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

Las estrellas hermanas del cúmulo NGC 299 en la constelación del Tucán

La constelación del Tucán es famoso porque ahí se pueden encontrar objetos espectaculares como la Galaxia Enana de Tucana y 47 Tucanae, el segundo cúmulo más brillante en el cielo nocturno. También contiene otros objetos impresionantes como el cúmulo abierto NGC 299, el cual es visible en esta imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble.

NGC 299 es un cúmulo abierto ubicado en la Pequeña Nube de Magallanes, a 200.000 años luz de distancia de la Tierra. Los cúmulos abiertos son agrupaciones de estrellas unidas débilmente por la gravedad; todas ellas se formaron de la misma nube molecular masiva de gas y polvo. Debido a esto, las estrellas de un cúmulo tienen la misma edad y composición, pero tienen variaciones en sus masas debido a que se formaron en diferentes regiones de la nube.

Esta propiedad única de los cúmulos abiertos, además de proporcionar un panorama impresionante, le brinda a los astrónomos la oportunidad de estudiar la formación y evolución estelar.

Crédito: NASA / ESA / Hubble

El Hubble descubre un grupo de agujeros negros ocultos en un cúmulo globular de la Vía Láctea

Cúmulo Globular NGC 6397. Crédito: NASA

Los científicos esperaban encontrar un agujero negro de masa intermedia en el núcleo del cúmulo globular NGC 6397, pero en su lugar encontraron evidencia de una concentración de agujeros negros más pequeños ocultos en el corazón del cúmulo. Los datos, aportados por el Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA, le han permitido a los científicos calcular por primera vez la masa y extensión de un grupo de agujeros negros en el núcleo colapsado de un cúmulo globular.

Un cúmulo globular es un conjunto de cientos de miles o incluso millones de estrellas que se encuentran densamente agrupadas y que se mantienen unidas por su propia fuerza gravitatoria. Dichos cúmulos suelen ser muy antiguos, por ejemplo, el cúmulo globular NGC 6397, es casi tan antiguo como el propio Universo. Reside a 7.800 años luz de distancia, lo que lo convierte en uno de los cúmulos globulares más cercanos a la Tierra. NGC 6397 es uno de 20 cúmulos globulares de la Vía Láctea que se conocen por tener un núcleo colapsado debido a una aglomeración estelar extremadamente densa.

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Llamada de la concentración del agujero negro en NGC 6397 (impresión del artista)

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Impresión artística de la concentración del agujero negro en NGC 6397

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Imagen terrestre del cúmulo globular NGC 6397

Cuando Eduardo Vitral y Gary A. Mamon del Instituto de Astrofísica de París analizaron el núcleo de NGC 6397, esperaban encontrar evidencia de un agujero negro de “masa intermedia” (IMBH). Estos son más pequeños que los agujeros negros supermasivos que moran en los núcleos de las galaxias masivas, pero más grandes que los agujeros negros de masa estelar que se forman por el colapso de estrellas masivas. Los IMBH son el “eslabón perdido” en la evolución de los agujeros negros y su mera existencia es objeto de debates acalorados entre los científicos.

Para encontrar el IMBH, Vitral y Mamon analizaron las posiciones y velocidades de las estrellas del cúmulo globular. 

El cálculo se realizó utilizando estimaciones previas de los movimientos de las estrellas a partir de imágenes del Hubble de NGC 6397 que abarcan varios años. También se utilizaron datos proporcionados por el observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que mide con precisión las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas.

“Nuestro análisis indicó que las órbitas de las estrellas son en su mayoría aleatorias en todo el cúmulo globular, en lugar de ser sistemáticamente circulares o alargadas”, explicó Mamon.

“Encontramos evidencia de masa invisible en las regiones densas del núcleo del cúmulo, pero nos sorprendió descubrir que esta masa adicional no está concentrada en un punto fijo, sino que se extiende a lo largo de varias ubicaciones en el núcleo de NGC 6397”, agregó Vitral.

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Vista de campo amplio del cúmulo globular NGC 6397

Esta masa invisible solamente podría estar conformada por los remanentes de estrellas masivas cuyas regiones internas colapsaron bajo su propia gravedad una vez que se agotó su combustible nuclear. Dichos remanentes se pueden convertir en enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros de masa estelar. Utilizando los datos sobre las velocidades y movimientos de las estrellas en el núcleo de NGC 6397, así como la teoría de la evolución estelar, los científicos concluyeron que la mayor parte de la concentración de la masa invisible está conformada por agujeros negros de masa estelar y no por enanas blancas o estrellas de neutrones, las cuales serían muy difíciles de detectar.

Otros dos estudios recientes también habían propuesto que los restos estelares y, en particular, los agujeros negros de masa estelar, podrían poblar las regiones internas de la mayoría de los cúmulos globulares.

“Este es el primer estudio que ha logrado proporcionar datos sobre la masa y la extensión de lo que parece ser un grupo de agujeros en el núcleo colapsado de un cúmulo globular”, dijo Vitral.

Fuente: Esa Hubble

Una gigantesca tormenta en Neptuno cambia bruscamente de dirección y los astrónomos no saben por qué

        En la imagen, la tormenta de Neptuno, mayor que el océano Atlántico - NASA, ESA, STScI, M.H. Wong (University of California, Berkeley), and L.A. Sromovsky and P.M. Fry (University of Wisconsin-Madison))

Se trata de un enorme huracán de más de 7.000 km de diámetro que se comporta de un modo nunca visto hasta ahora

Una oscura y enorme tormenta que los astrónomos llevaban años observando en Neptuno acaba de hacer algo desconcertante: contra todo pronóstico, ha cambiado bruscamente de dirección, maniobra gracias a la que, además, ha conseguido evitar una muerte segura.

El sistema tormentoso fue observado por primera vez por el Telescopio Espacial Hubble en 2018. Un año después, el vórtice empezó a derivar hacia el sur, dirigiéndose hacia el ecuador del planeta gigante, el mismo comportamiento observado en tormentas anteriores.

Por lo general, estas manchas oscuras en Neptuno duran algunos años antes de disolverse y desaparecer. Sin embargo, esta tormenta en concreto hizo algo completamente distinto. De repente, detuvo su avance hacia el sur y dio media vuelta para volver a dirigirse al norte. Al mismo tiempo, los astrónomos pudieron ver cómo surgía una segunda mancha, más pequeña, en el planeta. Los investigadores creen que puede tratarse de un fragmento del vórtice original que se dividió y empezó a alejarse por su cuenta.

«Estamos entusiasmados con estas observaciones —afirma Michael H. Wong en un comunicado hecho público por la NASA—, porque este fragmento oscuro más pequeño es potencialmente parte del proceso de interrupción del avance de la mancha oscura. Este es un proceso que nunca se había observado antes. Hemos visto algunas otras manchas oscuras desvaneciéndose hasta desaparecer, pero nunca nada como esto».

Una tormenta mayor que el Atlántico

De hecho, aunque el Hubble lleva ya 30 años rastreando tormentas en Neptuno, nunca hasta ahora había observado un comportamiento atmosférico tan sorprendente.

La tormenta, que es mayor que el Océano Atlantico (tiene 7.403 km de diámetro), es la cuarta más oscura de las que el Hubble ha rastreado desde 1993. Estas tormentas son sistemas de alta presión que giran en el sentido de las agujas del reloj (al revés que en la Tierra, donde los huracanes son sistemas de baja presión que giran en sentido contrario a las agujas del reloj), debido a la rotación del planeta.

Normalmente, a medida que esas tormentas derivan hacia el ecuador de Neptuno, el efecto Coriolis (que las mantiene estables) empieza a debilitarse hasta que la tormenta se desintegra. Sin embargo, y a diferencia de las demás, esta gran tormenta no llegó hasta esa «zona de muerte».

«Fue realmente emocionante —asegura Wong— ver a ese huracán actuar como se supone que debe hacerlo, hasta que de repente se detuvo y retrocedió. Fue muy sorprendente».

Otro punto oscuro

La detección de la segunda tormenta, más pequeña, surgida del vórtice mayor también resultó sorprendente. Los astrónomos se refieren a ella como «punto oscuro junior», aunque su tamaño, 6.276 km, también es considerable. Con todo, los investigadores no han conseguido probar que, efectivamente, la tormenta más pequeña se separó de la grande. Según Wong, si realmente fue así, eso bastaría para explicar el súbito cambio de dirección. Si no, habrá que buscar otra explicación.

La gran tormenta es, sin duda, la mejor estudiada hasta ahora en Neptuno. Cuando el Hubble la descubrió en 2018, alrededor del vórtice había tres otras nubes brillantes, que desaparecieron cuando el vórtice empezó su marcha hacia el sur.

Lo cierto es que las tormentas de Neptuno guardan aún una buena parte de sus secretos. Descubrirlos es, precisamente, el objetivo del programa Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) de la NASA. Y ahora, los astrónomos se han encontrado con un misterio más para resolver.

Fuentes: ABC

El Hubble obtiene imágenes de una cascada de estrellas producida durante el encuentro cercano entre dos galaxias

Esta imagen, obtenida por el Telescopio Espacial Hubble, muestra a la galaxia NGC 2799 (izquierda) siendo deformada durante un encuentro cercano con la galaxia NGC 2798 (derecha), la cual también presenta cierto grado de deformación en su región central.

Durante las etapas iniciales de una fusión, las estructuras de las galaxias comienzan a deformarse, creándose “puentes” que transfieren gas, polvo y estrellas de una galaxia a otra. Después de varios cientos de millones de años o, incluso, miles de millones de años, las dos galaxias concluirán la fusión formando una sola galaxia más grande y masiva.

NGC 2798 y NGC 2799 son galaxias espirales barradas y están ubicadas a una distancia de la Tierra de entre 75 y 80 millones de años luz, en la constelación de Lynx (el Lince). Ambas galaxias forman parte del catálogo de Halton Arp de galaxias inusuales, con la denominación Arp 283.

Fuentes: NASA / ESA / Hubble

El Hubble capta el caos provocado por una colisión galáctica

Esta imagen, captada por el Telescopio Espacial Hubble, muestra el caos provocado por una colisión entre dos galaxias espirales en la constelación de Cetus. El objeto es conocido como NGC 34.

Debido a la colisión, las estructuras originales de las dos galaxias han sido modificadas radicalmente. La región central de la galaxia más grande aún sobrevive, a diferencia de la galaxia más pequeña de la cual solo se pueden observar algunos vestigios en las zonas externas.

El gas de las dos galaxias se ha concentrado en varias regiones, creando guarderías estelares, visibles de color azul, en las cuales se formarán nuevas generaciones de estrellas. Con el paso de varios millones de años, la fusión galáctica de NGC 34 llegará a su fin y la nueva galaxia, más masiva, comenzará a tomar forma y su estructura será más ordenada.

Las colisiones galácticas son eventos poco comunes en regiones aisladas del espacio. Sin embargo, en los supercúmulos galácticos las colisiones son más frecuentes, debido a que dichos cúmulos pueden contener cientos o miles de galaxias en un espacio relativamente reducido.

Fuentes: NASA / ESA / Hubble

El Hubble toma un primer plano del famoso cometa NEOWISE

 

Las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA del cometa NEOWISE, tomadas el 8 de agosto, se centran en la coma del visitante, la capa de gas y polvo que rodea su núcleo mientras es calentado por el Sol. Esta es la primera vez que el Hubble ha fotografiado un cometa de este brillo con tal resolución después de este cierre del paso del Sol.

Las fotos del cometa se tomaron después de que NEOWISE se deslizara más cerca del Sol el 3 de julio de 2020, a una distancia de 27 millones de millas (43 millones de kilómetros). Otros cometas a menudo se rompen debido a tensiones térmicas y gravitacionales en encuentros tan cercanos, pero la visión de Hubble muestra que aparentemente el núcleo sólido de NEOWISE permaneció intacto.

Esta imagen terrestre del cometa C / 2020 F3 (NEOWISE) fue tomada del hemisferio norte el 16 de julio de 2020. La imagen insertada, tomada por el Telescopio Espacial Hubble el 8 de agosto de 2020, revela un primer plano del cometa después de su paso por el sol. La imagen del Hubble se centra en el núcleo del cometa, que es demasiado pequeño para ser visto. Se estima que no mide más de 4,8 kilómetros (3 millas) de ancho. En cambio, la imagen muestra una parte de la coma del cometa, el resplandor difuso, que mide aproximadamente 11.000 millas (18.000 kilómetros) de ancho en esta imagen. El cometa NEOWISE no atravesará el sistema solar interior hasta dentro de casi 7.000 años.
Créditos: NASA, ESA, STScI, Q. Zhang (Caltech); Derechos de autor de la imagen basada en tierra © 2020 por Zoltan G. Levay, usado con permiso

“El Hubble tiene una resolución mucho mejor que la que podemos obtener con cualquier otro telescopio de este cometa”, dijo el investigador principal Qicheng Zhang de Caltech en Pasadena, California. “Esa resolución es muy clave para ver detalles muy cercanos al núcleo. Nos permite ver cambios en el polvo justo después de que se extrae de ese núcleo debido al calor solar, muestreando el polvo lo más cerca posible de las propiedades originales del cometa ”.

Esta imagen del cometa C / 2020 F3 (NEOWISE) fue tomada por el Telescopio Espacial Hubble el 8 de agosto de 2020. La imagen del Hubble representa la primera vez que un cometa de este brillo ha sido fotografiado con tal resolución después de este cierre de paso por el Dom. Las dos estructuras que aparecen en los lados izquierdo y derecho del centro del cometa son chorros formados por hielo que se sublima desde debajo de la superficie del núcleo, y el polvo y el gas resultantes se exprimen a gran velocidad. Los chorros emergen como estructuras en forma de cono, luego son desplegados por la rotación del núcleo del cometa NEOWISE.
Créditos: NASA, ESA, A. Pagan (STScI) y Q. Zhang (Caltech)

El corazón del cometa, su núcleo helado, es demasiado pequeño para ser visto por Hubble. La bola de hielo no puede tener más de 3 millas (4,8 kilómetros) de ancho. En cambio, la imagen del Hubble captura una parte de la vasta nube de gas y polvo que envuelve el núcleo, que mide alrededor de 11.000 millas (18.000 kilómetros) de ancho en esta foto. Hubble resuelve un par de chorros del núcleo que se disparan en direcciones opuestas. Emergen del núcleo como conos de polvo y gas, y luego se curvan en estructuras más amplias en forma de abanico por la rotación del núcleo. Los chorros son el resultado de la sublimación del hielo debajo de la superficie y el polvo / gas resultante se exprime a alta velocidad.

Las fotos del Hubble pueden ayudar a revelar el color del polvo del cometa y cómo esos colores cambian a medida que el cometa se aleja del Sol. Esto, a su vez, puede explicar cómo el calor solar afecta la composición y estructura de ese polvo en la coma del cometa. El objetivo final aquí sería aprender las propiedades originales del polvo para aprender más sobre las condiciones del sistema solar primitivo en el que se formó.

El cometa NEOWISE es considerado el cometa más brillante visible desde el hemisferio norte desde Hale-Bopp de 1997. Se dirige más allá del sistema solar exterior, y ahora viaja a la friolera de 144.000 millas por hora. No volverá al Sol hasta dentro de casi 7.000 años.

Actualmente, los investigadores están profundizando más en los datos para ver qué pueden confirmar.

La misión de exploración infrarroja de campo amplio de objetos cercanos a la Tierra (NEOWISE) de la NASA descubrió por primera vez el cometa homónimo en marzo de 2020. A medida que el cometa se acercaba al Sol, un calor abrasador derretía sus hielos, liberando polvo y gas que dejaban las colas distintivas. . Durante todo el verano, los observadores del cielo en tierra en el hemisferio norte pudieron ver al viajero que se movía por el cielo.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC

Imagen de banner: esta animación muestra la rotación del cometa C / 2020 F3 (NEOWISE) poco después de su paso por el Sol. Las dos imágenes fueron tomadas con tres horas de diferencia el 8 de agosto de 2020 por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Dos chorros que emergen del núcleo del cometa están siendo desplegados por la rotación del cometa. 

Créditos: NASA, ESA, STScI y Q. Zhang (Caltech)

Fuentes: Nasa 

El Hubble Proporciona una Nueva Visión de Dos Nebulosas Planetarias

Image Credit: NASA, ESA and J. Kastner (RIT)

Como motores de fusión nuclear, la mayoría de las estrellas viven plácidamente desde cientos de millones hasta miles de millones de años. Pero cerca del final de sus vidas pueden convertirse en torbellinos locos, enviando lejos sus corazas y chorros de gas caliente. Los astrónomos han empleado la gama completa de capacidades de observación del Hubble para diseccionar esos fuegos artificiales locos que ocurren en dos nebulosas planetarias jóvenes cercanas. Por un lado está NGC 6303, más conocida como la Nebulosa de la Mariposa debido a su apariencia de ala. Por otro lado tenemos a NGC 7027 que se asemeja a un insecto con una concha metálica de colores brillantes.

Los investigadores han encontrado niveles de complejidad sin precedentes y cambios rápidos en los chorros y las burbujas de gas que salen de las estrellas en los centros de ambas nebulosas. El Hubble está permitiendo que los investigadores converjan en una comprensión de los mecanismos subyacentes al caos.

"Cuando miré en el archivo del Hubble y me di cuenta de que nadie había observado estas nebulosas con la Cámara de Campo Amplio 3 del Hubble en todo su rango de longitud de onda, me quedé impresionado", dijo Joel Kastner, del Instituto de Tecnología de Rochester, Rochester, Nueva York, líder del nuevo estudio "Estas nuevas observaciones del Hubble de longitud de onda múltiple proporcionan la vista más completa hasta la fecha de estas dos nebulosas espectaculares. Mientras descargaba las imágenes resultantes, me sentí como un niño en una tienda de golosinas".

Al examinar este par de nebulosas con las capacidades pancromáticas completas del Hubble, haciendo observaciones en luz casi ultravioleta a infrarroja cercana, el equipo ha tenido varios momentos "ajá". En particular, las nuevas imágenes del Hubble revelan con vívido detalle cómo ambas nebulosas se están separando en escalas de tiempo extremadamente cortas, lo que permite a los astrónomos ver los cambios en las últimas dos décadas. Algunos de estos cambios rápidos pueden ser evidencia indirecta de una estrella que se fusiona con su estrella compañera.

"La nebulosa NGC 7027 muestra emisiones a un número increíblemente grande de diferentes longitudes de onda, cada una de las cuales resalta no solo un elemento químico específico en la nebulosa, sino también los cambios significativos y continuos en su estructura", dijo Kastner. El equipo de investigación también observó a la Nebulosa de la Mariposa, que es una contraparte de la nebulosa del "insecto brillante": Ambas se encuentran entre las nebulosas planetarias más polvorientas conocidas y ambas también contienen masas de gas inusualmente grandes porque están recién formadas. Esto las convierte en un par muy interesante para estudiar en paralelo, dicen los investigadores.

Las amplias vistas de longitud de onda múltiple del Hubble de cada nebulosa están ayudando a los investigadores a rastrear las historias de ondas de choque de las nebulosas. Tales choques normalmente se generan cuando los vientos estelares frescos y rápidos chocan y barren más lentamente expandiendo el gas y el polvo expulsado por la estrella en su pasado reciente, generando cavidades en forma de burbujas con paredes bien definidas.

Los investigadores sospechan que en el corazón de ambas nebulosas hay, o había, dos estrellas dando vueltas alrededor, como un par de patinadores artísticos. La evidencia de un "dúo dinámico" tan central proviene de las formas extrañas de estas nebulosas. Cada una tiene una cintura pellizcada y polvorienta y lóbulos polares o salidas, así como otros patrones simétricos más complejos.

Una teoría para la generación de tales estructuras en las nebulosas planetarias es que la estrella que pierde masa es una de las dos estrellas en un sistema binario. Las dos estrellas se orbitan entre sí lo suficientemente cerca como para que eventualmente interactúen, produciendo un disco de gas alrededor de una o ambas estrellas. El disco es la fuente de material de salida dirigido en direcciones opuestas desde la estrella central.

Del mismo modo, la estrella más pequeña de la pareja puede fusionarse con su compañera estelar hinchada y de evolución más rápida. Esto también puede crear chorros de material de salida que pueden tambalearse con el tiempo. Esto crea un patrón simétrico, tal vez como el que le da a NGC 6302 su apodo de "mariposa". Tales salidas se ven comúnmente en las nebulosas planetarias.

"Las presuntas estrellas compañeras en NGC 6302 y NGC 7027 no han sido detectadas directamente porque están al lado de, o quizás ya han sido tragadas por, estrellas gigantes rojas más grandes, un tipo de estrella que es cientos o miles de veces más brillante que el Sol", dijo Bruce Balick, miembro del equipo de la Universidad de Washington en Seattle. "La hipótesis de la fusión de estrellas parece la mejor y más simple explicación de las características observadas en las nebulosas planetarias más activas y simétricas. Es un concepto unificador poderoso, hasta ahora sin rival".

La Nebulosa de la Mariposa

Imagine un aspersor de césped girando salvajemente, arrojando dos corrientes en forma de S. Al principio parece caótico, pero si se observa por un tiempo, se pueden rastrear sus patrones. La misma forma de S está presente en la Nebulosa de la Mariposa, excepto que en este caso no es agua en el aire, sino gas que una estrella expulsa a gran velocidad. Y la "S" solo aparece cuando es capturada por el filtro de la cámara del Hubble que registra la emisión infrarroja cercana de átomos de hierro ionizados individualmente.
"La forma de S en la emisión de hierro de la Nebulosa de la Mariposa es una verdadera revelación", dijo Kastner. La forma de S rastrea directamente las expulsiones más recientes de la región central, ya que las colisiones dentro de la nebulosa son particularmente violentas en estas regiones específicas de NGC 6302. "Esta emisión de hierro es un marcador sensible de colisiones energéticas entre vientos más lentos y vientos rápidos de las estrellas", explicó Balick. "Se observa comúnmente en restos de supernovas y núcleos galácticos activos, y chorros de salida de estrellas recién nacidas, pero rara vez se ve en las nebulosas planetarias".

"El hecho de que la emisión de hierro solo se muestre a lo largo de estas direcciones opuestas y descentradas implica que la fuente de los flujos rápidos se tambalea con el tiempo, como una peonza que está a punto de caer", agregó Kastner. "Esa es otra señal reveladora de la presencia de un disco, que dirige el flujo, y también un compañero binario".

Image Credit: NASA, ESA and J. Kastner (RIT)
La Nebulosa "Insecto Brillante"
La nebulosa planetaria NGC 7027 había estado hinchando lentamente su masa en patrones silenciosos, esféricamente simétricos o tal vez espirales durante siglos, hasta hace relativamente poco. "En algunos aspectos, los cambios dentro de esta nebulosa son aún más dramáticos que los de la Mariposa", dijo Kastner. "Recientemente, algo se volvió loco en el centro, produciendo un nuevo patrón de hoja de trébol, con balas de material disparadas en direcciones específicas".

Las nuevas imágenes del equipo de investigación de NGC 7027 muestran emisiones de hierro ionizado que se asemeja mucho a las observaciones realizadas por el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA en 2000 y 2014 como parte de una investigación anterior de Kastner. La emisión de hierro rastrea los flujos orientados de sureste a noroeste que también producen los choques emisores de rayos X fotografiados por el Chandra. "Tenemos la sospecha de que esta nebulosa es un gran ejemplo de lo que sucede cuando una estrella gigante roja se traga abruptamente a un compañero", dijo Rodolfo Montez Jr. miembro del equipo.

Image Credit: NASA, ESA and J. Kastner (RIT)

Fuentes: NASA en Español

Hubble's 'First Light' - El 20 de Mayo de 1990

Hubble's 'First Light'
El 20 de Mayo de 1990 – el telescopio espacial Hubble manda la primera fotografía desde el espacio.

El pasado 24 de abril celebramos el 30º aniversario de la puesta en órbita del telescopio espacial más famoso: el Hubble. 26 días después de su lanzamiento -el 20 de mayo de 1990- se produjo un hecho sin precedentes en la historia de la Astronomía: el Hubble envía su primera imagen.

Pero este telescopio no era el más grande construido, tiene un diámetro de espejo de 2.4 metros y en tierra los había mucho más grandes. Pero la baza con la que juega el Hubble es que se quitó de un plumazo todas las turbulencias atmosféricas.

Comparando imágenes

Primera luz del Hubble y su comparación con una imagen del mismo campo obtenido desde el Observatorio "Las Campanas". Créditos: Carnegie Institute of Washington / Hubble Space Telescope.

En la imagen que encabeza este post se puede ver una comparativa en cuanto a nitidez de un telescopio de características similares al Hubble como es el telescopio Irénée du Pont (2.5 metros) del Observatorio de Las Campanas (Chile).
Con el paso del tiempo las técnicas de captación de imágenes astronómicas fueron mejorando, y por supuesto, el Hubble también se aprovechó de estas mejoras. De hecho, sus primeras imágenes en comparación con las últimas que se están obteniendo no tienen nada que ver. La calidad de captación de imágenes por parte del Hubble ha mejorado sustancialmente.

Primeras luces

Como curiosidad, la primera imagen obtenida por un telescopio se le conoce en Astronomía como primera luz y no suelen ser imágenes científicas, sino meramente anecdóticas. Es una manera de decir: ya estoy en funcionamiento!. Esperemos que el próximo gran telescopio que se lanzará al espacio, el James Webb Space Telescope, pronto nos diga eso de "ya estoy en funcionamiento" a través de una imagen.

www.astrocienciasecu.blogspot.com

Un Exoplaneta Desaparece en las Últimas Observaciones del Hubble

Concepto artístico de la colisión de dos cuerpos helados y polvorientos de 200 kilómetros de ancho que orbitan alrededor de la brillante estrella Fomalhaut, ubicada a 25 años luz de distancia. Créditos: ESA, NASA y M. Kornmesser

Ahora lo ves, ahora no lo ves.

Lo que los astrónomos pensaron que era un planeta más allá de nuestro sistema solar ahora aparentemente ha desaparecido de la vista. Aunque esto sucede en la ciencia ficción, como la explosión del planeta Krypton de Superman, los astrónomos están buscando una explicación plausible.

Una interpretación es que, en lugar de ser un objeto planetario de tamaño completo, que fue fotografiado por primera vez en 2004, podría ser una gran nube de polvo en expansión producida por una colisión entre dos grandes cuerpos que orbitan alrededor de la brillante estrella cercana Fomalhaut. Las posibles observaciones de seguimiento podrían confirmar esta conclusión extraordinaria.

"Estas colisiones son extremadamente raras, por lo que es un gran problema que realmente podamos ver una", dijo András Gáspár, de la Universidad de Arizona, Tucson. "Creemos que estábamos en el lugar correcto en el momento adecuado para haber presenciado un evento tan poco probable con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA".

"El sistema Fomalhaut es el laboratorio de pruebas definitivo para todas nuestras ideas sobre cómo evolucionan los exoplanetas y los sistemas estelares", agregó George Rieke, del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona. "Tenemos evidencia de tales colisiones en otros sistemas, pero nada de esta magnitud se ha observado en nuestro sistema solar. Este es un modelo de cómo los planetas se destruyen entre sí".

El objeto, llamado Fomalhaut b, se anunció por primera vez en 2008, en base a datos tomados en 2004 y 2006. Fue claramente visible durante varios años de observaciones del Hubble, que revelaron que era un punto en movimiento. Hasta entonces, la evidencia de los exoplanetas se había inferido principalmente a través de métodos de detección indirecta, como sutiles oscilaciones estelares de ida y vuelta y sombras de los planetas que pasaban frente a sus estrellas.

Este diagrama simula lo que los astrónomos, al estudiar las observaciones del telescopio espacial Hubble, tomadas durante varios años, consideran la evidencia de la primera detección de las secuelas de una colisión planetaria titánica en otro sistema estelar. La imagen del Hubble teñida de color a la izquierda es de un vasto anillo de escombros helados que rodea la estrella Fomalhaut, ubicada a 25 años luz de distancia. La estrella es tan brillante que se usa un disco de ocultación negro para bloquear su resplandor y poder fotografiar el anillo de polvo. En 2008, los astrónomos vieron lo que pensaban que era la primera imagen directa de un planeta en órbita lejos de la estrella. Sin embargo, en 2014, el planeta candidato se desvaneció por debajo de la detección del Hubble. La mejor interpretación es que el objeto nunca fue un planeta completamente formado, sino una nube de polvo en expansión debido una colisión entre dos cuerpos menores, cada uno de unos 125 kilómetros de ancho. El diagrama de la derecha se basa en una simulación de la nube en expansión y desvanecimiento. La nube, hecha de partículas de polvo muy finas, se estima actualmente en más de 200 millones de millas de ancho. Se estima que una colisión violenta como este sucederá alrededor de Fomalhaut una vez cada 200.000 años. Por lo tanto, el Hubble estaba buscando el lugar correcto en el momento adecuado para capturar este evento transitorio. Créditos: NASA, ESA, A. Gáspár y G. Rieke (Universidad de Arizona)

Sin embargo, a diferencia de otros exoplanetas con imágenes directas, los acertijos surgieron con Fomalhaut b desde el principio. El objeto era inusualmente brillante en luz visible, pero no tenía ninguna firma de calor infrarrojo detectable. Los astrónomos conjeturaron que el brillo adicional provenía de una gran caparazón o anillo de polvo que rodeaba el planeta que posiblemente podría haber estado relacionado con una colisión. La órbita de Fomalhaut b también parecía inusual, posiblemente muy excéntrica.

"Nuestro estudio, que analizó todos los datos de archivo disponibles del Hubble sobre Fomalhaut, reveló varias características que juntas pintan una imagen de que el objeto del tamaño de un planeta podría nunca haber existido en primer lugar", dijo Gáspár.
El equipo enfatiza que el último clavo en el ataúd se produjo cuando su análisis de datos de las imágenes del Hubble tomadas en 2014 mostró que el objeto había desaparecido, para su incredulidad. Agregando al misterio, las imágenes anteriores mostraron que el objeto se desvanece continuamente con el tiempo, dicen. "Claramente, Fomalhaut b estaba haciendo cosas que un planeta de buena fe no debería estar haciendo", dijo Gáspár.

La interpretación es que Fomalhaut b se está expandiendo lentamente desde el violento choque que lanzó una nube de polvo al espacio. Teniendo en cuenta todos los datos disponibles, Gáspár y Rieke piensan que la colisión ocurrió no mucho antes de las primeras observaciones tomadas en 2004. En este momento, la nube de escombros, que consiste en partículas de polvo de alrededor de 1 micrón (1/50 del diámetro de un cabello humano), está por debajo del límite de detección del Hubble. Se estima que la nube de polvo se ha expandido a un tamaño mayor que la órbita de la Tierra alrededor de nuestro Sol.

Igualmente confuso es que el equipo cree que el objeto está más probable en un camino de escape, en lugar de en una órbita elíptica, como se pensaba para los planetas. Esto se basa en que los investigadores agregaron observaciones posteriores a los gráficos de trayectoria de datos anteriores. "Una nube de polvo masiva creada recientemente, que experimenta fuerzas considerables de radiación de la estrella central Fomalhaut, se colocaría en esa trayectoria", dijo Gáspár. "Nuestro modelo es naturalmente capaz de explicar todos los parámetros independientes observables del sistema: su tasa de expansión, su desvanecimiento y su trayectoria".

Debido a que Fomalhaut b está actualmente dentro de un vasto anillo de escombros helados que rodea la estrella, los cuerpos en colisión probablemente serían una mezcla de hielo y polvo, como los cometas que existen en el cinturón de Kuiper en la periferia de nuestro sistema solar. Gáspár y Rieke estiman que cada uno de estos cuerpos parecidos a los cometas mide aproximadamente 200 kilómetros de ancho (aproximadamente la mitad del tamaño del asteroide Vesta).

Según los autores, su modelo explica todas las características observadas de Fomalhaut b. El sofisticado modelado dinámico del polvo realizado en un grupo de ordenadores en la Universidad de Arizona muestra que dicho modelo es capaz de ajustarse cuantitativamente a todas las observaciones. Según los cálculos del autor, el sistema Fomalhaut, ubicado a unos 25 años luz de la Tierra, puede experimentar uno de estos eventos solo cada 200.000 años.



Gáspár y Rieke, junto con otros miembros de un equipo extendido, también observarán el sistema Fomalhaut con el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA en su primer año de operaciones científicas. El equipo captará imágenes directamente de las regiones cálidas internas del sistema, resolviendo espacialmente por primera vez el escurridizo componente del cinturón de asteroides de un sistema planetario extrasolar. El equipo también buscará planetas de buena fe en órbita alrededor de Fomalhaut que puedan estar esculpiendo gravitacionalmente el disco externo. También analizarán la composición química del disco.

Fuentes: NASA en Español

El Hubble Celebra 30 Años de Maravillosos Descubrimientos

Image Credit:NASA/ESA

El 24 de Abril de 2020, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA celebra 30 años de descubrimientos científicos, que han revolucionado casi todas las áreas de la actual investigación astronómica desde la ciencia planetaria hasta la cosmología, proporcionando innumerables imágenes de una belleza única en el universo.

El Telescopio Espacial Hubble fue lanzado el 24 de Abril de 1990 a bordo del Transbordador Espacial Discovery durante la misión STS-131. Desde su posición a 600 kilómetros por en cima de la Tierra el Hubble puede detectar la luz con una agudeza visual cinco veces mayor que los mejores telescopios terrestres, adentrándose en el espacio hasta llegar a algunos de los profundos misterios que permanecen ocultos en las brumas del tiempo.

Desde planetas a nebulosas planetarias, pasando por estrellas en formación y explosiones supernova, algunas de las maravillas de nuestro universo han sido captadas por el Hubble y plasmadas en este magnífico póster.

En el centro está el cúmulo estelar Westerlund 2. De izquierda a derecha, tenemos en la primera fila:
- Galaxias interactuando
-Abell 2218
-El Cometa ISON
-Júpiter
-Filamento verde en la galaxia Taza de Té
-Formación de estrellas en 30 Doradus
-Interacción de galaxias en Arp 273

En la segunda fila:
-Saturno
-La Nebulosa del Anillo
-"Montaña Mística" en la Nebulosa Carina
-La Nebulosa del Cangrejo

En la tercera fila:
-La Nebulosa Cabeza de Caballo
-La Nebulosa Carina
-La Nebulosa Planetaria NGC 6302
-Formación estelar en M17

En la cuarta fila:
-Cúmulo globular NGC 121
-Los Pilares de la Creación
-La Galaxia del Anillo AM 0644-741

En la quinta fila:
-Galaxias colisionando en ARP272
-Cúmulo estelar NGC 602
-El Campo Ultra Profundo del Hubble
-Marte
-La estrella variable RS Puppis
-La Nebulosa de Orión

Fuentes: NASA en Español

Una Nueva Misión Estudiará el Universo y Buscará Nuevos Planetas

Este gráfico muestra una simulación de una observación de WFIRST de M31, también conocida como la galaxia Andrómeda. El Hubble usó más de 650 horas para obtener imágenes de las áreas delineadas en azul. Usando WFIRST, cubrir toda la galaxia tomaría solo tres horas. Credits: DSS, R. Gendle, NASA, GSFC, ASU, STScI, B. F. Williams

El proyecto del Telescopio WFIRST de la NASA ha superado un hito crítico programático y técnico, dando a la misión luz verde oficial para comenzar el desarrollo y las pruebas de hardware.

El telescopio espacial WFIRST tendrá un área de visualización 100 veces más grande que la del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, lo que le permitirá detectar señales infrarrojas débiles de todo el cosmos mientras genera enormes panoramas del universo, revelando secretos de energía oscura, descubriendo planetas fuera de nuestro sistema solar (exoplanetas) y abordando una gran cantidad de otros temas de astrofísica y ciencia planetaria.

El diseño de WFIRST ya está en una etapa avanzada, utilizando componentes con tecnologías maduras. Estos incluyen hardware heredado --principalmente los recursos del telescopio de calidad del Hubble transferidos a la NASA desde otra agencia federal-- y las lecciones aprendidas del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el observatorio infrarrojo insignia de la agencia, cuyo lanzamiento está previsto para el próximo año.

Con la aprobación de este último hito clave, el equipo comenzará a finalizar el diseño de la misión WFIRST mediante la construcción de unidades y modelos de prueba de ingeniería para garantizar que el diseño se mantendrá en condiciones extremas durante el lanzamiento y mientras esté en el espacio.

WFIRST tiene un costo de desarrollo esperado de 3.200 millones de dólares. Incluyendo el costo de cinco años de operaciones y ciencia, y un instrumento de demostración de tecnología capaz de tomar imágenes de planetas alrededor de otras estrellas, el costo máximo de WFIRST es de 3.934 millones de dólares.

La Ley de Asignaciones Consolidadas de los presupuestos de la NASA para 2020 financia el programa WFIRST hasta Septiembre de 2020. La solicitud de presupuesto del año fiscal 2021 propone finalizar la financiación de la misión WFIRST y centrarse en la finalización del Telescopio Espacial James Webb, programado para su lanzamiento en Marzo de 2021. La Administración no está lista proceder con otro telescopio multimillonario hasta que Webb se haya lanzado e implementado con éxito.

Fuentes: Nasa en Español

El Hubble Detecta los Grupos de Materia Oscura más Pequeños Jamás Conocidos

Utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA y una nueva técnica de observación, los astrónomos han descubierto que la materia oscura forma grupos mucho más pequeños que los conocidos previamente. Este resultado confirma una de las predicciones fundamentales de la teoría ampliamente aceptada de "materia oscura fría".

Todas las galaxias, según esta teoría, se forman y están incrustadas dentro de las nubes de materia oscura. La materia oscura en sí misma consiste en partículas de movimiento lento o "frías" que se unen para formar estructuras que van desde cientos de miles de veces la masa de la galaxia de la Vía Láctea hasta grupos no más masivos que el peso de un avión comercial. (En este contexto, "frío" se refiere a la velocidad de las partículas).

Imágenes de los cuásares que sufren el efecto de lente gravitatoria debido a la fuerza de gravedad de galaxias que se encuentran por delante de ellos a lo largo de la línea visual. Créditos: NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) y T. Treu (UCLA)

La observación del Hubble arroja nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la materia oscura y cómo se comporta. "Hicimos una prueba de observación muy convincente para el modelo de materia oscura fría y la aprobó con gran éxito", dijo Tommaso Treu, de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), miembro del equipo de observación.

La materia oscura es una forma invisible de materia que constituye la mayor parte de la masa del universo y crea el andamiaje sobre el cual se construyen las galaxias. Aunque los astrónomos no pueden ver la materia oscura, pueden detectar su presencia indirectamente midiendo cómo su gravedad afecta a las estrellas y galaxias. Detectar las formaciones de materia oscura más pequeñas buscando estrellas incrustadas puede ser difícil o imposible, ya que contienen muy pocas estrellas.

Si bien se han detectado concentraciones de materia oscura alrededor de galaxias grandes y medianas, hasta ahora no se han encontrado grupos mucho más pequeños de materia oscura. Ante la falta de evidencia observacional para tales grupos a pequeña escala, algunos investigadores han desarrollado teorías alternativas, incluida la "materia oscura cálida". Esta idea sugiere que las partículas de materia oscura se mueven rápidamente, comprimiéndose demasiado rápido para fusionarse y formar concentraciones más pequeñas. Las nuevas observaciones no respaldan este escenario, ya que encuentran que la materia oscura es "más fría" de lo que debería ser en la teoría alternativa de la materia oscura cálida.

"La materia oscura es más fría de lo que sabíamos a escalas más pequeñas", dijo Anna Nierenberg del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, líder de la observación del Hubble. "Los astrónomos han llevado a cabo otras pruebas de observación de las teorías de la materia oscura anteriormente, pero la nuestra proporciona la evidencia más sólida hasta ahora de la presencia de pequeños grupos de materia oscura fría. Al combinar las últimas predicciones teóricas, herramientas estadísticas y nuevas observaciones del Hubble, ahora tenemos un resultado mucho más robusto de lo que era posible anteriormente ".

La caza de concentraciones de materia oscura sin estrellas ha resultado ser un desafío. Sin embargo, el equipo de investigación del Hubble utilizó una técnica en la que no necesitaban buscar la influencia gravitacional de las estrellas como trazadores de materia oscura. El equipo apuntó a ocho "farolas" cósmicas poderosas y distantes, llamadas cuásares (regiones alrededor de agujeros negros activos que emiten enormes cantidades de luz). Los astrónomos midieron cómo la luz emitida por el oxígeno y el gas de neón que orbitan cada uno de los agujeros negros de los cuásares se deforma por la gravedad de una galaxia masiva en primer plano, que actúa como una lente de aumento.

Este gráfico ilustra cómo la luz de un cuásar lejano es alterada por una galaxia en primer plano masiva y por pequeños grupos de materia oscura a lo largo del camino de luz.‎ Créditos: NASA, ESA y D. Player (STScI)

Usando este método, el equipo descubrió grupos de materia oscura a lo largo de la línea de visión del telescopio hacia los cuásares, así como dentro y alrededor de las galaxias de lentes interpuestas. Las concentraciones de materia oscura detectadas por el Hubble son de 1/10.000 a 1/100.000 veces la masa del halo de materia oscura de la Vía Láctea. Es probable que muchas de estas pequeñas agrupaciones no contengan incluso galaxias pequeñas y, por lo tanto, hubieran sido imposibles de detectar mediante el método tradicional de búsqueda de estrellas incrustadas.

Los ocho cuásares y galaxias se alinearon con tanta precisión que el efecto de deformación, llamado lente gravitacional, produjo cuatro imágenes distorsionadas de cada cuásar. Tales imágenes cuádruples de los cuásares son raras debido a la alineación casi exacta necesaria entre la galaxia de primer plano y el cuásar de fondo. Sin embargo, los investigadores necesitaban las múltiples imágenes para realizar un análisis más detallado.

La presencia de los grupos de materia oscura altera el brillo aparente y la posición de cada imagen de cuásar distorsionada. Los astrónomos compararon estas mediciones con predicciones de cómo se verían las imágenes del cuásar sin la influencia de la materia oscura. Los investigadores utilizaron las mediciones para calcular las masas de las pequeñas concentraciones de materia oscura. Para analizar los datos, los investigadores también desarrollaron elaborados programas informáticos y técnicas intensivas de reconstrucción.

"Imagine que cada una de estas ocho galaxias es una lupa gigante", explicó el miembro del equipo Daniel Gilman de UCLA. "Pequeños grupos de materia oscura actúan como pequeñas grietas en la lupa, alterando el brillo y la posición de las cuatro imágenes del cuásar en comparación con lo que cabría esperar si el vidrio fuera liso".

Los investigadores utilizaron la cámara de Campo Ancho 3 del Hubble para capturar la luz infrarroja cercana de cada cuásar y dispersarla en los colores de sus componentes para su estudio con espectroscopía. Las emisiones únicas de los cuásares de fondo se ven mejor en luz infrarroja. "Las observaciones del Hubble desde el espacio nos permiten realizar estas mediciones en sistemas de galaxias que no serían accesibles con la resolución más baja de los telescopios terrestres, y la atmósfera de la Tierra es opaca a la luz infrarroja que necesitábamos observar", explicó el miembro del equipo Simon Birrer de UCLA

Treu agregó: "Es increíble que después de casi 30 años operativo, el Hubble esté permitiendo vistas de vanguardia de la física fundamental y la naturaleza del universo que ni siquiera soñamos cuando se lanzó el telescopio".

Las lentes gravitacionales se descubrieron al examinar las observaciones terrestres como Sloan Digital Sky Survey y Dark Energy Survey, que proporcionan los mapas tridimensionales más detallados del universo que se hayan hecho hasta ahora. Los cuásares se encuentran a unos 10 mil millones de años luz de la Tierra; las galaxias en primer plano, alrededor de 2 mil millones de años luz.

El número de pequeñas estructuras detectadas en el estudio ofrece más pistas sobre la naturaleza de la materia oscura. "Las propiedades de las partículas de la materia oscura afectan cuántos grupos se forman", explicó Nierenberg. "Eso significa que puedes aprender sobre la física de partículas de la materia oscura contando la cantidad de pequeños grupos".

Sin embargo, el tipo de partícula que forma la materia oscura sigue siendo un misterio. "En la actualidad, no hay evidencia directa en el laboratorio de que existan partículas de materia oscura", dijo Birrer. "Los físicos de partículas ni siquiera hablarían sobre la materia oscura si los cosmólogos no dijeran que está allí, en base a las observaciones de sus efectos. Cuando los cosmólogos hablamos sobre la materia oscura, nos preguntamos cómo gobierna la apariencia del universo, ¿y en qué escalas?"

Los astrónomos podrán realizar estudios de seguimiento de la materia oscura utilizando futuros telescopios espaciales de la NASA como el Telescopio Espacial James Webb y el WFIRST, ambos observatorios infrarrojos. Webb será capaz de obtener estas mediciones de manera eficiente para todos los quásares con lentes cuádruples conocidos. La nitidez y el amplio campo de visión de WFIRST ayudarán a los astrónomos a hacer observaciones de toda la región del espacio afectada por el inmenso campo gravitacional de galaxias masivas y cúmulos de galaxias. Esto ayudará a los investigadores a descubrir muchos más de estos sistemas raros.

Fuentes: NASA en Español

El Hubble Capta una Galaxia Replicada Doce Veces

Crédito de la imagen: NASA/ESA/Hubble
Esta foto del Telescopio Espacial Hubble de la NASA revela un caleidoscopio cósmico de una galaxia remota, que se ha dividido en múltiples imágenes mediante un efecto llamado lente gravitacional.

La lente gravitacional significa que el cúmulo de galaxias en primer plano es tan masivo que su gravedad distorsiona el tejido del espacio-tiempo, doblando y magnificando la luz de la galaxia más distante detrás de él. Este efecto de "espejo distorsionador" no solo estira la imagen de fondo de la galaxia, sino que también crea múltiples imágenes de la misma galaxia.

El fenómeno de la lente produce al menos 12 imágenes de la galaxia de fondo, distribuidas en cuatro arcos principales. Tres de estos arcos son visibles en la parte superior derecha de la imagen, mientras que un arco contrario es visible en la esquina inferior izquierda, parcialmente oscurecido por una estrella brillante en primer plano dentro de la Vía Láctea.

La galaxia, apodada el Arco del Resplandor Solar (oficialmente llamada PSZ1 G311.65-18.48), está a casi 11 mil millones de años luz de la Tierra y ha sido capturada en múltiples imágenes por un grupo masivo de galaxias en primer plano a 4.600 millones de años luz de distancia.

EL Hubble usa estas lupas cósmicas para estudiar objetos que de otra manera serían demasiado débiles y demasiado pequeños incluso para sus instrumentos extraordinariamente sensibles. El Arco de Resplandor no es una excepción, a pesar de ser una de las galaxias con lentes gravitacionales más brillantes conocidas.

La lente crea imágenes del Arco de Resplandor que son entre 10 y 30 veces más brillantes de lo que normalmente se vería la galaxia de fondo. El aumento le permite al Hubble ver estructuras que serían demasiado pequeñas para verlas sin el turbocompresor del efecto de lente. Las estructuras se asemejan a las regiones donde se forman estrellas en las galaxias cercanas en el universo local, lo que permite a los astrónomos realizar un estudio detallado de la galaxia remota y su entorno.

Las observaciones del Hubble muestran que el Arco de Resplandor es similar a las galaxias que existieron en una época mucho más temprana en la historia del universo, quizás solo 150 millones de años después del Big Bang.

Fuentes: NASA en Español

El Hubble Observa un Excedente de "Gas Entrante" en la Vía Láctea

Las nuevas generaciones de estrellas de nuestra galaxia la Vía Láctea se reciclan a partir del gas y el polvo de otras estrellas moribundas. Sin embargo, 10 años de datos ultravioletas ‎‎del Hubble‎‎‎‎ están mostrando que hay más gas entrando en la galaxia que saliendo.‎ Crédito de la imagen: NASA, ESA y D. Player (STScI)

Nuestra Vía Láctea es una galaxia frugal. Supernovas y vientos estelares expulsan el gas del disco de la Vía Láctea, pero ese gas vuelve a la galaxia para formar nuevas generaciones de estrellas. En un ambicioso esfuerzo para llevar a cabo una contabilidad completa de este proceso de reciclaje, los astrónomos se sorprendieron al encontrar un excedente de gas entrante.

"Esperábamos encontrar los libros de cuentas de la Vía Láctea equilibrados, con igual entrada y salida de gas, pero 10 años de datos ultravioletas del Hubble han demostrado que hay más entradas que salidas", dijo el astrónomo Andrew Fox, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland, autor principal del estudio que se publicará en The Astrophysical Journal.

Fox dijo que, por ahora, la fuente del exceso de gas entrante sigue siendo un misterio.

Una posible explicación es que podría venir nuevo gas del medio intergaláctico. Pero Fox sospecha que la Vía Láctea también está allanando las "cuentas bancarias" de gas de sus pequeñas galaxias satélite, utilizando su atracción gravitacional considerablemente mayor para desviar sus recursos. Además, esta encuesta, aunque en toda la galaxia, solo examinó el gas frío, y el gas más caliente también podría desempeñar un papel.

El nuevo estudio informa las mejores mediciones hasta ahora de la rapidez con que fluye el gas dentro y fuera de la Vía Láctea. Antes de este estudio, los astrónomos sabían que las reservas de gas galáctico se reponen por el flujo de entrada y se agotan por el flujo de salida, pero no sabían las cantidades relativas de gas que entraban en comparación con la salida. El equilibrio entre estos dos procesos es importante porque regula la formación de nuevas generaciones de estrellas y planetas.

Los astrónomos realizaron esta encuesta recolectando observaciones de archivo del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble, que los astronautas instalaron en el telescopio en 2009 durante su última misión de servicio. Los investigadores revisaron los archivos del Hubble, analizando 200 observaciones ultravioletas pasadas del halo difuso que rodea el disco de nuestra galaxia. El valor de la década de datos ultravioleta detallados proporcionó una visión sin precedentes del flujo de gas a través de la galaxia y permitió el primer inventario de toda la galaxia. Las nubes de gas del halo galáctico solo son detectables en la luz ultravioleta, y Hubble está especializado en recopilar datos detallados sobre el universo ultravioleta.

"Las observaciones originales del COS del Hubble se tomaron para estudiar el universo mucho más allá de nuestra galaxia, pero volvimos a ellas y analizamos el gas de la Vía Láctea en primer plano. Es un crédito para el archivo del Hubble que podamos usar las mismas observaciones para estudiar ambos el universo cercano y el más distante. La resolución del Hubble nos permite estudiar simultáneamente objetos celestes locales y remotos", señaló Rongmon Bordoloi de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte, coautor del artículo.

Debido a que las nubes de gas de la galaxia son invisibles, el equipo de Fox usó la luz de los quásares de fondo para detectar estas nubes y su movimiento. Los cuásares, los núcleos de galaxias activas alimentadas por agujeros negros bien alimentados, brillan como faros brillantes a lo largo de miles de millones de años luz. Cuando la luz del cuásar llega a la Vía Láctea, pasa a través de las nubes invisibles.

El gas en las nubes absorbe ciertas frecuencias de luz, dejando huellas digitales reveladoras en la luz del quásar. Fox destacó la huella digital del silicio y la usó para rastrear el gas alrededor de la Vía Láctea. Las nubes de gas de entrada y salida se distinguieron por el desplazamiento Doppler de la luz que las atraviesa: las nubes que se aproximan son más azules y las que retroceden son más rojas.

Actualmente, la Vía Láctea es la única galaxia para la cual tenemos suficientes datos para proporcionar una contabilidad tan completa de la entrada y salida de gas.

"Estudiar nuestra propia galaxia en detalle proporciona la base para comprender las galaxias en todo el universo, y nos hemos dado cuenta de que nuestra galaxia es más complicada de lo que imaginamos", dijo Philipp Richter, de la Universidad de Potsdam en Alemania, otro coautor del estudio.

Los estudios futuros explorarán la fuente del excedente de gas entrante, así como si otras galaxias grandes se comportan de manera similar. Fox señaló que ahora hay suficientes observaciones COS para realizar una auditoría de la galaxia Andrómeda (M31), la galaxia grande más cercana a la Vía Láctea.

Fuentes: NASA en Español