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Rocoso, metálico y tan alargado como un puro, el extraño Oumuamua será rastreado en busca de ondas de radio por si fuera un artefacto alienígena



La primera visita conocida de un objeto interestelar supuso, hace apenas algunas semanas, un auténtico acontecimiento para los astrónomos de todo el mundo. El pasado 19 de octubre, en efecto, el telescopio Pan-STARRS1, en Hawái, localizaba un débil punto luminoso que se desplazaba a gran velocidad por el espacio, alejándose del Sol. Por su extraña órbita, pronto quedó claro que el cuerpo, probablemente un asteroide, procedía de más allá del Sistema Solar, y que había llegado hasta nosotros después de un largo viaje a través del espacio, quizá de millones de años de duración. Nunca antes los astrónomos de la Tierra habían visto algo semejante. Y ahora, un equipo de investigadores se pregunta si en realidad se trataba solo de una roca, un objeto natural, o si por el contrario existe alguna posibilidad de que hayamos asistido al paso de una nave construida por una lejana civilización extraterrestre.

En noviembre, los científicos pudieron describir con bastante detalle el objeto, bautizado con las siglas 1I/2017 U1 y conocido popularmente como Oumuamua («mensajero de lejos que llega primero», en hawaiano). Rocoso y metálico, mide 400 metros de largo, unas cuatro veces la altura de la Estatua de la Libertad, y tiene una curiosa forma alargada que recuerda a la de un puro. Las observaciones también revelaron que originalmente provenía de la dirección de Vega, la estrella más brillante en la constelación de Lyra. Su pase más cercano a nuestro Sol tuvo lugar en septiembre de 2017, y actualmente se aleja de nosotros, de regreso al espacio interestelar.

Sin embargo, desde el principio los científicos se dieron cuenta de que Oumuamua era un cuerpo peculiar. Tanto, que ya hay quien pretende llegar hasta él, interceptarlo y explorarlo más a fondo. Una hipotética misión, llamada Proyecto Lyra, fue presentada recientementew en ArXiv por la Iniciativa para Estudios Interestelares (i4iS), una organización formada por científicos e ingenieros que pretende impulsar los viajes espaciales a otros sistemas solares en el futuro cercano. 

En busca de ondas de radio en Oumuamua

Pero hay quien ha ido, incluso, más allá. Como el millonario Yuri Milner, impulsor del ambicioso proyecto Starshot, parte del programa de investigación Breakthrough Listen, que con el respaldo del mismísimo Stephen Hawking pretende, entre otras cosas, construir un enjambre de micro naves capaces de llegar a Alpha Centauri, la estrella más próxima al Sol, a 4,3 años luz de distancia, en un viaje de apenas veinte años de duración. La cuestión es que Milner se está tomando muy en serio la posibilidad de que Oumuamua, el primer visitante llegado de fuera del Sistema Solar, sea en realidad una sofisticada nave espacial alienígena.

Milner, además, no es el único que piensa eso. En efecto, y poco después de reunirse con el director del Departamento de Astronomía de la Universidad de Harvard, Avi Loeb, Milner anunció que Breakthrough Listen utilizará su telescopio de Green Bank para comprobar si Oumuamua está emitiendo algun tipo de señal de radio, lo que revelaría que, en realidad, es mucho más que una simple roca espacial. Las observaciones con el telescopio tendrán lugar este mismo martes, a partir las 9 de la noche, hora de España.

¿Una sonda alienígena?

En un email enviado por Loeb a Milner y recogido por la revista Futurism, el astrónomo afirma que «cuanto más estudio este objeto, más extraño me parece, y me pregunto si podría tratarse de una sonda artificial enviada por una civilización alienígena».

Al principio, se creía que Oumuamua era un cometa, aunque la idea fue descartada casi de inmediato, ya que el objeto carecía por completo de una cola, o coma, hecha de material evaporado de su superficie. La forma del objeto, además, resulta muy extraña para un asteroide. De hecho, es mucho más largo que ancho, mientras que la mayoría de los asteroides conocidos tienen formas bastante más redondeadas.

Esta misma noche, pues, el telescopio de Green Bank observará, durante diez horas seguidas, a Oumuamua, que en estos momentos está ya saliendo de nuestro Sistema Solar, y tratará de interceptar algún tipo de señal de radio o emisión emitida por el objeto. Los propios investigadores admiten que la probabilidad de que se trate de algo más que una simple roca es muy pequeña, aunque consideran que no es imposible. En cualquier caso la respuesta, tras el análisis de los datos, podría estar disponible dentro de apenas unos días...



ABC

Un misterioso estado de la materia, que le lleva a comportarse como un superfluido, como un superconductor o incluso como un cristal electrónico aislante, ha sido confirmado por primera vez después de más de 50 años de especulaciones teóricas. El nuevo estado se llama excitonium, se produce en semiconductores y aislantes y puede revolucionar las tecnologías actuales. 



Un equipo internacional de investigadores ha confirmado la existencia del excitonium, un extraño y misterioso tipo de materia que fue propuesto por Yakov Frenkel en 1931. El excitonium está formado por unas partículas llamadas excitones. 

El artífice del descubrimiento, el físico Peter Abbamonte (en el centro) con los estudiantes Anshul Kogar (derecha) and Mindy Rak (izquierda) en el Frederick Seitz Materials Research Laboratory. Credit: L. Brian Stauffer, University of Illinois at Urbana-Champaign

Yakov Frenkel (1894-1952) fue un físico soviético especializado en la física de la materia condensada, una rama de la Física que se ocupa de las características físicas macroscópicas de la materia. En particular, esta rama de la Física se ocupa de las fases “condensadas” que aparecen siempre cuando el número de constituyentes en un sistema es extremadamente grande, y en el que las interacciones entre los componentes son fuertes.

Frenkel describió la excitación de los átomos en una red de aisladores y propuso que este estado excitado de la materia sería capaz de viajar de una manera similar a las partículas a través de la red sin transferencia neta de carga. En la década de 1960, el físico teórico de Harvard, Bert Halperin, teorizó de nuevo sobre la existencia de este posible estado de la materia y para denominarlo acuñó el término excitonium por primera vez en la historia. Ahora se ha confirmado experimentalmente su existencia.

Un excitón es un tipo de bosón, uno de los dos tipos básicos de partículas elementales. Es una cuasipartícula (o excitación elemental) de los sólidos formada por un electrón y un hueco ligados a través de la interacción coulombiana (según la ley de Coulomb). Se da únicamente en semiconductores y aislantes.

El excitón se forma cuando un fotón alcanza a un semiconductor y excita a uno de sus electrones. El electrón deja tras de sí un hueco que se comporta como si fuera una partícula, con el que interacciona el electrón y al que queda vinculado.

El sistema que resulta de dicho vínculo es el nuevo estado de la materia llamado excitonium, que permite que la materia actúe como un superfluido, como un superconductor o incluso como un cristal electrónico aislante. Los resultados se publican en la revista Science.

El descubrimiento se produjo analizando calcogenuros de metales de transición, llenos de electrones. Los calcogenuros son una serie de compuestos químicos. Observando estos metales los científicos confirmaron por primera vez la existencia de los excitones. Y lo pudieron comprobar hasta cinco veces consecutivas y por separado, según se informa en un comunicado.

Mejores herramientas

Hasta ahora, los científicos no tenían las herramientas necesarias para comprobar su existencia, para distinguir un excitón entre un conjunto de otras partículas. Con las nuevas tecnologías, han podido finalmente medir por primera vez y de manera definitiva las excitaciones colectivas de partículas bosónicas de baja energía, de los electrones interactuando con sus huecos, independientemente de su dinamismo.

La primera observación del precursor de la condensación del excitón se produjo en una fase de plasmón suave que surgió cuando el material se acercó a la temperatura de 190º Kelvin. Un plasmón es un cuanto de oscilación del plasma. El plasmón del experimento es una prueba contundente de la existencia del excitón en un sólido tridimensional. Y además, es la primera evidencia definitiva del descubrimiento del excitón.

Ahora que se ha probado su existencia y que ha sido observado experimentalmente, sus propiedades pueden ser exploradas en detalle y aplicadas. Los investigadores ya están analizando las posibles aplicaciones de este descubrimiento.

Como supraconductor y superfluido, este material podría usarse para hacer avanzar muchas de las tecnologías actuales, aunque de momento estas aplicaciones posibles son meramente especulativas. Los investigadores confían además que este descubrimiento podrá dilucidar algunos de los misterios que encierra todavía la mecánica cuántica.



Sciencie


Los datos recopilados por la nave espacial Cassini, antes de estrellarse deliberadamente en la atmósfera de Saturno en septiembre de 2017, muestran que los espléndidos anillos del planeta proyectan una sombra en las partículas ionizadas que flotan sobre el planeta.

La Cassini ha transmitido un tesoro de valiosos datos acerca de Saturno desde su llegada al planeta en 2004. En sus últimos meses, la sonda fue enviada sobre una serie de depresiones orbitales en el interior de los anillos que se aproximaban mucho al propio planeta.

A altitudes de entre 2600 y 4000 kilómetros, la nave espacial pasó directamente a través de la ionosfera del planeta, una región de la atmósfera superior dominada por partículas ionizadas. Los datos recopilados por el instrumento Radio and Plasma Wave Science, a bordo de la nave espacial, revelan una ionosfera relativamente fría, densa y dinámica, según informan Jan-Erik Wahlund y sus colegas.


La ionosfera es sorprendentemente variable y está estructurada en pequeñas escalas. Una de las razones para ello son las sombras emitidas por los anillos, que bloquean la radiación ultravioleta del Sol, reduciendo la ionización en esas regiones. Sin embargo, esto por sí solo no explica toda la variación, por lo que Wahlund et al. proponen que puede estar operando un mecanismo de "lluvia de anillos", de manera que los iones de agua que se originan en los anillos del planeta interactúan con los electrones libres en la ionosfera. La variación en la radiación ultravioleta extrema del Sol, las fuertes variaciones del viento longitudinal o las interacciones del campo magnético con los anillos son otras posibles explicaciones para la variabilidad observada en la ionosfera de Saturno, afirman los autores.



 AAAS



La cámara OmegaCAM, instalada en el telescopio de rastreo del VLT de ESO, captó esta brillante visión de la guardería estelar llamada Sharpless 29. En esta imagen gigante pueden apreciarse muchos fenómenos astronómicos, incluyendo polvo cósmico y nubes de gas que reflejan, absorben y reemiten la luz de estrellas jóvenes calientes del interior de la nebulosa.

La región del cielo captada en la foto aparece en el catálogo Sharpless de regiones H II: nubes interestelares de gas ionizado, plagado de estrellas en formación. También conocido como Sh 2-29, Sharpless 29 se encuentra a unos 5500 años luz de distancia, en la constelación de Sagitario (el arquero), al lado de la nebulosa de la Laguna, más grande. Contiene muchas maravillas astronómicas, incluyendo la región de gran actividad de formación estelar NGC 6559, la nebulosa del centro de la imagen.

Esta nebulosa central es la característica más llamativa de Sharpless 29. Aunque tiene pocos años luz de tamaño, muestra los estragos que pueden causar las estrellas cuando se forman dentro de una nube interestelar. Las calientes estrellas jóvenes de esta imagen no tienen más de dos millones de años de edad y lanzan flujos de radiación de alta energía. Esta energía calienta el polvo circundante y el gas, mientras que sus vientos estelares erosionan y esculpen de forma espectacular su lugar de nacimiento. De hecho, la nebulosa contiene una prominente cavidad que fue labrada por un sistema energético de estrella binaria. Esta cavidad es expansión hace que el material interestelar se acumule y cree el borde rojizo en forma de arco.

Cuando el polvo interestelar y el gas son bombardeados con la luz ultravioleta de las estrellas jóvenes calientes, la energía hace que brillan intensamente. El difuso resplandor rojo que impregna esta imagen proviene de la emisión de gas de hidrógeno, mientras que la luz azul brillante es causada por la reflexión y la dispersión de pequeñas partículas de polvo. Igual que la emisión y la reflexión, la absorción también aparece en esta región. Hay zonas de polvo que bloquean la luz que viaja hacia nosotros y nos impiden ver las estrellas detrás de él, así como pequeños tirabuzones de polvo que crean las estructuras en forma de filamentos oscuras del interior de las nubes.

El entorno rico y diverso entorno de Sharpless 29 ofrece a los astrónomos una mezcla heterogénea de propiedades físicas para su estudio. La formación activa de estrellas, la influencia de las estrellas jóvenes sobre el polvo y el gas y la perturbación de campos magnéticos, todos estos fenómenos pueden observarse y examinarse en esta área.

Pero las estrellas jóvenes masivas viven rápido y mueren jóvenes. Finalmente acabarán sus vidas explosivamente como supernovas, dejando tras de sí ricos residuos de gas y polvo. En decenas de millones de años, todo esto será arrastrado y solo quedará un cúmulo abierto de estrellas.

Sharpless 29 se observó con la OmegaCAM de ESO, instalada en el telescopio de rastreo del VLT (VST) en Cerro Paranal, en Chile. OmegaCAM produce imágenes que cubren un área más de 300 veces mayor que el sensor con el campo de visión más grande, del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, y puede observar en una amplia gama de longitudes de onda, desde el ultravioleta a los infrarrojos. Su característica seña de identidad es su capacidad para captar la línea espectral muy roja del H-alpha, creado cuando el electrón de un átomo de hidrógeno pierde energía, algo que ocurre de manera intensa en una nebulosa como Sharpless 29.


La cámara OmegaCAM, instalada en el telescopio de rastreo del VLT de ESO, ha captado esta brillante visión de la guardería estelar llamada Sharpless 29. En esta imagen gigante pueden apreciarse muchos fenómenos astronómicos, incluyendo polvo cósmico y nubes de gas que reflejan, absorben y reemiten la luz de estrellas jóvenes calientes del interior de la nebulosa.

ESO
Según un estudio publicado hoy en la revista Science, investigadores de la Universidad de Florida han descubierto, con el instrumento CIRCE instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC) del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), que estos objetos, que se caracterizan por tener una atracción gravitacional intensa que devora estrellas y lanza corrientes de materia al espacio casi a la velocidad de la luz, poseen campos magnéticos significativamente más débiles de lo que se pensaba.



V404 Cygni, el primer agujero negro observado desde la Tierra por un equipo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), vuelve a ser noticia. En esta ocasión, gracias a él se han obtenido las primeras medidas precisas del campo magnético que rodea a estos objetos celestes. Los autores del estudio, que se publica hoy en la revista Science, han comprobado que la energía magnética alrededor de este agujero negro es 400 veces menor que las estimaciones que se preveían.

Gracias a estas nuevas mediciones, los científicos podrán comprender mejor cómo funciona el magnetismo de los agujeros negros, ahondando en nuestro conocimiento sobre cómo se comporta la materia en condiciones extremas. Estos nuevos datos podrían ampliar los límites de la energía de fusión nuclear y los sistemas de GPS y aplicarse a otras investigaciones para revelar cómo los jets (chorros de partículas) salen disparados de estos abismos celestes, mientras que todo lo que les rodea es absorbido por ellos.

"Nuestras medidas, sorprendentemente bajas, forzarán nuevas restricciones en los modelos teóricos que anteriormente se enfocaban en campos magnéticos fuertes que aceleran y dirigen los flujos de chorro” explica Stephen Eikenberry, profesor de astronomía en el College of Liberal Arts and Sciences de la Universidad de Florida y uno de los autores del estudio. Eikenberry asegura que no esperaban obtener estos resultados.

Los autores del estudio desarrollaron la mediciones a partir de los datos recopilados en 2015 durante el estallido de chorros de este agujero negro. Este evento fue observado con la cámara infrarroja CIRCE (Canarias InfraRed Camera Experiment), instalada en el Gran Telescopio Ganarias (GTC) y a través de UltraCAM, del telescopio William Herschel, ambas en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). También se utilizaron observaciones de rayos X del Instituto de Tecnología de California y el telescopio espacial NuSTAR de la NASA; así como datos del Arcminute Microkelvin Imager, telescopio ubicado en el Reino Unido.

Yigit Dalilar, autor principal del artículo, recordó que estas explosiones en los agujeros negros son efímeras. En el caso de los estallidos de V404 Cygni en 2015, apenas duraron un par de semanas. "Observarlo fue algo que sucede una o dos veces en la carrera", dijo Dalilar. Y señaló que "este descubrimiento nos pone un paso más cerca de comprender cómo funciona el universo”.

El Gran Telescopio CANARIAS (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma) forma parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

Artículo: "A precise measurement of the magnetic field in the corona of the black hole binary V404 Cygni" por Y. Dallilar et al. DOI: 10.1126/science.aan0249



IAC


Una joven estrella masiva, con una masa al nacer unas 25 veces mayor que la de nuestro Sol, expulsa capas de material y vientos rápidos creando esta dinámica escena capturada por el observatorio XMM-Newton de la ESA.

La imagen muestra la estructura detallada de la nebulosa Medialuna, que expulsó una envoltura de material a medida que se expandía hasta convertirse en una gigante roja hace unos 200.000 años. Con ese material han chocado vientos veloces expulsados más recientemente, haciendo que los gases de la burbuja se calienten y emitan rayos X, que se ven en color azul en la imagen.

También se ven otras formaciones, como los halos verdosos generados por átomos de oxígeno cuando el viento de la estrella interactúa con el medio interestelar que la rodea.

Las diferencias de densidad en el material circundante podrían dar lugar a las distintas estructuras, como el segmento en el que la burbuja se extiende por la parte superior derecha.

Es probable que esta estrella acabe por explotar en una violenta supernova.

La nebulosa Medialuna se encuentra en la constelación de Cygnus (El Cisne), a unos 5.000 años luz de distancia, precisamente en un punto del firmamento al que XMM-Newton no había tenido acceso hasta hace poco. Aunque había sido bien estudiada por otros telescopios de rayos X, los astrónomos del observatorio XMM-Newton, lanzado el 10 de diciembre de 1999, tuvieron que esperar pacientemente hasta que la órbita del satélite hizo que esta parte del firmamento quedase en su campo de visión, cosa que no sucedió hasta abril de 2014.



esa
  • Científicos descubren el cuásar más lejano observado hasta la fecha.
  • Según publican en Nature, el objeto alberga un agujero negro que nos permite conocer cómo era el universo temprano.



Un equipo de científicos de la Institución Carnegie ha descubierto el cuásar más lejano detectado hasta la fecha. Los resultados, publicados en la revista Nature, nos permiten comprender cómo era el universo en su 'infancia'. La razón es que el cuásar se originó cuando el cosmos presentaba una antigüedad de tan solo 690 millones de años. “Nos ofrece una fotografía de cómo era el universo cuando este tenía solo 5% de su edad actual”, explica a Hipertextual Eduardo Bañados, primer autor del trabajo e investigador en el observatorio de la Institución Carnegie.

 El cuásar más distante observado hasta la fecha se originó cuando el universo tenía solo 690 millones de años

"Los cuásares son objetos muy poco comunes en el universo primitivo. Se estima que debe haber entre 20 a 100 cuásares tan luminosos y distantes como el descubierto por nuestro grupo", prosigue Bañados. Su equipo ha logrado detectar el cuásar más alejado encontrado nunca, al que han bautizado técnicamente como ULAS J1342+0928, y que presenta un corrimiento al rojo (redshift, en inglés) de 7,54, una medida que nos indica que está muy, muy lejos. "Hemos roto otra barrera de distancia al encontrar un objeto aún más lejano que el que ya conocíamos", explica a Hipertextual Ángel López-Sánchez, del Observatorio Astronómico Australiano y la Universidad de Macquarie, que no ha participado en el estudio publicado hoy en Nature. 

¿Qué es un cuásar y cómo se mide su lejanía?

Aunque parezcan sinónimos, cuásar y agujero negro no son exactamente lo mismo. Según Bañados, podríamos definir cuásar como un agujero negro supermasivo activo en el centro de una galaxia muy masiva. Tal y como explica López-Sánchez a Hipertextual, los investigadores hablan de agujeros negros supermasivos para referirse a agujeros negros con más de un millón de veces la masa del Sol. Por ejemplo, en el caso del agujero negro del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hablamos de un agujero negro supermasivo que cuenta con 4,5 millones de masas solares, pero no es un cuásar. “Todas las galaxias poseen agujeros negros supermasivos. La cosa es saber si el agujero está activo o no”, comenta el investigador del Observatorio Astronómico Australiano.

Los científicos explican que un cuásar es un agujero negro supermasivo activo en el centro de una galaxia muy masiva

“A mí me gusta pensar esto como una analogía con los volcanes. Sabemos que existen volcanes activos e inactivos. Lo mismo ocurre con los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Los que están activos, es decir, creciendo tragando materia, se llaman núcleos activos de galaxias (AGN, en inglés)”, sostiene Bañados. Los cuásares representan de hecho el caso extremo de los AGN: “la emisión de radiación del agujero negro es tan brutal que ‘enmascara’ a la galaxia entera”, apunta López-Sánchez. Estos objetos, recuerda Bañados, “generalmente viven en algunas de las galaxias más masivas que se conocen”. En definitiva, un cuásar sí es un agujero negro, pero no todos los agujeros negros son cuásares. Hasta la fecha solo ha sido posible detectar cuásares en el universo distante, no en el local; por otro lado, sabemos que estos objetos están en galaxias, una confirmación que llegó de la mano del telescopio Hubble. 

 
Ilustración sobre el hallazgo del cuásar más lejano encontrado hasta ahora. Crédito: Robin Dienel (Carnegie Institution for Science).

Antes de la publicación de este trabajo, la comunidad científica había logrado detectar un único cuásar, denominado ULAS J1120+0641, con un desplazamiento al rojo (redshift) superior a 7. La investigación liderada por la Institución Carnegie va un paso más allá, al haber encontrado un objeto que presenta un corrimiento al rojo de 7,54. “Para medir distancias cosmológicas los astrónomos utilizan una relación entre distancia y corrimiento al rojo. El desplazamiento al rojo es una medida de cómo la luz de un objeto se ‘estira’ al alejarse de nosotros debido a la expansión del universo”, explica Bañados. Este efecto es el mismo que ocurre cuando oímos la sirena de una ambulancia: a medida que el vehículo se aleja, iremos escuchando el sonido cada vez más grave. El objeto observado presenta un desplazamiento al rojo de 7,54, lo que significa que está muy, muy lejos

“Usando esta medición empírica podemos luego usar nuestro conocimiento de cosmología e interpretar este desplazamiento al rojo [efecto Doppler] como una distancia. La luz que nos llega en estos momentos de este objeto ha estado viajando por más de 13 mil millones de años", asegura Bañados. El hecho de haber encontrado un cuásar con un corrimiento al rojo de 7,54 indica que dicho objeto se aleja de nosotros a 7,54 veces la velocidad de la luz, es decir, a 2,26 millones de kilómetros por seguro, comenta por su parte López-Sánchez. En otras palabras, determinar el desplazamiento al rojo del cuásar ULAS J1342+0928 nos ha permitido confirmar que el objeto está realmente lejos. 

 
Crédito: Jinyi Yang, Universidad de Arizona; Reidar Hahn, Fermilab; M. Newhouse NOAO/AURA/NSF. 

¿Por qué es importante el hallazgo?

López-Sánchez destaca la importancia del descubrimiento por dos motivos. Por un lado, la detección a esa distancia de un agujero negro supermasivo de gran tamaño nos ayuda a entender cómo crecen los agujeros negros; por otro lado, las conclusiones del trabajo en Nature también permiten estudiar las propiedades derivadas del medio en el que se encuentra dicho objeto. Según Bañados, sus resultados “desafían varias de las teorías que existen [acerca del origen de estos objetos], ya que formar un agujero negro de 800 millones de masas solares en menos de 690 millones de años es muy difícil”. En el caso de que estos objetos estuvieran tragando materia a la velocidad más alta posible, llamada tasa de Eddington, “estos agujeros negros tendrían que formarse de ‘semillas’ extremadamente masivas”, sostiene. Los astrofísicos deben explicar ahora cómo es posible que se desarrollen estas masivas semillas o, por el contrario, sugerir una hipótesis diferente para comprender cómo se forman estos ‘monstruos’ en tan poco tiempo.

El descubrimiento del cuásar más distante nos permite comprender cómo crecen los agujeros negros o cuándo se encendieron las primeras estrellas

"Los agujeros negros crecen por fusión de objetos más pequeños, como las galaxias, y la fusión de agujeros negros es una fuente importante de ondas gravitatorias", señala López-Sánchez. El hallazgo presentado en Nature apoya en particular las hipótesis que defienden el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos, además de ayudarnos a concretar mejor la fecha en la que se empezaron a encender las primeras estrellas en el universo. "Este cuásar está tan lejos que el universo sólo tenía unos 690 millones de años de edad. Los datos observacionales apoyan la hipótesis de que entonces la mayoría del gas difuso estaba ya en estado neutro (y no ionizado)", señala. Para entender cuándo se empezaron a formar las estrellas en el universo, debemos entender en qué momento comenzó la llamada época de la reionización. Durante esta etapa, el hidrógeno difuso y frío se volvió a ‘encender’ por la acción de las estrellas en formación, de ahí que este tipo de trabajos nos enseñen más acerca de la historia del cosmos.

En opinión de Bañados, el cuásar detectado es “un objeto súper interesante”, pero de momento es solamente uno. “Para obtener mediciones más robustas sobre la historia de la época de la reionización del universo, necesitamos encontrar más de estos objetos”, asegura. El primer autor del trabajo destaca que “ahora sabemos que hay un cuásar muy luminoso y evolucionado 690 millones de años después del Big Bang. Es poco probable que este sea el primer cuásar que se haya formado, así que ahora tenemos aún más motivaciones para seguir buscando”. El objeto presenta una luminosidad tan elevada que está siendo analizado en detalle por los telescopios más poderosos del mundo y el espacio, empleando desde rayos X a ondas de radio. Los científicos esperan que el cuásar más distante observado nunca, que nos ayuda a comprender mejor la historia del universo, guarde aún muchas más sorpresas.



hipertextual

La sonda que actualmente explora Júpiter es afectada por la misteriosa «anomalía de sobrevuelo»



Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia acaba de demostrar que también la sonda Juno, que actualmente explora Júpiter, está siendo afectada por la "anomalía de sobrevuelo". Y podrían haber hallado una solución al misterio.

Durante la pasada década de los 60, los científicos desarrollaron el vuelo por gravedad asistida, una de las maniobras más utilizadas hoy en el espacio y que consiste en utilizar la energía gravitatoria de un planeta o satélite para acelerar o frenar las sondas espaciales, modificando su trayectoria. Desde entonces, misiones de todo tipo han utilizado esta técnica, desde las Pioneer o las Voyager a la Galileo, Cassini o New Horizons.

A finales de los 70, sin embargo, los investigadores se dieron cuenta de que las Pioneer 10 y 11 no estaban donde debían estar. De hecho, se encontraban 386.000 km. más lejos de lo previsto. Lo mismo sucedió más tarde con numerosas misiones espaciales. Todas ellas, en efecto, parecían experimentar una especie de "anomalía" que las llevaba a incrementar su velocidad por encima de lo previsto en los modelos orbitales. Es decir, que aceleraban más de lo que debían sin un motivo aparente. Para colmo, la anomalía no se manifestaba siempre de la misma forma. Algunas veces resultaba evidente, otras era tan débil que apenas si podía detectarse y, en ocasiones, estaba ausente por completo.

La ausencia de una explicación convincente dio paso a todo tipo de especulaciones, desde una supuesta y desconocida influencia de la materia oscura sobre las naves a la existencia de toda una nueva física que se resiste a ser descubierta.

Hubo que esperar hasta los 90 para que investigadores del Jet Propulsion Labortatory (JPL) descubrieran que el extraño efecto estaba relacionado con las maniobras de gravedad asistida. El fenómeno fue bautizado como "anomalía de sobrevuelo" y hasta el momento, a pesar de de décadas de esfuerzo, nadie ha sido capaz de explicar por qué se produce. Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Interdisciplinar de Matemáticas de la Universidad Politécnica de Valencia podría, por fin, haber encontrado una solución. El trabajo acaba de aparecer en arxiv.org

Para su estudio, Luis Acedo, Pedro Piqueras y José Antonio Moraño desarrollaron un nuevo modelo orbital para el que se basaron en los puntos de máxima aproximación a Júpiter durante las órbitas de la sonda Juno alrededor del planeta gigante. De este modo, lograron descubrir no solo que la flamante sonda de la NASA también está siendo afectada por la anomalía, sino su posible solución.

"Tras la llegada de Juno a Júpiter el 4 de Julio de 2016 -ha explicado Acedo a la revista "Universe Today"- tuvimos la idea de desarrollar un modelo orbital independiente para comparar con las trayectorias que estaba calculando el equipo del JPL en la NASA. Después de todo, también Juno está llevando a cabo sobrevuelos cercanos sobre Júpiter, ya que la altitud sobre sus capas superiores de nubes (unos 4.000 km.) es apenas una pequeña fracción del radio del planeta. Por eso esperábamos encontrar allí la anomalía. Pensamos que eso supondría una adición interesante a nuestro conocimiento de este efecto, porque se demostraría que no se trata solo de un problema particular con los sobrevuelos de la Tierra, sino que es universal".

Fuerzas de marea

El nuevo modelo tuvo en cuenta también las fuerzas gravitatorias de marea ejercidas por el Sol y los mayores satélites de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calisto) así como la contribución de los armónicos zonales conocidos. Al final, lograron determinar que, efectivamente, la anomalía también estaba presente durante los sobrevuelos de la Juno sobre Júpiter. Y notaron además que poseía una fuerte componente radial, una que se iba debilitando a medida que la nave se alejaba del centro del planeta.

En palabras de Acedo, "nuestra conclusión es que esta aceleración anómala también actúa sobre la sonda Juno cuando está más cerca de Júpiter. Y esa aceleración es por lo menos cien veces mayor que los típicos casos de aceleración anómala en sobrevuelos a la Tierra".

Los investigadores determinaron también que la intensidad de la anomalía parece depender de la relación entre la velocidad radial de la nave y la velocidad de la luz, y que disminuye muy rápidamente a medida que la altitud sobre Júpiter aumenta. Ninguno de estos efectos está predicho por la Relatividad General de Einstein, por lo que existe la posibilidad de que las anomalías de sobrevuelo dependan de nuevos y aún desconocidos fenómenos gravitacionales o, como mínimo, de algún efecto más convencional que se hubiera pasado por alto hasta ahora.

Para Acedo, sin embargo, la cuestión no está del todo resuelta: "Se necesita más investigación, porque los patrones que sigue la anomalía parecen ser muy complejos y una sola órbita, o una secuencia de órbitas similares, como es el caso de Juno, no bastan para hacernos una idea completa. Se necesitaría una misión especialmente dedicada al problema, pero los recortes presupuestarios y el limitado interés en el campo de la gravedad experimental hacen que esa misión no parezca probable en un futuro cercano".



ABC



En el centro de nuestra galaxia, en las cercanías de su agujero negro supermasivo, se encuentra una zona sacudida por intensas fuerzas gravitacionales e inundada por una fuerte radiación de luz ultravioleta y rayos X. Según los astrónomos, estas condiciones tan adversas deberían impedir la formación estelar, sobre todo en estrellas de baja masa como nuestro Sol. No obstante, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) realizó nuevas observaciones que indican lo contrario.

 Representación artística de un sistema solar recién formado, la joven estrella extrae material de su entorno y lo inyecta en un disco giratorio (derecha), en un proceso que genera chorros de material (izquierda) que fluyen hacia fuera. Créditos: Bill/ALMA)

En efecto, ALMA detectó señales de 11 estrellas de baja masa que se están formándose peligrosamente cerca —a 3 años luz— de nuestro agujero negro supermasivo, conocido por los astrónomos como Sagitario A* (Sgr A*). A esa distancia, las fuerzas gravitacionales del agujero negro supermasivo son lo suficientemente intensas como para desintegrar cualquier nube incubadora que se le acerque demasiado.

La presencia de estas nuevas protoestrellas (la etapa en que una densa nube de gas empieza a convertirse en una joven y brillante estrella) indica que incluso en las áreas más turbulentas de nuestra galaxia, y quizás en otros lugares similares del Universo, se pueden dar las condiciones necesarias para el nacimiento de estrellas poco masivas.


“Contra todo pronóstico, obtuvimos las mejores pruebas hasta ahora de que hay estrellas poco masivas formándose extraordinariamente cerca del agujero negro supermasivo que habita el centro de la Vía Láctea”, afirma Farhad Yusef-Zadeh, astrónomo de la Northwestern University, en Evanston (Illinois, EE. UU.), y autor principal del artículo. “Este es un resultado francamente sorprendente, que demuestra cuán resistente puede ser el proceso de formación estelar, incluso en los lugares más inverosímiles”.

Los datos de ALMA también sugieren que estas protoestrellas tienen unos 6.000 años de edad. “Esto es importante porque son las estrellas en formación más jóvenes que hemos encontrado en este entorno sumamente hostil”, agrega Yusef-Zadeh.

Los investigadores identificaron estas protoestrellas gracias al “doble lóbulo” de gas que las rodea y les confiere la forma de reloj de arena cósmico que caracteriza a las primeras etapas de formación estelar. En estos lóbulos, las moléculas como el monóxido de carbono (CO) emiten un intenso brillo con longitudes de onda milimétricas, que ALMA puede observar con extraordinaria sensibilidad y precisión.

Las protoestrellas surgen en nubes interestelares de polvo y gas, donde se forman densos bolsos de material que colapsan por efecto de su propia gravedad y crecen acumulando material estelar proveniente de su nube madre. Sin embargo, parte de este material que fluye hacia la incipiente estrella nunca llega hasta su superficie, y en cambio es eyectado en chorros de alta velocidad que salen de los polos sur y norte de la protoestrella. Ahora bien, los ambientes extremadamente turbulentos pueden interrumpir el flujo natural de material hacia la protoestrella, mientras la intensa radiación proveniente de estrellas masivas cercanas y agujeros negros supermasivos, a su vez, puede desintegrar la nube madre y, de esa forma, impedir que la mayoría de las estrellas en formación sigan desarrollándose, a excepción de las más masivas.

El centro de la Vía Láctea, donde se encuentra un agujero negro de 4 millones de masas solares, se encuentra a cerca de 26.000 años luz de la Tierra, en dirección de la constelación de Sagitario. Es una zona densa y dinámica, llena de polvo interestelar que la esconde a la vista de los telescopios ópticos. Las ondas de radio, incluida la luz milimétrica y submilimétrica que ALMA detecta, son capaces de penetrar este polvo, y por eso permiten a los radioastrónomos entender mejor el contenido y las dinámicas de este lugar inhóspito.

En observaciones hechas anteriormente con ALMA, Yusef-Zadeh y su equipo habían revelado la presencia de varias estrellas masivas jóvenes –de unos 6 millones de años– alrededor de Sgr A*. Estos objetos, conocidos como proplyds, o discos protoplanetarios, son comunes en incubadoras de estrellas más apacibles, como la nebulosa de Orión. Aunque el centro de una galaxia puede ser un lugar complicado para que se formen estrellas, es posible que, al haber un núcleo particularmente denso de gas de hidrógeno, alcancen a darse las condiciones necesarias para que nazcan nuevas estrellas pese a las condiciones extremas del entorno.

Sin embargo, las nuevas observaciones de ALMA revelaron algo aún más sorprendente: las señales de 11 protoestrellas de baja masa que están formándose a 1 pársec (tan solo 3 años luz) del agujero negro situado en el centro de la galaxia. Yusef-Zadeh y su equipo usaron ALMA para confirmar que las masas y los coeficientes de transferencia de impulso (la capacidad de los chorros de las protoestrellas para avanzar en medio del material interestelar) coinciden con los de las jóvenes protoestrellas presentes en el disco de nuestra galaxia.

“Este hallazgo aporta pruebas de que hay estrellas formándose dentro de nubes extremadamente cercanas a Sgr A*”, afirma Al Wootten, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, quien también firma el artículo. “Aunque las condiciones allí distan de ser ideales, se nos ocurren varias formas en las que estas estrellas pueden surgir”.

Para ello, las fuerzas exteriores tendrían que comprimir las nubes de gas cercanas al centro de nuestra galaxia para que estas resistan a su entorno inhóspito y la fuerza de gravedad sea suficiente para formar estrellas. Los astrónomos calculan que las nubes de gas que se desplazan a alta velocidad por la región podrían contribuir al proceso de formación estelar al comprimirse mientras avanzan por el medio interestelar. También es posible que los chorros del agujero negro atraviesen las nubes de gas circundantes, compriman el material y provoquen este brote de formación estelar.

“La presencia de tantas aglomeraciones densas indica que podría haber brotes de formación estelar en las cercanías de agujeros negros supermasivos dentro de otras galaxias”, concluye Yusef-Zadeh. “Con observaciones ulteriores se podrá echar nuevas luces sobre este proceso para entender mejor cómo se produce y determinar dónde más podríamos buscar estrellas jóvenes”. 



OBSERVATORIO ALMA/DICYT

Un grupo internacional de científicos dirigido por miembros del Instituto Nacional de Astrofisica - Osservatorio Astronomico di Torino (INAF-OATo) y en el que han participado investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), descubre un ejemplo particular de jet con forma de espiral repleto de remolinos. Los resultados de estas observaciones se publican hoy en la revista Nature.




Un blázar es un objeto astronómico asociado a una galaxia elíptica gigante en cuyo centro se encuentra un agujero negro supermasivo que emite chorros de radiación y partículas de enorme energía en dirección a la Tierra, siendo uno de los fenómenos más energéticos del Universo.

En la segunda mitad del pasado año, el blázar CTA 102, a una distancia de 7.600 millones de años luz de la Tierra, mostró un importante aumento de su brillo, atrayendo la atención de todos los astrónomos especializados en estos objetos. El culmen de la emisión fue detectado el 28 de diciembre, cuando superó alrededor de 3.500 veces los niveles mínimos de brillo observados en años anteriores. El evento fue tan excepcional que hizo que, por unos días, este objeto fuese el blázar más luminoso observado hasta la fecha.

Para seguir el evento, los investigadores del Observatorio Astrofísico de Turín (OATo) coordinaron una intensa campaña observacional multifrecuencia en el ámbito de la colaboración internacional Whole Earth Blazar Telescope (WEBT). Más de 40 telescopios en el hemisferio Norte recogieron miles de datos en el rango visible, radio e infrarrojo cercano, permitiendo construir las curvas de luz en detalle. Entre los telescopios que se utilizaron en esta colaboración se encuentran el Telescopio Carlos Sánchez y los telescopios IAC-80 y STELLA, todos ellos ubicados en el Observatorio del Teide (Izaña, Tenerife).

“Todos estos datos nos han permitido validar la hipótesis de que la variabilidad mostrada por este objeto es debida a cambios en el factor Doppler relativista”, explica José Antonio Acosta Pulido, investigador del IAC y uno de los autores del artículo que se publica hoy en la revista Nature. “La emisión de los blázares -continúa- está dominada por la radiación procedente de uno de los chorros relativistas, que apunta hacia La Tierra. Este alineamiento amplifica el flujo observado y causa una contracción de la longitud de onda de la radiación y, por tanto, una contracción de la escala de tiempo en la cual se produce la variabilidad”.

La interpretación de los investigadores es que el chorro es serpenteante e inhomogéneo porque emite radiación en varias frecuencias y desde zonas diferentes que cambian de orientación debido a las inestabilidades que surgen en el chorro o a los movimientos orbitales.

Siguiendo esta interpretación, Acosta indica que “el increíble aumento de luminosidad fue el resultado de un mayor alineamiento (ocurrido hace alrededor de 8 mil millones de años) de la región del chorro responsable de la emisión óptica a nuestra línea de visión”. Gracias a estas observaciones, el modelo de la investigación encuentra apoyo tanto teórico como observacional.

“Las simulaciones numéricas tridimensionales, teniendo en cuenta las propiedades magneto-hidrodinámicas y las velocidades relativistas, muestran la aparición y propagación de inestabilidades en el chorro, que acaban distorsionándolo" aclara Acosta. "Por otro lado -añade-, el análisis de imágenes obtenidas por interferometría radio revelan que a escala de parsec, equivalentes a 3 años-luz, el chorro aparece helicoidal y lleno de remolinos/vórtices. El cuadro que emerge es por lo tanto el de un "twisting jet" (chorro retorciéndose) cuya emisión, por una especie de “efecto faro” viene amplificada en diferentes longitudes de onda en distintos momentos y mostró una situación especialmente favorable en diciembre de 2016 para que la radiación visible fuese amplificada extraordinariamente”.

Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.




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