Detectan la presencia de un agujero negro en un cúmulo estelar gigante

 

Un grupo de astrónomos ha descubierto una estrella en el cúmulo NGC 3201 que se comporta de un modo muy extraño. Parece estar orbitando un agujero negro cuatro veces más masivo que el Sol. Se trataría del primer agujero negro con masa estelar inactivo de este tipo detectado en un cúmulo globular y el primero encontrado por la detección directa de su fuerza gravitacional. Este importante descubrimiento tiene una gran repercusión en nuestra comprensión de la formación de estos cúmulos de estrellas, agujeros negros y de los orígenes de eventos de ondas gravitacionales.

Los cúmulos globulares de estrellas son enormes esferas de decenas de miles de estrellas que orbitan a la mayoría de las galaxias. Se encuentran entre los sistemas estelares más viejos conocidos en el universo y datan de momentos muy cercanos al comienzo del crecimiento y evolución de la galaxia. Actualmente se sabe que más de 150 pertenecen a la Vía Láctea.

Utilizando el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope de ESO, en Chile, se ha estudiado un cúmulo en particular, llamado NGC 3201 y situado en la constelación meridional de Vela. Un equipo dirigido por Benjamin Giesers (Universidad Georgia Augusta de Gotinga, Alemania) descubrió que una de las estrellas de NGC 3201 se comporta de un modo muy extraño: se mueve hacia atrás y hacia delante a velocidades de varios cientos de miles de kilómetros por hora, con un patrón que se repite cada 167 días.

Benjamin Giesers estaba intrigado por el comportamiento de la estrella: “Orbitaba alrededor de algo totalmente invisible que tenía una masa de más de cuatro veces la del Sol, ¡solo podía tratarse de un agujero negro! El primero de ellos encontrado en un cúmulo globular observando directamente su fuerza gravitacional”.

La relación entre los agujeros negros y los cúmulos globulares es un asunto importante pero misterioso. Debido a sus enormes masas y a su gran edad, se cree que estos cúmulos han producido un gran número de agujeros negros de masa estelar, creados a medida que las estrellas masivas del cúmulo explotaban y colapsaban a lo largo de la extensa vida del cúmulo.

El instrumento MUSE de ESO proporciona a los astrónomos una capacidad única para medir los movimientos de miles de estrellas lejanas al mismo tiempo. Con este nuevo hallazgo, Giesers y su equipo han podido detectar, por primera vez, un agujero negro inactivo en el corazón de un cúmulo globular, uno que, actualmente, no está tragando materia y no está rodeado por un disco brillante de gas. Han podido estimar la masa del agujero negro masivo a través de los movimientos de una estrella capturada por su enorme fuerza gravitacional.

De las propiedades de la estrella observadas se ha determinado que tiene 0,8 veces la masa de nuestro Sol, y la masa de su misteriosa contraparte se ha calculado en alrededor de 4,36 veces masa del Sol, por lo que, seguramente, se trate de un agujero negro.

Las recientes detecciones de fuentes de radio y de rayos X en cúmulos globulares, así como la detección en 2016 de señales de ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros de masa estelar, sugiere que estos agujeros negros, relativamente pequeños, puede ser más comunes de lo que se pensaba en cúmulos globulares.

Giesers concluye: “Hasta hace poco se suponía que casi todos los agujeros negros desaparecerían de los cúmulos globulares después de poco tiempo y que sistemas como este ni siquiera deberían existir. Pero, claramente, este no es el caso. Nuestro descubrimiento es la primera detección directa de los efectos gravitacionales de un agujero negro de masa estelar en un cúmulo globular. Este descubrimiento nos ayuda a comprender la formación de cúmulos globulares y la evolución de los agujeros negros y los sistemas binarios, vital en el contexto de la comprensión de fuentes de ondas gravitacionales”.

Crédito: ESO

Uno de cada cinco ‘soles’ tiene una ‘Tierra’ en la zona habitable

¿Son frecuentes los planetas habitables en el universo? Parece que más de lo que pensaban los científicos, según las observaciones del satélite Kepler de la NASA. La nave ya no está operativa, pero los datos que recogió durante sus cuatro años de misión han permitido deducir que una de cada cinco estrellas similares al Sol tiene un planeta con tamaño similar al de la Tierra y está en la zona habitable. Esto podría conducir a la presencia de vida en la superficie de estos exoplanetas.

Astrofísicos de la Universidad de California en Berkeley y la Universidad de Hawái en Manoa –ambas en EE UU–, han llegado a esta conclusión tras efectuar un análisis estadístico de todas las observaciones de Kepler. Así han estimado cuantos de los 100 mil millones de estrellas en nuestra galaxia tienen planetas potencialmente habitables.

UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN BERKELEY

"Lo que esto significa es que, cuando se mira hacia los miles de estrellas en el cielo nocturno, la más cercana estrella similar al Sol con un planeta de tamaño a la Tierra sitado en la zona habitable está probablemente a tan sólo 12 años luz de distancia y se puede ver a simple vista; por lo que es increíble", destaca el estudiante de Berkeley Erik Petigura, que ha dirigido el análisis de los datos y el estudio que publica PNAS.

Fuente: SINC

Hallado el púlsar más cercano a un agujero negro supermasivo

Vista con múltiples longitudes de onda del campo de SGR J145-2900 y Sgr A*. La imagen azul muestra la vista del centro galáctico de XMM-Newton 6.4 keV y el cuadro negro,a una caja de 500 X 500 alrededor de la posición del magnetar. / CSIC

Un equipo internacional liderado por el Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEC) ha descubierto el púlsar más cercano a un agujero negro supermasivo conocido hasta el momento. Se trata del SGR J1745-2900, detectado por una potente emisión de rayos X desde la dirección de Sagittarius A* (Sgr A*), el agujero negro supermasivo que reside en el centro de la Vía Láctea, a unos 26.000 años luz del Sistema Solar.

El 24 de abril de 2013, el satélite Swift detectó la poderosa emisión de rayos X. En un principio fue interpretada como una llamarada procedente del centro galáctico, pero un día después se observó una corta emisión de rayos X desde una posición consistente a la de Sgr A*, con un espectro y duración muy similar a la de un magnetar, una estrella de neutrones con campos magnéticos muy intensos.

Se trataba de SGR J1745-2900, un joven púlsar con naturaleza de magnetar y con un período rotacional de 3,76 segundos. Se ha calculado que existe un 90% de probabilidades de que esté orbitando alrededor del agujero negro. Para monitorizar su actividad y detectar su posición respecto a la de Sgr A*, los científicos emplearon el observatorio espacial Chandra de rayos X de la NASA.

“Gracias a la resolución angular de este telescopio, uno de los más potentes que tenemos en el espacio, pudimos detectar el nuevo magnetar, justo donde habíamos localizado días antes la fuente de la llamarada. Además, concluimos que al magnetar y al agujero negro supermasivo les separan entre 0,1 y 2 pársercs, que equivale a 0,3-6 años luz”, explica Nanda Rea, investigadora del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEC), en Barcelona.

La naturaleza de este púlsar tan cercano a Sgr A* sugiere, según los investigadores, que hay en la Vía Láctea tantos magnetares como púslares, o que la región central de la galaxia es un caldo de cultivo para la formación de magnetares, posiblemente por su alta densidad de estrellas supermasivas.

El púlsar podría estar situado dentro del disco de estrellas jóvenes y masivas observado alrededor del centro de la galaxia. “SGR J1745-2900 no es sólo el primer púlsar hallado a una distancia sub-pársec, sino que además supone la primera estrella de neutrones conocida que podría formar un sistema binario con un agujero negro”, resalta Rea.

Fuente: SINC

Antimateria - Astrofísica Conceptual

Mucha de la gente que se inicia en la astronomia, generalmente se
encuentra con ésta palabra: 'antimateria', ¿pero que es realmente la antimateria? Voy a intentar explicarlo de forma sencilla para que no se necesiten elevados conocimientos físicos para entenderlo.

La materia normal como la conocemos, está compuesta de átomos, las distintas organizaciones de distintos átomos forman todos los tipos de moléculas y estos a su vez la materia. Estos átomos están compuestos por electrones, protones y neutrones, los elementos mas pequeños conocidos (sin tener en cuenta los quarks). La antimateria se compone del mismo modo, con algo llamado anti-átomos, que están formados por antielectrones (o también llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutron. Paul Adrien Maurice Dirac había deducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatomicas, que cada partícula debería tener su 'antiparticula'. Así pues, debería haber un 'antielectron' idéntico al electron, salvo por su carga, que seria positiva, y no negativa, y un 'antiproton' con carga negativa en vez de positiva.

Pero... ¿Que es realmente la antimateria y en que se diferencian los electrones, protones y neutrones de los antielectrones, antiprotones y los ant
ineutrones?
La antimateria es materia constituida por la antiparticulas (antielectrones, antiprotones y antineutrones).
La diferencia los electrones y protones de los antielectrones y los antiprotones y los antineutrones es básicamente la carga eléctrica  son idénticas en aspecto físico y en constitución, sus movimientos rotatorios se han invertido, el polo sur magnético  por decirlo así  esta arriba y no abajo, de esta manera su carga eléctrica es la opuesta de lo que deberia de ser.
Como vimos hasta ahora, el positron es la contrapartida del electrón por su carga contraria, y el antiproton es también 'anti' por su carga. Pero... ¿por que dice anti a una partícula que posee carga neutra? Para responder esta pregunta es necesario explicar brevemente las características de los positrones y los antiprotones.
El antielectron es tan estable como el electrón, de hecho es idéntico al electrón en todos sus aspectos, excepto en su carga eléctrica  Su existencia puede ser indefinida. Aunque el promedio de 'vida' es de una millonésima de segundo, hasta que se encuentra con un electrón  durante un momento relampagueante quedaran asociados el electrón y el positron; ambas partículas giraran en torno a un centro de fuerza común  Pero la existencia de este sistema, como máximo, durará una diez millonésima de segundo ya que se combinan el positron y el electrón.
Cuando se combinan las dos partículas opuestas, se produce una neutralizacion mutua y literalmente desaparecen, no dejan ni rastro de materia ('aniquilamiento mutuo'). Pero como sabemos la materia al igual que la energía no puede desaparecer, como resultado de esto queda la energía en forma de radiación gamma. De tal forma como había sugerido el genio Albert Einstein: la materia puede convertirse en energía, y viceversa.
El antiprotón es tan evanescente como el positron, por lo menos en nuestro Universo. En una ínfima fracción de segundo después de su creación  la partícula desaparece (al igual que el antielectron), arrastrada por algun nucleo normal cargado positivamente. Entonces se aniquilan entre si el antiproton y un proton del núcleo, que se transforman en energia y particulas menores.
En ocasiones, el proton y el antiproton solo se rozan ligeramente en vez de llegar al choque directo. Cuando ocurre esto, ambos neutralizan mutuamente sus respectivas cargas. El proton se convierte en neutron, lo cual es bastante lógico  Pero no lo es tanto que el antiproton se transforme en un 'antineutron'.

Con algo de fisica elemental es facil comprender como forma un campo magnetico la particula cargada, pero ya no resulta tan facil saber por que hace lo mismo un neutron. Que por cierto ocurre. La prueba directa mas evidente de ello es que cuando un rayo de neutrones golpea sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo haria si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutron sigue siendo un misterio, los fisicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalentes a cero, aunque, por alguna razon desconocida, logran crear un campo magnetico cuando gira la partícula.
Sea como fuere, la rotacion del neutron nos da la respuesta a esta pregunta: ¿Que es el antineutrón? Pues, simplemente, un neutron cuyo movimiento rotatorio se ha invertido y al igual que el positron y el antiproton, muestra exactamente el mismo fenomeno de los polos invertidos.
Por lo pronto, la teoria es bastante solida, y ningun fisico lo pone en duda. La antimateria puede existir.

Pero.... ¿Existe en realidad? ¿Hay masas de antimateria en el Universo?
Si las hubiera, no revelarían su presencia a cierta distancia. Sus efectos gravitatorios y la luz que produjeran serian identicos a los de la materia corriente. Sin embargo, cuando se encontrasen con esta materia, deberían ser claramente perceptibles las reacciones masivas de aniquilamiento resultantes. Por esto, los astronomos se afanan en observar especulativamente las galaxias, para comprobar si hay alguna actividad inusitada que delate las interacciones materia-antimateria.
¿Es posible, que el Universo este formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna antimateria?
Dado que la materia y la antimateria son equivalentes en todos los aspectos, excepto en su oposicion electromagnetica, cualquier fuerza que crease una originaria la otra, y el Universo deberia estar compuesto de iguales cantidades de una y otra.
Este es el dilema. La teoria nos dice que deberia haber antimateria, pero la observacion practica se niega a respaldar este hecho. ¿Y que ocurre con los nucleos de las galaxias activas? ¿Deberian ser esos fenomenos energeticos el resultado de una aniquilacion materia-antimateria? NO! Ni siquiera ese aniquilamiento es suficiente, la destruccion seria muchas veces mayor (para darse una idea de la magnitud lo mas parecido es el colapso gravitatorio de una supernova al explotar y el fenomeno resultante: el agujero negro, seria el unico mecanismo conocido para producir la energia requerida para tanta destruccion).
Publicado 15th April 2011 por Federico Mühlenberg

Fuentes : Cosmoastronomía

UN AMANTE DE LAS ESTRELLAS

"Entre las aulas y su pasión por las estrellas"



"Pablo Tenesaca, ingeniero automotriz, está encargado de desarrollar un proyecto de radiación solar en Cuenca."



A diario observa el cielo a través de un gran telescopio que permanece la mayoría del tiempo en su dormitorio. También lo lleva al cerro el Guaguashumi o al Parque Nacional Cajas, para los avistamientos. A Pablo Tenesaca, de 38 años, no le importa si debe madrugar o quedarse hasta la medianoche para ver las estrellas. 
Es ingeniero mecánico y en su niñez le gustaba ver programas como 'Capitán Futuro', 'La Guerra de las Galaxias', 'Transformers'... quería conocer más de los astros.

En su adolescencia buscaba libros o revistas especializadas. Él está convencido de que tiene una de las recopilaciones más completas en el país, sobre astronomía.

Tiene hasta envolturas de helados alusivas al espacio, esferográficos, muñecos de la NASA. Los compró por Internet.



Es un autodidacta y por sus conocimientos trabaja de forma honorífica para la Agencia Espacial Ecuatoriana (EXA), tras realizar un curso de dos años en esta entidad.

Por su pasión y autoformación, le encargaron que desarrollara un proyecto de radiación solar en Cuenca.

Esa iniciativa la desarrolló en el Colegio Rosa de Jesús Cordero, en donde es profesor de Física. Motivado por su pasión, en octubre del 2008 creó el Departamento de Astronomía en el establecimiento educativo para el que trabaja.



Fuentes : El Comercio 

El vaivén de las estrellas le da al centro de la Vía Láctea forma de X

Esta expresión artística de la Vía Láctea muestra cómo en su centro se ve una estructura de X. (Crédito: ESO-NASA-JPL-Caltech M. Kornmesser R. Hurt)
 
Tal como otras galaxias espirales, la Vía Láctea se habría formado a partir de un disco de estrellas. Como consecuencia de las tormentosas fuerzas de ese nacimiento, en el centro se originó una barra plana la que con el tiempo habría colapsado para formar finalmente una X con barras gruesas y difusas. Eso es lo que decía la teoría, hasta ahora. Un equipo de investigadores encabezados por astrónomos del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica (IA) en Chile pudieron observar por qué se dibuja esa forma.

Las culpables serían un conjunto de estrellas que en vez de tener órbitas planas, describen en el espacio un movimiento con forma de arco. Debido al colapso de la barra original que se formó en el centro galáctico, habrían dos de ellos pero en sentido opuesto lo que daría forma finalmente a la estructura de X o la que muchos denominan de maní, aludiendo a la forma de la cáscara externa de éste.

“Las estrellas que hemos observado parecen estar moviéndose a lo largo de los brazos del bulbo en forma de X, ya que sus órbitas van de arriba hacia abajo y fuera del plano de la Vía Láctea”, dice Sergio Vásquez, estudiante de doctorado del IA y de la ESO, y líder del estudio. “¡Todo encaja perfectamente con las predicciones de los últimos modelos!”.

Vásquez y el equipo compararon imágenes obtenidas -con distintos telescopios de la ESO- hace once años con otras actuales. En ellas pudieron medir el movimiento en tres dimensiones de más de 400 estrellas de un determinado tipo. Se trata de astros que queman helio y que son bien conocidos por lo que se puede determinar con exactitud su distancia.

“Hasta el momento no sabíamos exactamente cómo se había formado nuestra galaxia y habían varias teorías distintas que trataban de explicarlo.

Como, por ejemplo, que se formó a partir de la unión de muchas galaxias chicas”, dice Manuela Zoccali, académica del IA y parte del equipo investigador. “Lo que logramos es comprobar observacionalmente -al conocer bien la forma y las órbitas de las estrellas estudiadas- lo que predecía una de ellas”, finalizó. 


Fuente: UC/DICYT

Planck, Higgs y el Big Bang

Cuando pensamos en el origen del universo hay una pregunta inmediata que nos viene a la mente: ¿De verdad todo, incluso el tiempo mismo, empezó con el Big Bang? ¿Así fue como ocurrió realmente?

Algunos astrofísicos nos explican que el Big Bang es una idea, no un momento en el tiempo. Otros nos advierten: no es inconcebible la idea de que el cerebro humano no sea lo suficientemente capaz como para captar lo que realmente está detrás de todo. Mientras, los datos recogidos por el satélite Planck y las teorías se contradicen.
 

Gran reportaje con la presencia de los astrofísicos que luchan por explicar nuestro origen.


Fuentes : euronews

Pasa de rayos X a ondas de radio. Descubren el eslabón perdido de la evolución de los púlsares

Foto: XMM-NEWTON

Un estudio elaborado por astrónomos de los observatorios espaciales Integral y XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha detectado un 'púlsar milisegundo' en una fase crítica de su evolución, cuando pasa de emitir pulsos de rayos X a emitir ondas de radio. Se trata del descubrimiento del eslabón perdido en la evolución de estas estrellas.

Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas, los núcleos muertos de estrellas masivas que explotaron como supernova cuando agotaron su combustible. Giran a gran velocidad, emitiendo pulsos de radiación electromagnética cientos de veces por segundo, como si se tratase de un faro. El análisis de estos pulsos revela que su periodo de rotación puede ser de tan sólo unos pocos milisegundos.

Los púlsares se clasifican en función de cómo generan estas emisiones. Los púlsares de radio obtienen su energía de la rotación de su campo magnético, mientras que los púlsares de rayos X se alimentan de un disco de acreción formado por la materia que arrancan de una estrella compañera.

Las teorías actuales sugieren que las estrellas de neutrones aceleran su rotación a medida que acumulan la masa procedente de su estrella compañera en su disco de acreción. Cuando el material del disco cae hacia la estrella, se calienta y emite rayos X. Tras varios miles de millones de años, la velocidad de acreción disminuye y los púlsares se encienden de nuevo, pero esta vez emitiendo ondas de radio.

Los astrónomos piensan que existe una fase intermedia en la que las estrellas de neutrones oscilan entre estos dos estados, pero hasta ahora no se habían encontrado pruebas directas y concluyentes que respaldasen esta teoría.

Gracias al trabajo conjunto de los observatorios espaciales Integral y XMM-Newton de la ESA, combinado con las observaciones posteriores de los satélites Swift y Chandra de la NASA y de una serie de radiotelescopios en tierra, los científicos han sorprendido finalmente a un púlsar en esta fase de transición.

"La búsqueda ha llegado a su fin: hemos descubierto un púlsar milisegundo que, en cuestión de semanas, ha pasado de ser un púlsar de acreción, brillante en rayos X, a uno de rotación, brillante en las longitudes de onda de radio. Es el eslabón perdido de la evolución de los púlsares", ha apuntado uno de los autores del trabajo, que ha sido publicado en 'Nature', Alessandro Papitto.

Este púlsar, identificado como IGR J18245-2452, fue observado por primera vez en la banda de los rayos X por Integral el 28 de marzo de 2013. Se encuentra en el cúmulo globular M28, en la constelación de Sagitario.

Las observaciones realizadas con XMM-Newton permitieron determinar que su periodo de rotación era de 3.9 milisegundos, lo que significa que gira sobre su propio eje más de 250 veces por segundo, clasificándolo claramente como un púlsar milisegundo de rayos X.

Pero tras comparar su periodo de rotación y otras características con las de los otros púlsares de M28, se descubrió que encajaba perfectamente con la descripción de un púlsar observado en 2006, sólo que aquel emitía ondas de radio.



Fuentes: EUROPA PRESS

Escucha cómo suena la antimateria

Científicos del LHC convierten en sonido la conversión de partículas de materia en sus contrarias



Los científicos del LHC del CERN observaron recientemente cómo dos partículas eran capaces de transformarse de materia en antimateria y viceversa. Ahora, los investigadores han convertido esos datos en sonido, de modo que podamos escuchar la música de la antimateria.

Para cada partícula fundamental, existe su antipartícula correspondiente. Las partículas de antimateria comparten la misma masa que sus contrarias de materia, pero su carga eléctrica es opuesta. Aunque la mayoría de las partículas existen como materia o antimateria, algunas de ellas pueden cambiar entre las dos.

B0 y B0S son esas partículas. Oscilan entre la materia y la antimateria millones de millones de veces por segundo. Si esa frecuencia se convirtiera directamente en el tono de una nota musical, sería demasiado alta para el oído humano. Los físicos han ralentizado la frecuencia millones de veces para que podamos disfrutar de la oscilación como sonido detectable.

En el vídeo sobre estas líneas, un cuadro azul se mueve de izquierda a derecha en la pantalla, representando el área de la gráfica que se puede escuchar. Al principio solo se escucha ruido blanco, fluctuaciones de fondo al azar de partículas en el detector LHCb. Pero los dos picos en la gráfica provienen de las partículas de B0 y B0S. Primero se escucha el tono alto de las B0, seguido por el tono de las B0S. Las últimas son oscilaciones experimentalmente más difíciles de observar, por lo que su tono no es tan fuerte.

Desde el CERN recomiendan sentarse, relajarse y disfrutar de la música de las partículas que pasan a la antimateria y vuelven millones de veces por segundo. Es el sonido de la física.  
La investigación, en arXiv.


Fuentes : ABC.es

Una nueva y sencilla forma de medir la gravedad de las estrellas a partir de su titileo

Simulación de granulaciones en el Sol. (Foto: Regner Trampedach, JILA/CU Boulder, CO.)




Las variaciones en el brillo de las estrellas similares al Sol están impulsadas por muchos factores, incluida la granulación, que es una consecuencia de la convección de calor por debajo de la fotosfera.

Si se tiene en cuenta que la granulación se relaciona con la gravedad en la superficie estelar, observar las variaciones en el brillo puede dar una medida de esta gravedad. Con esta idea, y gracias a los datos del telescopio espacial Kepler de la NASA, investigadores de varios centros estadounidenses han logrado un método sencillo para determinar la gravedad superficial de las estrellas, una propiedad básica muy difícil de medir con precisión.
Un patrón del parpadeo de la estrella durante ocho horas sirve para determinar la gravedad de la superficie. Su procedimiento consigue una incertidumbre del 25% para estrellas enanas, similares al Sol.

“El 25% de incertidumbre está muy bien, ya que las otras técnicas que se utilizan normalmente tienen una incertidumbre mucho mayor, de hasta el 150%. Medir la gravedad de la superficie de una estrella es muy difícil y puede llevar horas o días de trabajo”, declara a SINC Fabienne Bastien, coautora del estudio que publica la revista Nature e investigadora de la Universidad Vanderbilt (EEUU).

Las técnicas asterosismologías pueden mejorar ese 25%, pero solo se aplican a un número muy reducido de estrellas. “Con nuestro método, podemos medir la gravedad en la superficie de una estrella en pocos segundos –con unas pocas líneas de código informático– y en más de 50.000 estrellas, solo en el campo de acción del telescopio Kepler”, añade la científica.

La importancia de conocer la gravedad superficial de una estrella reside en que es lo único con lo que los científicos cuentan para determinar si es enana, como el Sol, o gigante y más evolucionada.

El nuevo método también ampliará el conocimiento sobre los exoplanetas, de los cuales no se pueden medir masas ni dimensiones directamente, sino a partir de la información sobre de las estrellas que orbitan. “Al mejorar la medida de la gravedad en la superficie estelar, que a su vez nos da el tamaño y la masa de la estrella, sabremos los tamaños y masas de los planetas que la orbitan con mucha más precisión”, asegura Bastien. 



Fuente: SINC

Confirman que los estallidos de rayos gamma más breves provienen de la colisión de estrellas de neutrones

Esta secuencia ilustra un modelo para la formación de un fogonazo breve de rayos gamma. 1: Un par de estrellas de neutrones en un sistema binario se acercan paulatinamente la una a la otra trazando una espiral. El momento orbital se disipa a través de la emisión de ondas gravitatorias, que son como pequeñas ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. 2: En los milisegundos finales, y mientras los dos objetos se están fusionando en uno solo, expulsan materiales altamente radiactivos. Esta masa de materia radiactiva se calienta y expande, emitiendo el estallido de luz que es la kilonova. Ésta es acompañada por un fogonazo de rayos gamma, que dura sólo una décima de segundo pero que es 100.000 millones de veces más brillante que el resplandor de la kilonova. 3: La "nube ardiente" o "bola de fuego" bloquea la luz visible pero no frena las emisiones en la banda infrarroja. 4: Un disco de "escombros" rodea al objeto resultante de la fusión de los dos. El nuevo objeto puede haberse derrumbado del todo sobre sí mismo formando un agujero negro. ((Imagen: NASA, ESA, y A. Field -STScI-)

Una explosión de rayos gamma es un fogonazo o destello de luz de alta energía (rayos gamma) causado por fenómenos, no muy bien conocidos, en los que intervienen cantidades colosales de energía. Hay dos tipos esenciales de estallidos de rayos gamma: Los de larga y los de corta duración.

Un análisis detallado de datos reunidos mediante el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea) ha proporcionado las evidencias más claras halladas hasta ahora, de que las explosiones de rayos gamma de corta duración son provocadas por la fusión de dos objetos estelares de tamaño pequeño pero densidad elevadísima, como un par de estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro.

Un agujero negro es básicamente el cadáver de una estrella prensada sobre sí misma por su propia gravedad, al faltarle la fuerza que la mantenía "hinchada". Una vez alcanzado ese estado colosal de compresión, su campo gravitacional se vuelve tan poderoso que absorbe todo lo que pase cerca, incluyendo la mismísima luz. Por eso no emite ni refleja luz alguna.

Una estrella de neutrones también es el núcleo muerto de una estrella que previamente explotó como supernova pero, pese a comprimirse mucho, no se ha convertido en agujero negro. Aún así, la materia de una estrella de neutrones alcanza densidades formidables, que no existen de forma natural en la Tierra: Una simple cucharada de la materia de la que está hecha una estrella de neutrones pesa más que las montañas del Himalaya. De hecho, la composición química de una estrella de neutrones tiene muy poco que ver con la de la materia de cualquier astro normal, o sea menos comprimido. La compresión que reina en una estrella de neutrones es tan brutal que en los átomos fuerza a los electrones a "incrustarse" contra los protones, dando lugar a neutrones. De ahí que a esta clase de objetos se les llame estrellas de neutrones. 

La evidencia definitiva de que los estallidos de rayos gamma de corta duración son provocados por la fusión de dos objetos estelares muy densos, provino de las observaciones del Hubble en luz del infrarrojo cercano del resplandor que acompañó a un fogonazo breve de rayos gamma. El análisis, hecho por el equipo de Nial Tanvir de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, sobre el brillo remanente de ese estallido, revela por primera vez un nuevo tipo de explosión estelar a la que se ha denominado kilonova.

Una kilonova, que típicamente acompaña a un estallido de rayos gamma de corta duración, es unas 1.000 veces más brillante que una nova. Ésta es causada típicamente en una estrella enana blanca por una explosión muy potente, pero no tanto como para destrozar la estrella. Una kilonova tiene sólo entre una centésima y una décima parte del brillo de una supernova típica, una explosión que destroza a una estrella de gran masa.


Fuentes : nasa.gov

Viaje entre enanas blancas y estrellas de neutrones

Algunos científicos son personas con poderes tan extraños que para sí los quisieran los más esforzados héroes que pueda crear nuestra imaginación ¿Cómo si no se puede entender que una persona equipada con lápiz, papel y unas pocas ecuaciones, incomprensibles para la mayoría de los mortales, sea capaz de ver los más íntimos secretos de la vida de las estrellas o de la formación del Universo? Antonio Claret, astrofísico teórico e investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), es uno de esos pocos elegidos. A pesar de vivir la mayor parte del tiempo, limitado por una enfermedad que le impide hacer una vida normal, Antonio es un viajero audaz que acostumbra a recorrer la galaxia observando millones de estrellas que nacen, viven y mueren mostrándole sus secretos más escondidos.

Cuando Antonio Claret estudia las fotografías tomadas con los más sofisticados telescopios, su mente, entrenada en las artes que proporcionan las matemáticas, ve mucho más lejos que ningún instrumento de observación. Con las ecuaciones sobre el papel y los cálculos de su ordenador como nave de exploración, Antonio puede visitar cualquiera de los puntos lejanos de luz que muestran las imágenes y visualizarlo como lo haría un explorador intrépido situado en el lugar. Consciente de que cada punto del firmamento es el tenue mensaje luminoso enviado por alguna lejana estrella, el investigador utiliza la luz para acercarse a ella y observa su enorme esfera incandescente y el corazón nuclear que late en su interior. Allí comprueba cómo, a partir del hidrógeno, en la fragua estelar se forjan los más variados átomos, unos átomos que luego formarán otros mundos donde, si las condiciones son adecuadas, se asociarán para crear estructuras exquisitamente ordenadas como las que ahora forman nuestros cerebros.

Antonio Claret maneja los acontecimientos a voluntad. Plantea las condiciones de partida a las ecuaciones ideadas por Einstein y muchos otros sabios y busca las soluciones que le muestran cómo es el Universo, aunque ni siquiera con los más sofisticados adelantos técnicos podamos verlo. Con esos mimbres, con la imaginación que la Naturaleza le regaló y con el trabajo incansable del que sabe que sin esfuerzo no hay recompensa, Antonio ha aprendido a estirar el tiempo hasta tal punto que, bajo sus cálculos mágicos, la ínfima parte de un segundo se convierte en millones de años o los millones de años se comprimen en fracciones de segundo. Todo eso sucede en el corto espacio de tiempo que su cerebro, formado en Brasil, tarda en encontrar la palabra castellana adecuada para describir su visión. 
No existen límites, ni en el espacio ni en el tiempo, para Antonio. Es un poder de valor incalculable para una persona que, debido a su enfermedad, no puede hacer una vida normal sin la compañía atenta de Rosana, su esposa, o de su hija Bárbara. Pero ésas son limitaciones del cuerpo, su mente, en cambio, es libre, capaz de viajar entre planetas, estrellas y galaxias observando una variedad enorme de pobladores cósmicos que le cuentan su vida a través de las ecuaciones. Cuando sus ojos se fijan en una estrella enana blanca, su cerebro retrocede sin dificultad miles de millones de años atrás, hasta su nacimiento, cuando no era más que una nebulosa de gas y polvo que comenzaba a condensarse forzada por la gravedad. A partir de ese instante inicial, el tiempo se acelera y el científico observa cómo la gravedad comprime la materia en el interior de la nube hasta que se enciende el horno nuclear. No contento con ser testigo de la inmensidad inobservable, desciende hasta lo diminuto para ver como se fusionan los invisibles núcleos de hidrógeno generando el llanto de energía y luz que indica el nacimiento de la estrella.

Esa habilidad, compartida con muchos otros astrofísicos que, como él, viajan por los más escondidos lugares del Cosmos, es la que permite que usted y yo volemos hoy hasta los más recónditos lugares del Universo, guiados por tan experimentado explorador. Es un viaje fascinante que tendrá dos escalas obligadas. En esta primera parte, juntos podremos conocer la vida de las enanas blancas y de los agujeros negros. Servirá para que, en el próximo programa, podamos comprender uno de los descubrimientos más recientes de Antonio Claret en sus investigaciones y que él mismo presenta con una pregunta: ¿Fósiles en las estrellas de neutrones? 



Fuentes: Antonio Claret dos Santos, Astrofísico teórico del Instituto de Astrofísica de Andalucía del CSIC en Granada.

Una estrella muerta posee uno de los campos magnéticos más poderosos del universo

Gracias al telescopio espacial XMM-Newton, de la ESA, un equipo de científicos ha descubierto que una curiosa estrella muerta presenta uno de los campos magnéticos más intensos del universo, a pesar de que todos los indicios parecían indicar que su magnetismo era inusualmente débil.

Este objeto, conocido como SGC 0418+5729 (o SGR 0418, de forma abreviada), es un magnetar, un tipo de estrella de neutrones.

Una estrella de neutrones es el núcleo muerto de una estrella masiva que terminó colapsando sobre sí misma tras agotar todo su combustible y explotar como supernova. Son objetos extraordinariamente densos, acumulando una masa mayor que la de nuestro Sol en una esfera de apenas 20 kilómetros de diámetro– el tamaño de una ciudad.

Un pequeño porcentaje de las estrellas de neutrones se transforman en magnetares, objetos con un intenso campo magnético. Como referencia, pueden presentar un magnetismo miles de millones o billones de veces más intenso que el generado por las máquinas de resonancia magnética de los hospitales. Estos campos magnéticos provocan que los magnetares emitan de forma esporádica potentes explosiones de radiación de alta energía.

SGR 0418 se encuentra en nuestra galaxia, a unos 6.500 años luz de la Tierra. Fue detectado por primera vez en junio de 2009 por los telescopios espaciales Fermi (NASA) y Koronas-Photon (Roscosmos), cuando se iluminó de repente en las bandas de los rayos X y de los rayos gamma. Desde ese momento se ha estado estudiando con toda una flota de observatorios, entre los que se encuentra el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA.

"Hasta hace poco, todo parecía indicar que este magnetar tenía uno de los campos magnéticos más débiles jamás registrados, de apenas 6 x 1012 Gauss, unas 100 veces menos intenso que el de un magnetar típico”, explica Andrea Tiengo, del Instituto Universitario de Estudios Superiores de Pavía, Italia, autor principal del artículo que presenta estos resultados en Nature.

“Comprender estos resultados fue todo un reto. Sospechábamos que SGR 0418 ocultaba un campo magnético mucho más intenso, fuera del alcance de las técnicas de análisis habituales”.

Los magnetares giran más lento que las estrellas de neutrones convencionales, pero también son capaces de completar una revolución cada pocos segundos. La forma habitual de medir el campo magnético de un magnetar es determinar a qué velocidad se está frenando esta rotación. Basándose en los datos recogidos a lo largo de tres años, los astrónomos llegaron a la conclusión de que el campo magnético de SGR 0418 era extremadamente débil.

Bucle magnético en el magnetar SGR 041. (Foto: ESA/ATG Medialab)

El equipo de Andrea Tiengo desarrolló una nueva técnica capaz de analizar este campo magnético con un nivel de detalle sin precedentes, basada en el estudio de las variaciones en el espectro de rayos X del magnetar sobre una escala temporal extremadamente corta. Esta técnica ha desvelado que SGR 0418 es en realidad un monstruo magnético.

“Nuestras observaciones sugieren que este magnetar tiene un campo magnético muy fuerte y retorcido, que alcanza los 1015 Gauss en ciertas regiones de su superficie, de apenas unos pocos cientos de metros de diámetro”, aclara Andrea.

“El campo magnético global puede parecer débil, como sugerían las primeras observaciones, pero ahora somos capaces de estudiar la sub-estructura del campo magnético en la superficie del magnetar y hemos descubierto que es extremadamente intenso”.

Este fenómeno es similar al que podemos observar en nuestro Sol, que presenta campos magnéticos localizados anclados en las manchas solares. Cuando la configuración de estos campos varía, pueden colapsar produciendo una erupción solar, o en el caso de SGR 0418, una explosión de rayos X.

“Los datos espectrales recogidos por XMM-Newton, combinados con una nueva técnica de análisis, nos han permitido realizar el primer estudio detallado del campo magnético de un magnetar, confirmando que es uno de los más intensos del universo conocido”, añade Norbert Schartel, Científico del Proyecto XMM-Newton para la ESA.

“Ahora disponemos de una nueva herramienta que nos permitirá estudiar el campo magnético de otros magnetares y perfeccionar nuestros modelos de estos exóticos objetos”. 



Fuente: ESA

El oro de la Tierra proviene de colisiones de estrellas neutrones

La concepción artística muestra dos estrellas de neutrones en el momento de la colisión. Las nuevas observaciones confirman que la colisión de estrellas de neutrones produce estallidos de rayos gamma. Tales colisiones producen elementos pesados raros, incluido el oro. Todo el oro de la Tierra probablemente proviene de la colisión de estrellas de neutrones. Crédito: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.

El oro lo valoramos por muchas razones: su belleza, su utilidad para confeccionar joyas y su rareza. El oro es raro en la Tierra, en parte, porque también es poco común en el universo. 
A diferencia de los elementos como el carbono o el hierro, el oro no se puede crear dentro de una estrella.

En su lugar, debe nacer en un evento más catastrófico – como el que se produjo el mes pasado, conocido como un estallido de rayos gamma cortos (GRB). Las observaciones de GRB proporcionan evidencia de que el oro ha resultado de la colisión de dos estrellas de neutrones – los núcleos muertos de estrellas que antes habían hecho explosión como supernovas. Es más, un resplandor peculiar, que persistió durante varios días en la ubicación del estallido significa potencialmente la creación de cantidades sustanciales de elementos pesados – incluyendo el oro. 

El autor principal del estudio, Edo Berger, del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) estima que la cantidad de oro producida y expulsada durante la fusión de las dos estrellas de neutrones puede ser tan grande como 10 masas de la Luna.

Una explosión de rayos gamma es un destello de luz de alta energía de una explosión extremadamente energética. La mayoría se encuentran en el universo distante. Berger y sus colegas estudiaron a GRB 130603B, que, a una distancia de 3.900 millones de años luz de la Tierra, es una de las explosiones más cercanas que se haya visto hasta la fecha.



El equipo calcula que alrededor de una centésima de masa solar de material fue lanzada por la explosión de rayos gamma, y parte de esa masa era oro.

El estudio se publicará en The Astrophysical Journal Letters. Mientras tanto, se puede ver aquí.

Fuente: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Observada la tercera estrella del sistema HD 150136

Aunque se calcula que en la Vía Láctea solo una de cada dos millones de estrellas presenta una masa superior a veinte veces la del Sol, las estrellas masivas influyen en la estructura y evolución de las galaxias y son las responsables de la existencia de, entre otros, algunos de los elementos que nos componen. Sin embargo, esta importancia contrasta con la carencia, a día de hoy, de una teoría completa sobre su nacimiento y evolución. La observación de la tercera estrella del sistema HD 150136 por un grupo internacional de astrónomos liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en España, contribuirá a mejorar nuestro conocimiento sobre estas estrellas de masa extrema.

"La observación de este tipo de estrellas es muy complicada debido a su escasez y distancia", señala Joel Sánchez-Bermúdez, investigador del IAA que encabeza el estudio. De hecho, esta distancia dificulta su estudio hasta el punto de producir errores, ya que varias estrellas próximas pueden parecer una sola desde nuestra perspectiva. "Aunque no disponemos de una teoría completa sobre las estrellas masivas sabemos, sin embargo, que una de las claves fundamentales para el entendimiento de su evolución reside en que un alto porcentaje de ellas se halla en sistemas múltiples de dos o más componentes", apunta el investigador. 

Así, el estudio de sistemas formados por varias estrellas masivas ligadas gravitatoriamente parece la vía idónea para hallar los mecanismos de formación y evolución de estos gigantes estelares. Y de los apenas veinte sistemas de esta clase conocidos en nuestra galaxia, HD 150136 constituye un objeto de especial interés ya que se trata del sistema extremadamente masivo (con más de cien masas solares) más cercano a la Tierra. Un sistema formado por dos componentes que giran muy próximas en torno a un centro común (el sistema interno) y una tercera, hasta ahora no observada de forma directa, que gira en torno a las otras dos.

"Dado que la determinación de la masa y la luminosidad de cada una de las componentes es fundamental para conocer la evolución del sistema, nuestro equipo decidió estudiar con interferometría óptica de larga base este objeto", indica Joel Sánchez-Bermúdez (IAA-CSIC). Esta técnica combina varios telescopios y obtiene una resolución similar a la de un telescopio con un diámetro equivalente a la distancia que los separa.

El sistema HD 150136. (Imagen de fondo: Marco Lorenzi (Glittering Lights))

CÓMO NACEN LAS ESTRELLAS GIGANTES

 Gracias al instrumento AMBER, del Very Large Telescope Interferometer (ESO), el grupo de investigadores obtuvo los parámetros principales de esta tercera estrella, que constituye un primer paso en la discriminación del modelo correcto que explica cómo se forman estas estrellas gigantes.

A día de hoy coexisten dos teorías al respecto, que apuestan respectivamente por el colapso de una única nube protoestelar muy masiva, que después se desgajaría en varias estrellas, y por la colisión de estrellas de menor masa en un cúmulo.

Según los autores de la investigación, las estrellas de un sistema formadas de acuerdo con el primer escenario deberían girar en órbitas situadas en un mismo plano (igual que los planetas del Sistema Solar), en tanto que si el segundo escenario fuera el correcto mostrarían órbitas menos uniformes.

La observación de la tercera estrella del sistema HD 150136 ha constituido un primer paso, al que seguirá la combinación de datos espectroscópicos con nuevos datos de AMBER en el infrarrojo que permitirán determinar cómo son las órbitas de HD 150136 y discriminar qué modelo de formación es el adecuado para el sistema. 


Fuente : IAA

Ráfagas de radio cósmicas despiertan la imaginación de los astrofísicos

El radiotelescopio Parkes de Australia ha registrado cuatro potentes pulsos de radio originados a miles de millones de años luz de la Tierra. Se caracterizan por su brevedad. Tan solo duran unos pocos milisegundos, a diferencia de otras radiaciones galácticas que se prolongan durante días o meses.

Sus descubridores, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) y otros centros internacionales, han bautizado a estos ‘estadillos’ de radio como fast radio burst (FRB). Los detalles se publican esta semana en la revista Science.

“Ha sido increíble encontrar una señal propagada a través del universo durante miles de millones años”, destaca a SINC Dan Thornton, uno de los autores, quien tiene la certeza de que procede de “un importante evento astrofísico”.

El brillo y la distancia de las emisiones descartan su origen terrestre y parecen indicar una procedencia más allá de los límites de la Vía Láctea. De hecho los datos sugieren que se produjeron cuando el universo tenía la mitad de su edad actual.

El radiotelescopio Parkes ha captado desde Australia las lejanas emisiones de radio. (Foto: Swinburne Astronomy Productions)

En lo que no se ponen de acuerdo los científicos es en la fuente que origina estas ráfagas de ondas de radio. Estrellas de neutrones y agujeros negros parecen ser los candidatos más firmes.

“Nuestra explicación favorita es la ‘explosión’ gigante de un magnetar, un tipo de estrella de neutrones altamente magnetizada”, dice Thornton, “ya que pueden liberar en milisegundos más energía que el Sol en 300.000 años”.

Los investigadores confían en que las futuras observaciones, tomadas también en otras longitudes de onda, ayuden a entender mejor el origen de estas misteriosas emisiones.

Además, como los FRB se ven afectados por el medio intergaláctico ionizado, también pueden servir para estudiar las características de esa región del espacio y diseñar una nueva generación de radiotelescopios específicos para esta tarea. 

Fuente: SINC

Explican por qué no podemos ver la materia oscura

NASA, ESA, M.J. Jee y H. Ford (Universidad Johns Hopkins) Un anillo de materia oscura rodea al grupo de galaxias Cl 0024+17 en esta imagen compuesta obtenida por el telescopio espacial Hubble en 2007 

Un raro tipo de campo electromagnético en forma de rosquilla hace que estas partículas sean invisibles a la luz, según investigadores estadounidenses

Las partículas de materia oscura estarían dotadas de un raro tipo de campo electromagnético en forma de rosquilla que explicaría por qué esta clase de materia, la más abundante del universo, es invisible a la luz.

Dos científicos de la Universidad estadounidense de Vanderbilt, en Nashville (Tennessee), han llegado a una conclusión que puede matar dos pájaros de un tiro en el campo de la astrofísica. Por un lado, identificaría la naturaleza de la esquiva materia oscura, el componente que forma el 85% de toda la materia existente en el universo y que hasta ahora ha eludido los intentos de detección. Por otro lado, el modelo de los dos investigadores confirmaría la existencia de una partícula propuesta por un físico siciliano que desapareció misteriosamente en el mar sin poder ver demostradas sus teorías.

En 1928, el físico Paul Dirac formuló la existencia de los fermiones, partículas que dan masa a la materia y que incluyen, entre otros, los quarks y los electrones. Los fermiones están dotados de una carga eléctrica de signo contrario a la de sus antipartículas. La interacción entre una partícula y su antipartícula provoca la aniquilación de ambas. Nueve años después, Ettore Majorana, discípulo del premio Nobel Enrico Fermi, propuso una variación a este modelo introduciendo la existencia de fermiones eléctricamente neutros que serían sus propias antipartículas. Sin embargo, este científico, conocido por su carácter atormentado, desapareció poco después en circunstancias extrañas durante un viaje en barco de Palermo a Nápoles.




La existencia de estos fermiones de Majorana fue demostrada parcialmente en 2012. Por sus propiedades peculiares, se ha especulado que estas partículas podrían ser los ladrillos constituyentes de la materia oscura, cuya existencia se conoce por sus efectos gravitatorios en las galaxias pero que no interacciona con la luz, lo que impide su observación y dificulta su estudio. La causa de esta “invisibilidad”, que es precisamente la clave de la naturaleza de la materia oscura, aún es un misterio.

“La mayoría de los modelos para la materia oscura asumen que esta interacciona a través de fuerzas exóticas que no encontramos en la vida diaria”, afirma Robert Scherrer, el director del nuevo estudio publicado online en la revista Physics Letters B. La aportación de la teoría formulada por Scherrer y su colaborador, el investigador postdoctoral Chiu Man Ho, consiste en utilizar “electromagnetismo normal del que se aprende en el colegio, la misma fuerza que hace que los imanes se peguen al frigorífico”, añade Scherrer.
 

Ostra electromagnética 

Por sus características, los fermiones de Majorana no pueden poseer un campo electromagnético habitual con dos polos, positivo y negativo, o norte y sur. 

El campo anapolar (en azul), creado por una corriente eléctrica con forma de rosquilla (en rojo), queda confinado en la propia estructura, en lugar de propagarse al exterior como ocurre en los dipolos eléctricos (medio) o magnéticos





Sin embargo, los cálculos realizados por Scherrer y Ho atribuyen a estas partículas un raro tipo de campo llamado anapolo, creado por una corriente eléctrica circular que lo confina en una estructura toroidal (con forma de rosquilla), convirtiéndolo en una especie de ostra electromagnética que no interacciona con el exterior; precisamente lo necesario para explicar la invisibilidad de la materia oscura y su carácter eléctricamente inerte. Fue el físico soviético Yakov Zel’dovich quien en 1958 predijo por primera vez los campos anapolares.

“Lo que me gusta de esta teoría es su simplicidad”, alega Scherrer, “y el hecho de que puede ser probada”. En este sentido, prosigue Scherrer, “el modelo predice específicamente en qué cuantía [estas partículas] deberían ser detectadas por los grandes detectores de materia oscura situados bajo tierra en varios lugares del mundo, y estas predicciones muestran que la existencia de materia oscura anapolar pronto debería ser descubierta o descartada por estos experimentos”.


Fuentes : ABC.es 

Entrelazamiento cuántico en la Estación Espacial Internacional

 La Estación Espacial Internacional. (Foto: NASA)

 La Estación Espacial Internacional (ISS) se podría usar para un importante experimento de entrelazamiento cuántico, un extraño fenómeno de la física cuántica que fue calificado por Albert Einstein como una "acción fantasmal a distancia". Hasta ahora, los experimentos que examinan este aspecto peculiar de la física se han limitado a distancias relativamente pequeñas en la Tierra.

En un nuevo estudio, unos investigadores han propuesto la utilización de la Estación Espacial Internacional para poner a prueba los límites de esta "acción fantasmal" y, potencialmente, ayudar a desarrollar la primera red global de comunicación cuántica.

Sus planes incluyen lo que se conoce como Experimento Bell, para poner a prueba la contradicción teórica entre las predicciones de la mecánica cuántica y las de la física clásica, y un experimento de distribución de claves cuánticas que utilizará a la ISS como repetidor para enviar una clave de codificación secreta a través de distancias mucho más grandes que las que ya se han logrado con fibra óptica en la Tierra.

 
El módulo Cupola, en la imagen izquierda, posee una ventana, en la imagen central, con la orientación adecuada. El receptor óptico se podría instalar en el dispositivo mostrado en la imagen derecha. (Imágenes izquierda y central: NASA/JPL-Caltech. Imagen derecha: ESA/Cosine)

Los cálculos del equipo de Rupert Ursin, de la Academia de Ciencias de Austria, muestran que los principales objetivos experimentales podrían alcanzarse con sólo unos pocos pases de la ISS sobre la estación de tierra, teniendo cada experimento una duración de menos de 70 segundos por cada sobrevuelo.

El único equipamiento necesario a bordo de la ISS sería un módulo de detección de fotones, que podría ser enviado a la ISS y conectado a instrumental ya existente.

Para el experimento Bell, se genera en la superficie terrestre un par de fotones entrelazados cuánticamente. Uno de estos fotones se envía desde la base de tierra a la ISS, mientras que el otro se puede medir de manera local en la superficie terrestre para su posterior comparación. 

El pase orbital de la ISS a través de una estación de tierra óptico podría ser utilizado para la comunicación cuántica desde el interior del Módulo de Cúpula, siempre y cuando la OGS no es más de 36 ° de la dirección nadir.

Los fotones entrelazados cuánticamente tienen una íntima conexión entre sí, incluso cuando se les separa a grandes distancias. Esta conexión desafía las leyes de la física clásica. Una medición en uno de los fotones entrelazados del par determinará el resultado de la misma medición en el segundo fotón, sin importar lo alejados que estén.

Según la física cuántica, el entrelazamiento es independiente de la distancia. En el experimento, se pondrá a prueba esta afirmación con una distancia muy grande.

Los experimentos como éste también permitirán poner a prueba los potenciales efectos que la gravedad pueda tener sobre el entrelazamiento cuántico.


Fuentes : iopscience

VLA da profundo, imagen detallada del Universo distante

La imagen obtenida por el observatorio Karl G. Jansky VLA. (Foto: Condon, et al., NRAO/AUI/NSF)

Escrutando una pequeña parcela del firmamento durante más de 50 horas con el observatorio Karl G. Jansky VLA en Nuevo México, Estados Unidos, unos astrónomos han identificado por primera vez la naturaleza de las fuentes que son responsables de casi todas las emisiones de ondas de radio que provienen de las galaxias más lejanas conocidas. En el estudio, han llegado a la conclusión de que cerca de las dos terceras partes de las emisiones del fondo cósmico de ondas de radio provienen de galaxias con agujeros negros muy activos en sus centros, mientras que la tercera parte restante proviene de galaxias en las que se están formando muchas estrellas.

En investigaciones anteriores, ya se había conseguido medir la cantidad de emisiones de radio que llegan a la Tierra desde los confines del universo, pero no se había logrado determinar, en porcentajes, de qué clases de objetos provienen todas esas emisiones de ondas de radio. En las observaciones anteriores, las emisiones tenues procedentes de dos o más objetos a menudo no se podían captar con detalles, o incluso no se podían distinguir unas de otras de tal modo que parecía haber una sola fuente allá donde había varias.

El nuevo estudio realizado por el equipo de Jim Condon, del Observatorio Nacional de Radioastronomía de Estados Unidos (NRAO) ha permitido distinguir qué tipos de objetos individuales son los que entre todos emiten aproximadamente el 96 por ciento de todas las emisiones del fondo cósmico de ondas de radio provenientes de zonas remotas del cosmos.

Tras su última remodelación, el observatorio Karl G. Jansky VLA es ahora un millón de veces más sensible que los radiotelescopios con los que se hicieron los estudios pioneros y de gran calado en la radioastronomía de la década de 1960.

Condon y sus colegas estudiaron una región del cielo que había sido examinada previamente por el observatorio Karl G. Jansky VLA original, antes de ser remodelado, y también por el telescopio espacial Spitzer, que observa el cosmos en la banda electromagnética correspondiente a la luz infrarroja. Los autores de la nueva investigación analizaron y procesaron cuidadosamente los datos, y con ellos produjeron una imagen que muestra, dentro de ese sector, los objetos individuales que son fuentes de emisiones de ondas de radio.

Ese sector del firmamento, en la constelación del Dragón, abarca sólo una millonésima parte del cielo. Sin embargo, en esa región tan pequeña, los autores de la nueva investigación lograron identificar aproximadamente 2.000 objetos de los que provienen emisiones de ondas de radio, bastante debilitadas por la distancia pero aún captables. Eso permite aventurar, tal como argumentan los científicos, que hay aproximadamente 2.000 millones de objetos similares a esos en el cosmos, que son observables desde nuestro planeta. Estos 2.000 millones de objetos parecen ser los responsables del 96 por ciento de las emisiones del fondo cósmico de ondas de radio. En cuanto al 4 por ciento restante de las emisiones de radio, los investigadores creen que podrían ser generadas por 100.000 millones de objetos mucho más tenues, en la banda de las ondas de radio, que los observados en esta investigación

En la investigación también trabajaron William Cotton, Edward Fomalont, Kenneth Kellermann, y Rick Perley, del NRAO; Neal Miller de la Universidad de Maryland en Estados Unidos; y Douglas Scott, Tessa Vernstrom, y Jasper Wall de la Universidad de la Columbia Británica en Canadá.
Fuentes: The National Radio Astronomy Observatory

Misteriosas manchas de mayor temperatura en una estrella supergigante roja

Una nueva imagen de la atmósfera exterior de Betelgeuse, una inmensa estrella de una clase conocida como supergigante roja, y una de las más cercanas a la Tierra de este tipo, revela la estructura detallada de "nubes" de materia que están siendo expulsadas de la estrella.

La imagen, tomada por el conjunto de radiotelescopios e-MERLIN, gestionado desde el Observatorio de Jodrell Bank en el Reino Unido, también muestra regiones de gas sorprendentemente caliente en la atmósfera exterior de la estrella y un arco de gas más frío.

Betelgeuse es fácilmente visible a simple vista como la brillante estrella roja en el hombro de Orión, el cazador. La estrella en sí es enorme (1.000 veces más grande que nuestro Sol), pero al estar a una distancia de unos 650 años-luz aparece vista desde la Tierra como un puntito luminoso en el cielo. A fin de lograr captar más detalles de la estrella, hay que recurrir a técnicas especiales, combinando perspectivas desde distintos puntos geográficos de la Tierra, en lo que se conoce como interferometría. De este modo, es factible distinguir algunos detalles de la estrella y de la región alrededor de ella.

La nueva imagen de Betelgeuse brindada por el conjunto e-MERLIN muestra que la atmósfera de la estrella se extiende hasta cinco veces el tamaño de su superficie visual. Revela también dos puntos calientes dentro de la atmósfera exterior y un tenue arco de gas frío que se extiende incluso más lejos, concretamente más allá de la superficie estelar mostrada en la banda de las ondas de radio.

 
(Foto: e-MERLIN / Observatorio de Jodrell Bank / Universidad de Manchester)
Los puntos calientes están separados por aproximadamente la mitad del diámetro visual de la estrella, y tienen una temperatura de entre 3.700 y 4.700 grados centígrados más o menos, mucho más alta que la temperatura media de la superficie estelar captada en la banda de las ondas de radio, aproximadamente 900 grados centígrados, e incluso más alta que la de la superficie captada visualmente (3.300 grados centígrados).

El arco de gas frío se encuentra a casi 7.400 millones de kilómetros de distancia de la estrella, una distancia similar a la que separa Plutón del Sol. Se estima que este arco tiene una masa de casi dos tercios de la masa de la Tierra y una temperatura de aproximadamente 120 grados centígrados bajo cero.
 
Se desconoce por ahora porqué esas manchas son tan calientes. Una posibilidad que baraja el equipo de Anita Richards, de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, es que las ondas de choque, ya sean causadas por las pulsaciones de la estrella (esencialmente variaciones de tamaño y luminosidad que experimentan las estrellas de este tipo) o por convección en sus capas exteriores, están comprimiendo y calentando el gas. Otra hipótesis es que la atmósfera externa es irregular y lo que los astrónomos están viendo es las regiones más calientes de su interior. El arco de gas frío se cree que es el resultado de un período de pérdida más copiosa de masa de la estrella en algún momento en el siglo pasado, pero su relación con los puntos calientes y otras estructuras es desconocida.

El mecanismo por el cual las estrellas supergigantes como Betelgeuse pierden materia en el espacio no se conoce a fondo, aunque sí está claro que dicho proceso tiene un papel clave en el ciclo de vida de la materia del universo, enriqueciendo el material interestelar a partir del cual se formarán futuras estrellas y planetas.

Betelgeuse produce un viento (una corriente de materia expulsada) que equivale a una pérdida de masa similar al peso de la Tierra cada tres años. Dicho viento está enriquecido con las sustancias químicas que serán materiales de construcción para una nueva generación de estrellas y planetas en esa región del cosmos.


Fuentes :The University of Manchester