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.

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¿Pueden las supernovas de tipo Ia sometidas a intensas lentes gravitatorias resolver una de las mayores controversias de la cosmología?

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¿Pueden las supernovas de tipo Ia sometidas a intensas lentes gravitatorias resolver una de las mayores controversias de la cosmología?

por Amelia Ortiz · Publicada 2 marzo, 2018 ·
2/3/2018 de Lawrence Berkeley National Laboratory / The Astrophysical Journal


Dos simulaciones astrofísicas que muestran una supernova de tipo Ia (púrpura) sometida al efecto de lente gravitatoria de una galaxia. Las estrellas individuales de la galaxia que actúa como lente pueden cambiar significativamente el brillo de distintas regiones de la supernova, lo que puede ser un problema para los cosmólogos que miden retrasos temporales entre las imágenes de la supernova. Crédito: Danny Goldstein/UC Berkeley.

En 1929 Edwin Hubble sorprendió a mucha gente – incluyendo Albert Einstein- cuando demostró que el Universo se expande. Otra bomba cayó en 1998 cuando dos equipos de astrónomos demostraron que esa expansión cósmica está, de hecho, acelerando debido a una misteriosa propiedad del espacio llamada energía oscura. Este descubrimiento proporcionó la primera prueba de lo que es ahora el modelo dominante del universo: el modelo de materia oscura fría con un valor de la constante cosmológica (Lambda) no nulo, es decir, el modelo Lambda-CDM. Este modelo dice que el Cosmos es aproximadamente un 70 por ciento de energía oscura, un 25 por ciento de materia oscura y un 5 por ciento de materia “normal” (todo lo que observamos).

Hasta 2016, Lambda-CDM encajaba muy bien con décadas de datos cosmológicos. Pero entones una investigación utilizó el telescopio espacial Hubble para medir de manera extremadamente precisa el ritmo de la expansión cósmica local. Y los astrónomos descubrieron entonces que el Universo se expande algo más rápido de lo predicho por el modelo Lambda-CDM y los datos del fondo cósmico de microondas (la radiación reliquia del Big Bang). Así que parece que algo no está bien; ¿podría esta discrepancia ser un error sistemático o quizás leyes físicas nuevas?

Un equipo internacional de astrofísicos piensa que las supernovas de tipo Ia sometidas a lentes gravitatorias intensas son la clave para responder esta cuestión. En un nuevo trabajo describen cómo controlar el efecto de microlente gravitatoria, un fenómeno físico que muchos científicos creen que será una fuente importante de incertidumbre al que se enfrentan los estudios de estas supernovas. También muestran cómo identificar y estudiar estos eventos raros en tiempo real. Esto ayudará a determinar si la discrepancia entre Lambda-CDM y la medida de la expansión local es real o si hay algún error.

Una supernova de tipo Ia sometida a un fuerte efecto de lente gravitatoria es aquélla cuya luz se ve desviada y reenfocada al pasar por el campo gravitatorio de un objeto masivo (como una galaxia) de camino a la Tierra. Esto hace que parezca más brillante y a veces se vea en lugares múltiples, si los rayos de luz recorren diferentes caminos alrededor del objeto masivo. Como unos caminos son más largos que otros, la luz de diferentes imágenes de la misma supernova de tipo Ia nos llegará en momentos diferentes. Midiendo el retraso temporal entre las imágenes, los astrofísicos piensan que pueden obtener una medida muy precisa del ritmo de la expansión cósmica.

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ULX en M51: resplandeciendo con el brillo de millones de soles

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ULX en M51: resplandeciendo con el brillo de millones de soles

por Amelia Ortiz · Publicada 2 marzo, 2018 ·
2/3/2018 de Chandra / Nature Astronomy


Imagen en el óptico y rayos X de la galaxia M51 (conocida como la galaxia Remolino), donde un equipo de investigadores ha descubierto una fuente de rayos X ultraluminosa, llamada ULX8, que contiene una estrella de neutrones. La ULX ha sido marcada con un círculo. Créditos: rayos X de NASA/CXC/Caltech/M. Brightman et al.; óptico de NASA/STScI.

Un equipo de astrónomos ha descubierto, con datos del telescopio espacial de rayos X Chandra, que una fuente de rayos X ultraluminosa (ULX de sus iniciales en inglés) contiene una estrella de neutrones. Esta ULX está situada en M51, también conocida como galaxia Remolino.

En la década de 1980, los científicos empezaron a descubrir una nueva clase de fuentes de rayos X extremadamente brillantes en galaxias. Estas fuentes constituyeron una sorpresa ya que estaban ubicadas lejos de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los centros de las galaxias. Al principio, los investigadores pensaron que muchas de estas fuentes de rayos X ultraluminosas eran agujeros negros con masas entre cien y cien mil veces la del Sol. Trabajos posteriores han demostrado que algunas de ellas pueden ser agujeros negros de masa estelar, con masas de hasta decenas de veces la del Sol.

En 2014, observaciones con los satélites NuSTAR y Chandra demostraron que algunas ULX, que brillan en rayos X con la misma luminosidad que la emisión completa en todas las longitudes de onda de millones de soles, son objetos incluso menos masivos llamados estrellas de neutrones. Se trata de los núcleos consumidos de estrellas masivas que han explotado. Las estrellas de neutrones contienen típicamente sólo 1.5 veces la masa del Sol. Tres de estas ULX han sido identificadas como estrellas de neutrones en los últimos años. Los científicos descubrieron variaciones regulares (o pulsaciones) en la emisión de rayos X de las ULX, comportamiento que exhiben las estrellas de neutrones pero no los agujeros negros.

Ahora un equipo de investigadores ha identificado una cuarta ULX que es una estrella de neutrones, además de pistas nuevas sobre cómo pueden brillar tanto. Las estrellas de neutrones son objetos extremadamente densos, con una intensa fuerza de gravedad que atrae hacia sí material de estrellas compañeras. El material que se precipita se calienta y emite rayos X. A medida que cae más y más material sobre la estrella de neutrones, llega un momento en que la presión de la luz de rayos X es tan intensa que empuja la materia hacia afuera. Los astrónomos llaman a este punto (cuando los objetos típicamente ya no consiguen acumular materia más rápido ni emitir más rayos X) el límite de Eddington. El nuevo resultado demuestra que esta ULX está sobrepasando el límite de Eddington para una estrella de neutrones.

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Un radioespectrómetro pequeño observa una señal de las primeras estrellas

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Un radioespectrómetro pequeño en Australia observa una señal de las primeras estrellas

por Amelia Ortiz · Publicada 1 marzo, 2018 ·
1/3/2018 de CSIRO / Nature


El radioespectrómetro EDGES, con el que se ha detectado la señal de las primeras estrellas del Universo, instalado en el observatorio de radioastronomía Murchison, en Australia Occidental.

Utilizando un pequeño radiotelescopio de un observatorio del CSIRO en Australia Occidental, un equipo de astrónomos ha detectado una señal de las primeras estrellas que emergieron en el Universo temprano, unos 180 millones de años después del Big Bang.

Tras el Big Bang, el Universo se enfrió y oscureció durante millones de años. En la oscuridad, la gravedad juntó materia hasta que se formaron y nacieron estrellas, que causaron el “amanecer cósmico”. La señal recién hallada es la observación más cercana a ese momento que han logrado los astrónomos.

La señal en radio detectada por el equipo dirigido por Judd Bowman (Arizona State University) es increíblemente débil, procedente de hace 13600 millones de años en la historia del Universo. También cae en la región del espectro utilizada por las emisoras de radio en FM, haciendo que la detección de esta señal sea imposible desde la mayoría de lugares de la Tierra.

Pero el observatorio de radioastronomía Murchinson es un lugar naturalmente silencioso en radio, gracias a una ley que mantiene una zona de 260 km de extensión con muy bajas emisiones en radio producidas por actividades humanas.

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El centro de la Vía Láctea revela que la formación de estrellas es muy baja

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Una imagen en alta resolución del centro de la Vía Láctea revela que la formación de estrellas es sorprendentemente baja

por Amelia Ortiz · Publicada 1 marzo, 2018 ·
1/3/2018 de Phys.org / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Imagen en radio del Very Large Array que muestra el centro de nuestra galaxia. Crédito: NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.

Comparada con otras galaxias de nuestro Universo, la Vía Láctea es bastante modesta. De hecho, hay galaxias que son miles de veces más luminosas debido a la presencia de gas caliente en la llamada zona molecular central. Este gas es calentado por brotes masivos de formación de estrellas que rodean al agujero negro supermasivo del núcleo de la galaxia.

El núcleo de la Vía Láctea alberga también un agujero negro supermasivo (Sagittarius A*) y todo el gas que necesita para formar estrellas nuevas. Peor por alguna razón, la formación de estrellas en la zona molecular central de nuestra galaxia está por debajo de la media. Para investigar este misterio, un grupo de astrónomos ha realizado el estudio mayor y más completo de la zona molecular central.

Los investigadores utilizaron el interferómetro en radio llamado Submillimeter Array (SMA), ubicado en la cumbre del Maunakea (Hawái). Encontraron una muestra de 13 núcleos de gran masa en la zona molecular central que podrían ser estrellas jóvenes en la fase inicial de desarrollo. Estos núcleos tenían masas entre 50 y 2150 veces la masa del Sol, y radios de entre 0.326 y 0.815 años-luz. También señalaron la presencia de dos objetos que parecían ser protoestrellas jóvenes de alta masa desconocidas hasta ahora. Todo esto indica que las estrellas de la zona molecular central siguen el mismo ritmo de formación que las que se encuentran en el disco galáctico, a pesar de las grandes diferencias de presión externa.

Para determinar que la presión externa de la zona molecular central era mayor los investigadores observaron las líneas espectrales de las moléculas de formaldehído y cianuro de metilo para medir la temperatura del gas y su cinética. Estas indicaron que el movimiento del gas era altamente turbulento, lo que condujo a la conclusión de que el ambiente turbulento de la zona molecular central es el responsable de la baja tasa de formación de estrellas allí.

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¿Cuándo expulsan las nubes las enanas marrones viejas?

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¿Cuándo expulsan las nubes las enanas marrones viejas?

por Amelia Ortiz · Publicada 1 marzo, 2018 ·
1/3/2018 de Carnegie Science / The Astrophysical Journal Letters

La enanas marrones, las primas más grandes de los planetas gigantes, sufren cambios atmosféricos pasando de nubosas a despejadas cuando envejecen y se enfrían. Un equipo de astrónomos dirigido por Jonathan Gagné (Carnegie Institution for Science) ha medido por vez primera la temperatura a la que se produce este cambio en las enanas marrones jóvenes. Este descubrimiento puede ayudar a los científicos a entender mejor cómo evolucionaron los planetas gigantes de gas, como Júpiter en nuestro Sistema Solar.

Las enanas marrones son demasiado pequeñas como para mantener el proceso de fusión del hidrógeno que es la fuente de energía de las estrellas y les permite permanecer calientes y brillantes durante un largo tiempo. Tras su formación, las enanas marrones se enfrían y contraen lentamente, pasando en un momento dado de estar muy cubiertas de nuevas a poseer cielos completamente despejados.

En este trabajo, Gagné y sus colaboradores se centraron en el estudio de una enana marrón inusualmente roja llamada 2MASS J13243553+6358281. Es un de los objetos con masa planetaria más cercano a nuestro Sistema Solar y se trata de un objeto solitario que flota libremente por el espacio. Forma parte de un grupo de unas 80 estrellas de edades y composiciones similares que van a la deriva juntas por el espacio, llamado grupo AB Doradus, de unos 150 millones de años de edad.

Conociendo la edad del objeto y midiendo su luminosidad y distancia, los astrónomos calcularon los valores probables de su radio, masa y temperatura. Compararon esta última con la de otra enana marrón del grupo que había sido estudiada con anterioridad, una que todavía tenía nubes, mientras que J13243553+6358281 ya no las tenía. Esto les permitió averiguar la temperatura a la que se produce la transición de nubosa a despejada. Dicha transición ocurre a los 1150 K, en el caso de objetos de masa planetaria que tengan 150 millones de años de edad.

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Las explosiones en agujeros negros podrían transformar minineptunos en mundos rocosos

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Las explosiones en agujeros negros podrían transformar minineptunos en mundos rocosos

por Amelia Ortiz · Publicada 27 febrero, 2018 ·

27/2/2018 de CfA / The Astrophysical Journal Letters

Esta ilustración de artista muestra la atmósfera de un planeta similar a Neptuno (primer plano) siendo barrida por la potente radiación de una explosión producida en el centro de la galaxia de la Vía Láctea (derecha). La explosión de rayos X y luz ultravioleta es causada por material que se precipita hacia el agujero negro supermasivo ubicado allí. La estrella del planeta se muestra a la izquierda. Crédito: M. Weiss/CfA.

Un equipo de astrofísicos y científicos planetarios ha predicho que planetas similares a Neptuno situados en el centro de la galaxia de la Vía Láctea se han transformado en planetas rocosos por las explosiones producidas por el agujero negro supermasivo cercano. El descubrimiento combina simulaciones por computadora con datos de exoplanetas recién hallados, así como observaciones en rayos X y ultravioleta de estrellas y agujeros negros.

Es bien conocido que el material que se precipita al interior del agujero negro de nuestra galaxia la Vía Láctea, llamado Sagitario A*, durante los episodios ocasionales en que se alimenta, genera emisiones brillantes de radiación en rayos X y ultravioleta. De hecho, telescopios de rayos X como Chandra de NASA y XMM-Newton de ESA han observado explosiones brillantes generadas en el pasado por este agujero negro que van desde hace 6 millones de años hasta hace solo poco más de un siglo.

“Nos preguntamos que harían estas explosiones de Sagitario A* en los planetas cercanos”, comenta John Forbes (CfA). “Nuestro trabajo demuestra que el agujero negro podría cambiar de forma drástica la vida del planeta”.

Los astrónomos han descubierto que la radiación X y ultravioleta arrancaría grandes cantidades de la gruesa atmósfera de gas de estos planetas cercanos al agujero negro. En algunos casos, esto dejaría un núcleo rocoso desnudo. Estos planetas rocosos serían más pesados que la Tierra y son lo que los astrónomos llaman supertierras.

“Estas supertierras son uno de los tipos más comunes de planetas que los astrónomos han descubierto fuera de nuestro Sistema Solar”, comenta Avi Loeb (CfA). “Nuestro trabajo demuestra de que en el ambiente correcto pueden formarse de modos exóticos”.

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