Mes: julio 2017

La enigmática materia oscura

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La materia oscura es probablemente ‘fría’, y no ‘borrosa’, según nuevas simulaciones

por Amelia Ortiz · Publicada 25 julio, 2017 ·
25/7/2017 de University of Washington / Physical Review Letters

Estas imágenes muestran la absorción de luz por el gas hidrógeno del medio intergaláctico, con áreas brillantes indicando una alta densidad del gas. Las curvas también muestran la absorción del hidrógeno. A la izquierda hay una simulación basada en el modelo estándar de la materia oscura fría. A la derecha se muestra una simulación basada en la materia oscura borrosa. La curva de la izquierda está más de acuerdo con los datos analizados por Iršič y sus colaboradores. Crédito: Vid Iršič.

Los científicos nunca la han detectado la materia oscura directamente. Pero con el paso de las décadas, han ido proponiendo distintas teorías sobre el tipo de material – desde partículas nuevas a agujeros negros primordiales – que podría constituir la materia oscura y explicar sus muchos efectos sobre la materia normal. Ahora un equipo internacional de cosmólogos ha utilizado datos del medio intergaláctico – el vasto espacio casi vacío que hay entre las galaxias – para precisar qué podría ser la materia oscura.

Los hallazgos del equipo de investigadores arroja dudas sobre una teoría relativamente nueva llamada “materia oscura borrosa” y da crédito, en cambio, a un modelo diferente llamado “materia oscura fría”. Sus resultados podrían guiar los esfuerzos que se están realizando para detectar directamente la materia oscura, especialmente si los investigadores tienen una idea clara de qué tipo de propiedades son las que deberían de buscar.

La materia oscura fría es la más antigua de estas dos teorías y es el modelo estándar actual de la materia oscura. Indica que está constituida por partículas relativamente masivas que se desplazan lentamente y con poca interacción. En la teoría de la materia oscura borrosa, ésta consiste en partículas ultraligeras cuyos movimientos a grandes distancias no podrían explicarse según la física newtoniana clásica sino según la mecánica cuántica.

Vid Iršič (Universidad de Washington) y sus colaboradores se propusieron crear modelos de las propiedades hipotéticas de la materia oscura teniendo estos dos modelos en mente, basándose en observaciones relativamente nuevas del medio intergaláctico, compuesto principalmente por materia oscura pero también gas hidrógeno y pequeñas cantidades de helio que absorben la luz emitida por objetos lejanos como los cuásares. Utilizando una supercomputadora de la Universidad de Cambridge, Iršič y sus colaboradores descubrieron que la partícula típica predicha por la teoría de la materia oscura borrosa es simplemente demasiado ligera como para explicar los patrones de absorción de luz del hidrógeno del medio intergaláctico. Una partícula más pesada, como la predicha por la teoría de la materia oscura fría tradicional, coincide mejor con sus simulaciones.

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Supernova superluminosa en tiempos remotos

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Una supernova superluminosa señala la muerte de una estrella en el mediodía cósmico
por Amelia Ortiz · Publicada 24 julio, 2017 ·

24/7/2017 de University of California Santa Cruz / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

La flecha amarilla señala la supernova superluminosa DES15E2mlf en esta imagen en falso color del cielo, tomada cuando la supernova alcanzó su luminosidad máxima, el 28 de diciembre de 2015. Crédito: D. Gerdes y S. Jouvel.

La muerte de una estrella masiva en una galaxia lejana hace 10 mil millones de años creó una rara supernova superluminosa que los astrónomos dicen que es una de las más lejanas que haya sido descubierta. La brillante explosión, más de 3 veces más brillante que los 100 mil millones de estrellas de nuestra galaxia la Vía Láctea juntas, se produjo unos 3500 millones de años después del Big Bang, en una época conocida como “el mediodía cósmico” cuando el ritmo de formación de estrellas alcanzó su máximo en el Universo.

Las supernovas superluminosas son entre 10 y 100 veces más brillantes que una supernova típica que resulta del colapso de una estrella masiva. Pero los astrónomos todavía no conocen con exactitud qué tipos de estrellas dan lugar a su luminosidad extrema o qué procesos físicos están involucrados.

La supernova conocida como DES15E2mlf es inusual incluso entre el pequeño número de supernovas superluminosas que los astrónomos han detectado hasta ahora. Fue identificada inicialmente en noviembre de 2015 por la colaboración DES con el telescopio Blanco de 4m instalado en Chile. Las observaciones de seguimiento para medir la distancia y obtener espectros detallados de la supernova fueron llevadas a cabo con el telescopio Gemini South de 8m.

Las observaciones previas de supernovas superluminosas habían descubierto que se producen típicamente en galaxias enanas o de poca masa, que tienden a estar menos enriquecidas en metales que las galaxias más masivas. La galaxia que alberga a DES15E2mlf, sin embargo, es una galaxia de aspecto normal bastante masiva. “La idea actual es que un ambiente bajo en metales es importante para la creación de supernovas superluminosas y es por eso que tienden a producirse en galaxias de poca masa, pero DES15E2mlf se encuentra en una galaxia relativamente masiva comparada con la galaxia típica que alberga supernovas superluminosas”, explica Yen-Chen Pan (UC Santa Cruz).

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Señales moleculares

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Cazando moléculas con el WMA

por Amelia Ortiz · Publicada 24 julio, 2017 ·
24/7/2017 de ICRAR / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Esta imagen muestra el centro de la Vía Láctea tal como fue observado en el estudio. Crédito: Chenoa Tremblay (ICRAR-Curtin).

Un equipo de astrónomos ha utilizado un radiotelescopio australiano para observar señales moleculares de estrellas, gas y polvo de nuestra galaxia, lo que podría conducir a la detección de moléculas complejas que son precursoras de la vida. Utilizando el Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio situado en la región de Murchison, en Australia Occidental, los investigadores han detectado con éxito dos moléculas, el llamado radical mercapto (SH) y óxido nítrico (NO).

“Las transiciones moleculares que vemos son de estrellas variables lentas, estrellas que al final de sus vidas están haciéndose inestables”, explica Cheona Tremblay (ICRAR y Universidad de Curtin).

“Uno de los aspectos únicos de este estudio es que hasta ahora nadie ha anunciado detecciones de moléculas en el rango de frecuencias entre los 70 y los 300 MHz del MWA y éste es el rastreo molecular de mayor campo visual de la Vía Láctea que se haya publicado”.

“Antes de este estudio, el radical mercapto sólo había sido visto dos veces en longitudes de onda del infrarrojo, en una parte diferente del espectro electromagnético”, explica la Dra Maria Cunningham (Universidad de Nueva Gales del Sur). “Esto demuestra que las moléculas están emitiendo fotones detectables a alrededor de los 100 MHz y que podemos detectar estas señales moleculares empleando el MWA- es muy emocionante para nosotros”, añade.

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Nuevo modo de ver

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Desarrollan modos nuevos de ver la formación de estrellas

por Amelia Ortiz · Publicada 24 julio, 2017 ·
24/7/2017 de Adler Planetarium / The Astrophysical Journal

Imagen en falso color de un cúmulo de estrellas bebé observado en luz del infrarrojo. Las estrellas jóvenes se muestran predominantemente en naranja. Las regiones donde el gas está siendo calentado por estrellas jóvenes luminosas aparece en blanco. Crédito: Adler Planetarium.

Un equipo de investigadores dirigido por la Dra. Grace Wolf-Chase (Adler Planetarium) ha descubierto pruebas nuevas de la existencia de estrellas que se están formando en nuestra galaxia la Vía Láctea. Utilizando un telescopio que detecta la luz infrarroja invisible para nuestros ojos, esta investigación ayuda a revelar cómo crecen las estrellas, incluido nuestro Sol, dentro de cúmulos y grupos.

Los investigadores han hallado enormes nubes de gas saliendo de zonas donde están formándose estrellas “bebé”, empleando un nuevo modo de distinguir estos flujos de otros procesos que se producen en viveros estelares densamente poblados. Estos viveros estelares pueden producir docenas o incluso cientos de estrellas con tamaños y masas diferentes.

“El Sol, aunque se encuentra aislado de otras estrellas actualmente, se piensa que se formó en un cúmulo con muchas otras estrellas, así que los ambientes que estamos estudiando nos dicen mucho sobre el origen de nuestro propio Sistema Solar”, comenta Wolf-Chase.

Los investigadores utilizaron un instrumento que detecta luz infrarroja para estudiar 26 nubes polvorientas que se cree que están formando cúmulos que contienen estrellas masivas. Empleando una combinación de filtros en el infrarrojo que les permitieron distinguir entre chorros de materia expulsados por estrellas bebé y otros tipos de luz producidos por la radiación de estos viveros estelares masivos, identificaron 36 chorros en 22 regiones. Estos resultados son prueba de que, como ocurre con sus hermanas de menor masa, las estrellas masivas también lanzan chorros potentes. El chorro se apaga poco después de que la radiación de la estrella masiva empiece a destruir sus alrededores.

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Más altas cantidades de gas molecular

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Los científicos consiguen la mejor de medidas de la cantidad de material para formar estrellas presente en los cúmulos de galaxias del Universo temprano

por Amelia Ortiz · Publicada 21 julio, 2017 ·
21/7/2017 de University of California / The Astrophysical Journal Letters

La Galaxia del Renacuajo es un galaxia espiral perturbada que muestra corrientes de gas siendo arrancado por la interacción gravitatoria con otra galaxia. El gas molecular es el ingrediente necesario para formar estrellas en galaxias del Universo primitivo. Crédito: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA Y Bill Snyder.

La colaboración internacional SpARCS (Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey) ha combinado observaciones de varios de los telescopios más potentes del mundo para llevar a cabo uno de los estudios más amplios del gas molecular – el material en bruto que alimenta la formación de estrellas en todo el Universo – en tres de los cúmulos de galaxias más lejanos que se han encontrado, detectados tal como eran cuando el Universo sólo tenía 4 mil millones de años de edad.

Los cúmulos son regiones del Universo que consisten en grupos apretados de cientos de galaxias que contienen billones de estrellas así como gas caliente y la misteriosa materia oscura. Los investigadores primero identificaron con los telescopios Keck y Very Large Telescope que 11 galaxias en tres cúmulos masivos estaban formando estrellas. Luego tomaron imágenes a través de múltiples filtros con el telescopio espacial Hubble, lo que reveló una sorprendente diversidad en el aspecto de las galaxias, algunas de las cuales ya habían desarrollado discos grandes con brazos espirales.

Después utilizaron ALMA, un conjunto de antenas capaz de detectar ondas de radio emitidas por el gas molecular de cada galaxia, proporcionando la mejor medida hasta la fecha de cuánto combustible estaba disponible para formar estrellas.

Los investigadores compararon las propiedades de las galaxias de estos cúmulos con las propiedades de “galaxias de campo” (galaxias que se encuentran en ambientes más típicos con menos vecinas cercanas). Para su sorpresa, descubrieron que las galaxias de los cúmulos tenían cantidades más altas de gas molecular en relación con la cantidad de estrellas de la galaxia, comparadas con las galaxias de campo. Este descubrimiento extrañó a los científicos porque desde hace mucho tiempo se sabe que cuando una galaxia cae en un cúmulo, las interacciones con otras galaxias del cúmulo y el gas caliente aceleran el fin de la formación de estrellas más que en una galaxia de campo similar.

“Definitivamente es un resultado intrigante”, explica Gillian Wilson (Universidad de California en Riverside). “Si las galaxias de los cúmulos tienen disponible más combustible, esperarías que formaran más estrellas que las galaxias de campo, y sin embargo no lo hacen”.

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Proyecto descubre Enana Marrón

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Un proyecto de ciencia ciudadana descubre una nueva enana marrón

por Amelia Ortiz · Publicada 18 julio, 2017 ·
18/7/2017 de NASA / Astrophysical Journal Letters

Esta ilustración muestra que la enana marrón promedio es mucho más pequeña que nuestro Sol y que las estrellas de masa baja, y sólo son ligeramente mayores que el planeta Júpiter. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center.

El pasado 24 de mayo se publicó en la revista Astrophysical Journal Letters el descubrimiento de una nueva enana marrón, un objeto que no es ni una estrella ni un planeta, al que han contribuido cuatro científicos ciudadanos a través del proyecto de ciencia ciudadana Backyard Worlds: Planet 9. Este proyecto ha identificado desde entonces otras 117 candidatas adicionales a enana marrón.

La colaboración fue inspirada por el noveno planeta recientemente propuesto, que posiblemente esté en órbita a las afueras de nuestro Sistema Solar más allá de Plutón. “Nos dimos cuenta de que podíamos realizar un trabajo mucho mejor en la identificación del Planeta Nueve si abríamos la búsqueda al público”, comenta Marc Kuchner (NASA). “Y por el camino esperamos encontrar miles de enanas marrones interesantes”.

Han pasado casi dos décadas desde que los investigadores descubrieron por primera vez enanas marrones y la comunidad científica abrió sus ojos a esta nueva clase de objetos que están a medio camino entre las estrellas y los planetas. Aunque son tan comunes como las estrellas y se forman de modo muy parecido, las enanas marrones carecen de la masa necesaria para mantener reacciones de fusión nuclear. Por tanto, carecen de la energía necesaria para mantener su luminosidad, así que se enfrían lentamente a lo largo del transcurso de sus vidas. Sus temperaturas bajas también las hacen intrínsecamente poco brillantes.

Kuchner y su colaborador Adam Schneider (Ariana State University) están de acuerdo en que WISEA J110125.95+540052.8 es un descubrimiento interesante por varias razones. “Lo que este objeto tiene de especial – además del modo en que fue descubierto – es que es inusualmente poco brillante”, explica Schneider. “Eso significa que nuestro científicos ciudadanos están realizando estudios a mucha mayor profundidad de lo que nadie ha conseguido hasta ahora”.

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Sistema binario de baja masa?

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¿Descubierto un planeta doble que flota libremente?

por Amelia Ortiz · Publicada 17 julio, 2017 ·
17/7/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal Letters

Ilustración de artista de un sistema binario de masa baja. Un sistema recién descubierto podría tener una masa tan baja que contenga planetas en vez de estrellas. Crédito: Gemini Observatory / Jon Lomberg Illustration.

Un objeto que había sido identificado anteriormente como un gran análogo de Júpiter flotando libremente ha resultado ser dos objetos cada uno con la masa de unos pocos jupíteres. Este es el sistema binario de menor masa que ha sido descubierto.

Las enanas marrones representan la parte inferior del rango de masas de las estrellas, con masa demasiado baja como para fusionar el hidrógeno (esto es típicamente por debajo de las 75-80 veces la masa de Júpiter). La observación de estos objetos nos proporciona una oportunidad única para aprender acerca de la evolución estelar y los modelos atmosféricos en este tipo de objetos.

Recientemente un equipo de científicos dirigido por William Best (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawái) ha estudiado una enana extremadamente roja y de poca gravedad llamada 2MASS J11193254–1137466, que es un posible miembro de la Asociación de TW Hydrae. Con la ayuda de la potente óptica adaptativa del telescopio Keck II de Hawái, sin embargo, los investigadores descubrieron que este objeto similar a Júpiter escondía algo: se trata realmente de dos objetos que emiten el mismo flujo de luz y que están en órbita uno alrededor del otro.

Los investigadores han determinado que cada componente del sistema binario tiene sólo 3.7 veces la masa de Júpiter, lo que les coloca en la región borrosa que existe entre los planetas y las estrellas. Aunque la Unión Astronómica Internacional considera que los objetos por debajo de la masa mínima para fusionar deuterio (unas 13 veces la masa de Júpiter) son planetas, otras definiciones varían, dependiendo de factores como la composición, temperatura y formación. Los autores de este trabajo describen el sistema binario como constituido por dos objetos de masa planetaria. Pero independientemente de su definición, 2MASS J11193254–1137466AB es el sistema binario de menor masa encontrado hasta la fecha.

[Fuente]