienzan a amontonarse sin control. Con el tiempo, algunas estrellas comienzan a caer hacia un centro común de gravedad, dominado generalmente por una protoestrella particularmente grande. Si antes de que puedan escapar de su vivero estelar, algunas estrellas se acercan mucho entre sí, pueden tener lugar violentas interacciones.

Hace unos 100.000 años, varias protoestrellas comenzaron a formarse en las profundidades de OMC-1. La gravedad comenzó a atraerlas entre sí a una velocidad cada vez mayor, hasta que, hace 500 años, dos de ellas acabaron chocando. Los astrónomos no están seguros de si simplemente se rozaron o chocaron de frente pero, sea como fuere, la potente erupción que se desencadenó hizo que tanto las protoestrellas cercanas como cientos de colosales chorros de gas y polvo, en forma de serpentinas, salieran despedidos hacia el espacio interestelar a más de 150 kilómetros por segundo. Esta interacción cataclísmica liberó tanta energía como la que emitiría el Sol en 10 millones de años.

Quinientos años más tarde, un equipo de astrónomos liderado por John Bally (Universidad de Colorado, EE.UU.) ha utilizado el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para mirar dentro del corazón de esta nube. En su interior vieron los escombros arrojados hacia fuera desde el explosivo lugar de nacimiento de este grupo de estrellas masivas, una versión cósmica de fuegos artificiales con serpentinas gigantes que salían disparadas en todas direcciones.

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Desafío al modelo de los bulbos galácticos

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Desafiando el modelo de los bulbos galácticos

por Amelia Ortiz · Publicada 6 abril, 2017 ·
6/4/2017 de AAS NOVA


La Galaxia del Sombrero (M104), un ejemplo de galaxia con un gran bulbo central. Un estudio reciente examina cómo podrían crecer los bulbos en el centro de galaxias similares a la nuestra. Crédito: ESO.

Las galaxias de masa similar a la nuestra no tienen el bulbo ni el agujero negro con la misma masa. ¿Qué es lo que determina cuánta masa acabará en el bulbo y el agujero negro en el centro de una galaxia como la Vía Láctea?

Una teoría indica que son las fusiones con otras galaxias grandes y pequeñas las que acumulan masa en el bulbo y el agujero negro en algunos casos.  A menudo se argumenta que los bulbos “clásicos” masivos y concentrados en el centro, son causados por fusiones con otras galaxias, mientras que los pseudobulbos, menos masivos y con más forma de disco, podrían ser causados por otros medios, como violentas inestabilidades en discos ricos en gas, o por la caída no alineada de gas a lo largo de la historia cósmica.

Un equipo de científicos dirigido por Eric Bell (Universidad de Michigan) se propuso comprobar el papel de las fusiones en la formación de los bulbos, examinando los halos estelares de una muestra de 18 galaxias con la masa de la Vía Láctea, seis con bulbos clásicos teóricamente creados por procesos de fusión, y 12 con pseudobulbos, formados por otros mecanismos distintos.

Los resultados de su investigación sugieren que ni siquiera los bulbos clásicos se forman primariamente por procesos de fusión con otras galaxias. En cambio, todos ellos se forman a partir de una gran variedad de mecanismos: unos pocos han sido probablemente creados por fusiones, pero los restantes han sido probablemente causados por procesos más tranquilos como evolución secular, inestabilidades en el disco o acrecimiento de gas no alineado. Esto contradice los modelos clásicos de formación de bulbos y sugiere que serán necesarias simulaciones y observaciones más detalladas para desvelar cómo crecen los bulbos y agujeros negros en el centro de galaxias como la Vía Láctea.

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Galaxia masiva

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La galaxia monstruosa que creció demasiado rápidopor Amelia Ortiz · Publicada 7 abril, 2017 ·
7/4/2017 de Swinburne University of Technology / Nature


Ilustración de artista de la galaxia ZF-COSMOS-20115. La galaxia probablemente ha expulsado todo el gas que causó una rápida formación de estrellas y crecimiento, y se convirtió rápidamente en una galaxia roja compacta. Crédito: Swinburne University of Technology.

Un equipo internacional de astrónomos ha observado por primera vez una galaxia masiva, inactiva, en una época en la que el Universo tenía solo 1650 millones de años de edad. Los astrónomos esperan que las galaxias en esta época sean objetos de poca masa, formando muchas estrellas. Sin embargo, esta galaxia es ‘un monstruo’ y además está inactiva, según el profesor Karl Glazebrook (Swinburne University of Technology).

Los investigadores han descubierto que en un periodo de tiempo corto esta galaxia, conocida como  ZF-COSMOS-20115, formó todas sus estrellas en un episodio extremo de formación estelar. Pero dejó de hacerlo sólo 1000 millones de años después del Big Bang, convirtiéndose en una galaxia silenciosa o ‘roja y muerta’, un tipo común en nuestro Universo actual, pero no esperado en esta época tan antigua.

La galaxia es también pequeña y extremadamente densa, posee 300 mil millones de estrellas apelotonadas en una región del espacio de un tamaño equivalente a la distancia del Sol a la cercana nebulosa de Orión. Los astrofísicos todavía están debatiendo cómo las galaxias dejan de formar estrellas. Hasta hace poco, los modelos sugerían que las galaxias muertas como ésta solo podrían existir a partir de 3000 millones de años después del Big Bang.

“Este descubrimiento establece un nuevo récord a la galaxia roja masiva más temprana. Es un descubrimiento increíblemente raro y supone un nuevo problema para los modelos de evolución galáctica el explicar las existencia de estas galaxias mucho antes en el Universo”.

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