Sondeando las profundidades de una estrella agonizante

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Sondeando las profundidades de una estrella agonizante

por Amelia Ortiz · Publicada 7 marzo, 2018 ·
7/3/2018 de University of Arizona / Nature


Los terremotos estelares producen vibraciones que a veces se propagan hasta el propio núcleo de la estrella, como es el caso en la estrella enana blanca KIC 08626021. Fuente: Universidad de Arizona.

Todo empezó con datos de la nave espacial Kepler de NASA que revelaron que una enana blanca llamada KIC 08626021, el cadáver de una estrella no muy diferente al Sol, estaba pulsando. Esto en sí mismo no era inusual. En varios momentos mientras se enfría, una enana blanca se hace inestable y pulsa en varias frecuencias diferentes simultáneamente. Estas vibraciones profundas son clave para desvelar el interior del cadáver estelar. La estratificación química interna de la enana blanca crea una señal única en la modulación de la luz que procede de la estrella que, una vez descifrada, permite a los científicos realizar una cartografía de su estructura interna.

Pero en el caso de KIC 08626021 algo no cuadraba. Las pulsaciones observadas por Kepler en esta estrella eran demasiado rápidas para el tipo de enana blanca que se pensaba inicialmente que era, en base a los modelos que los astrónomos suelen utilizar para investigar estas estrellas.

“Un espectro de luz tomado con el telescopio William Herschel en La Palma (Islas Canarias) sugería que su atmósfera contenía solo helio y no hidrógeno”, explica Elisabeth Green (Observatorio Steward). “Esto era un problema porque una enana blanca de ese tipo debería de tener una temperatura más fría y, por tanto, oscilaciones más lentas de lo que observó Kepler”.

Green entonces decidió observar la estrella con el telescopio Bok del Observatorio Steward, lo que permitió clasificar de modo correcto la estrella. Su espectro ha sido el primero en demostrar de manera convincente que la atmósfera de la enana blanca no está compuesta por entero de helio, sino que contiene trazas significativas de hidrógeno también. “Debido a que el hidrógeno tiene un gran efecto sobre la opacidad de la atmósfera, una composición atmosférica ligeramente diferente resultó en una temperatura efectiva calculada mayor para la estrella, coherente con sus pulsaciones relativamente rápidas”, explica Green.

[Fuente]

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Un enorme sistema de material polvoriento rodeando una joven estrella

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El Hubble encuentra un enorme sistema de material polvoriento rodeando la joven estrella HR 4796A

por Amelia Ortiz · Publicada 7 marzo, 2018 ·
7/3/2018 de Hubblesite


Fotografía tomada con el telescopio espacial Hubble de una gran estructura compleja de polvo, de unos 240 mil de millones de kilómetros de tamaño, que rodea la joven estrella HR 4796A. Crédito: NASA, ESA, y G. Schneider (University of Arizona).

Un equipo de astrónomos ha empleado el telescopio espacial Hubble para descubrir una vasta y compleja estructura de polvo, de unos 240 mil millones de kilómetros, rodeando la joven estrella HR 4796A. Ya se sabía que un anillo interno de polvo brillante, estrecho, rodea esta estrella y puede haber sido formado por la atracción gravitatoria de un planeta gigante invisible. Esta nueva estructura recién descubierta podría estar relacionada con el aspecto del sistema planetario desconocido que rodea a esta estrella de 8 millones de años de edad, y que se halla en sus años de construcción de planetas.

El campo de escombros de polvo muy fino fue probablemente creado por colisiones entre planetas bebé en desarrollo cerca de la estrella, y prueba de ello es un brillante anillo de escombros polvoriento observado a 11 mil millones de kilómetros de ella. La presión de la luz de la estrella, que es 23 veces más luminosa que el Sol, expulsó entonces el polvo a gran distancia por el espacio.

La estructura exterior es mucho más extensa en una dirección que en la otra y parece apretada por un lado, incluso teniendo en cuenta su proyección inclinada en el cielo. Esto puede ser debido al movimiento de la estrella que viaja por el medio interestelar, como una onda creada por la quilla de un barco que cruza un lago. O podría deberse a la influencia de la fuerza gravitatoria de la compañera enana roja de la estrella (HR 4796B) situada por lo menos a 87 mil millones de kilómetros de la estrella primaria de este sistema binario.

[Fuente]

Se revela la red interna de una guardería estelar

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ALMA revela la red interna de una guardería estelar
7 de Marzo de 2018 – eso1809es — Foto noticia

Esta impactante imagen, generada a partir de nuevos datos obtenidos por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y otros telescopios, muestra una red de filamentos en la nebulosa de Orión. En la impresionante fotografía estos filamentos se ven en un intenso color rojo ardiente, pero en realidad son tan fríos que los astrónomos deben usar telescopios como ALMA para observarlos.

Esta espectacular e inusual imagen muestra parte de la famosa nebulosa de Orión, una región de formación estelar que se encuentra a unos 1350 años luz de la Tierra. Combina un mosaico de imágenes en longitud de onda milimétrica obtenidas por el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y el telescopio IRAM de 30 metros, que se ven en rojo, con una vista infrarroja más conocida, obtenida por el instrumento HAWK-I, instalado en el Very Large Telescope de ESO, y que se muestra en azul. El grupo de estrellas brillantes de color blanco-azulado de la parte superior izquierda es el Cúmulo del Trapecio, formado por estrellas jóvenes calientes de tan solo unos pocos millones de años.

Las estructuras tenues parecidas a fibras que se ven en esta ampliación de la imagen son largos filamentos de gas frío, sólo visibles para telescopios que trabajan en el rango de las ondas milimétricas. Son invisibles en el óptico y en el infrarrojo, haciendo de ALMA uno de los pocos instrumentos disponibles para que los astrónomos puedan estudiarlos. Este gas da lugar a estrellas recién nacidas: poco a poco, el gas colapsa bajo la fuerza de su propia gravedad hasta que está lo suficientemente comprimido para formar una protoestrella, precursora de una estrella.

Los científicos que recopilaron los datos a partir de los cuales se creó esta imagen estaban estudiando estos filamentos para aprender más sobre su estructura y composición. Utilizaron ALMA para buscar firmas del gas N2H+, que forma parte de estas estructuras. A través de este estudio, el equipo logró identificar una red de 55 filamentos.

Los astrónomos que buscan entender cómo se forman y evolucionan las estrellas en sus primeros millones de años, estudian la nebulosa de Orión con mucho detalle, ya que es la región de formación de estrellas masivas más cercana a la Tierra. Los telescopios de ESO han observado esta interesante región numerosas veces: los lectores pueden encontrar más información sobre descubrimientos anteriores aquí, aquí y aquí.

Esta imagen combina un total de 296 conjuntos de datos individuales obtenidos por los telescopios ALMA e IRAM, convirtiéndola en uno de los mosaicos de alta resolución más grandes de una región de formación estelar producido hasta ahora en longitudes de onda milimétricas [1].

Notas
[1] Anteriormente, para elaborar mosaicos de Orión en longitudes de onda milimétricas, se han utilizado telescopios de antena única, como APEX. Las nuevas observaciones de ALMA e IRAM usan interferometría para combinar las señales de múltiples antenas, ampliamente separadas, para crear imágenes que muestran detalles más finos.

[Fuente]

Objetos astronómicos masivos gobernados por una ecuación subatómica

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Objetos astronómicos masivos gobernados por una ecuación subatómica

por Amelia Ortiz · Publicada 6 marzo, 2018 ·
6/3/2018 de Caltech / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Schrödinger en el espacio: ilustración de la investigación publicada en Batygin (2018), MNRAS 475, 4. La propagación de ondas a través de un disco astrofísico puede comprenderse utilizando la ecuación de Schrödinger, un pilar de la mecánica cuántica. Crédito: James Tuttle Keane, California Institute of Technology.

La mecánica cuántica es la rama de la física que gobierna el comportamiento, a veces extraño, de las partículas diminutas que constituyen nuestro Universo. Las ecuaciones que describen el mundo cuántico quedan generalmente confinadas al reino subatómico y no es relevante a grandes escalas, y viceversa. Sin embargo, un nuevo descubrimiento sorprendente de un investigador de Caltech sugiere que la ecuación de Schrödinger, la ecuación fundamental de la mecánica cuántica, es notablemente útil para describir la evolución a largo plazo de ciertas estructuras astronómicas.

Los objetos astronómicos masivos se hallan a menudo rodeados por grupos de objetos más pequeños que giran a su alrededor, como los planetas alrededor del Sol. Por ejemplo, los agujeros negros supermasivos tienen enjambres de estrellas en órbita, que su vez están orbitadas por grandes cantidades de roca, hielo y otros escombros espaciales. Debido a las fuerzas gravitatorias, estos enormes volúmenes de material toman la forma de discos redondos planos. Estos discos, constituidos por innumerables partículas individuales orbitando en masa, pueden tener desde el tamaño del Sistema Solar a muchos años-luz.

Los discos astrofísicos no suelen mantener sus sencillas formas circulares toda la vida. Por el contrario, después de millones de años, estos discos evolucionan lentamente mostrando distorsiones a gran escala, doblándose y retorciéndose como ondas en un estanque. Cómo surgen y se propagan exactamente estas distorsiones ha intrigado a los astrónomos por mucho tiempo y ni siquiera las simulaciones por computadora han aportado una respuesta definitiva, ya que el proceso es complejo y muy caro de modelizar directamente.

Ahora Konstantin Batygin (Caltech) ha utilizado la llamada teoría de perturbación para formular una representación matemática sencilla de la evolución del disco. Esta aproximación está basada en ecuaciones desarrolladas por los matemáticos del s. XVIII Joseph-Louis Lagrange y Pierre-Simon Laplace. En el marco de estas ecuaciones, las partículas individuales de cada trayectoria orbital son mezcladas matemáticamente. De este modo el disco puede ser modelado como una serie de líneas concéntricas que intercambian lentamente momento angular orbital entre ellos.

“Cuando hacemos esto con todo el material del disco, podemos ser cada vez más meticulosos, representando el disco con un número cada vez mayor de líneas”, explica Batygin. “Al final se puede aproximar el número de líneas del disco al infinito, lo que te permite mezclarlas matemáticamente en un continuo. Cuando lo hice, asombrosamente emergió la ecuación de Schrödinger en mis cálculos”.

La ecuación de Schrödinger es bien conocida y encontrar que esta ecuación es capaz de describir la evolución a largo plazo de los discos astrofísicos debería de ser útil para los científicos que crean modelos de estos grandes fenómenos. Además, añade Batygin, es intrigante que dos ramas aparentemente no relacionadas de la física, las que representan las mayores y las menores escalas en la naturaleza, puedan estar gobernadas por matemáticas similares.

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Binaria de rayos X simbiótica

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El soplo de vida de una estrella donante a su compañera

por Amelia Ortiz · Publicada 6 marzo, 2018 ·
6/3/2018 de ESA / Astronomy & Astrophysics


Ilustración que muestra los viento procedentes de una estrella gigante roja impactando sobre una estrella de neutrones, provocando una prolongad emisión de rayos X. Crédito: ESA.

El observatorio espacial Integral de la ESA ha sido testigo de un acontecimiento infrecuente: el momento en que los vientos emitidos por una gigante roja hinchada devolvían a la vida el núcleo de una estrella muerta en un destello de rayos X. Las observaciones revelaron una estrella de neutrones fuertemente magnetizada y rotando a baja velocidad que, probablemente, acababa de empezar a recibir material de una gigante roja cercana.

Con cierta frecuencia, las estrellas se encuentran en pareja, pero el nuevo sistema formado por una estrella de neutrones y una gigante roja constituye una rareza conocida como ‘binaria de rayos X simbiótica’, de las que no se conocen más de 10.

“Integral captó un momento único con el nacimiento de un sistema binario excepcional —señala Enrico Bozzo, de la Universidad de Ginebra y autor principal del artículo que describe el descubrimiento—. La gigante roja expulsó un viento lo bastante lento como para alimentar a su estrella de neutrones compañera, dando lugar por primera vez a una emisión de alta energía a partir del núcleo de la estrella muerta”.

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Un posible camino de formación de los ladrillos de la vida en el espacio

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Un posible camino de formación de los ladrillos de la vida en el espacio

por Amelia Ortiz · Publicada 6 marzo, 2018 ·
6/3/2018 de Berkeley Lab / Nature Astronomy


La estructura atómica de las moléculas de pireno (arriba) están representadas en esta ilustración de un cinturón de asteroides, con los átomos de carbono mostrados en negro y los de hidrógeno en blanco. Un nuevo estudio demuestra los pasos a través de los cuales podría formarse el pireno, un tipo de hidrocarburo que se encuentra en algunas muestras de meteoritos, en el espacio. Crédito: NASA-JPL-Caltech, Wikimedia Commons.

Un equipo de científicos ha realizado experimentos de laboratorio para recrear los pasos químicos que conducen a la creación de hidrocarburos complejos en el espacio, mostrando los caminos hacia la formación de nanoestructuras 2D basadas en carbono en una mezcla de gases calentados. Este estudio podría ayudar a explicar la presencia de pireno, que es un compuesto químico del tipo conocido como hidrocarburo policíclico aromático, y componentes parecidos de algunos meteoritos.

“Así es como pensamos que evolucionaron las primeras estructuras basadas en el carbono del Universo”, explica Musahid Ahmed (Berkeley Lab). “A partir de gases sencillos puedes generar estructuras unidimensionales y bidimensionales, y el pireno podría conducirte al grafeno bidimensional, sigue Ahmed. “A partir de ahí puedes llegar al grafito y empieza la evolución de una química más compleja”.

Otros experimentos de estos investigadores permitirán explorar lo que ocurre cuando se mezclan gases de hidrocarburos en condiciones heladas y se simula una radiación cósmica, para ver si pueden crear moléculas vivas. “¿Es esto suficiente para hacerla aparecer?”, pregunta Ahmed. “Ha de haber algún tipo de autoorganización y autoensamblaje involucrados” para crear formas de vida. “La gran pregunta es si esto es algo que, inherentemente, permiten las leyes de la física”.

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Subaru crea el mapa de materia oscura más amplio y detallado

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Subaru crea el mapa de materia oscura más amplio y detallado

por Amelia Ortiz · Publicada 5 marzo, 2018 ·
5/3/2018 de Subaru Telescope / Publications of the Astronomical Society of Japan


Mapa 2 dimensional de materia oscura estimada con la técnica de lente gravitatoria débil. La materia oscura está concentrada en grumos densos. Podemos identificar halos masivos de materia oscura (indicados con círculos naranja). El área que se muestra en esta figura tiene aproximadamente 30 grados cuadrados (se observaron en total 160 grados cuadrados). Crédito: NAOJ/University of Tokyo.

Una nueva investigación ha publicado el mapa de materia oscura más amplio y detallado hasta la fecha, a partir de datos de imágenes de la cámara Hyper Suprime-Cam en el telescopio Subaru. La distribución de materia oscura se estima empleando la técnica de lente gravitatoria débil. El equipo localizó las posiciones y señales de lente de los halos de materia oscura, encontrando indicaciones de que el nombre de halos podría no estar de acuerdo con el que sugiere el modelo cosmológico más sencillo. Esta podría ser una nueva pista para comprender por qué la expansión del Universo está acelerando.

Este mapa ha permitido por primera vez observar experimentalmente el aumento en el número de halos de materia oscura con el paso del tiempo. Los investigadores contaron el número de halos de materia oscura cuya señal de lente gravitatoria supera un cierto nivel. Esta es una de las medidas más sencillas del ritmo de crecimiento.

Los resultados sugieren que el número de halos de materia oscura es menor de lo esperado según el modelo cosmológico de materia oscura fría con un valor no nulo de la constante cosmológica (modelo Lambda-CDM). Aunque los resultados no son concluyentes, podrían estar indicando que hay fallos en el modelo y que hay que considerar una alternativa a la simple constante cosmológica.

[Fuente]