Proxima Centauri y la historia de los cinturones de polvo.

El descubrimiento de cinturones de polvo en Proxima Centauri hace necesario entender mejor su historia. De esta manera, podemos enmarcar el hallazgo en su contexto.

Espectacular imagen de Fomalhaut tomada por el HST. Se puede apreciar la evolución del planeta Fomalhaut b. (Fuente: NASA)

En los años 80 no se conocían planetas en otras estrellas distintas del Sol. El único sistema planetario estudiado hasta entonces era el Sistema Solar. Fue entonces cuando algo empezó a cambiar, con la puesta en órbita de IRAS, el primer telescopio infrarrojo.

La sorpresa llegó enseguida, cuando los instrumentos del nuevo telescopio IRAS se estaban calibrando. Para ello, se enfocó a Vega, una estrella bien conocida, de la que no se esperaban sorpresas. Cuando apareció un exceso en el infrarrojo muchos pensaron que era un defecto fatal del dispositivo. Sin embargo, tras muchos test se verificó que el telescopio funcionaba correctamente.

El telescopio espacial IRAS detectó lo que se llama “un exceso en el infrarrojo”. Es decir, en el espectro de distribución de energía de una estrella aparecía un flujo en el infrarrojo superior al esperado.

Y, además, la estrella Vega no era la única; había otras más, muchas más. Por si fuera poco, en 1984 se consiguió obtener la primera imagen del disco que rodeaba a la estrella Beta Pictoris.

En unos años había cuatro famosas estrellas en las que se tomaron imágenes de discos. Las llamaron “Las Cuatro Fantásticas (The Fantastic Four)”: Beta Pictoris, Vega, Fomalhaut y Epsilon Eridani.

Imagen del planeta de Beta Pictoris b (Centro) sobre la imagen del disco de debris de la estrella (Fuente: ESO. Crédito: Lagrange, 2008).

Se comprendió enseguida que los discos de escombros (debris) eran el remanente del proceso de formación del sistema planetario, en el que ya no quedaba gas. En estos discos de escombros se producían colisiones en cascada que terminaban produciendo un polvo que emitía intensamente en el infrarrojo.

Llegaron nuevos telescopios espaciales en el infrarrojo medio y lejano, como el ISO, que en los 90 amplió el número de estrellas que mostraban un “exceso en el infrarrojo”.

La llegada del telescopio Spitzer aportó nuevas imágenes de discos durante su fase criogénica (2003-2009). Fue capaz de resolver el disco que rodeaba a muchas estrellas. Pero fue realmente Herschel (2009-2013), con su apertura de 3,5 metros, el telescopio espacial que permitió que ahora se conozcan cientos de discos de escombros (debris) similares comparables con nuestro cinturón de Kuiper.

Imagen del disco de Epsilon Eridani en la banda submilimétrica. (Fuente: SCUBA. JCMT. Jane Greaves.)

Muchas de la estrellas grandes (A) tienen discos. La mejora de las técnicas de imagen de alto contraste permitió identificar planetas en ellas: Fomalhaut, Beta Pictoris, HR 8799, HD 95086, etc. proporcionando imágenes espectaculares.

Esquema del sistema Epsilon Eridani comparado con el Sistema Solar. (Fuente: NASA JPL Caltech)

En las estrellas pequeñas (M) apenas se detectaban discos. Quizá si los hay, pero no son lo suficientemente grandes para poder detectarlos. Estaba el caso de GJ 581 y Au Mic.

En las estrellas del tipo solar (FGK) los resultados estadísticos eran que un 16%-22% podían tener discos. Parece que hay cierta correlación entre la presencia de discos y planetas pequeños. Resultaba que las estrellas con exoplanetas no muy grandes (< 100 masas terrestres) suelen tener discos. En las que tenían gigantes gaseosos se sospecha que de alguna forma los destruyen. Tengamos en cuenta (modelo de Niza) que posiblemente los gigantes gaseosos dejaron el Cinturón de Kuiper en un 1% de lo que fue en su origen.

Tau Ceti, 82 G. Eridani (HD 20794), 61 Vir, HD 69830, HD 38858 son casos de estrellas del tipo solar con discos y posibles planetas pequeños. Hay casos más difíciles, como Epsilon Eridani, que parece que tiene un gigante gaseoso y enormes cinturones.

Actualmente, los telescopios espaciales en el infrarrojo IRAS, ISO, el Spitzer criogénico y Herschel han dejado de funcionar. Sin embargo, ahora tenemos a ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) un sistema interferométrico de antenas instaladas en el desierto de Atacama.

Imagen del disco de HR 8799, sistema famoso por tener 4 planetas obtenidos por Imagen de al ta resolución (Fuente: NASA JPL_Caltech)

Cuando se obtienen imágenes en el infrarrojo lejano la localización del verdadero anillo, con los planetesimales, no es clara. Y es que en el infrarrojo se ve el polvo que generan las colisiones entre los cuerpos y este polvo se mueve por, por ejemplo, la radiación o el viento estelar. ALMA sin embargo, estudia el polvo en la escala del milímetro y es sensible a partículas más grandes que los telescopios infrarrojos, De esta manera, los resultados estarán más cerca de la localización real de los discos de escombros.

Imagen de un disco protoplanetario obtenida con ALMA. No confundir con un disco de escombros (Debris), que describe una fase posterior a la formación de planetas (Fuente: ALMA)

Y conociendo realmente bien dónde están los cinturones de planetesimales se pueden identificar resonancias o procesos que permitan intuir dónde están los planetas.

Y ahora volvamos sobre Proxima Centauri:

• Los cinturones detectados en Proxima Centauri son bastante débiles. El cinturón principal (1-4 UA), podría tener una masa similar al Cinturón de Kuiper. 
• Para confirmar el disco más externo (30 UA) se necesita más información pero, si se confirma, sería un extraño cinturón no comparable con nada del Sistema Solar. Se han detectado casos parecidos, como el cinturón de la cercana estrella Groombridge 1618. Esta estrella tiene un extraño anillo muy frío.
• El extraño objeto a 1,6 UA hace volar nuestra imaginación. La posibilidad de que sea un gran planeta que, por su lejanía, haya pasado desapercibido para las campañas de velocidad radial no deja de ser sugerente, aunque quizá debería tener menos de 100 masas terrestres. Seamos cautos. Tenemos el ejemplo de la estrella con planetas (55 Cancri), en la que se detectó un “exceso en el infrarrojo” con IRAS que luego (en 2002) terminaron siendo galaxias lejanas que aparecían en el fondo. Es verdad. Estas situaciones que se produjeron con IRAS son mucho menos probables con un sistema de la potencia de ALMA. No obstante, sería muy interesante estudiar nuevamente el sistema con ALMA, para ver si los objetos siguen mostrándose pasados unos meses.
• Los resultados del equipo Red Dots deberían mostrarnos si es posible confirmar la presencia de ese planeta Proxima c, que podría estar relacionado con el más interior y caliente de los cinturones (0,4 UA) 

Finalizando, lo único que tengo claro es que el sistema de Proxima Centauri renueva su interés. Cada vez me emociona más.

Sigamos atentos.

Relación sistemas resueltos a menos de 10 parscs (33 años luz). Se echan de menos Groombridge 1634 (4 parsecs) y 82 G. Eridani (6 pasecs). Quizá el autor considera que no se ha alcanzado un resolución completa de esos discos.

(Fuente: https://www.circumstellardisks.orgp)

2011. Herschel detecta débiles cinturones con una luminosidad reducida, similar a la del Cinturón de Kuiper, pero mucho más fríos. Entre otras, destaca la cercana estrella Groombridge 1618.
https://arxiv.org/abs/1110.4826

2012. Wyatt resuelve con Herschel el disco de la cercana estrella 61 Vir usando el telescopio Herschel. Además analiza la relación entre la presencia de discos y planetas.
https://arxiv.org/abs/1206.2370

2014. Herschel observa el disco de Tau Ceti.
https://arxiv.org/abs/1408.02791

2015. Kennedy muestra los discos de algunas estrellas cercanas (incluyendo la cercana estrella 82 G. Eridani) analizando la relación entre los discos y sus planetas.
https://arxiv.org/abs/1503.02073

2016. Montesinos explica que un 22% de las estrellas del tipo solar (FGK) podrían tener discos. La introducción del paper es muy interesante.
https://arxiv.org/abs/1605.05837

2016. ALMA observa el cercano sistema Tau Ceti.
https://arxiv.org/abs/1607.02513

2017. ALMA observa el cercano sistema Epsilon Eridani.
https://arxiv.org/abs/1705.01560

2017. ALMA observa el disco de 61 Virginis, un sistema con exoplanetas.
https://arxiv.org/abs/1705.01944

2017. Estudio del disco de Fomalhaut con ALMA.
https://arxiv.org/abs/1705.05867

2017. Cinturones de polvo en Proxima Centauri con ALMA.
https://arxiv.org/abs/1711.00578

Fuentes: Exoplanetas

El polvo estelar de una galaxia del universo temprano

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Nicolas Laporte, del University College de Londres, ha utilizado ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar la galaxia A2744_YD4, la más joven y más alejada vista por ALMA. Se sorprendieron al descubrir que esta joven galaxia contiene una gran cantidad de polvo interestelar, polvo formado por la muerte de una generación anterior de estrellas.

Posteriores observaciones de seguimiento realizadas con el instrumento X-shooter, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, confirmaron la enorme distancia que nos separa de A2744_YD4. Vemos la galaxia como era cuando el universo tenía sólo 600 millones de años, durante el período en el que se estaban formando las primeras estrellas y galaxias.

“A2744_YD4 no es solo la galaxia más lejana observada hasta ahora por ALMA”, comenta Nicolas Laporte, “sino que la detección de tanto polvo indica que esta galaxia ya había sido contaminada por supernovas tempranas”.

El polvo cósmico se compone, principalmente, de silicio, carbono y aluminio en granos diminutos de tamaños de una millonésima de centímetro. Los elementos químicos de estos granos se forjan dentro de las estrellas y son esparcidos por el cosmos cuando las estrellas mueren (en el caso de explosiones de supernova de forma espectacular, el destino final de las estrellas masivas de breve duración). Hoy en día, este polvo es abundante y es un elemento clave en la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas; pero en el universo temprano, antes de que murieran las primeras generaciones de estrellas, era escaso.

Las observaciones de la polvorienta galaxia A2744_YD4 fueron posibles porque esta galaxia se encuentra detrás de un cúmulo de galaxias masivas llamado Abell 2744. Debido a un fenómeno llamado de lentes gravitacionales, el cúmulo actuó como un gigante “telescopio” cósmico, ampliando la galaxia A2744_YD4 aproximadamente unas 1,8 veces, permitiendo al equipo penetrar en nuestro universo temprano.

Las observaciones de ALMA también detectaron la brillante emisión del oxígeno ionizado de A2744_YD4. Esta es la más distante y, por lo tanto, la detección más temprana de oxígeno en el universo, superando otro resultado de ALMA de 2016.

La detección de polvo en el universo temprano proporciona nueva información sobre cuándo explotaron las primeras supernovas y, por consiguiente, sobre la época en la que las primeras estrellas calientes iluminaron el universo con su luz. Medir los tiempos de este “amanecer cósmico” es uno de los santos griales de la astronomía moderna, y puede investigarse indirectamente a través del estudio del polvo interestelar temprano.

El equipo estima que A2744_YD4 contiene una cantidad de polvo equivalente a 6 millones de veces la masa de nuestro Sol, mientras que la masa estelar total de la galaxia —la masa de todas sus estrellas—, fue de 2.000 millones de veces la masa de nuestro Sol. El equipo también midió la tasa de formación estelar en A2744_YD4 y descubrió que las estrellas se forman a un ritmo de 20 masas solares por año, en comparación con una sola masa solar por año en la Vía Láctea.

“Esta tasa no es inusual para una galaxia tan lejana, pero arroja luz sobre a qué velocidad se formó el polvo en A2744_YD4”, explica el coautor del estudio Richard Ellis (ESO y University College de Londres). “Sorprendentemente, el tiempo necesario es de tan solo unos 200 millones de años, por lo que estamos observando esta galaxia poco después de su formación”.

Esto significa que la etapa importante de formación estelar comenzó aproximadamente 200 millones de años antes de la época en que la galaxia está siendo observada. Se trata de una gran oportunidad para que ALMA ayude a estudiar la época en la que “se encendieron” las primeras estrellas y galaxias, la época más temprana estudiada. Nuestro Sol, nuestro planeta y nuestra existencia son el resultado —13.000 millones de años más tarde— de esta primera generación de estrellas. Mediante el estudio de su formación, vidas y muertes, exploramos nuestros orígenes.

“Con ALMA, las perspectivas de realizar observaciones más profundas y extensas de galaxias similares en estas primeras épocas son muy prometedoras”, afirma Ellis.

Y Laporte concluye: “Poder hacer medidas de este tipo en el futuro ofrece la emocionante posibilidad de trazar la formación temprana de las estrellas y estudiar la creación de los elementos químicos más pesados yendo aún más atrás, retrocediendo al universo temprano”.

Fuente: http://www.eso.org/public/

Las primeras imágenes del Sol realizadas por el Observatorio ALMA

Nuevas imágenes obtenidas con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), instalado en Chile, han revelado detalles de nuestro Sol antes invisibles, incluyendo una nueva visión del oscuro y contorsionado centro de una mancha solar que tiene casi dos veces el diámetro de la Tierra. Se trata de las primeras imágenes del Sol obtenidas con un instrumento del que ESO es socio. Los resultados suponen una importante ampliación de la gama de observaciones que pueden utilizarse para estudiar la física de nuestra estrella más cercana. Las antenas de ALMA han sido cuidadosamente diseñadas para poder observar el Sol sin sufrir daños por el intenso calor de la luz enfocada.

Los astrónomos han aprovechado las capacidades de ALMA para captar imágenes, en el rango milimétrico del espectro electromagnético, de la luz emitida por la cromosfera (la región que se encuentra justo por encima de la fotosfera, que forma la superficie visible del Sol). El equipo de esta campaña solar, un grupo internacional de astrónomos con miembros de Europa, América del norte y este de Asia, produjo las imágenes con el fin de demostrar la capacidad de ALMA para estudiar la actividad solar en longitudes de onda de la luz más largas que las utilizadas normalmente por los observatorios solares basados en tierra.

A lo largo de los siglos, los astrónomos han estudiado el Sol, su dinámica superficie y su energética atmósfera de muchas maneras. Pero, para lograr una comprensión más completa, los astrónomos necesitan estudiarlo utilizando todo el espectro electromagnético, incluyendo los rangos milimétrico y submilimétrico que ALMA puede observar.

Puesto que el Sol es muchos miles de millones de veces más brillante que los tenues objetos que ALMA suele observar, las antenas de ALMA fueron especialmente diseñadas para obtener imágenes del Sol con gran nivel de detalle utilizando la técnica de la radiointerferometría (evitando daños por el intenso calor de la luz al enfocar las antenas hacia el Sol). El resultado de este trabajo es una serie de imágenes que demuestran la visión única de ALMA y su capacidad para el estudio de nuestro Sol. Los datos de la campaña de observación solar están siendo dados a conocer esta semana a la comunidad astronómica mundial para su posterior estudio y análisis.

El equipo observó una enorme mancha solar en longitudes de onda de 1,25 milímetros y 3 milímetros utilizando dos receptores de bandas de ALMA. Las imágenes revelan diferencias de temperatura entre varias partes de la cromosfera del Sol. ALMA se utilizará en el futuro para comprender mejor dos áreas clave de la investigación solar: el proceso de calentamiento y la dinámica de la cromosfera.

Las manchas solares son fenómenos transitorios que tienen lugar en regiones donde el campo magnético de la luz solar está muy concentrado y es extremadamente potente. Su temperatura es más baja que la de las regiones circundantes, razón por la cual aparecen relativamente oscuras.

La diferencia entre las dos imágenes se debe a las diferentes longitudes de onda de la luz emitida que observamos. Las observaciones en longitudes de onda más cortas nos permiten penetrar con más profundidad en el sol, lo cual significa que las imágenes a 1,25 milímetros muestran una capa de la cromosfera que es más profunda y, por lo tanto, más cercana a la fotosfera, que las observaciones tomadas a una longitud de onda de 3 milímetros.

ALMA es el primer observatorio del que ESO forma parte como socio que permite a los astrónomos estudiar la estrella más cercana, nuestro propio Sol. Todas las demás instalaciones, presentes y pasadas, de ESO, necesitan protegerse de la intensa radiación solar para evitar daños. Las nuevas capacidades de ALMA ampliarán la comunidad de ESO al incluir a los astrónomos solares.

Fuente: http://www.eso.org/public/

ALMA Capta un “Caparazón” Estelar con una Interesante Química

Un equipo japonés de astrónomos, utilizando ALMA, ha descubierto una masa densa y caliente de moléculas complejas que envuelve, como si fuera un caparazón, a una estrella recién nacida. Este singular caparazón molecular caliente es el primero de su clase que ha sido detectado fuera de la galaxia Vía Láctea. Tiene una composición molecular muy diferente a la de otros objetos similares de nuestra propia galaxia, una interesante pista que puede indicarnos que la química que tiene lugar en el universo podría ser mucho más diversa de lo esperado.

Un equipo de investigadores japoneses ha utilizado el poder de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar una estrella masiva conocida como ST11 situada en nuestra vecina galaxia enana, la Gran Nube de Magallanes (LMC, de Large Magellanic Cloud). Se detectó la emisión de una serie de gases moleculares. Los datos indicaban que el equipo había descubierto una región concentrada de gases moleculares relativamente caliente y denso alrededor de la estrella recién encendida ST11. Esto evidenciaba que habían encontrado algo nunca antes visto fuera de la Vía Láctea: un núcleo molecular caliente.

Takashi Shimonishi, un astrónomo en la Universidad de Tohoku (Japón) y autor principal del artículo científico, muestra su entusiasmo: "Es la primera detección de un núcleo molecular caliente extragaláctico y demuestra la gran capacidad de los telescopios de nueva generación para el estudio de los fenómenos astroquímicos más allá de la Vía Láctea".

Las observaciones de ALMA revelaron que este núcleo recién descubierto en LMC tiene una composición muy diferente a otros objetos similares encontrados en la Vía Láctea. Las firmas químicas más prominentes en el núcleo de LMC incluyen moléculas como dióxido de azufre, óxido nítrico y formaldehído — junto con el omnipresente polvo cósmico. Pero en el nuevo núcleo molecular caliente detectado tiene abundancias muy bajas de varios compuestos orgánicos, incluyendo metanol (la molécula más simple de alcohol). En cambio, los núcleos estudiados en la Vía Láctea, contienen una amplia variedad de moléculas orgánicas complejas, incluyendo el metanol y el etanol.

Takashi Shimonishi, explica: “Las observaciones sugieren que las composiciones moleculares de los materiales que forman estrellas y planetas son mucho más diversas de lo que esperábamos”.

La Gran Nube de Magallanes tiene una baja abundancia de elementos que no sean hidrógeno o helio. El equipo de investigación sugiere que este entorno galáctico tan diferente ha afectado al proceso de formación de las moléculas que tiene lugar alrededor de la estrella recién nacida ST11. Esto podría explicar las diferencias observadas en las composiciones químicas.

Aún no queda claro si las moléculas grandes y complejas detectadas en la Vía Láctea existen en núcleos moleculares calientes en otras galaxias. Las moléculas orgánicas complejas son de especial interés, ya que algunas están relacionadas con las moléculas prebióticas formadas en el espacio. Este objeto recién descubierto en una de nuestras vecinas galácticas más cercanas es excelente para ayudar a los astrónomos a abordar este tema. Además, se plantea otra pregunta: ¿cómo podría afectar la diversidad química de las galaxias en el desarrollo de vida extragaláctica?

Ilustración del núcleo molecular caliente descubierto en la Gran Nube de Magallanes. Image Credit: ESO/FRIS/Tohoku University

Fuentes: NASA EN ESPAÑOL

La gran nebulosa de Orión, captada en una imagen con gran detalle

En el centro de la nebulosa las estrellas pueden ser hasta 30 veces más masivas y 200.000 veces más luminosas que el Sol - VLT

Es la región de formación de estrellas masivas más cercana al Sistema Solar. Por eso, estas nuevas observaciones permiten entender mejor cómo nacen las estrellas
Investigadores han obtenido la primera imagen en alta resolución del borde de la nube molecular de Orión, la región de formación de estrellas masivas más cercana al Sistema Solar.

Los detalles de esta imagen, que permite estudiar la morfología y actividad que tiene lugar en la zona, se publican en la revista «Nature Letters», en un artículo que lidera el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Detalle de la nebulosa, captado por los observatorios ALMA y VLT- Weilbacher et al.

La nebulosa de Orión es la región de formación de estrellas masivas más cercana y los astrofísicos la observan para estudiar el proceso de nacimiento y evolución de las mismas, que, en el caso del cúmulo del Trapecio -en el centro de la nebulosa-, llegan a ser hasta 30 veces más masivas y 200.000 veces más luminosas que el Sol.


Liderados por Javier Goicoechea, del grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, los científicos consiguierondelimitar y estudiar con precisión la morfología y la actividad que ocurre en el borde iluminado de la nube (el interfaz donde sucede la transición entre el gas molecular frío y el gas atómico, ionizado y muy caliente), informa el CSIC.

Esto fue posible gracias a la combinación de imágenes del borde de la nube Orión obtenidas con el observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) y utilizando observaciones previas del telescopio VLT (Very Large Telescope), ambos en Chile.

«Hasta ahora teníamos una visión muy estática de lo que ocurre con el gas molecular en esa zona de transición debido a la poca precisión de los instrumentos. Eso ha cambiado radicalmente con ALMA», subraya Goicoechea.

Los datos obtenidos, añade, permiten lograr imágenes «con una sensibilidad exquisita» y con gran precisión; «prácticamente estamos fotografiando 'la piel' de Orión».

Filamentos en la nebulosa
«Las imágenes proporcionadas por ALMA revelan que el borde de la nube molecular está formado por pequeñas estructuras filamentarias yrugosidades con patrones periódicos», detalla el investigador.

Además de ser uno de los componentes «más fascinantes» de la galaxia, las «nubes moleculares» son el reservorio de material para formar nuevas estrellas.

Una de las preguntas que se hacen los investigadores es si estos grumos y filamentos densos observados podrían ser las «semillas» para la formación de una nueva generación de estrellas.

En este caso, la masa de los grumos detectados con ALMA en Orión es todavía muy pequeña comparada con la que se necesitaría para que la gravedad impulse su colapso y dé lugar a protoestrellas.

Para responder a si estos grumos pueden unirse en el futuro y dar lugar a condensaciones más masivas se necesitan más observaciones y modelos, lo que ayudará a entender si estos mecanismos que ocurren en «la piel» de Orión podrían ser un inductor de formación estelar, según Goicoechea.

Fuentes: ABC

Primera detección de alcohol metílico en un disco de formación planetaria

Concepción artística del disco que rodea a la estrella TW Hydrae. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Gracias al conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) se ha conseguido detectar la molécula orgánica de alcohol metílico (metanol) en el disco protoplanetario de la estrella TW Hydrae. Se trata de la primera detección de este compuesto en un joven disco de formación planetaria. El metanol es la única molécula orgánica compleja detectada hasta ahora en discos que deriva, inequívocamente, de una forma helada. Su detección ayuda a los astrónomos a comprender los procesos químicos que tienen lugar durante la formación de sistemas planetarios y que, en última instancia, desembocan en la creación de los ingredientes para la vida.

El disco protoplanetario que rodea a la joven estrella TW Hydrae es el ejemplo conocido más cercano a la Tierra, a una distancia de tan solo unos 170 años luz. Esto hace que sea un objeto ideal para los astrónomos que estudian discos. Para los investigadores, este sistema debe ser muy parecido al Sistema Solar durante su formación, hace más de 4.000 millones de años.

El conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) es el observatorio más potente que existe para el cartografiado de la composición química y la distribución de gas frío en discos cercanos. Estas capacidades únicas han sido explotadas por un grupo de astrónomos dirigido por Catherine Walsh (Observatorio de Leiden, Países Bajos) con el fin de investigar la química de los discos protoplanetarios de TW Hydrae.

Las observaciones de ALMA han revelado, por primera vez, la huella dejada por gases de alcohol metílico o metanol (CH3OH) en un disco protoplanetario. El metanol, un derivado del metano, es una de las moléculas orgánicas complejas más grande detectada en discos hasta la fecha. Identificar su presencia en objetos preplanetarios representa un hito en la comprensión de cómo se incorporan las moléculas orgánicas a planetas nacientes.

Además, el metanol es, en sí mismo, una pieza fundamental de especies más complejas de fundamental importancia prebiótica, como los compuestos de aminoácidos. Como resultado, el metanol desempeña un papel vital en la creación de la rica química orgánica necesaria para la vida.

Catherine Walsh, autora principal del estudio, explica: “Encontrar metanol en un disco protoplanetario demuestra la capacidad única de ALMA para estudiar los depósitos de hielo orgánico complejo presentes en discos y, por primera vez, nos permite mirar hacia atrás en el tiempo, al origen de la complejidad química en un vivero de planetas alrededor de una estrella similar al Sol joven”.

La presencia de metanol gaseoso en un disco protoplanetario tiene una gran importancia en astroquímica. Mientras que otras especies detectadas en el espacio se forman tan solo por la química que se da en fase gaseosa o por una combinación de fase gaseosa y fase sólida, el metanol es un compuesto orgánico complejo que se forma únicamente en la fase de hielo mediante reacciones superficiales sobre los granos de polvo.

La aguda visión de ALMA también ha permitido a los astrónomos cartografiar el metanol gaseoso a través del disco de TW Hydrae, detectando un patrón en forma de disco, además de importantes emisiones cercanas a la estrella central.

La observación de metanol en fase gaseosa, combinada con información sobre su distribución, implica que el metanol se ha formado sobre granos helados presentes en el disco y, posteriormente, ha sido liberado en estado gaseoso. Esta primera observación contribuye a aclarar el enigma de la transición hielo-gas del metanol y, de forma más general, los procesos químicos en entornos astrofísicos.

Ryan A. Loomis, coautor del estudio, añade: “La presencia de metanol en estado gaseoso en el disco es un indicador inequívoco de los ricos procesos químicos orgánicos que tienen lugar en una etapa temprana de formación de estrellas y planetas. Este resultado tiene un impacto en nuestra comprensión sobre cómo se acumula materia orgánica en sistemas planetarios muy jóvenes”.

Esta primera detección exitosa del metanol en fase gaseosa fría en un disco protoplanetario, significa que la producción de la química del hielo puede explorarse ahora en discos, allanando el camino a futuros estudios de química orgánica compleja en los lugares en los que nacen los planetas. En la búsqueda de exoplanetas que puedan albergar vida, los astrónomos ahora tienen acceso a una nueva y potente herramienta.

Fuente: http://www.eso.org/public/

Tránsito de Mercurio - Observatorio Astronómico de Quito

El Observatorio Astronómico de Quito comunica a la ciudadanía que la mañana del día lunes 09 de mayo, tendrá lugar el tránsito de Mercurio a través del disco solar, este fenómeno se da debido a que el planeta Mercurio se interpone entre la Tierra y el Sol impidiendo de esta manera el paso de la luz solar a través de él creando un círculo negro que se desplaza por la superficie del Sol.

El Observatorio Astronómico ubicado en el parque La Alameda, abrirá sus puertas desde las 09:00 horas hasta las 12:00 horas para que el público interesado pueda observar este evento astronómico, empleando los distintos instrumentos disponibles.

Los próximos tránsitos de Mercurio se llevarán a cabo el 11 de Noviembre de 2019 y el 07 de Noviembre de 2039.

La observación del tránsito solo será posible si el cielo se encuentra despejado, y debido a las dimensiones de Mercurio el eclipse no se podrá ver a simple vista. 

Por ello, será necesario utilizar un telescopio debidamente equipado con un filtro solar para evitar daños irreparables en el ojo.

Para mayor información

OBSERVATORIO ASTRONÓMICO DE QUITO

TELÉFONOS: 022 570765 – 022 583451 ext. 100

Descubren un crecimiento explosivo en una joven protoestrella

Astrónomos obtuvieron con ALMA la imagen del crecimiento intermitente de una joven protoestrella conocida como CARMA-7. (Crédito: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); A. Plunkett et al.; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ))
  

 

 

 

Un equipo de astrónomos descubrió una protoestrella adolescente que está experimentando una sucesión de crecimientos explosivos gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Las señales de esta juventud intermitente se observan en un par de chorros que emanan de los polos de la estrella. Estos hallazgos fueron publicados en la revista científica Nature.
Conocida como CARMA-7, esta protoestrella forma parte de un grupo de docenas de objetos similares situados en la porción sur del cúmulo estelar de la Serpiente, a cerca de 1.400 años luz de la Tierra. Este cúmulo de objetos estelares jóvenes fue detectado por primera vez por el Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA), del que heredó el nombre.
“Esta joven protoestrella experimenta períodos de rápido crecimiento intercalados por períodos de relativa calma. Normalmente, una estrella en esta etapa de la vida debería tener un crecimiento mucho más constante y tranquilo”, señala Adele Plunkett, ex investigadora de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF en su sigla en inglés) en la Universidad de Yale y actualmente asociada al Observatorio Europeo Austral (ESO en su sigla en inglés), en Chile. “Este fenómeno de formación estelar intermitente echa nuevas luces sobre las caóticas interacciones que se producen al interior de este compacto cúmulo de estrellas jóvenes”.
Todas las estrellas se forman en densas nubes de polvo y gas. A medida que el material se condensa y comienza la evolución de una estrella, el material circundante va formando un disco plano que gira y fluye hacia su superficie. Debido a la energía de rotación del material que compone el disco, y con la ayuda del campo magnético de la estrella, una parte de ese material es eyectado por los polos de la estrella, y de ahí surgen dos chorros que se pueden observar con radiotelescopios como ALMA.
“La excelente resolución de ALMA permitió observar las emisiones del monóxido de carbono y obtener una excelente imagen de la estructura de la joven protoestrella”, agrega José Gallardo, astrónomo de operaciones de ALMA y parte del equipo de esta investigación. “Como nunca antes, pudimos avanzar en el entendimiento del proceso de formación estelar en etapas muy tempranas”.
En un estudio realizado recientemente sobre varias protoestrellas de la porción sur de la Serpiente, los astrónomos se sorprendieron al encontrar una cuyos brillantes chorros parecían extinguirse y volver a renacer con una asombrosa regularidad, posiblemente alternando entre ambos estados en apenas 100 años.

La protoestrella y sus chorros están orientados de forma tal que la mayor parte del chorro superior se aleja de nosotros y el inferior se nos acerca.

Estos prominentes chorros proporcionan una vista sin precedentes de las propiedades del disco de acreción que rodea a la protoestrella. Como el proceso de acreción es opacado por el polvo y el gas circundantes, el chorro es un importante parámetro para observar. Sin embargo, puesto que hay varias estrellas formándose unas cerca de otras, los astrónomos necesitaban las poderosas observaciones realizadas con ALMA para desenmarañar las caóticas explosiones.

Los datos de ALMA revelaron 22 expulsiones distintas relacionadas con la protoestrella CARMA-7. Estas eyecciones, que se alejan hasta 2,46 billones de kilómetros de la protoestrella, también están teniendo un efecto sobre todo el cúmulo y entremezclándose con otros chorros.

En observaciones anteriores no se había logrado distinguir los chorros de CARMA-7 de aquéllos provenientes de protoestrellas cercanas. “Estas fuentes son tan jóvenes y están tan agolpadas que ni la luz óptica ni el infrarrojo cercano permitían obtener una vista completa de la protoestrella y sus chorros”, explica Plunkett. “Esto demuestra la importancia de ALMA para observar una zona como ésta”. 

 

 

Fuente: ALMA OBSERVATORY/DICYT

Descubiertas moléculas orgánicas complejas en un joven sistema estelar

Ilustración del disco protoplanetario que rodea a la joven estrella MWC 480, donde se ha detectado cianuro de metilo. / Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Un equipo de astrónomos ha detectado por primera vez la presencia de moléculas orgánicas complejas en un disco protoplanetario alrededor de la joven estrella MWC 480. El descubrimiento, hecho desde el observatorio ALMA en Chile, sugiere que los cimientos de la química de la vida son universales.

Las nuevas observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelan que el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella MWC 480 contiene grandes cantidades de cianuro de metilo (CH3CN), una molécula compleja basada en el carbono. Hay suficiente cianuro de metilo alrededor de MWC 480 como para llenar todos los océanos de la Tierra.

Tanto esta molécula como su pariente más simple, el ácido cianhídrico (HCN), fueron encontradas en los fríos confines del disco recién formado de la estrella, en una región que los astrónomos creen análoga a la del cinturón de Kuiper, el reino de los planetesimales helados y de los cometas en nuestro propio sistema solar, más allá de Neptuno.

"Los astrónomos han podido comprobar que estas moléculas no sólo sobreviven, sino que prosperan"

Los cometas conservan, desde el periodo en que se formaron los planetas, la información original de la química temprana del Sistema Solar. Se cree que los cometas y los asteroides del Sistema Solar exterior enriquecieron al joven planeta Tierra con agua y moléculas orgánicas, ayudando a preparar la etapa en la que se desarrollaría la vida primigenia.

"Los estudios de cometas y asteroides muestran que la nebulosa solar que generó al Sol y los planetas era rica en agua y compuestos orgánicos complejos", señala Karin Öberg, astrónoma del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica de Cambridge, Massachusetts (EE.UU.) y autora principal del nuevo artículo.

"Ahora tenemos aún más evidencias de que esta misma química existe en otras partes del universo, en las regiones que podrían formar sistemas solares no muy distintos al nuestro". Öberg señala que esto resulta especialmente interesante, dado que las moléculas que se encuentran en MWC 480 también se encuentran en concentraciones similares en los cometas del Sistema Solar.

La estrella MWC 480, que tiene aproximadamente dos veces la masa del Sol, está a unos 455 años luz, en la región de formación estelar de Tauro. Su disco circundante está en las primeras etapas de desarrollo, es decir, recientemente ha empezado a condensarse a partir de una fría y oscura nebulosa de gas y polvo.

Estudios llevados a cabo con ALMA y otros telescopios han llegado a detectar signos evidentes de formación planetaria en este disco, aunque observaciones de mayor resolución podrían revelar estructuras similares a las de HL Tauri, que es de una edad similar.

Fábricas de moléculas orgánicas complejas

Desde hace un tiempo, los astrónomos saben que las oscuras y frías nubes interestelares son eficientes fábricas de moléculas orgánicas complejas, incluyendo a un grupo de moléculas conocidas como cianuros. Los cianuros y, en concreto, el cianuro de metilo, son importantes porque contienen enlaces carbono–nitrógeno: estos enlaces son esenciales para la formación de los aminoácidos, son la base para la creación de las proteínas y constituyen los componentes esenciales para la construcción de la vida.

Sin embargo, hasta ahora no estaba muy claro si estas mismas moléculas orgánicas complejas se forman y sobreviven de forma habitual en el ambiente energético de un sistema solar recién conformado, donde los choques y la radiación pueden romper fácilmente los enlaces químicos.

Los astrónomos han podido comprobar ahora que estas moléculas no sólo sobreviven, sino que prosperan. Y lo más importante: las moléculas detectadas por ALMA son mucho más abundantes que las halladas en las nubes interestelares. Esto revela a los astrónomos que los discos protoplanetarios son muy eficientes en la formación de moléculas orgánicas complejas y que son capaces de formarlas en escalas de tiempo relativamente cortas.

Dado que este sistema continúa evolucionando, los astrónomos especulan que es probable que las moléculas orgánicas, protegidas y a salvo en el interior de cometas y otros cuerpos helados, sean transportadas a entornos más enriquecedores para la vida.

"Gracias al estudio de exoplanetas, sabemos que el Sistema Solar no es el único que tiene tantos planetas o el único que cuenta con abundancia de agua", concluye Öberg. "Ahora sabemos que tampoco somos únicos en cuanto a nuestra química orgánica. Una vez más, hemos aprendido que no somos especiales. Desde el punto de vista de la vida en el universo, es una buena noticia".
 

 Fuente:  SINC, ESO

Dos planetas más en nuestro Sistema Solar, dicen los astrónomos

Según sus cálculos, estos mundos desconocidos se encuentran más allá de Neptuno y Plutón e influyen en la órbita de algunos objetos celestes

Científicos de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y la Universidad de Cambridge (Reino Unido) creen que al menos dos planetas más hasta ahora desconocidos deben existir en los confines del Sistema Solar. Según sus cálculos, la existencia de estos mundos podría explicar el extraño comportamiento orbital de los objetos transneptunianos extremos (ETNO, por sus siglas en inglés).

La teoría establece que estos objetos que se mueven mucho más allá de Neptuno deberían distribuirse de forma aleatoria, y por un sesgo observacional, su órbita debe cumplir una serie de características: tener un semieje mayor con un valor de unas 150 UA (unidades astronómicas o veces la distancia entre la Tierra y el Sol), una inclinación casi de 0º y un argumento o ángulo del perihelio (punto de la órbita más próximo a nuestra estrella) también cercano a 0º o a 180º.

Sin embargo, lo que se observa en una docena de estos cuerpos es bastante diferente: los valores del semieje mayor son muy dispersos (entre 150 UA y 525 UA), la inclinación media de la órbita ronda los 20º y su argumento del perihelio es de unos –31º, sin aparecer ni un solo caso cercano a 180º.

NASA/JPL-CALTECH
Los astrónomos creen que más planetas pueden formar parte del Sistema Solar

Sin embargo, lo que se observa en una docena de estos cuerpos es bastante diferente: los valores del semieje mayor son muy dispersos (entre 150 UA y 525 UA), la inclinación media de la órbita ronda los 20º y su argumento del perihelio es de unos –31º, sin aparecer ni un solo caso cercano a 180º.

«Este exceso de objetos con parámetros orbitales distintos a los esperados nos hace pensar que algunas fuerzas invisibles están alterando la distribución de los elementos orbitales de los ETNO, y consideramos que la explicación más probable es que existen planetas desconocidos más allá de Neptuno y Plutón», explica Carlos de la Fuente Marcos, científico de la UCM y coautor del trabajo.

«El número exacto es incierto, dado que los datos que tenemos son limitados, pero nuestros cálculos sugieren que por lo menos hay dos planetas, y probablemente más, en los confines de nuestro sistema solar», añade el astrofísico.

Para realizar su estudio, que se publica en dos artículos de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, los investigadores han analizado los efectos del denominado ‘mecanismo Kozai’, relacionado con la perturbación gravitacional que ejerce un cuerpo grande sobre la órbita de otro mucho más pequeño y lejano. Como referencia han considerado como funciona este mecanismo en el caso del cometa 96P/Machholz1 por la influencia de Júpiter.

A pesar de sus sorprendentes resultados, los autores reconocen que sus datos se enfrentan a dos problemas. Por un lado, su planteamiento está en contra de lo que predicen los modelos actuales de formación del sistema solar, que aseguran que no pueden existir planetas moviéndose en órbitas circulares más allá de Neptuno.

Sin embargo, el reciente descubrimiento del radiotelescopio ALMA de un disco de formación de planetas a más de 100 unidades astronómicas de la estrella HL Tauri, más joven y de menor masa que el Sol, sugiere que sí se pueden formar planetas a varios centenares de unidades astronómicas del centro del sistema.

Por otra parte, el equipo reconoce que su análisis está basado en una muestra con pocos objetos (13, concretamente), pero adelantan que en los próximos meses se van a hacer públicos más resultados con una muestra mayor. “Si se confirma, nuestro resultado puede ser realmente revolucionario en astronomía”, apunta De la Fuente Marcos.

El año pasado dos investigadores estadounidenses también descubrieron un planeta enano llamado 2012 VP113 en la nube de Oort, justo más allá de nuestro sistema solar. Los descubridores consideran que su órbita se ve influenciada por la posible presencia de una supertierra oscura y gélida, de un tamaño hasta diez veces el de nuestro planeta.

Fuentes: ABC.es

El telescopio ALMA estudia el entorno de un estallido oscuro de rayos gamma

Concepción artística del entorno que rodea el estallido oscuro de rayos gamma GRB 020819B. NAOJ

- Son las explosiones más grandes que suceden en el universo
- La explosión estudiada tiene menos gas del esperado y más polvo
- El telescopio ALMA, muy sensible, ha permitido estudiar el fenómeno

Por primera vez, observaciones llevadas a cabo con el telescopio ALMA han permitido establecer de forma directa cuáles son las proporciones de gas molecular y polvo que se encuentran en una galaxia que alberga estallidos de rayos gamma (GRB), que son las explosiones más grandes que tienen lugar en el universo.

Según ha explicado el Observatorio Austral Europeo en una nota, los investigadores han comprobado "sorprendidos" que hay menos gas del esperado y, proporcionalmente, mucho más polvo, haciendo que algunos GRB aparezcan como 'GRB oscuros'.

El trabajo, publicado en la revista Nature este viernes, es el primer resultado científico del conjunto de antenas de ALMA en torno a los GRB.

Y es que por primera vez, un equipo de astrónomos de Japón ha utilizado el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), de muy alta sensibilidad, para detectar la emisión de radio procedente del gas molecular en dos anfitrionas de estallidos de rayos gamma de larga duración (LGRB), -GRB 020819B y GRB 051022-, a unos 4.300 y 6.900 millones de años luz respectivamente.

Kotaro Kohno, profesor de la Universidad de Tokio y miembro del equipo de investigación, ha comentado: "Hemos estado buscando gas molecular en galaxias GRB durante más de diez años utilizando varios telescopios alrededor del mundo. Como resultado de nuestro arduo trabajo, finalmente logramos un avance notable utilizando el poder de ALMA. Estamos muy entusiasmados con lo que hemos logrado".

Observaciones de la galaxia que alberga al GRB 020819B.Bunyo Hatsukade(NAOJ), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Explosiones de altísima energía

Los estallidos de rayos gamma (GRB por sus siglas en inglés, Gamma-Ray Bursts) son intensas explosiones de altísima energía observadas en galaxias distantes, es decir, el fenómeno explosivo más brillante del universo.

Los que duran más de un par de segundos son conocidos como estallidos de rayos gamma de larga duración (LGRB) y se asocian con las explosiones de supernova, que son potentes detonaciones que tienen lugar al final de la vida de las estrellas masivas.

En cuestión de segundos, un estallido típico libera tanta energía como la que habrá liberado el Sol a lo largo de sus diez mil millones de años de vida.

La propia explosión suele estar seguida de una emisión que va apagándose poco a poco, conocida como reminiscencia, que se cree tiene su origen en las colisiones entre el material expulsado y el gas circundante.

Sin embargo, misteriosamente, algunos estallidos de rayos gamma parecen no tener ninguna reminiscencia, los denominados 'estallidos oscuros'. Una posible explicación es que las nubes de polvo absorben la radiación de la reminiscencia.

La incógnita de la formación de los GRB

En los últimos años, los científicos han estado trabajando para comprender mejor cómo se forma un GRB estudiando sus galaxias anfitrionas.

Dentro de estas galaxias, los astrónomos esperaban encontrar estrellas masivas progenitoras de los GRB en regiones activas de formación estelar, que podrían estar rodeadas por una gran cantidad de gas molecular -el combustible para la formación de estrellas-.

Sin embargo, han indicado que no había ningún resultado observacional para respaldar esta teoría, dejando la incógnita sin respuesta durante mucho tiempo.

Gas molecular y polvo en galaxias GRB

Otro logro notable, hecho posible gracias a la alta resolución de ALMA, fue descubrir la distribución del gas molecular y el polvo en galaxias GRB. Observaciones de GRB 020819B revelaron un entorno extraordinariamente rico en polvo, mientras que, cerca del centro de la galaxia anfitriona, se encontraba gas molecular. Es la primera vez que se ha revelado dicha distribución en galaxias GRB.

"No esperábamos que los GRB pudieran tener lugar en un ambiente tan polvoriento, con una proporción tan baja de gas molecular con respecto al polvo. Esto indica que el GRB se produjo en un ambiente muy diferente al de una típica región de formación estelar", afirma Hatsukade.

Esto sugiere que las estrellas masivas que murieron como GRB cambiaron el ambiente en la región de formación estelar antes de explotar.

El equipo de investigación cree que, una posible explicación para la alta proporción de polvo en comparación con el gas molecular en el lugar donde tienen lugar los GRB, es la diferencia en sus reacciones a la radiación ultravioleta.

Puesto que los enlaces entre los átomos que componen las moléculas se rompen fácilmente por la radiación ultravioleta, el gas molecular no puede sobrevivir en ambientes expuestos a una fuerte radiación ultravioleta producida por las calientes estrellas masivas en su región de formación estelar, incluyendo la que tarde o temprano explota como el observado GRB.

Aunque también se observa una distribución similar en GRB 051022, esto aún debe ser confirmado debido a la falta de resolución (dado que el anfitrión del GRB 051022 está situado más lejos que el que alberga al GRB 020819B).

En cualquier caso, estas observaciones de ALMA apoyan la hipótesis de que el polvo que absorbe la radiación de la reminiscencia es el responsable de generar explosiones oscuras de rayos gamma.

"Los resultados obtenidos esta vez fueron más allá de nuestras expectativas. Necesitamos llevar a cabo otras observaciones en otras galaxias GRB para ver si podría tratarse de condiciones ambientales generales a cualquier sitio que albergue un GRB. Esperamos futuras investigaciones con la ampliación de las capacidades de ALMA", concluye Hatsukade.

Fuentes: Rtve.es

Descubren un drástico cambio químico en el nacimiento de un sistema planetario

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos encabezado por la Dra. Nami Sakai observó una drástica transformación en la nube molecular de Taurus. 

(Foto: ALMA)

Hasta ahora, se creía que la materia interestelar se incorporaba sin mayores transformaciones a los discos de gas que dan nacimiento a sistemas planetarios. Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, un equipo de astrónomos encabezado por la Dra. Nami Sakai observó una drástica transformación en la nube molecular de Taurus relacionada con la formación del disco que rodea la joven protoestrella, una estrella recién nacida, L1527. 

El gas, atraído por la protoestrella, queda atrapado debido a la fuerza centrífuga generada por el borde exterior del disco, cuyo calentamiento provoca los importantes cambios químicos observados. El hallazgo fue publicado el 12 de febrero de 2014 por la revista Nature con el título "Cambios en la composición química del gas absorbido mientras forma un disco alrededor de una protoestrella".

Las nuevas estrellas y sus correspondientes sistemas planetarios se forman a partir del colapso gravitacional de moléculas de gas interestelar (principalmente H2) y polvo. Aun después de la aparición de una protoestrella, el gas y el polvo que la rodean siguen siendo absorbidos por ella. Al mismo tiempo, el disco de gas que la rodea continúa su crecimiento hasta eventualmente convertirse en un sistema planetario. 

Antes de esta investigación, los observatorios no acostumbraban estudiar los procesos de formación de discos de gas ni tampoco los cambios químicos asociados a estos.

La Dra. Nami Sakai, quien se desempeña como profesora asistente de física de la Universidad de Tokio, junto a su equipo internacional, observaron la joven protoestrella L1527 de la nube molecular de Taurus, aprovechando el alto grado de resolución espacial y sensibilidad del observatorio ALMA, que recién terminó de construirse en el desierto de Atacama, en Chile, e investigó el proceso de formación del disco, estudiando las líneas espectrales de varias moléculas. En la zona de transición entre el envoltorio de materia atraída y el disco de gas, donde hasta entonces se creía que se producía una absorción de materia sin grandes cambios químicos, el equipo descubrió una transformación química inesperada.

Durante sus observaciones, el equipo de científicos descubrió que las cadenas de carbono y las moléculas relacionadas a estas, tales como las de C3H2 de estructura cíclica (c-C3H2), desaparecen casi por completo al pasar al estado gaseoso en un radio de 100 UA desde la protoestrella. 

El movimiento del gas se estudió calculando con precisión el efecto Doppler de sus líneas espectrales, lo que permitió determinar que el radio de 100 UA corresponde a la barrera centrífuga. Dentro de este radio, el gas atraído queda atrapado por la fuerza centrífuga y se transfiere paulatinamente al disco interior. A saber, este es el frente de la región donde se forma el disco, que ha sido claramente identificado con la línea espectral de c-C3H2.

Por otro lado, la distribución de las moléculas de monóxido de azufre (SO) se descubrió localizada en una estructura anular situada en el radio de la barrera centrífuga (100 UA). Además, la temperatura de las moléculas de SO resultó ser más elevada que la del gas atraído por la protoestrella, lo que significa que dicho gas probablemente provoque débiles impactos al distribuirse por el borde exterior del disco, alrededor de la barrera centrífuga. La temperatura del gas aumenta en torno a este radio y las moléculas de SO congeladas en los granos de polvo son liberadas al pasar al estado gaseoso. 

Por consiguiente, las líneas espectrales de SO también corresponden al frente de formación del disco. Puesto que la densidad del disco es de al menos 108 cm-3, la mayoría de las moléculas se congelan una vez que traspasan el frente y se convierten en granos de polvo que alimentan el disco.

De esa forma, se estudió con éxito los cambios químicos relacionados con la formación del disco observando dos tipos de moléculas: c-C3H2 y SO. El descubrimiento de un cambio tan drástico en la zona de transición entre la materia atraída y el disco interior fue totalmente inesperado, y se logró gracias al elevado nivel de sensibilidad y la alta capacidad de resolución de ALMA. 

El estudio se ampliará a otras regiones de formación estelar para determinar qué tan extendido está el fenómeno descubierto en L1527. 

El aporte de este estudio estriba en la dilucidación de los cambios químicos. Al aplicar este nuevo método a distintas protoestrellas de tipo solar, en algunos años, ALMA podría revelar el grado de diversidad y generalidad de esta evolución química de material interestelar a material planetario y, en última instancia, establecer el origen del material estudiado en los microanálisis de meteoritos y en las espectroscopías de cometas para determinar si el Sistema Solar experimentó una evolución química similar. 

Fuente: ALMA/DICYT

Fotografían una impresionante supernova que fabrica polvo

ESO
Recreación artística de la supernova 1987A, en la Gran Nube de Magallanes

Es la primera vez que los astrónomos han podido observar el inicio de los gránulos que formaron galaxias en el Universo temprano

El telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ha captado unas impresionantes imágenes de los restos de una supernova repleta de grandes cantidades de polvo cósmicoformado hace poco tiempo. Se trata de la supernova 1987A , ubicada en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana que orbita la Vía Láctea a unos 160.000 años luz de la Tierra. Es la primera vez que los astrónomos han podido observar el inicio de los gránulos que formaron galaxias en el Universo temprano. Si una cantidad suficiente de este polvo lograra realizar la peligrosa transición hacia el espacio interestelar, informan los científicos, podría explicar cómo muchas galaxias adquirieron su aspecto oscuro y polvoriento.

Las galaxias pueden contener enormes cantidades de polvo y se cree que las supernovas son una de sus principales fuentes de producción, especialmente en el Universo primitivo. Pero la evidencia directa que demuestra la verdadera capacidad que tienen las supernovas de generar polvo ha sido muy escasa hasta el momento. Sin embargo, las nuevas observaciones pueden cambiar este escenario.

Imagen de la supernova 1987A
ESO

"Hemos encontrado una masa de polvo de enormes proporciones concentrada en la parte central del material eyectado de una supernova relativamente joven y cercana", dice Remy Indebetouw, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional de los Estados Unidos (NRAO) y de la Universidad de Virginia, ambos localizados en Charlottesville, Estados Unidos. "Esta es la primera vez que realmente hemos logrado obtener imágenes del lugar en donde se formó el polvo, lo que es de gran importancia para comprender la evolución de las galaxias".

La más cercana

La SN 1987A es la explosión más cercana alguna vez captada desde la observada por Johannes Kepler dentro de la Vía Láctea en 1604. Los astrónomos predijeron que a medida que el gas se enfriara luego de la explosión, se formarían grandes cantidades de polvo una vez que los átomos de oxígeno, carbono y silicio se combinaran en las frías regiones centrales del remanente. Con la resolución y sensibilidad sin precedentes de ALMA, el equipo de investigación fue capaz de fotografiar el polvo frío, el que se encuentra en mayores proporciones y brilla intensamente en luz milimétrica y submilimétrica. Los astrónomos estiman que el remanente ahora contiene alrededor del 25 por ciento de la masa del Sol en polvo recién formado. Además, descubrieron que se habían generado importantes cantidades de monóxido de carbono y monóxido de silicio.

"La SN 1987A es un lugar especial, ya que no se ha mezclado con su entorno", comenta Indebetouw. "Los nuevos resultados producidos por ALMA, los primeros de su clase, revelan un bloque conformado por el remanente de la supernova colmado de material que simplemente no existía hace unas décadas".

"Las primeras galaxias contienen enormes cantidades de polvo y este posee un rol fundamental en la evolución de las mismas", dice Mikako Matsuura, de la Escuela Universitaria de Londres, Reino Unido. "Hoy sabemos que el polvo se puede generar de varias maneras, pero en los inicios del Universo la mayor parte debe haber provenido de las supernovas. Por fin tenemos una evidencia clara que avala esa teoría".

Fuentes: ABC.es

El telescopio ALMA capta los detalles de un parto estelar

Emoción contenida en la comunidad científica tras la grabación de un parto celestial. En las imágenes, que han sido captadas por el telescopio ALMA, situado en el norte de Chile, se ven las emanaciones de material provenientes de la estrella Harbig-Haro 46/47 en el momento de su nacimiento, y el brillo producido por las moléculas de monóxido de carbono presentes en el objeto. También recogen detalles precisos de dos chorros de materia, uno en dirección a la Tierra y otro con una trayectoria totalmente opuesta. No es la primera vez que los telescopios captan un fenómeno de este tipo, pero nunca se hizo con la nitidez y sensibilidad mostrada por el telescopio ALMA.

Fuentes : Euronews

ALMA reescribe la historia del “Baby Boom” estelar del Universo

Diagrama del efecto de lente gravitatoria en galaxias distantes con formación estelar. Crédito: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh y colaboradores.

Observaciones llevadas a cabo con el conjunto ALMA muestran que los estallidos de formación estelar más potentes del cosmos tuvieron lugar mucho antes de lo que se pensaba. La investigación es el ejemplo más reciente de los descubrimientos realizados por el nuevo observatorio internacional ALMA, que hoy celebra su inauguración.

Se cree que los estallidos de formación estelar más intensos tuvieron lugar en el universo temprano en galaxias masivas y brillantes. Estas galaxias con estallidos de formación estelar convierten vastas reservas de gas y polvo cósmicos en nuevas estrellas a un ritmo frenético; muchos cientos de veces más rápido que en imponentes galaxias espirales como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Si miramos hacia el espacio lejano, a galaxias tan distantes que su luz ha tardado muchos miles de millones de años en llegar hasta nosotros, los astrónomos pueden observar ese periodo activo de la juventud del Universo.

“Cuanto más lejos está la galaxia, más atrás miramos en el tiempo, por lo que, midiendo sus distancias podemos componer una cronología de cuán vigoroso era el Universo generando nuevas estrellas en las diferentes etapas de sus 13.700 millones de años de historia”, afirma Joaquin Vieira (California Institute of Technology, USA), quien ha liderado el equipo y es el autor principal del artículo de la revista Nature.

El equipo internacional de investigadores descubrió primero estas distantes y enigmáticas galaxias con estallidos de formación estelar con el telescopio de diez metros SPT (South Pole Telescope) de la Fundación Nacional para la Ciencia de los Estados Unidos y, posteriormente, utilizó ALMA para obtener una visión más cercana y explorar el “baby boom” estelar en el universo joven. Se sorprendieron al encontrar que muchas de estas galaxias polvorientas con formación estelar están aún más lejos de lo esperado. Esto significa que, en proporción, los estallidos de formación estelar tuvieron lugar hace unos doce mil millones de años, cuando el universo tenía menos de dos mil millones de años; todo mil millones de años antes de lo que se pensaba.

Dos de estas galaxias son las más lejanas de su tipo jamás descubiertas; tan lejanas que su luz comenzó su viaje cuando el Universo solo tenía mil millones de años. Es más, entre los récords que se han batido, se halla el hecho de que se han encontrado moléculas de agua, siendo las observaciones de agua en el cosmos más distantes jamás publicadas hasta el momento.

El equipo utilizó la sensibilidad sin igual de ALMA para captar la luz de 26 de esas galaxias en longitudes de onda de alrededor de tres milímetros. La luz en determinadas longitudes de onda se produce por las moléculas de gas de estas galaxias, y las longitudes de onda se desplazan debido a la expansión del universo a lo largo de los miles de millones de años que tarda la luz en llegar a nosotros. Midiendo el desplazamiento de la longitud de onda, los astrónomos pueden calcular el tiempo que ha tardado la luz en llegar y situar cada galaxia en el punto correcto de la historia del cosmos.

“La sensibilidad de ALMA y el amplio rango de longitudes de onda nos permiten hacer medidas en pocos minutos por cada galaxia; unas cien veces más rápido que antes”, afirma Axel Weiss (Instituto Max-Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania), quien lideró el trabajo para medir las distancias a las galaxias. “Antes, una medida de este tipo habría sido un trabajo laborioso de combinación de datos de dos tipos de telescopios, uno del rango visible-infrarrojo y otro de ondas de radio”.

En la mayoría de los casos, las observaciones de ALMA por sí solas pueden precisar las distancias, pero para unas pocas galaxias el equipo combinó los datos de ALMA con medidas de otros telescopios: APEX, el VLT, el ATCA (Australia Telescope Compact Array) y el SMA (Submillimeter Array).

Los astrónomos utilizaban solo una parte del conjunto de antenas, 16 de las 66 totales, ya que el observatorio estaba aún en construcción, a una altitud de 5.000 metros en el remoto Llano de Chajnantor, en los Andes chilenos. Una vez completado, ALMA es aún más sensible, y podrá detectar galaxias incluso más débiles. Por ahora, los astrónomos localizaron las más brillantes. También tuvieron ayuda de la naturaleza: pudieron utilizar el fenómeno de lentes gravitatorias, un efecto predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein en el que la luz de una galaxia distante se distorsiona por la influencia gravitatoria de una galaxia de fondo cercana, que actúa como una lente y hace que la fuente distante aparezca más brillante.

Para comprender con precisión hasta qué punto esta lente gravitatoria había aumentado el brillo de las galaxias, el equipo tomó imágenes más precisas de las mismas utilizando ALMA en longitudes de onda de unos 0,9 milímetros.

“Estas hermosas imágenes de ALMA muestran las galaxias de fondo torcidas en múltiples arcos de luz conocidos como anillos de Einstein, rodeando a las galaxias que están delante”, dice Yashar Hezaveh (Universidad McGill, Montreal, Canadá), quien lideró el estudio de las lentes gravitatorias. “Estamos utilizando la ingente cantidad de materia oscura que rodea a las galaxias que están a mitad de camino en el universo como telescopios cósmicos para hacer que las galaxias aún más alejadas parezcan más grandes y más brillantes”.

Imágenes de ALMA de las galaxias distantes con formación estelar vistas con lente gravitatoria. Crédito: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), J. Vieira y colaboradores.

El análisis de la distorsión revela que algunas de las galaxias con formación estelar brillan tanto como 40 millones de millones de Soles, y la lente gravitatoria las ha aumentado más de 22 veces.

“Solo unas pocas galaxias de las observadas con este efecto de lente gravitatoria habían sido detectadas antes en esas longitudes de onda submilimétricas, pero ahora SPT y ALMA han descubierto docenas de ellas”, declaró Carlos De Breuck (ESO), miembro del equipo. “Este tipo de ciencia ya había sido hecha anteriormente sobre todo en longitudes de onda del rango visible con el telescopio espacial Hubble, pero nuestros resultados demuestran que ALMA es un nuevo y potente jugador en este campo”.

“Este es un gran ejemplo de colaboración de astrónomos de todo el mundo, trabajando juntos para hacer un impresionante descubrimiento con una instalación de última tecnología”, afirmó el miembro del equipo Daniel Marrone (Universidad de Arizona, EE.UU.). “Esto es solo el principio de ALMA y del estudio de estas galaxias con estallidos de formación estelar. Nuestro siguiente paso es estudiar estos objetos en detalle y hacernos una idea más exacta de cómo y por qué se forman estrellas a esos ritmos de producción tan increíbles”. 



Fuente: ESO