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31 de mayo de 2022

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - Cuatro claves sobre la imagen de Sagitario A*

La imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia se ha obtenido promediando las miles de imágenes obtenidas por ocho instalaciones de la colaboración Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT). A la izquierda, ALMA y APEX en Chile, IRAM en España y LMT en México. A la derecha, JCMT, SMT y SMA en EE UU y SPT en el Polo Sur. / EHT Collaboration

La primera imagen histórica del agujero negro del centro de nuestra galaxia no es muy diferente a la de M87* que vimos hace tres años, una coincidencia que ya predecía la relatividad general de Einstein. Ahora el reto de la colaboración científica EHT que las ha captado es grabar una ‘película’ de estas oscuras sombras y su brillante anillo de gas, según han explicado algunos de sus miembros en la sede del CSIC en Madrid.

¿No conocíamos ya al agujero negro del centro de nuestra galaxia?

Estudios previos, incluidos los que en 2020 les valieron el Premio Nobel de Física a Reinhard Genzel y Andrea Ghez, ya habían demostrado que en el centro de la Vía Láctea hay un objeto supermasivo –llamado Sagitario A* o Sgr A*–, con una masa cuatro millones de veces mayor que la del Sol. Lo dedujeron a partir del movimiento de las estrellas que giran a su alrededor.

El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia ya se conocía, pero ahora por primera vez se presenta su imagen, una evidencia visual directa

Lo que se presenta ahora por primera vez es su imagen, una evidencia visual directa. Aunque en realidad el propio agujero no se ve, su enorme gravedad se traga toda la luz, pero sí su sombra oscura rodeada de un anillo de gas brillante y caliente. La sombra mide unos 52 microsegundos de arco, lo que equivale a ver un CD en la Luna desde la Tierra. Se trata de observar un agujero de 3 minutos luz a una distancia de 27.000 años luz.

Como el tamaño de la sombra es proporcional a la masa, se confirma que tiene unos cuatro millones de masas solares, un resultado que concuerda perfectamente con la teoría de la relatividad general de Einstein.

 


¿Qué diferencias hay entre la imagen de Sagitario A* y la de M87* presentada en 2019?

Aparentemente las dos imágenes son similares, a pesar de que son dos agujeros bastantes distintos. El de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño, pero está más cerca, y también es menos masivo: Sagitario A* tiene 4,3 millones de masas solares frente a las 6.600 millones de M87*, que se sitúa mucho más lejos, a 55.000.000 de años luz. Sus orientaciones respecto a nosotros también son diferentes.

Sin embargo, el que las dos imágenes se parezcan confirma un aspecto clave de la relatividad general, ya que predice que todos los agujeros negros se comportan y ven igual, independientemente de su masa. Esto implica que todo el universo está lleno de estas ‘rosquillas’ luminosas.

Las imágenes de Sagitario A* y M87* son parecidas, a pesar de ser agujeros negros diferentes, como ya predecía la relatividad general de Einstein

Además, los dos agujeros en rotación también se ‘alimentan’ a un ritmo distinto. El gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87* –el grande–, pero en Sgr A* –el pequeño– completa una órbita en tan solo unos minutos. Esto dificulta las observaciones, ya que el brillo y el patrón del gas que gira alrededor del agujero de nuestra galaxia cambia rápidamente.

Mientras que M87* fue un objetivo más fácil y estable, en el que casi todas sus imágenes se veían igual, no ha sido así en Sagitario A*. La imagen presentada es un promedio de las muchas diferentes que ha captado la colaboración internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT por sus siglas en inglés).

 

¿Cómo se ha obtenido la imagen?

En 2017 el EHT utilizó una red de ocho radiotelescopios distribuidos por medio mundo (ALMA y APEX en Chile, IRAM en España, LMT en México, JCMT, SMT y SMA en Estados Unidos y SPT en el Polo Sur) que funcionan como uno virtual del tamaño de la Tierra. Para crearlo y combinar todas las señales se utiliza una técnica llamada interferometría de muy larga base (VLBI, donde en lugar de lentes se usan operaciones matemáticas).

Pero aunque tenga una escala planetaria, este telescopio global está formado por un número limitado de antenas, y reconstruir una ‘fotografía’ con todos sus datos equivale a adivinar una frase sabiendo solo algunas de sus letras. Para resolverlo y ofrecer la imagen promedio final se utilizan algoritmos y potentes ordenadores.

Reconstruir una ‘fotografía’ con los datos de ocho radiotelescopios equivale a adivinar una frase sabiendo solo algunas de sus letras


Desde España, tres instituciones han tenido una contribución fundamental: el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), la Universidad de Valencia (UV) y el Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM), con su potente antena de 30 metros en Pico Veleta (Granada).
 

¿Qué retos quedan por delante?

Uno de los más importantes es presentar no una imagen de Sagitario A*, sino una ‘película’ del gas orbitando alrededor del agujero negro. De hecho, es lo que se anunció hace tres años cuando se presentó la imagen de M87*, pero de momento no se dispone de suficiente información. La reciente incorporación a la red EHT de más radiotelescopios (GLT en Groenlandia y NOEMA en Francia), así como las actualizaciones de los que ya había y las nuevas campañas de observación –la última, en marzo de este año–, ayudarán a conseguir este objetivo.

El siguiente gran reto no es presentar una imagen fija, sino la ‘película’ del gas orbitando alrededor del agujero negro

Además, la colaboración EHT tratará de reconstruir su campo magnético, ya que es un factor esencial en la formación de los chorros relativistas de estos objetos, intentando aclarar por qué el eje de giro de Sgr A* apunta casi hacia nosotros (a solo 30 grados) en lugar de coincidir con el de nuestra galaxia.
 
Fuente: SINC

11 de abril de 2022

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - Detectados cambios sorprendentes en la temperatura de Neptuno


Imágenes térmicas de Neptuno tomadas entre 2006 y 2020. Después del enfriamiento gradual del planeta, el polo sur parece haberse calentado de un modo impactante en los últimos años, tal y como muestra el punto brillante visible en la parte inferior del planeta en 2018 y 2020. / ESO/M. Roman, NAOJ/Subaru/COMICS



Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado varios telescopios, incluido el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), para medir las temperaturas atmosféricas de Neptuno durante un período de 17 años. Encontraron una sorprendente caída en las temperaturas globales de Neptuno seguida de un impresionante calentamiento en su polo sur.

“Este cambio fue inesperado”, afirma Michael Roman, investigador postdoctoral asociado en la Universidad de Leicester, Reino Unido, y autor principal del estudio publicado hoy en The Planetary Science Journal. “Dado que hemos estado observando Neptuno durante el inicio de su verano austral, esperábamos que las temperaturas se hicieran lentamente más cálidas, no más frías”.

La temperatura promedio mundial de Neptuno se redujo en 8 °C entre 2003 y 2018, algo inesperado teniendo en cuenta que su verano austral comenzó en 2005

Al igual que la Tierra, Neptuno experimenta estaciones mientras orbita alrededor del Sol. Sin embargo, una estación de Neptuno dura alrededor de 40 años, y su año dura 165 terrestres. El hemisferio sur de Neptuno lleva en verano desde 2005, y los astrónomos estaban ansiosos por ver cómo cambiaban las temperaturas después del solsticio de verano del sur.

Los astrónomos observaron casi 100 imágenes térmicas infrarrojas de Neptuno, captadas durante el período de 17 años, para reconstruir las tendencias generales en la temperatura del planeta con un detalle sin precedentes.

Estos datos mostraron que, a pesar del inicio del verano austral, la mayor parte del planeta se había enfriado gradualmente en las últimas dos décadas. La temperatura promedio mundial de Neptuno se redujo en 8 ° C entre 2003 y 2018.


 

El equipo se sorprendió al descubrir en sus observaciones de los últimos dos años un impresionante calentamiento del polo sur de Neptuno: las temperaturas aumentaron rápidamente 11 °C entre 2018 y 2020. Aunque el vórtice polar cálido de Neptuno se conoce desde hace muchos años, nunca se ha observado previamente un calentamiento polar tan rápido en el planeta.

“Nuestros datos cubren menos de la mitad de una temporada de Neptuno, por lo que nadie esperaba ver cambios grandes y rápidos”, dice el coautor Glenn Orton, investigador senior del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de Caltech, en los Estados Unidos.

El equipo se sorprendió al observar un impresionante calentamiento del polo sur de Neptuno: las temperaturas aumentaron rápidamente 11 °C entre 2018 y 2020

Los investigadores registraron la temperatura de Neptuno utilizando cámaras térmicas que funcionan midiendo la luz infrarroja emitida por objetos astronómicos. Para su análisis, combinaron todas las imágenes existentes del planeta recopiladas en las últimas dos décadas por telescopios terrestres. Estudiaron la luz infrarroja emitida desde una capa de la atmósfera de Neptuno llamada estratosfera. Esto permitió construir una imagen de la temperatura de Neptuno y sus variaciones durante parte de su verano austral.

Debido a que Neptuno está a unos 4.500 millones de kilómetros de distancia y es muy frío (con una temperatura promedio de unos -220 °C) medir su temperatura desde la Tierra no es una tarea fácil. “Este tipo de estudio solo es posible con imágenes infrarrojas sensibles de grandes telescopios como el VLT, que pueden observar Neptuno claramente, y estas solo han estado disponibles durante los últimos 20 años más o menos”, afirma el coautor Leigh Fletcher, profesor de la Universidad de Leicester.

Telescopios terrestres y espaciales

Alrededor de un tercio de todas las imágenes obtenidas provienen del instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed), instalado en el VLT de ESO, en el desierto de Atacama (Chile). Debido al tamaño y la altitud del espejo del telescopio, tiene una gran resolución y una alta calidad en los datos obtenidos, ofreciendo las imágenes más claras de Neptuno.

El equipo también utilizó datos del telescopio espacial Spitzer de la NASA e imágenes tomadas con el telescopio Gemini Sur, en Chile, así como con del Telescopio Subaru, el Telescopio Keck y el telescopio Gemini Norte, todos en Hawái.

Estas variaciones térmicas podrían deberse a cambios en la química estratosférica de Neptuno, a patrones climáticos aleatorios o incluso al ciclo solar

Dado que las variaciones de temperatura de Neptuno fueron tan inesperadas, el equipo aún no sabe qué podría haberlas causado. Podrían deberse a cambios en la química estratosférica de Neptuno, o a patrones climáticos aleatorios, o incluso al ciclo solar. Se necesitarán más observaciones en los próximos años para explorar las causas que generan estas fluctuaciones.

Los futuros telescopios terrestres, como el Extremely Large Telescope (ELT), podrían observar cambios de temperatura como estos con mayor detalle, mientras que el telescopio espacial James Webb, proporcionará nuevos mapas sin precedentes de la química y la temperatura en la atmósfera de este planeta.

“Creo que Neptuno es, en sí mismo, muy intrigante para muchos de nosotros porque todavía sabemos muy poco sobre él”, dice Roman,” todo esto indica que la imagen que teníamos de su atmósfera y de cómo cambia con el tiempo es más complicada de lo que imaginábamos”.


Imagen de Neptuno obtenida con el instrumento MUSE instalado en el Very Large Telescope (izq.) y otra tomada con el telescopio espacial Hubble (der.). No fueron tomadas al mismo tiempo, por lo que no muestran las mismas características en su superficie. / ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)

Fuentes: Agencia Sinc

Descubren la que podría ser la galaxia más lejana de la historia

HD1, una mancha rojiza que parece ser la galaxia más temprana y distante jamás vista. / Harikane et al./Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters/ EFE

Un equipo de astrónomos ha encontrado un objeto rojizo, bautizado como HD1, a 13.500 millones de años luz. ¿Es una galaxia con estrellas primordiales nunca vistas o el agujero negro supermasivo más cercano al Big Bang? El telescopio espacial Webb podría tener la respuesta.

Si hace unos días se anunció el descubrimiento de la estrella más lejana (Eärendel, cuya luz partió hace 12.900 millones de años), ahora un equipo internacional de astrónomos informa del objeto astronómico más lejano observado hasta ahora: una posible galaxia bautizada como HD1 y que está a unos 13.500 millones de años luz.

Los detalles del hallazgo se describen esta semana en la revista Astrophysical Journal y en un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, donde los científicos plantean las primeras hipótesis sobre el tipo de galaxia que puede ser.

El equipo de astrónomos, entre los que hay investigadores del Centro de Astrofísica de Harvard y del Smithsonian (EE UU), proponen dos ideas: que HD1 esté formando estrellas a un ritmo asombroso y que incluso contenga algunas de la Población III −las primeras del universo− jamás observadas, o que contenga un agujero negro supermasivo con una masa cien millones de veces superior a la de nuestro Sol.

“Responder a las preguntas sobre la naturaleza de una fuente tan lejana puede ser un reto”, señala Fabio Pacucci, autor principal del estudio y astrónomo del Centro de Astrofísica.

“Es como adivinar la nacionalidad de un barco a partir de la bandera que enarbola, estando lejos en tierra, con la nave en medio de un vendaval y una densa niebla. Uno puede ver quizá algunos colores y formas de la bandera, pero no en su totalidad. Es un largo juego de análisis y exclusión de escenarios inverosímiles”, apunta el experto.

Por ahora se sabe que HD1 es extremadamente brillante en luz ultravioleta, lo que significa que, “algunos procesos energéticos están ocurriendo allí o, mejor aún, sucedieron hace algunos miles de millones de años”, indica Pacucci.

HD1 produce más de 100 estrellas por año

Al principio, los investigadores supusieron que HD1 era una galaxia estándar que está creando estrellas a un ritmo alto pero tras hacer los cálculos, comprobaron que las produce a un ritmo superior a las cien estrellas por año, una cifra “al menos 10 veces superior a lo que esperamos para estas galaxias”, comenta el astrónomo.

Fue entonces cuando el equipo comenzó a sospechar que HD1 podría no estar formando estrellas normales y corrientes. “La primera población de estrellas que se formó en el universo era más masiva, más luminosa y más caliente que las modernas”, señala Pacucci.

“Si asumimos que las estrellas producidas en HD1 son estas primeras, o estrellas de la Población III, entonces sus propiedades podrían explicarse más fácilmente. De hecho, las estrellas de la Población III son capaces de producir más luz ultravioleta que las normales, lo que podría aclarar la extrema luminosidad ultravioleta de HD1”, añade.

Sin embargo, otra posible explicación de la extrema luminosidad de HD1 bien podría ser la existencia de un agujero negro supermasivo, ya que al engullir enormes cantidades de gas, la región que rodea a este podría emitir fotones de alta energía.

De ser así, sería con mucho el agujero negro supermasivo más temprano conocido por la humanidad, mucho más cercano al Big Bang que el que actualmente posee ese récord.

Tal y como lo explica el astrónomo del Centro de Astrofísica y coautor del estudio, Avi Loeb, “HD1 representaría un bebé gigante en la sala de partos del universo primitivo”.

Pero además, “al formarse unos cientos de millones de años después del Big Bang, un agujero negro en HD1 debe haber crecido a partir de una semilla masiva a una velocidad sin precedentes. Una vez más, la naturaleza parece ser más imaginativa que nosotros”, explica Loeb.

Observado con varios telescopios

HD1 se descubrió tras más de 1.200 horas de observación con los telescopios Subaru, VISTA, el telescopio infrarrojo del Reino Unido y el telescopio espacial Spitzer.

“Fue un trabajo muy duro encontrar HD1 entre más de 700.000 objetos”, asegura Yuichi Harikane, astrónomo de la Universidad de Tokio, autor del descubrimiento. “El color rojo de HD1 se ajustaba sorprendentemente bien a las características esperadas de una galaxia situada a 13.500 millones de años luz, lo que me puso la piel de gallina al encontrarla”.

Después, el equipo realizó observaciones de seguimiento con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para confirmar la distancia, que es 100 millones de años luz más lejana que GN-z11, la actual poseedora del récord.

Ahora, con el telescopio espacial James Webb, el equipo volverá a observar HD1 para verificar su distancia a la Tierra y si los cálculos actuales son correctos, HD1 será la galaxia más lejana y antigua jamás encontrada. Esas observaciones permitirán averiguar más cosas sobre este objeto astronómico y confirmar cuál de sus teorías es correcta.

Fuente: Sinc

Astronomia - El telescopio Hubble detecta la estrella más lejana: Eärendel

La estrella Eärendel, bautizada así por un poema de Tolkien, existió cuando el universo era joven, pero desapareció tras una gran explosión. Sin embargo, su luz ha viajado 12.900 millones de años hasta ser detectada ahora en la Tierra. El descubrimiento supera el anterior récord de distancia que tenía Ícaro, otra estrella observada también por el Hubble pero a 9.000 millones de años luz.

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Brian Welch de la Johns Hopkins University (EE UU) y con participación de investigadores del CSIC y la Universidad del País Vasco, ha detectado Eärendel, la estrella más lejana jamás observada. El hallazgo lo publican en la revista Nature.

“Eärendel existió en los primeros mil millones de años del universo, durante el big bang, y su luz ha viajado 12.900 millones de años hasta llegar a la Tierra”, explica uno de los autores, José María Diego, investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC).

La estrella ya no existe, explotó hace millones de años, pero su luz fue tan potente que aún es visible y la ha detectado el telescopio espacial Hubble. Brillaba cuando el universo era joven, tan solo mil millones de años tras el big bang (que ocurrió hace 13.800 millones de años) y fue mucho más masiva y brillante que el Sol.

El descubrimiento de Eärendel supera por mucho el hallazgo de la estrella más lejana observada hasta la fecha: Ícaro, detectada en 2018 por el telescopio espacial Hubble a 9.000 millones de años luz. También se abre una ventana a conocer cómo fueron los primeros tiempos del universo y el origen de las primeras formaciones estelares.

“Su hallazgo supone un gran salto atrás en el tiempo si se compara con el anterior récord de Ícaro; permite remontarse mucho más atrás en el origen del universo”, destaca Diego, “de hecho, Eärendel es la estrella más lejana que conocemos, aunque ya no exista. Explotó hace tiempo pero aún vemos la luz que nos llega de ella. La hemos podido detectar gracias a que está magnificada por un cúmulo de galaxias; si no, sería imposible”.

La estrella recibe su nombre del poema El viaje de Eärendel, la estrella vespertina, escrito en 1914 por John Ronald Reuel Tolkien, autor de El señor de los anillos, que se inspiró en la mitología anglosajona.



Una estrella amplificada por lentes gravitacionales

A medida que el universo se expande, la luz de los objetos lejanos se estira o desplaza a longitudes de onda más largas mientras se acercan a la Tierra. Hasta ahora, los objetos observados a una distancia tan grande responden a cúmulos de estrellas incrustados dentro de las primeras galaxias.

«Normalmente, a estas distancias, las galaxias se ven como pequeñas manchas, porque la luz de millones de estrellas se mezcla”, indica Diego, “y la galaxia que alberga a Eärendel ha sido magnificada y distorsionada por lentes gravitacionales”.

“Igual que un vidrio curvado deforma la imagen cuando miramos a través suyo, una lente gravitacional amplifica la luz de objetos muy lejanos y alineados detrás de un cúmulo de galaxias. Estas galaxias son las que desvían la luz de astros lejanos debido a que su enorme masa deforma el espacio-tiempo a su alrededor”, explica el investigador.

El equipo estima que Eärendel tendría al menos 50 veces la masa del Sol, y que sería mucho más brillante que este, rivalizando así con las estrellas más masivas conocidas.

“Estas estrellas primordiales (que se forman a partir de los elementos que se forjaron poco después del big bang: hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio), hasta ahora han eludido a los observadores, pero ahora podrían detectarse si se observan mediante lentes gravitacionales de gran aumento, como en el caso de Eärendel”, comenta Welch.

“Son de primera generación y apenas sabíamos nada de ellas. A partir de ahora, con estrellas como esta, podremos estudiarlas en detalle con telescopios como el James Webb. De hecho, ya existe un programa de observación aprobado por la NASA y en el que participamos”, añade.

“Estudiar a Eärendel será una ventana a una era del universo con la que no estamos familiarizados, pero que condujo a todo lo que conocemos. Es como si hubiéramos estado leyendo un libro interesante, pero comenzamos en el segundo capítulo y ahora tenemos la oportunidad de ver cómo comenzó todo”, completa Welch.

Por su parte, la investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y coautora Yolanda Jiménez Teja explica que «para predecir si el brillo de Eärendel se mantendrá en los próximos años o si es temporal, se necesita estimar la masa de todas las estrellas que se encuentran en la línea de visión entre nosotros y Eärendel”.

La esperada aportación del James Webb

Dado que los datos apuntan a que el brillo de la estrella seguirá durante años, el siguiente paso sería estudiarla con el telescopio espacial James Webb. Los astrónomos esperan que en 2022 Eärendel pueda verse cada vez más ampliada con este observatorio, lanzado a finales de 2021 y liderado por las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense (NASA/ESA/CSA).

“Las imágenes y los espectros de Webb nos permitirán confirmar que Eärendel es de hecho una estrella y acotar su edad, temperatura, masa y radio”, explica Diego. Welch añade que «combinar las observaciones de Hubble y Webb permitirá aprender también sobre las microlentes en el cúmulo de galaxias, que podrían incluir objetos exóticos como los agujeros negros primordiales”.

Además, con el telescopio se podrá saber más sobre la composición de esta estrella, un tema de especial interés para los astrónomos porque se formó antes de que el universo se llenara de elementos pesados, producidos por varias generaciones de estrellas masivas.

“Vamos a aprender muchas cosas: obtendremos el espectro, es decir, la huella digital de una estrella, nos dirá qué edad tiene, hace cuánto que nació, cuánto tiempo de vida tenía cuando se emitió la luz que vemos ahora, su metalicidad o los elementos que la componen”, concluye Diego.

Fuente: Sinc

Un intenso chorro de electrones viajando desde Ganimedes hasta Júpiter


La nave Juno voló a través del intenso haz de electrones que viajaba desde Ganimedes, la mayor luna de Júpiter, hasta su huella auroral en el planeta gigante gaseoso. (Imagen: NASA / Southwest Research Institute / Caltech / Malin Space Science Systems / Kevin M. Gill / Italian Space Agency / Italian National Institute for Astrophysics / Björn Jónsson / Uliège / Bertrand Bonfond / Vincent Hue)

Al igual que la Tierra, Júpiter exhibe a veces una luz auroral alrededor de las regiones polares cuando las partículas de su enorme magnetosfera interactúan con las moléculas de su atmósfera. Sin embargo, las auroras de Júpiter son mucho más intensas que las de la Tierra y, a diferencia de esta, las lunas más grandes de Júpiter también crean zonas especialmente luminosas, que suelen describirse como “manchas aurorales”.

La sonda espacial Juno de la NASA, en órbita al planeta Júpiter desde 2016, voló el 8 de noviembre de 2020 a través de un intenso haz de electrones que viajaba desde Ganimedes (la mayor luna de Júpiter) hasta su huella auroral en el planeta gigante gaseoso.

Un equipo internacional integrado, entre otros, por Vincent Hue, Thomas Greathouse y Scott Bolton, los tres del Instituto de Investigación del Sudoeste (SwRI) en San Antonio, Texas, Estados Unidos, ha utilizado datos recolectados por la Juno para estudiar la población de partículas que viajan a lo largo de la línea de campo magnético que conecta Ganimedes con Júpiter.

El análisis revela que esas manchas aurorales son aún más complejas de lo que se pensaba.

Cada una de las lunas más grandes de Júpiter crea sus propias auroras en los polos norte y sur del planeta. Cada huella auroral, como se las llama, está conectada magnéticamente a su respectiva luna.

Ganimedes es la única luna de nuestro sistema solar que tiene su propio campo magnético. Su pequeña magnetosfera interactúa con la magnetosfera masiva de Júpiter, creando ondas que aceleran los electrones a lo largo de las líneas de campo magnético del gigante gaseoso, que pueden ser medidas directamente por la Juno.

Dos instrumentos científicos de la Juno en los cuales el SwRI ha trabajado mucho, el JADE (Experimento de Distribuciones Aurorales de Júpiter) y el UVS (Espectrómetro Ultravioleta), proporcionaron datos clave para este estudio. También fue de gran ayuda el sensor de campo magnético de la Juno, construido en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA.

JADE mide los electrones que viajan a lo largo de las líneas del campo magnético, mientras que UVS capta imágenes de la huella de la mancha auroral correspondiente. De este modo, Juno es capaz tanto de medir la "lluvia" de electrones como de observar la luz ultravioleta que esa lluvia crea al chocar con Júpiter.

Las mediciones anteriores de la Juno mostraron que grandes perturbaciones magnéticas acompañaban a los haces de electrones que causan la huella auroral. Sin embargo, esta vez, la Juno no observó perturbaciones similares con el haz de electrones.

"Si nuestra interpretación es correcta, estamos ante la confirmación de una teoría de hace una década que elaboramos para explicar la morfología de las huellas aurorales", explica Bertrand Bonfond, de la Universidad de Lieja en Bélgica y coautor del estudio. Esa teoría sugiere que los electrones acelerados en ambas direcciones crean la danza de manchas múltiples de las huellas aurorales.

El nuevo estudio se titula “A Comprehensive Set of Juno In Situ and Remote Sensing Observations of the Ganymede Auroral Footprint”. Y se ha publicado en la revista académica Geophysical Research Letters. 

2 de enero de 2022

Astrogeología - ¿Marte alberga mucha agua almacenada en arcilla?


Ríos y arroyos fluyeron en su día por la superficie de Marte, excavando canales que aún hoy son evidentes en la superficie del planeta. El agua de lagos bañaba además las antiguas costas. Sin embargo, ahora las arenas rojas de Marte parecen estar totalmente secas. ¿Adónde fue a parar toda esa agua?

Hasta hace poco se creía que toda el agua que existe en Marte estaba presente en forma de hielo almacenado en los casquetes polares y en forma de hielo subterráneo.

Solo en años recientes se han recogido suficientes datos mediante las naves que orbitan Marte para determinar que no hay suficiente hielo, ni suficiente pérdida de vapor de agua de la superficie de Marte, para igualar la cantidad de agua que existió en el Planeta Rojo, incluso tomando como referencia las estimaciones más bajas de tal cantidad pretérita.

Minerales de arcilla como la esmectita podrían contener una parte sustancial del agua que falta en Marte, según una nueva investigación realizada en la Universidad de Binghamton (Universidad Estatal de Nueva York) en Estados Unidos.

David Jenkins y Brittany DePasquale han determinado que la esmectita rica en hierro, la forma menos estable de la esmectita, puede formarse a profundidades de hasta 30 kilómetros, una cota mucho más profunda de lo que parecía plausible.

Terreno marciano que contiene arcilla. El robot Curiosity hizo un agujero para analizar muestras del material interno. (Foto: NASA)

En vista de esta estabilidad bastante robusta para la esmectita, parece que los minerales de arcilla son capaces de haber acogido y conservado el agua que falta en Marte.

El estudio se titula “The upper-thermal stability of an iron-rich smectite: Implications for smectite formation on Mars”. Y se ha publicado en la revista académica Icarus. 

30 de noviembre de 2021

Astronomía - En llamas y en proceso de ruptura por su compañera estelar

Se halla un sistema formado por una estrella enana blanca y un objeto pequeño, posiblemente un planeta, tan próximos que el segundo es abrasado por la radiación de la estrella, haciendo que su atmósfera se evapore

Todas las estrellas con una masa inferior a ocho veces la del Sol terminarán su vida como nebulosas planetarias, formadas por una estrella enana blanca –el núcleo “pelado” de la estrella tras la expulsión de sus capas exteriores– rodeada de una envoltura fluorescente. En un periodo de unos veinte a treinta mil años, la nebulosa se disipa y el brillo de la estrella central se irá extinguiendo. Sin embargo, este escenario puede admitir otras figuras: un grupo científico internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha hallado un objeto en torno a una enana blanca que está recibiendo incesantes ráfagas de calor y radiación, y que está en proceso de ruptura debido al fuerte tirón gravitatorio de su compañera.

El equipo empleó el Observatorio de rayos X Chandra (NASA) y el XMM-Newton (ESA) para investigar la actividad inusual en rayos X de tres estrellas enanas blancas. Por lo general las enanas blancas emiten rayos X de baja energía, que los investigadores observaron en su muestra. Sin embargo, estas enanas blancas también mostraban una emisión en rayos X sorprendentemente intensa a energías más altas.

Una de las enanas blancas destacó entre el grupo. Denominada KPD 0005+5106, presentaba una emisión de rayos X de alta energía que aumentaba y disminuía regularmente en brillo cada 4,7 horas. Este flujo y reflujo recurrente en rayos X indica que KPD 0005+5106 presenta un objeto en órbita a su alrededor, bien una estrella de muy baja masa o un planeta.

Concepción artística del sistema. Fuente: NASA/CXC/M. Weiss; X-ray (Inset): NASA/CXC/ASIAA/Y.-H. Chu, et al.

"Desconocíamos que esta enana blanca tuviera un compañero hasta ver los datos de rayos X -–apunta You-Hua Chu, investigadora del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán que encabeza el estudio–. Lo hemos buscado con instrumentación óptica pero no lo hemos detectado, lo que significa que se trata un objeto muy tenue, una enana marrón o un planeta".

KPD 0005+5106, ubicada en nuestra Galaxia a unos 1300 años luz de la Tierra, es una de las estrellas enanas blancas más calientes conocidas, con una temperatura superficial de unos 200.000 grados centígrados. En comparación, la superficie del Sol está a unos 5.500 grados.

"Este objeto compañero se halla a unos 800.000 kilómetros de la enana blanca, a solo una trigésima parte de la distancia de Mercurio al Sol –apunta Jesús Toalá, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México que participa en el trabajo–. Sea lo que sea este objeto, está recibiendo enormes dosis de radiación muy energética".

El equipo científico analizó el escenario más plausible de acuerdo con los datos, que favorece la hipótesis de que se trate de un planeta con la masa de Júpiter y no una estrella de muy bajo brillo o una enana marrón. En sus modelos, la enana blanca absorbería parte del material del planeta, un proceso que arroja un plazo de unos cientos de millones de años antes de ser finalmente destruido. El material se arremolina alrededor de la enana blanca, lo que produce el brillo en rayos X que Chandra y XMM-Newton detectaron. "Asistimos a la desaparición lenta de este objeto, que básicamente está siendo destrozado por constantes fuerzas gravitatorias", señala Martín A. Guerrero, coautor del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Las observaciones indican que las otras dos enanas blancas de la muestra, que se consideraban objetos solitarios, presentan una emisión de rayos X similar a la del KPD 0005+5106, de modo que podrían tener también compañeros débiles, posiblemente planetas.

Un trabajo reciente, en el que ha participado también el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha demostrado que un planeta puede sobrevivir a la evolución de una enana blanca a través de su fase de gigante roja. Sin embargo, este planeta orbita su estrella a una distancia mínima de unas tres veces la que existe entre la Tierra y el Sol, mucho mayor que en la observada por You-Hua Chu y su equipo. Así, se hace necesario el desarrollo de más modelos teóricos sobre la evolución de las estrellas dobles para comprender cómo un planeta o una estrella de baja masa podría terminar tan cerca de la enana blanca.


Fuentes: Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

15 de junio de 2021

Astronomía - Un estudio revela el inesperado efecto de los agujeros negros más allá de su propia galaxia

Composición artística de un agujero negro supermasivo regulando la evolución de su entorno. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) y Dylan Nelson (Illustris-TNG).

En el corazón de cada galaxia lo suficientemente masiva existe un agujero negro cuyo campo gravitatorio, aunque muy intenso, afecta solo a una pequeña región en torno al centro galáctico. Pese a que estos objetos astronómicos son miles de millones de veces más pequeños que las galaxias anfitrionas, la concepción actual del universo solo se entiende si la evolución de las galaxias está regulada por la actividad de los agujeros negros puesto que, sin ellos, no es posible explicar las propiedades observadas de las galaxias.

Las predicciones teóricas sugieren que los agujeros negros al crecer generan suficiente energía como para calentar y expulsar a grandes distancias el gas presente en las galaxias. Observar y describir el mecanismo por el cual esta energía interactúa con las galaxias modulando su evolución es por tanto una pregunta fundamental en la astrofísica actual.

Con este objetivo, un estudio liderado por Ignacio Martín Navarro, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España, ha ido un paso más allá y ha tratado de averiguar si la materia y energía radiada por los agujeros negros es capaz de alterar la evolución, no solo de la galaxia anfitriona, sino también de aquellas galaxias satélites que están a su alrededor, pero a distancias todavía mayores. Para ello, el equipo ha hecho uso del cartografiado Sloan Digital Sky Survey, que les ha permitido analizar las propiedades de las galaxias en miles de grupos y cúmulos. Las conclusiones del estudio, iniciado durante su estancia en el Instituto Max Planck de Astrofísica, se han publicado en la revista académica Nature, con el título "Anisotropic satellite quenching modulated by black hole activity".

"Sorprendentemente hemos encontrado que las galaxias satélites forman más o menos estrellas dependiendo de su orientación con respecto a la galaxia central", explica Annalisa Pillepich, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA, Alemania) y coautora del trabajo. Para tratar de explicar este efecto geométrico en las propiedades de las galaxias satélites los científicos recurrieron a una simulación cosmológica del universo llamada Illustris-TNG que en su código implementa un tratamiento particular para la interacción entre agujeros negros y galaxias anfitrionas. "Al igual que en las observaciones, la simulación Illustris-TNG muestra una clara modulación en la tasa de formación estelar de las galaxias satélites según sea su posición respecto a la central", añade.

La relevancia del resultado es doble porque da apoyo observacional a la idea de que los agujeros negros juegan un papel importante a la hora de regular la evolución de las galaxias, un pilar fundamental en el conocimiento actual del universo. Sin embargo, esta hipótesis es cuestionada continuamente dada la dificultad para, en la práctica, medir el posible efecto de los agujeros negros en las galaxias reales, más allá de consideraciones teóricas.

Los resultados del estudio sugieren también que existe un tipo particular de acoplamiento entre galaxias y agujeros negros, mediante el cual son capaces de expulsar material a grandes distancias de los centros galácticos, llegando a alterar incluso la evolución de otras galaxias cercanas. "Por tanto, más allá de observar el efecto de los agujeros negros en la evolución de las galaxias, nuestro análisis abre una puerta a entender los detalles de esta interacción", señala Ignacio Martín Navarro, autor principal del estudio.

"Este trabajo ha sido posible con la colaboración entre dos comunidades, la observacional y la teórica que, en el campo de la astrofísica extragaláctica, están encontrando en las simulaciones cosmológicas una herramienta muy útil para entender cómo se comporta el universo", finaliza.

Fuente: IAC

24 de febrero de 2021

Astrofísica - Cuásares, ¿el origen de los enigmáticos neutrinos cósmicos de alta energía?



Los neutrinos son diminutas partículas elementales con una masa apenas superior a cero. Pueden atravesar el universo sin interactuar con la materia ni ser refrenados por esta. Millones de neutrinos atraviesan cada segundo a cada uno de los habitantes de la Tierra, sin que nos demos cuenta. Por todo ello, estas partículas suelen pasar completamente desapercibidas.

Sin embargo, con detectores adecuados, cuyas características requieren que sean muy voluminosos, es factible captar la llegada de algunos neutrinos. Un ejemplo de detector de esta clase es el IceCube, construido en la Antártida y que tiene un volumen de 1 kilómetro cúbico, casi todo bajo la superficie. Otro ejemplo es el telescopio subacuático de neutrinos del lago Baikal en Rusia, cuya última versión, la Baikal-GVD, está en la fase final de construcción, ocupando ya 0,4 kilómetros cúbicos. Estas instalaciones escrutan el cielo en diferentes hemisferios: Norte y Sur.

Tras examinar los datos recogidos durante 7 años en el IceCube, los científicos optaron inicialmente por analizar aquellos cuya energía está por encima de los 200 teraelectronvoltios (TeV) a fin de intentar averiguar de qué dirección procedían estos neutrinos. Resultó que una parte importante de ellos proviene de los cuásares, identificados por los radiotelescopios por su elevado brillo. Más concretamente, los neutrinos de cada cuásar nacieron en algún lugar del centro de este. Cada cuásar tiene en su centro un agujero negro masivo. El tirón gravitatorio y otros efectos atraen materia hacia el disco de acreción, y también se generan eyecciones ultrarrápidas de gas muy caliente. Además, existe una conexión entre los potentes estallidos de ondas de radio de estos cuásares y el registro de ráfagas de neutrinos por parte del detector IceCube. Dado que los neutrinos viajan por el universo a la velocidad de la luz, los estallidos de ondas de radio llegan a nosotros al mismo tiempo que los neutrinos.




Comprobaciones finales a un componente del Baikal GVD antes de ser incorporado a este en las profundidades del lago Baikal. (Foto: Bair Shaybonov)

Ahora, el equipo de Sergey Troitsky, del Instituto de Investigación Nuclear de la Academia Rusa de Ciencias, y Yuri Kovalev, de Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MIPT) en Rusia, ha llegado a la conclusión, en un estudio publicado en la revista académica The Astrophysical Journal, de que los neutrinos con energías del orden de decenas de teraelectronvoltios también son emitidos por los cuásares. En consecuencia, resulta que casi todos los neutrinos astrofísicos de alta energía nacen en los cuásares. Nótese que, además de ellos, hay neutrinos que nacen en la atmósfera terrestre, e incluso en el propio detector Ice Cube durante la interacción de los rayos cósmicos con la materia. Además, otros neutrinos corrientes provienen del Sol e incluso de centrales nucleares.

En los próximos meses, los científicos rusos recogerán los primeros datos del telescopio de neutrinos Baikal GVD y los analizarán junto con los datos del RATAN-600 (uno de los radiotelescopios más grandes del mundo) y de las redes mundiales de radiotelescopios, lo que les permitirá examinar en detalle los centros de los cuásares. Todo hace prever que se harán descubrimientos fascinantes al respecto. 

Revelada la verdadera identidad de la misteriosa fuente de rayos gamma

Concepción artística del sistema PSR J2039−5617.

Una nueva investigación publicada en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, detalla cómo un grupo de investigadores descubrió un púlsar que gira 377 veces por segundo, en un sistema binario exótico conocido como PSR J2039−5617. Un púlsar es una estrella de neutrones que posee un intenso campo magnético que induce la emisión periódica de radiación electromagnética desde sus polos.

El equipo de científicos utilizó métodos novedosos de análisis de datos y la enorme potencia de cálculo del proyecto “Einstein@Home”, para rastrear las pulsaciones débiles de rayos gamma del púlsar, analizando los datos proporcionados por el Telescopio Espacial Fermi de la NASA. Sus resultados muestran que el púlsar está en órbita con una estrella de aproximadamente una sexta parte de la masa de nuestro Sol. El púlsar está evaporando lentamente a su acompañante estelar. El equipo también encontró que la órbita de dicha estrella varía leve e impredeciblemente con el tiempo. Usando su método de búsqueda, esperan encontrar más sistemas de este tipo con el proyecto Einstein@Home en el futuro.

A estos púlsares, también conocidos como “viudas negras” o “espaldas rojas”, se les llama así debido a que devoran a su estrella compañera binaria, tal y como ocurre con algunas especies de arañas en las que se ha visto que las hembras devoran a los machos más pequeños después del apareamiento. Para poder identificar al púlsar de PSR J2039−5617 se requirió de 10 años de recopilación precisa de datos.

Los hallazgos fueron obtenidos ​​gracias al proyecto Einstein@Home, una red de miles de voluntarios civiles que permiten que la potencia de sus ordenadores sea utilizada para coadyuvar en el análisis de los datos del Telescopio Fermi.

La búsqueda requirió de un análisis minucioso de los datos para no pasar por alto ninguna de las señales débiles de la estrella de neutrones. La búsqueda habría tomado 500 años en completarse en un solo ordenador, pero al utilizar una parte de los recursos de Einstein@Home el análisis se concluyó en tan solo 2 meses.

En dichos datos el equipo de científicos logró identificar un púlsar en un sistema binario ahora conocido como J2039−5617. Dicho púlsar es una estrella de neutrones que gira unas 377 veces por segundo y orbita con una estrella menos masiva que el Sol a la cual devora lentamente.

“Durante años se sospechó que hay un púlsar en el corazón de la fuente que ahora conocemos como PSR J2039−5617”, dice Lars Nieder, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional. (Instituto Albert Einstein; AEI) en Hannover.

El objeto celeste ya se conocía desde 2014 como una fuente de rayos X, rayos gamma y luz visible. Toda la evidencia obtenida hasta ahora apuntaba a una estrella de neutrones en órbita con una estrella de baja masa en el corazón de la fuente, pero no había evidencia contundente.

El primer paso para resolver este acertijo fue identificar a la acompañante estelar del púlsar. Para ello se utilizó una red de telescopios que aportaron datos precisos sobre el sistema binario.

El brillo del sistema varía periódicamente, dependiendo de las posiciones de la estrella de neutrones y de su compañera de baja masa. “Para J2039-5617, hay dos procesos principales en acción”, explica el Dr. Colin Clark del Centro de Astrofísica Jodrell Bank, autor principal del estudio. “El púlsar calienta una cara de la estrella compañera, que parece más brillante y azulada. Además, dicha estrella se encuentra distorsionada por la atracción gravitacional del púlsar, lo que hace que el tamaño aparente de la estrella varíe a lo largo de la órbita. Estas observaciones permitieron al equipo determinar el período orbital de 5,5 horas del sistema binario, así como otras propiedades del sistema “.

Fuente: 
The University of Manchesteropens in new window

23 de enero de 2021

Astronomía - Un estudio en radio de Próxima Centauri, el sistema planetario más cercano, abre una nueva vía para el estudio de los exoplanetas


Esta ilustración nos muestra al planeta Próxima b orbitando a la estrella enana roja Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. La estrella doble Alfa Centauri AB también aparece en la imagen, entre el planeta y la propia Próxima. Próxima b es un poco más masivo que la Tierra y orbita en la zona habitable que rodea a Próxima Centauri, donde la temperatura permitiría la existencia de agua líquida en su superficie. (Imagen: ESO / M. Kornmesser)

Desde hace dos décadas se conoce que la interacción magnética entre Júpiter y una de sus lunas mayores, Ío, genera gran cantidad de emisión en radio similar a las auroras terrestres (producidas, a su vez, por la interacción de partículas eléctricamente cargadas procedentes del Sol con la atmósfera de la Tierra). Tras el descubrimiento del planeta Próxima b en torno a la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri, un grupo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España se propuso comprobar si en este sistema solar vecino se producen también interacciones en radio. Su hallazgo abre una nueva vía en el estudio de los planetas extrasolares (planetas de fuera de nuestro sistema solar).

“Este tipo de emisión de ondas de radio es posible porque el sistema planetario de Próxima tiene unas propiedades particulares: se trata de una estrella mucho más activa que nuestro Sol y el planeta Próxima b se encuentra muy cerca de ella; de hecho, se halla diez veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol”, apunta Miguel Pérez-Torres, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el estudio.

La campaña de observación se llevó a cabo con el Australia Telescope Compact Array (ATCA), un radiotelescopio formado por seis antenas de veintidós metros, y se prolongó a lo largo de diecisiete días terrestres. Como el planeta Próxima b da una vuelta completa alrededor de su estrella cada 11,2 días (mucho menos que los 365 días de la órbita terrestre), los investigadores observaron la emisión procedente del sistema planetario de Próxima durante el equivalente a un año y medio.

“Detectamos emisión en radio durante la mayor parte de la campaña de observación, con épocas de emisión más intensa. Estos máximos se detectaron dos veces por cada periodo orbital, cuando el planeta se halla, visto desde la Tierra, más separado de su estrella –señala José Francisco Gómez, investigador del IAA-CSIC que participa en el hallazgo–. Los datos que hemos obtenido concuerdan muy bien con lo que predicen modelos de interacción entre la estrella y el planeta”.

Se trata de un trabajo pionero, ya que muestra por primera vez que se puede detectar la existencia de un planeta fuera del Sistema Solar observando con radiotelescopios las variaciones periódicas del sistema.“Esto abre un nuevo camino para el estudio de otros planetas que, en algunos casos, no podrían detectarse mediante otras técnicas, y que resulta muy prometedor si pensamos en los radiotelescopios excepcionalmente sensibles que están en desarrollo, como el Square Kilometre Array”, indica Miguel Pérez-Torres.

Concepción artística de Próxima Centauri durante un pico de actividad. Fuente: NASA/ESA.

Este trabajo también ha permitido detectar varios destellos en radio de apenas unos minutos de duración, que responden a episodios breves de actividad en la estrella, así como una llamarada estelar que se prolongó durante tres días y cuyo brillo en radio fue diez veces superior al habitual de la estrella.

“Estos resultados son también interesantes en lo que respecta a la posibilidad de que Proxima b albergue vida. Estas llamaradas de ondas de radio han debido de ser muy intensas para que pudiéramos detectarlas, y algunas se han prolongado varios días. Formas de vida como las de la Tierra posiblemente no podrían sobrevivir a este tipo de eventos”, apunta José Francisco Gómez (IAA-CSIC).

En el estudio, liderado por el IAA-CSIC, han participado también investigadores del Institut de Ciències del Espai (ICE-CSIC), del Osservatorio de Catania (INAF, Italia), de la Universidad de Chile y de la Universidad North-West (Sudáfrica).

CUATRO AÑOS OBSERVANDO PRÓXIMA DESDE EL 
IAA-CSIC

En 2016, la campaña de observación internacional RedDots, en la que participaba el IAA-CSIC, enfocó cuatro telescopios hacia la estrella más cercana a nosotros después del Sol, Próxima Centauri. Buscaban detectar el ligero tirón gravitatorio que un posible planeta ejercería sobre la estrella, que la obliga a dibujar una pequeña órbita y se traduce en oscilaciones en su luz. Así se halló Próxima b, un planeta con una masa mínima equivalente a 1,3 veces la terrestre y que gira en torno a Próxima Centauri cada 11.2 días dentro de la zona de habitabilidad, o la región en torno a una estrella en la que se producen las condiciones favorables para la existencia de agua líquida en superficie.

En 2017, investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) descubrían un cinturón de polvo alrededor de Próxima mediante observaciones con el interferómetro ALMA. Semejante al Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar, representaba el hallazgo de material remanente de la formación del sistema planetario más próximo al nuestro.

En enero de 2020 se anunciaba el descubrimiento, también con la participación del IAA-CSIC, de un posible segundo planeta en torno a Próxima Centauri, gracias a los datos recopilados desde Chile con los espectrógrafos UVES y HARPS, pertenecientes al Observatorio Europeo Austral (ESO). Las observaciones, que abarcaban un total de diecisiete años, revelaron la presencia de una señal con un período de 5.2 años compatible con la existencia de un segundo planeta en torno a Próxima Centauri con una masa mínima de unas seis veces la de la Tierra.

"Un proyecto de esta clase solo se ha podido llevar a cabo porque especialistas del IAA en diversos ámbitos (física de las atmósferas de los planetas del Sistema Solar, física estelar, búsqueda y estudio de exoplanetas y procesos del medio interestelar) han aunado sus esfuerzos y conocimientos; esto incluye su experiencia tanto en la modelización teórica como en la realización de observaciones en diferentes longitudes de onda, desde radio hasta el óptico y el infrarrojo”, concluye Antxon Alberdi, director del IAA-CSIC y participante en el estudio.


Modelo de la emisión auroral producida por la interacción entre el planeta Proxima b (el círculo pequeño en la película) y su estrella anfitriona Proxima Centauri (el círculo grande). El planeta Proxima b impacta con la magnetosfera de la estrella anfitriona (las líneas verdes en la película) durante su movimiento de traslación alrededor de Proxima Centauri, acelerando electrones cargados que se propagan hacia los polos magnéticos de la estrella (líneas naranjas). Este proceso genera una gran cantidad de emisión radio, que se puede ver desde la Tierra (los fogonazos en la película) pero solo en determinadas fases del movimiento orbital. La emisión radio también está polarizada, de modo que cuando proviene del hemisferio norte de la magnetosfera estelar, la luz está polarizada en el sentido de las agujas del reloj (RCP en la película) y, cuando la emisión proviene del Hemisferio sur, la luz está polarizada en sentido antihorario (LCP). Créditos: Corrado Trigilio (INAF, Italia).

Hallan dos monstruosas galaxias, 62 veces más grandes que nuestra Vía Láctea


Estas son las dos impresionantes radiogalaxias descubiertas por el telescopio MeerKAT - I. Heywood (Oxford/Rhodes/SARAO)

Se trata de dos radiogalaxias cuyo diámetro ronda los 6,5 millones de años luz y que podrían ser los mayores objetos individuales vistos hasta ahora en el Universo

Dos gigantescas radiogalaxias acaban de ser descubiertas gracias a las 64 antenas del poderoso telescopio MeerKAT, en Sudáfrica, en el transcurso de una investigación en la que han participado una treintena de astrónomos de institutos y observatorios de todo el mundo. Una radiogalaxia es un tipo de galaxia activa que se caracteriza por su gran luminosidad en las frecuencias de radio, que emiten en forma de grandes y potentes chorros o «jets». Los chorros se forman como consecuencia de la interacción de partículas cargadas y poderosos campos magnéticos alrededor de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los corazones de esas galaxias.

Las dos nuevas radiogalaxias, sin embargo, destacan sobre todas las demás. En efecto, de los millones de radiogalaxias encontradas hasta ahora solo 800 son gigantes, y las dos recién descubiertas podrían ser los mayores objetos individuales observados hasta ahora en todo el Universo. A pesar de su gran tamaño, decenas de veces mayores que nuestra Vía Láctea, esta población galáctica resulta difícil de detectar, ya que su luz tenue y difusa está más allá del alcance de la mayoría de los telescopios.

En palabras de Jacinta Delhaize, investigadora de la Universidad de Ciudad del Cabo y autora principal del estudio recién publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, «encontramos estas radiogalaxias gigantes en una región del cielo que tiene solo cuatro veces el área de la Luna llena. Según nuestro conocimiento actual de la densidad de radiogalaxias gigantes, la probabilidad de encontrar dos de ellas en esta región tan pequeña es de menos del 0,0003%. ¡Y eso significa que las radiogalaxias gigantes son probablemente mucho más comunes de lo que pensábamos!».

Grandes y antiguas

El hallazgo brinda a los astrónomos nuevas pistas sobre cómo las galaxias evolucionan, y también desvela el misterio del enorme tamaño y de la edad de algunas radiogalaxias, que se cree que se encuentran entre las más antiguas del Universo.

Las dos galaxias en cuestión están a varios miles de millones de años luz de distancia de nosotros. «Estas dos galaxias -explica por su parte Matthew Prescott, coautor del trabajo- son especiales porque se encuentran entre las más grandes conocidas, y en el 10% superior de todas las radiogalaxias gigantes. Tienen más de 2 megaparsecs de diámetro, lo que equivale a unos 6,5 millones de años luz, unas 62 veces el tamaño de la Vía Láctea».

La razón por la que solo unas pocas entre los millones de radiogalaxias conocidas alcanzan tamaños tan gigantescos sigue siendo un misterio. Se cree que las más grandes son también las más antiguas, y si eso es cierto, deberían de existir muchas más que los pocos cientos que se conocen actualmente.

Según Delhaize, «en el pasado esta población galáctica ha permanecido oculta a nuestra vista por las limitaciones técnicas de los radiotelescopios. Pero ahora esa población se está revelando gracias a las impresionantes capacidades de la nueva generación de instrumentos».

Fuentes: ABC

17 de enero de 2021

Un misterioso «bamboleo» está moviendo los polos de Marte


El planeta rojo, junto con la Tierra, son los dos únicos mundos en los que se ha detectado ese extraño movimiento, cuyo origen se desconoce

Como si de una peonza se tratara, Marte se tambalea mientras gira, de forma que sus polos se acercan y se alejan constantemente de su eje de rotación. Así lo ha confirmado un estudio recién publicado en Geophysical Research Letters en el que, sin embargo, los investigadores reconocen no tener idea del por qué.

Se trata de la primera vez que, aparte de en la Tierra, se detecta este curioso balanceo en un cuerpo del Sistema Solar. Conocido como "bamboleo de Chandler" (en honor del astrónomo Carlo Chandler, que descubrió el fenómeno hace más de un siglo) se trata de un efecto que surge cuando un cuerpo en rotación no es una esfera perfecta. El resultado es un "meneo" similar al de una peonza que se balancea a medida que pierde velocidad. Nada que ver, por lo tanto, con el suave giro de un globo perfectamente equilibrado.

Los datos obtenidos durante casi dos décadas por las numerosas sondas que han visitado Marte revelan, en efecto, que los polos del planeta llegan a desviarse hasta diez centímetros de su eje de rotación, en un ciclo que se repite aproximadamente cada 207 días.

Aquí, en la Tierra, el otro planeta de nuestro sistema en el que se ha observado el bamboleo, la oscilación es mucho más pronunciada. Los polos de nuestro mundo, en efecto, se desvían aproximadamente 9 metros del eje de rotación terrestre, en un patrón circular que se repite cada 433 días.

Liderado por Alex Kanopliv, ingeniero aeroespacial del Jet Propulsion Lab, de la NASA, el equipo de investigadores aporta con este trabajo nuevos conocimientos sobre el interior del planeta rojo. De hecho, la cantidad de tiempo que tarda un polo en completar un ciclo de oscilación es un fiel reflejo de hasta qué punto puede deformarse el manto de Marte, lo que da nuevas pistas sobre sus propiedades y su estado térmico.

"Por lo general -explica Konopliv- la señal del bamboleo de Chandler es muy pequeña. Se necesitan muchos años y datos de alta calidad para poder detectarla". Estudios anteriores sobre el mismo tema, en efecto, no habían conseguido llegar a conclusión alguna.

En su estudio, sin embargo, Konopliv y sus colegas pudieron confirmar ese extraño movimiento de Marte calculando los efectos gravitacionales que el bamboleo tenía sobre las órbitas de dos naves espaciales de la NASA que se encuentran allí: la Mars Odyssey y la Mars Reconnaissance Orbiter. La enorme cantidad de datos recopilados durante 18 años, y no disponibles en estudios anteriores, dejaron claro que el motivo de la oscilación se encontraba en el interior del planeta, y no en factores externos como el derretimiento estacional de los casquetes polares.

Se cree que tanto el bamboleo de Marte como el de la Tierra deberían desaparecer con el tiempo. Algunos científicos piensan que, en el caso de nuestro planeta, esa oscilación no debería durar más de cien años, contados a partir del momento de su origen. Sin embargo, el bamboleo de la Tierra dura ya desde hace mucho más tiempo, y su intensidad no da muestras de disminuir. Algo, se decía en un estudio de 2001, parece estar reavivando continuamente el bamboleo, aunque el mecanismo exacto se desconoce.

Lo cierto es que, tanto en la Tierra como en Marte, los científicos ignoran qué es lo que puede estar causando esta misteriosa oscilación. Se ha sugerido que, por lo menos en el caso terrestre, podría tratarse de una combinación de cambios de presión en la atmósfera y en los océanos. Pero Marte carece de océanos, por lo que la causa debe, por fuerza, estar en otra parte. ¿Pero dónde? Puede que nuevas investigaciones consigan, en algún momento, arrojar luz sobre este auténtico enigma planetario.




Fuentes: ABC

4 de enero de 2021

Detectan una extraña señal de Próxima Centauri, el mejor candidato hasta ahora para ser una comunicación extraterrestre


El radiotelescopio Parkes, en Australia, desde donde se detectó la misteriosa señal de radio - Observatorio CSIRO Parkes

Se trata de una emisión de ondas de radio de tres horas en la frecuencia de 980 MHz y procede de Alfa Centauri, el sistema solar más cercano a nosotros

Es pronto aún para lanzar las campanas al vuelo, pero un equipo de astrónomos del proyecto Breakthrough Listen, del que formaba parte el ya fallecido Stephen Hawking, acaba de descubrir el que podría ser el mejor candidato hasta ahora para una señal alienígena. En concreto, los investigadores han encontrado una "intrigante señal" de radio procedente de Alfa Centauri, el sistema solar más cercano, a solo 4,2 años luz del Sol.

Según informa el diario británico The Guardian, los científicos están aún preparando el estudio sobre su hallazgo, por lo que sus datos todavía no son públicos, pero la señal consiste en un estrecho haz de ondas de radio de 980 MHz, y fue detectada en abril de 2019 por el telescopio Parkes, en Australia, que forma parte del proyecto Breakthrough Listen para buscar signos de tecnología alienígena más allá de las fronteras de nuestro Sistema Solar.

Según explican los investigadores, la misteriosa señal de 980 MHz solo apareció una vez y no volvió a repetirse. Esa frecuencia, sin embargo, es importante porque generalmente ningún satélite o nave terrestre emite en esa longitud de onda. Y aún más intrigante, la señal cambió ligeramente justo mientras se la estaba observando, y la forma en que lo hizo sugiere que podría tratarse de un cambio causado por el movimiento de un planeta. Como se sabe, nuestro sistema estelar vecino alberga por lo menos dos planetas y uno de ellos, Próxima b, es un mundo rocoso, apenas un 17% mayor que la Tierra y sobre el que se especula si es capaz de tener agua en su superficie.





Duró tres horas

La duración de la señal fue aproximadamente de tres horas y, como se ha dicho, se concentró en un rango muy estrecho de longitudes de onda, uno que normalmente no utilizan nuestros satélites y naves espaciales. De hecho, se trata de la primera señal que consigue pasar los estrictos controles de Breakthrough Listen, específicamente diseñados para eliminar posibles interferencias de señales terrestres. Por eso, los investigadores la han llamado Breakthrough Listen Candidate 1, o BLC1.

A pesar de ello, cualquier supuesto hallazgo de extraterrestres debe tomarse siempre con cautela y escepticismo, especialmente si se trata de una señal que se asemeja a una pòsible "firma tecnológica", es decir, a una emitida por tecnología alienígena. Por eso, el equipo de investigadores ha querido ser extremadamente cauteloso. Y en ese sentido, Pete Worden, presidente de la Breakthrough Prize Foundation escribió en Twitter que, por ahora, "nadie dice que sea una firma tecnológica. El equipo ha detectado varias señales inusuales y las está investigando cuidadosamente. Y las más fuertes y persistentes son todas de Próxima Centauri".

Por el momento, lo único que se sabe es lo que uno de los científicos contó a The Guardian: el análisis de datos todavía no es completo, por lo que a día de hoy nadie puede estar seguro de qué es exactamente ese extraño haz de radio. Lo único que está claro es que es "extraño y peculiar".

La más emocionante desde «Wow!»

En su artículo, el rotativo británico cita una fuente anónima que asegura tener acceso a los datos y que afirma que "es el primer candidato serio a ser una comunicación alienígena desde la famosa señal «Wow!», captada en 1977 y que también se parecía a una tecnofirma".

Por otra parte, según ha asegurado a la revista Scientific American Sofía Shelkh, de la Penn State University, que dirigió el análisis de la señal BLC1, "se trata de la señal más emocionante que hemos encontrado en el proyecto Breakthrough Listen, porque nunca habíamos tenido otra antes que consiguiera superar nuestros muchos filtros".

Sea como fuere, dentro de unos meses, cuando los investigadores terminen su trabajo y publiquen sus resultados definitivos, sabremos de BLC1 es, o no, solo una interferencia terrestre. Pero incluso si se demostrara fehacientemente que no se trata de una señal emitida por una de nuestras naves, los científicos tendrán que analizar muchas otras posibles explicaciones antes de concluir que, efectivamente, se trata de la primera señal extraterrestre captada por la humanidad.

No hay que olvidar que, si hay alguien "ahí arriba", no tenemos forma de saber cómo podría ser su tecnología de comunicaciones, que no tiene por fuerza que parecerse a la nuestra. Ni tampoco conocemos aún cuáles y cuántas son las posibles fuentes naturales de ondas de radio que hay en el Universo.

Fuentes: ABC

3 de octubre de 2020

Astronomía - Detectan lagos de agua salada bajo el polo sur del planeta Marte

Los resultados corroboran el descubrimiento inicial de una masa estable de agua líquida en Marte. NASA
  • Los investigadores creen que las zonas húmedas que han hallado se deben a masas que permanecen en estado líquido
  • Con anterioridad, ya se había identificado una de esas regiones, y no se descarta que puedan albergar vida microbiana

Bajo el polo sur del planeta Marte existen lagos de agua líquida salada de diversos tamaños, según describe un equipo internacional de científicos este lunes en la revista Nature Astronomy. Los investigadores creen que las zonas húmedas que han detectado en esa región marciana se deben a masas que permanecen en estado líquido, a pesar de las bajas temperaturas, gracias a una alta concentración de sales de perclorato.

Con anterioridad, ya se había identificado una de esas regiones bajo la superficie del planeta rojo en base a los datos de uno de los instrumentos a bordo de la nave europea Mars Express, si bien todavía no se había cerrado el debate sobre su naturaleza y composición. Los científicos no descartaron que podría también pensarse en la posibilidad de encontrar un "deposito biológico", ya que está probado que algunas bacterias pueden sobrevivir a bajas temperaturas y sobre todo gracias a las sustancias salinas

El grupo de Roberto Orosei, de la Universidad Roma III, junto a investigadores de Australia y Alemania, se ha servido ahora de las técnicas usadas por los satélites terrestres que rastrean la Antártida a fin de volver a analizar los datos originales del radar de la Mars Express, conocido como MARSIS.

El aparato comenzó a recolectar información del planeta en 2005, tras haber sido lanzado con la nave en 2003. Tras varios años adquiriendo datos, la falta de evidencias claras de agua líquida bajo los casquetes polares marcianos hizo pensar a los científicos que, en caso de existir, el líquido estaría a mayor profundidad de lo que habían pensado. En 2018, sin embargo, una reinterpretación de esas exploraciones desveló un lago de 20 kilómetros de ancho en la región conocida como Ultimi Scopuli.

Una región de 200 por 350 kilómetros cuadrados

El trabajo publicado este lunes, en el que participan varios de los autores de aquel estudio original, trata de arrojar nueva luz sobre ese descubrimiento y ampliar su análisis. Para ello, han explorado una región de 200 por 350 kilómetros cuadrados alrededor de la ubicación donde se detectó el primer lago.

Sus resultados "corroboran el descubrimiento inicial" de "una masa estable de agua líquida en Ultimi Scopuli" utilizando "una técnica diferente el independiente", describe el texto publicado en Nature Astronomy. Al mismo tiempo, su trabajo ha destapado "un escenario más extenso y complejo, con parches de agua ubicuos alrededor del lago subglacial".

Las condiciones físicas, geológicas, climáticas y topográficas que permiten la existencia de esas masas líquidas son todavía motivo de debate, subrayan los científicos. Destacan al mismo tiempo que en la Tierra se han encontrado soluciones acuosas hipersalinas en zonas subglaciares a temperaturas "mucho más bajas que el punto de congelación del agua".

Ante esas evidencias, proponen que la forma de agua líquida más plausible bajo la capa helada marciana es la salmuera de perclorato, una solución acuosa con más de un 5% de concentración de sal.

Fuentes: RTVE

24 de septiembre de 2020

Descubren material exógeno en la superficie de los asteroides Ryugu y Bennu

Los asteroides Ryugu y Bennu, principales objetivos de las misiones espaciales Hayabusa2 (JAXA) y OSIRIS-REx (NASA), continúan sorprendiéndonos. En dos artículos publicados de forma simultánea en Nature Astronomy, investigadores de ambos equipos han encontrado material brillante de origen exógeno disperso por las superficies de estos objetos. Miembros del Grupo de Sistema Solar del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han participado en este descubrimiento, en particular la investigadora Eri Tatsumi, autora principal del artículo en el que se presentan los hallazgos en Ryugu (Hayabusa2).

Ryugu y Bennu son asteroides oscuros y carbonáceos con un brillo o albedo no superior al 4-5%. Ambos son los objetivos principales de las misiones Hayabusa2 (JAXA) y OSIRIS-REx (NASA), con el propósito de recoger material de sus superficies y traerlo de vuelta a la Tierra. Al obtener las imágenes de alta resolución necesarias para la selección de las zonas idóneas de recogida de material, ambas naves encontraron rocas extremadamente brillantes en la superficie de ambos objetos, en contraste con el terreno oscuro de los alrededores. 

Estas rocas brillantes fueron analizadas por los equipos de cada misión y los resultados han sido presentados en dos artículos simultáneos publicados en Nature Astronomy. Julia de León, Juan Luis Rizos Garcia, Javier Licandro y Eri Tatsumi, investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y miembros del Grupo de Procesamiento de Imágenes (Image Processing Working Group, IPWG) de OSIRIS-REx, están entre los autores de ambos artículos. La doctora Eri Tatsumi es además la autora principal del artículo en el que se presentan los resultados de Ryugu y es miembro del equipo de la Cámara de Navegación Óptica (Optical Navigation Camera, ONC) de Hayabusa2.

“El equipo de Hayabusa2 encontró numerosas rocas brillantes en Ryugu a medida que las maniobras de aproximación se llevaban a cabo y se tomaban imágenes con ONC”, explica Eri Tatsumi. “Analizamos los colores en el visible de un total de 21 rocas brillantes, mayores de 10 cm, utilizando imágenes multibanda y clasificándolas en dos grupos espectrales: carbonáceas y rocosas. Seis de las rocas pertenecientes al segundo grupo eran significativamente brillantes y presentaban un espectro similar al que vemos para las condritas ordinarias, confirmado mediante datos obtenidos con el espectrómetro NIRS3, también a bordo de la nave”, añade la investigadora. 

Los meteoritos condritas carbonáceas están compuestos principalmente por silicatos anhídridos y brillantes, como los piroxenos y los olivinos. “Existe una familia de asteroides numerosa en la zona más cercana al Sol del cinturón principal de asteroides, el complejo Nysa-Polana-Eulalia, compuesto por una mezcla de asteroides carbonáceos (o primitivos) y rocosos. Creemos que Ryugu se originó en la familia Polana (primitiva), por lo que es probable que haya habido impactos entre asteroides de ambos tipos en esa región. Esto explicaría la presencia de material brillante en la superficie de Ryugu”, aclara Tatsumi.

De forma similar, las rocas anómalas en la superficie de Bennu llamaron primeramente la atención del equipo de OSIRIS-REx en las imágenes del instrumento OCAMS. Encontraron seis rocas muy brillantes, con tamaños entre 1,5 y 4,3 metros. Analizaron la luz proveniente de dichas rocas con el Espectrógrafo Visible e Infrarrojo (OSIRIS-REx Visible and Infrared Spectrometer, OVIRS) para tener más información sobre su composición. 

El espectro de las rocas era similar al de los piroxenos, y similar al que se observa en la superficie de Vesta y los vestoides, asteroides más pequeños que son fragmentos originados por colisiones en la superficie de Vesta.

Estos son los primeros descubrimientos de material de tipo exógeno en asteroides como Ryugu o Bennu, considerados “pilas de escombros” o rubble-pile. “Los asteroides de tipo rubble-pile son el resultado de colisiones catastróficas de objetos parentales más grandes y de la posterior reacumulación de esos fragmentos más pequeños por el efecto de la gravedad”, explica Julia de Léon. Esto implica que los materiales del cuerpo originario y el asteroide que impacta pueden mezclarse durante el proceso que da lugar a los asteroides de tipo rubble-pile. El equipo de OSIRIS-REx encontró basaltos exógenos en Bennu, mientras que el equipo de Hayabusa2 encontró material de tipo condrita ordinaria en Ryugu. 

“Estos dos tipos de materiales son difícilmente producidos en el mismo asteroide, lo que sugiere objetos progenitores e historias colisionales diferentes para Ryugu y Bennu, aunque ambos asteroides se originaran en la región más interior del cinturón de asteroides de acuerdo a sus órbitas”, comenta Tatsumi.

La misión Hayabusa2 llevó a cabo con éxito dos maniobras de contacto el 21 de febrero y el 11 de julio de 2019 para recoger material de la superficie de Ryugu, y la nave se encuentra actualmente en su viaje de retorno a la Tierra, a la que llegará con las muestras en diciembre de este año. La misión OSIRIS-REx realizará un primer intento de recogida de muestras en Bennu en octubre de este año, y está previsto que regrese a la Tierra en el 2023. “Las muestras recogidas podrían incluir pequeñas cantidades del material exógeno encontrado en estas rocas brillantes y su análisis revelará con detalle las historias de estos dos asteroides tan asombrosos”, sentencia Tatsumi.

Fuente: Instituto de Astrofísica de Canarias • IAC