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Lunes, 27 de Julio de 2015

El maravilloso y lleno de incognitas Kepler 452 b

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Concepto artístico en el cual se compara el tamaño de la Tierra (izquierda), 
y el nuevo planeta, llamado Kepler-452b, que es un 60 por ciento mayor
 en diámetro que la Tierra.
Image Credit: NASA/JPL-CalTech





Todos los adultos de inicios del siglo XXI aprendimos en la escuela que los planetas no tienen luz propia y que sólo pueden reflejar la del Sol, tal como se ve a Venus hacerlo en el atardecer o al amanecer. Por lo tanto, pensar en ver los planetas de sistemas solares ajenos al nuestro parecía algo muy lejano y reservado para la ciencia ficción. Pero, desde el descubrimiento del primer exoplaneta en 1995 la cuenta no ha hecho más que crecer y las técnicas en refinarse.

Ya en 2015 la Nasa ha anunciado el descubrimiento del planeta Kepler 452-b que tiene muchos parecidos con la Tierra. La noticia sin duda es un hito en la astronomía.

¿Qué es un exoplaneta?

Un exoplaneta es cualquier planeta de otro sistema solar diferente al nuestro. La existencia de otros mundos fue propuesta por muchos pensadores en el pasado. De hecho el filósofo Giordano Bruno, fue quemado vivo por la Iglesia Católica en 1600 por afirmar que las estrellas eran otros soles y que contenían mundos propios, además de que la Tierra giraba alrededor del Sol, entre otras cosas.

En 1992 se hallaron varios exoplanetas orbitando un púlsar (una estrella de neutrones). Ya en 1995 Michael Mayor y Didier Queloz encontraron el primer exoplaneta orbitando la estrella 51 Pegasi. Se descubrió al analizar el cambio de color de la estrella, que se vuelve un poco más azulada cuando se acerca a la Tierra y más roja cuando se aleja. este bamboleo es producto de la atracción gravitatoria del planeta. Análisis detallados revelaron que este primer explaneta orbita cada 4,2 días.


¿Cómo es Kepler 452-b?

Sistemas solares comparados
Arriba: Sistema Kepler 186; En el centro Sistema Kepler 452
Abajo: Sistema solar.
Imagen NASA. 
En la Constelación de Cygnus hay una estrella denominada Kepler 452. Esta estrella posee un planeta recién descubierto: Kepler-452b. Este planeta tiene la maravillosa característica de encontrarse orbitando en "la zona habitable" es decir, a la distancia adecuada para que el agua se pueda mantener en estado líquido.

Kepler 452b es el planeta más pequeño que hasta la fecha se ha encontrado en esta zona tibia. Kepler 452b orbita una estrella de tipo G2, del mismo tipo de nuestro Sol.

Las estrellas se clasifican en tipos según su tamaño, color y temperatura. Esto es importante porque hay estrellas muy calientes como para permitir tener planetas con vida, o demasiado frías. Las estrellas tipo G, como la del Sol y Kepler 452 son de color amarillo, su temperatura está entre 4600 y 5700 grados Kelvin, y una masa de 1,1 y radio de 1,1 tomando como medida nuestro Sol.

El planeta Kepler-452b es un 60 por ciento mayor en diámetro que la Tierra y es considerado un planeta supertierra. Aunque su masa y composición no han sido todavía determinados, es altamente probable que sea un planeta rocoss. Su órbita  es de 385 días, tan solo un 5 por ciento más larga que el de nuestra Tierra. Este planeta, recién descubierto, está un 5 por ciento más lejos de su estrella Kepler-452 que la Tierra del Sol. Kepler-452 tiene 6 mil millones de años de edad, 1.500 millones de años más que nuestro Sol, tiene la misma temperatura, es un 20 por ciento más brillante y su diámetro es un 10 por ciento mayor.


¿Quién o quienes lo descubrieron?

John Jerkins, analizador de
datos del telescopio Kepler.
Fuente: Beyond the cradle
A diferencia de los descubrimientos de antaño, en el que un sólo científico hacía en solitario un descubrimiento, en la actualidad se trata de equipos de científicos que analizan datos de los telescopios terrestres y puestos en órbita. 

Kepler 452b fue detectado por el telescopio espacial Kepler de la agencia espacial estadounidense NASA. Una vez recibida la información se procedió a confirmar el hallazgo y determinar mejor las propiedades del sistema Kepler-452. El equipo de científicos que llevaron a cabo las observaciones desde tierra pertenecen a la Universidad de Texas en el Observatorio McDonald de Austin, el Observatorio Fred Lawrence Whipple en el Monte Hopkins, Arizona y el Observatorio W. M. Keck en la cima de Mauna Kea en Hawai.

Uno de los analistas de datos del telescopio Kepler en el Centro de Investigaciones Ames en California es John Jenkins. También estuvo involucrada Suzanne Aigrain, de la Universidad de Oxford. 




Alteración del brillo de una estrella debido
al paso de un planeta.
Fuente: Observadores cometas
¿Cómo se descubrió Kepler 452 b?

Los planetas no son visibles a simple vista, Se observa el efecto del planeta sobre su estrella. Que tanto la opaca y como tira de sus estrella gravitacionalmente. Esto junto con el tiempo de aparición permite calcular distancia y tamaño del planeta. Una tarea titánica que es sistematizada por ordenadores en Tierra que reciben los datos del telescopio Kepler y de otros en tierra.

En el año 2007 se lanzó al espacio el telescopio Kepler con la única intención de buscar planetas extrasolares. Su misión es observar cien mil estrellas en una extensa área del cielo, rastreando un oscurecimiento en su estrella que sugiera el paso de un planeta de las dimensiones de la Tierra. El oscurecimiento debe repetirse periódicamente lo que indica que está orbitando a su estrella. 

"Hemos sido capaces de automatizar completamente nuestro proceso de identificación de planetas candidatos, lo que significa que por fin podemos evaluar todas las señales de tránsito en todo el conjunto de datos de Kepler rápida y uniformemente", dijo Jeff Coughlin, científico de Kepler en el Instituto SETI en Mountain View, California, quien dirigió el análisis de un nuevo catálogo de candidatos. "Esto le da a los astrónomos una población estadísticamente de planetas candidatos para determinar con precisión el número de planetas pequeños y posiblemente rocosos como la Tierra en nuestra galaxia, la Vía Láctea".

¿A qué distancia se encuentra Kepler 452b? ¿Cuánto nos demoraríamos en llegar?

Kepler 452 b está muy lejos, y eso que se encuentra en nuestra galaxia. Está a 1400 años luz. Recordemos que "años luz" es una unidad de distancia basada en la distancia recorrida por la luz en el vacío. La siguiente imagen muestra una comparación de distancias con esta unidad.

El científico colombiano Juan Diego Soler comentó que para llegar - asumiendo que tuviéramos la nave para hacer el viaje -  nos tomaría 14 millones de años en llegar. Esta es tres veces el tiempo que han durado los homínidos bípedos, o 28 veces el tiempo que ha durado la especie humana actual en la Tierra.


¿Tendrá vida?

Ilustración artística del posible aspecto de Kepler 452-b
Kepler 452 b es el planeta más prometedor. Pero las investigaciones se seguirán realizando y mayores datos vendrán. Suzanne Aigrain, quien estuvo involucrada en el estudio del nuevo planeta, dijo a la BBC que cree que "las propiedades descritas sobre Kepler-452b son las más parecidas a la Tierra para un planeta confirmado hasta la fecha".

"Podemos pensar en Kepler-452b como un primo viejo y mayor de la Tierra que proporciona la oportunidad de comprender y reflexionar acerca de la evolución de la Tierra", dijo Jon Jenkins, jefe de análisis de datos de la misión Kepler en el Centro de Investigación Ames de la NASA. 

Sin embargo, cabe mencionar que Kepler 452-b es ya viejo. Quizás ya ha tenido tiempo para la evolución de la vida o quizás de vida inteligente. Esto no es posible saberlo, o por lo menos no tan pronto. La Tierra permaneció con solo bacterias la mayor parte del tiempo que ha tenido vida, y la evolución de la especie humana es un pestañeo en la basta historia de la vida en la Tierra. 

"Es asombroso considerar que este planeta ha pasado 6 mil millones de años en la zona habitable de su estrella, más tiempo que la Tierra. Se trata de una importante oportunidad para la aparición de la vida, en caso de que se dieran todos los ingredientes y condiciones necesarios para que la vida exista en este planeta" añadió Jerkins.

Sin embargo, Kepler 452b al ser más grande podría tener una atmósfera más densa, que generara un efecto invernadero mayor y sería más similar a Venus que a la Tierra. es algo que por el momento no sabremos. 

Más candidatos

La Nasa ha ampliado el catálogo de exoplanetas candidatos a ser la Tierra 2.0 con más de 500 nuevos posibles planetas, lo que sube la cifra a 4.675. Todos encontrados por el telescopio espacial Kepler. "Este catálogo contiene nuestro primer análisis de todos los datos de Kepler, así como una evaluación automatizada de estos resultados", dijo Jeffrey Coughlin, científico del instituto Seti.

"Hace apenas 20 años solo conocíamos unas docenas de posibles candidatos a planeta extrasolar y ahora tenemos más de un millar, la mayoría descubiertos en los últimos cinco años", ha comentado Douglas Hudgings de la NASA. Ello es en gran parte gracias a Kepler.

En enero de 2015 los planetas hallados más parecidos a la Tierra eran Kepler-438b y Kepler-442b. Ambos orbitan enanas rojas que son más pequeñas y frías que nuestro Sol. Kepler-438b órbita a su estrella cada 35 días y tiene un diámetro un 12% mayor que la Tierra, y un 70% de posibilidades de ser rocoso. Por su parte, Kepler-442b órbita a su estrella cada 112 días, es un tercio mayor que la Tierra, con un 60% de posibilidades de ser rocoso. "No sabemos con seguridad si cualquiera de estos planetas son realmente habitables", afirmó David Kipping, del CfA.  

Lo mejor es que la búsqueda de planetas extrasolares aumenta y nuevas y maravillosas noticias nos pueden estar aguardando.

Jueves, 5 de Febrero de 2015

Todo sobre el Universo

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El pasado mes de agosto se llevó a cabo en el Planetario Distrital de Bogotá la conferencia "Todo sobre el Universo" por parte del astrofísico Sergio Torres Arzayús.

Esta interesante conferencia presentó las evidencias del evento del Big-Bang y se explicaron los posibles futuros del Universo según variables físicas.

Tenemos aquí esta conferencia en vídeo para su conocimiento y disfrute.



Parte 1



Parte 2

 

 Parte 3

Sábado, 24 de Enero de 2015

Un agujero gusano en el patio cósmico

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Un equipo de astrofísicos en Italia nos dice que existe la posibilidad de que haya un túnel de gusano en la Vía Láctea que tenga el tamaño de la galaxia misma y que la materia oscura sea otra dimensión




Por Glenys Álvarez

En definitiva, algunas investigaciones en cosmología y astrofísica son sobrecogedoras y difíciles aún de imaginar. Sin embargo, los agujeros gusanos, también llamados Puentes Einstein-Rosen, son populares entre los amantes de la ciencia ficción debido a las posibilidades que su mera existencia presentan. Ahora, precisamente, con la película Interestelar, estos agujeros se han convertido nuevamente en una tendencia, a pesar de que los investigadores en el área llevan mucho tiempo estudiando las probabilidades de su existencia.

Un equipo de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados en Trieste (SISSA), nos presenta en esta ocasión un mapa del universo que asegura la presencia de estos intrigantes túneles gusanos en, nada más y nada menos, que nuestra propia galaxia, la colosal Vía Láctea.

“Si combinamos el mapa de la materia oscura en la Vía Láctea con el más reciente modelo del Big Bang para explicar el universo junto a la hipótesis de la existencia de túneles en el espacio-tiempo, lo que obtenemos es que nuestra galaxia podría contener realmente uno de estos túneles y que el túnel podría incluso ser del tamaño de la propia galaxia. Pero hay más. Podríamos incluso viajar a través de este túnel, ya que, sobre la base de nuestros cálculos, podría ser navegable”, explica Paolo Salucci, astrofísico de SISSA. “Claramente, esta investigación la hicimos mucho antes que Interestelar”, expresó bromeando.

Precisamente, la película Interestelar propone un agujero gusano en la Vía Láctea que es utilizado por los protagonistas para buscar otro planeta fuera del Sistema Solar donde la especie humana pueda sobrevivir. Por supuesto, esta afirmación extraordinaria requiere de evidencias extraordinarias que la demuestren de forma experimental. Los físicos no están seguros cuándo eso será posible.

“En un principio, podríamos demostrarlo comparando dos galaxias, nuestra galaxia con otra que esté cercana, como la Nube de Magallanes, por ejemplo, pero todavía estamos muy lejos de cualquier posibilidad real de hacer una comparación de este tipo”.

El equipo liderado por Salucci combinó las ecuaciones de la relatividad general en un mapa detallado sobre la distribución de la materia oscura en la Vía Láctea, las propuestas a las que llegan con sus resultados son realmente sorprendentes pues ofrecen una alternativa al neutralino, que ha sido presentado como una de las partículas candidatas para conformar la materia oscura. Sin embargo, esta partícula es aún hipotética, igual que el neutrino estéril, protagonista de una investigación anterior por el doctor Alexey Boyarsky, profesor de física en la Universidad Leiden en los Países Bajos, quien publicó los resultados de análisis de una señal que piensan fue originada por la aniquilación o desintegración del neutrino estéril, un proceso que libera rayos X.

"Este pequeño exceso (de varios cientos de fotones adicionales) se ha interpretado como procedente de decaimientos muy raros de partículas de materia oscura", explicó Boyarsky. "Aunque la señal es muy débil, ha pasado varios 'chequeos de sanidad' que nos dicen se trata de una señal de la descomposición de materia oscura".
Pero a lo mejor no se trata de un neutrino sino de un umbral por el cual podemos manejar y arribar a otras dimensiones. Eso realmente sería una noticia de otro mundo.

“Los científicos siempre han tratado de explicar la materia oscura a través de la hipótesis del neutralino el cual, sin embargo, nunca ha sido identificado en el CERN ni observado en el universo. Pero también existen teorías alternativas que no dependen de la partícula, y tal vez es hora de que los científicos tomen este asunto más en serio. La materia oscura podría ser otra dimensión, tal vez incluso un importante sistema de transporte galáctico. En cualquier caso, lo que realmente necesitamos es comenzar a preguntarnos qué es”.

El equipo obtuvo el mapa que utilizaron de un estudio hecho en el año 2013. Por supuesto, Salucci explica que no están afirmando que exista un agujero de gusano en nuestra galaxia, pero sí están diciendo que existe esa posibilidad y que quizá sea más probable de lo que imaginamos.

"Más allá de la hipótesis de la ciencia ficción, nuestra investigación es interesante porque propone una más compleja reflexión sobre la materia oscura".

Imagen: SISSA (Salucci)
Los resultados de este estudio fueron publicados en el diario Annals of Physics: http://www.sciencedirect.com/science/journal/00034916
Enlace de SISSA: http://www.sissa.it/
Edición: www.editoraneutrina.com
Jueves, 19 de Junio de 2014

La espectacular explosión de una estrella

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Gracias a "Observatorio: Una imagen diaria del Universo" descubro este espectacular vídeo de la explosión de una estrella. En concreto se trata de V838, se halla a unos veinte mil años luz de nosotros. El video es un montaje con las imágenes que se han recogido de dicha explosión a lo largo de cuatro años, en concreto de 2002 a 2006.

Lo que estamos viendo aquí es en realidad el resultado de la colisión de dos estrellas. Estas, habrían ido cayendo en espiral la una hacia la otra hasta llegar a chocar, dando lugar al impresionante espectáculo que podemos ver en este vídeo. Este modelo de choque estelar parece ser el que mejor explica las observaciones según el trabajo de R. Tylenda, del Departamento de Astrofísica del Centro Astronómico Nicolas Copérnico y N. Soker del Departamento de Física de Technion, el Instituto Tecnológico de Israel. El trabajo lleva por título: Eruptions of the V838 Mon tupe: estelar merger versus nuclear outburst models y se puede descargar desde arXiv.


Créditos de imagen: ESA, NASA, Hubble Space Telescope;
Music: The Driving Force (Jingle Punks)
Miercoles, 26 de Febrero de 2014

Colisiones galácticas en los alrededores de Andrómeda

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Jueves, 16 de Enero de 2014

Un vistazo a los alrededores de un agujero negro

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Cuando un agujero negro atrae la materia circundante de sus alrededores hacía sí mismo, esta acaba formando una estructura en disco alrededor del agujero negro. Este disco recibe el nombre de disco de acreción y la materia que lo forma va cayendo en forma de espiral hacia el agujero negro. En su caída hacia el agujero negro la materia sufre una fuerte fricción, lo cual conlleva que alcance altísimas temperaturas. El resultado es que dicha materia emite radiación electromagnética en el rango de los rayos-X.
¿Cómo sería estar próximo a una de estas estructuras y ver como cae la materia en el agujero negro? Esto es lo que nos va a mostrar el vídeo que hay a continuación. En él podemos ver muchos de los detalles de esta estructura, incluso podemos apreciar como la fuerte curvatura del espacio-tiempo alrededor del agujero negro nos permite ver detalles que deberían estar ocultos a nuestra vista.

Jueves, 22 de Agosto de 2013

A la caza de las primeras galaxias

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Las galaxias, conjuntos descomunales de gas, estrellas y polvo, a los que no hace mucho tiempo se les llamaba universos islas. Parecía que eran los bloques fundamentales a gran escala del universo, hasta que los recientes descubrimientos de la existencia de la materia y la energía oscura, pusieron sobre la mesa que son ellas y no las galaxias, las responsables de la mayor parte del universo.

Si miramos las galaxias que pueblan nuestro vecindario cósmico, veremos con facilidad que las podemos clasificar según la forma que tienen, principalmente las podemos clasificar en galaxias espirales. La principal característica de estas es que tienen, como su nombre indica, forma de espiral. Algunas de ellas reciben el nombre de espirales barradas, porque en su centro tienen una especie de barra. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una espiral barrada. Otro tipo de galaxias son la elípticas, y con ver su nombre ya sabemos que forma tienen. El tercer grupo de esta clasificación recibe el nombre de galaxias lenticulares, de las cuales podemos decir, que en lo que a su forma se refiere, parecen encontrarse a un paso intermedio entre ser una galaxia espiral o una elíptica. Por último, nos quedarían las galaxias que parecen no tener una forma definida, las galaxias irregulares.

Todas las galaxias han evolucionado, no han existido desde siempre, por lo que han debido experimentar un proceso de formación. Así pues, si miramos más lejos, esto es, si observamos galaxias más antiguas, debería llegar un momento que encontráramos que las galaxias no pueden ser clasificadas como aquí hemos hecho. Esto será así debido a que las galaxias no habrían alcanzado su forma definitiva. La pregunta que podemos hacernos, y que la comunidad astronómica ya se ha hecho es: ¿cuanto de lejos hay que mirar para encontrar que las galaxias no responden a esta clasificación?

En estudios de los últimos años(1), se han podido observar galaxias de hace 6.000 millones de años, lo que se encontró es que la mezcla de galaxias espirales, elípticas, lenticulares e irregulares es distinta a la de hoy. La principal diferencia en la proporción es que en aquella época había muchas más galaxias irregulares que en la actualidad. ¿Qué sucedió? Algunos investigadores(1) mantienen que muchas de estas galaxias irregulares se acabaron convirtiendo en galaxias espirales a través de procesos de colisión y fusión con otras galaxias. Esta sería la razón por la que en la actualidad vemos más galaxias espirales y menos irregulares. Otros(3) sostienen que no es el choque o fusión de galaxias en sí mismo lo que da lugar a las galaxias espirales, sino que durante esos procesos de colisión de galaxias, el gas de las galaxias se va convirtiendo en nuevas estrellas y este proceso de formación de estrellas es el que acaba dotando de esa estructura espiral a las galaxias.

Sea como fuere lo cierto es que lo que se ha encontrado es una diferencia en la proporción de galaxias según su morfología, dicho de otro modo, hace 6.000 millones de años podemos seguir clasificando las galaxias igual que lo hacemos hoy en día. Por lo tanto, para encontrar que las galaxias no podemos clasificarlas de está manera deberemos buscar más lejos, ¿cuanto más? Bastante más.

En un trabajo reciente(3), se ha podido observar que esta clasificación de las galaxias sigue siendo valida incluso si miramos a galaxias de hace unos 11.000 millones de años. Esto es mucho, estamos hablando de aproximadamente el 80% del tiempo de vida del universo. Si queremos encontrar cuando las galaxias no tenían estas morfologías, nos vamos a ver obligados a ir más allá. Tendremos que mirar más lejos para poder descifrar la historia de estos antiguos ladrillos del universo.
Credit: NASA, ESA, M. Kornmesser
(1) - How was the Hubble Sequence, 6 Giga-years ago?
(2) - The Hubble Sequence: just a vestige of merger events?
(3) - CANDELS: The correlation between galaxy morphology and star formation activity as Z~2
Martes, 25 de Junio de 2013

Resuelto el misterio de la emisión de rayosX de alta energía en agujeros negros

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Los agujeros negros son quizás los objetos más exóticos que pueblan el universo. Debido a sus peculiaridades, se han ganado un sitio importante dentro de la ciencia ficción.

Los agujeros negros son los restos de una estrella que ha colapsado debido a su ingente gravedad. Su gravedad es tan grande que nada puede detener el colapso de la estrella, así que esta se comprime, y se comprime, y se comprime...

Para poder entender el corazón del agujero negro, lo que se conoce como singularidad, necesitamos una teoría física capaz de unir al relatividad y la mecánica cuántica, algo que de momento no tenemos, aunque ya se están haciendo diversos intentos, como son la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles.

Pero los agujeros negros también pueden estudiarse desde fuera. Algunos agujeros negros tienen una estrella compañera. La gravedad del agujero es tan intensa que arranca el gas de su estrella compañera. Este gas cae hacia el agujero negro en espiral adoptando la forma de un disco(disco de acreción), el gas se fricciona y alcanza temperaturas elevadas, como consecuencia, acaba emitiendo rayos X.

Aquí había un enigma que la ciencia ha resuelto. Las observaciones indicaban que estos discos de acreción emitían rayos X tanto de baja como de alta energía. Pero la teoría sobre este tipos de fenómenos físicos no estaba lo suficientemente desarrollada y no parecía ser capaz de explicar la emisión de rayos X de alta energía. Gracias a un grupo de científicos de la Universidad Johns Hopkins, de la NASA y del Rochester Institute of Technology este misterio ha sido resuelto.

En el estudio se muestra que la temperatura del disco de acreción alcanza los diez millones de grados centígrados. Debido a estas temperaturas, el gas emita rayos X de baja energía. Pero sabemos, porque las observaciones así lo indican, que también se emiten rayos X de alta energía. El equipo de científicos dirigido por Julian Krolik, ha demostrado por primera vez, que la emisión de dichos rayos X de alta energía no solo es posible sino que es inevitable que se produzca cuando el gas cae hacia el agujero negro.

Según parece, esos fotones altamente energéticos de rayos X, provienen de una región de gas tenue y tremendamente caliente, mucho más caliente que el disco de acreción, a dicha región se la conoce como corona, esa es la fuente de esos rayos X de alta energía.

Decía Carl Sagan que la ciencia es como una vela en al oscuridad, y este descubrimiento nos sirve de ejemplo, la ciencia vuelve a iluminar con su luz una parcela de nuestra ignorancia, dándonos una vez más, la respuesta a nuestras preguntas.

Jueves, 28 de Marzo de 2013

Estrellas jóvenes

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El European Southern Observatory(ESO) ha publicado una preciosa imagen del cúmulo NGC 2547(1). Los cúmulos estelares son grupos de estrellas. Normalmente todas las estrellas de un cúmulo han nacido a partir de la misma nube de gas y polvo interestelar. En dichas nubes se producen aglomeraciones de gas y polvo. Estas aglomeraciones van creciendo según va pasando el tiempo. Cuanto más crecen más masa tienen y por lo tanto su fuerza de la gravedad es mayor, consiguiendo así que más gas y polvo se concentre en dicha región, esto vuelve a aumentar su masa y vuelta a empezar. Llega un momento en el que la presión en el interior de dichas acumulaciones es tan alta, que se empiezan a desencadenar reacciones nucleares de fusión, en ese momento es cuando se puede decir que ha nacido una nueva estrella.

Las estrellas jóvenes suelen ser azules y muy calientes, como las que se aprecian en la imagen obtenida por el ESO. Estas estrellas alcanzan edades de entre 20 y 35 millones de años. Para nuestro sentido común esto nos parece mucho, probablemente porque lo estamos comparando inconscientemente con los rangos de tiempo a los que estamos acostumbrados. Esas cifras parecen descomunales comparadas con la duración de nuestra vida. Para poner dichas cifras en perspectiva lo mejor es que lo comparemos con el tiempo de vida de otras estrellas, y que mejor estrella con la que comparar que el Sol, nuestra estrella más cercana. El Sol tiene unos 5000 millones de años, se encuentra hacia la mitad de su vida, dicho de otro modo, todavía le quedan otros 5000 millones de años de vida. Ahora es cuando podemos apreciar que las estrellas del cúmulo NGC 2547 son realmente jóvenes, ahora son sus edades las que parecen insignificantes frente a la edad del astro rey.

No todas las estrellas duran lo mismo, la duración de sus vidas depende de la masa que estas tengan. Cuanto más masiva sea una estrella más corta será su vida. Las estrellas dependen de las reacciones de fusión que se llevan a cabo en su interior. El día que no pueden realizar esas fusiones las estrellas colapsan sobre sí mismas llegando así al final de sus vidas y conviertiendose, quizás en una enana blanca, en una estrella de neutrones o incluso en un agujero negro. Cuanto más masiva es una estrella, más reacciones de fusión se tienen que realizar en su núcleo para impedir su propio colapso, lo que tiene como consecuencia que la estrella consuma en menor tiempo el "combustible" a partir del cual se realizan dichas reacciones nucleares. Una vez que se acaba dicho "combustible", el colapso es imparable. Por lo tanto, a mayor masa de la estrella menor tiempo de vida de la misma, así pues, el secreto de la vida de las estrellas está en su masa.
Credit: ESO

-(1) Young, Hot and Blue
Jueves, 30 de Agosto de 2012

Un flash estelar en la oscuridad para conocer las galaxias

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El observatorio Gemini se hace eco de la nueva técnica para estudiar galaxias que ha desarrollado un grupo de astrónomos. El grupo, dirigido por Edo Berger de la Universidad de Harvard, ha estudiado una galaxia lejana haciendo uso de la explosión de una supernova. El trabajo ha sido publicado en The Astrophysical Journal, bajo el título Ultraluminous supernovae as a new probe of the interstellar medium in distant galaxias.

Imaginad una galaxia tan lejana que no la podemos ver, se nos muestra tan tenue que apenas podemos estudiar nada de la misma ¿cómo podríamos llegar a saber cuales son los elementos que componen sus nubes de gas y polvo sin tener que ir hasta ella? Hasta el momento se han utilizado dos métodos distintos para intentar estudiar galaxias tan lejanas.

Uno de ellos consiste en estudiar la luz de un quasar que atraviesa esa galaxia. Un quasar es una galaxia activa. Los quasares son objetos realmente distantes. Cuando la luz proveniente del quasar atraviesa una galaxia, los componentes de ésta absorberán determinadas longitudes de onda(colores), estudiando esos colores que faltan podemos saber cuales son los componentes principales de la galaxia. Otra forma de estudiar galaxias lejanas se basa en la misma idea. En esta ocasión lo que se observa son explosiones de rayos gamma, los cuales son los eventos más violentos del Universo, o al menos lo son mientras no descubramos otros de mayor virulencia. En este caso lo que se estudia es como queda la luz proveniente de dicha explosión al atravesar la galaxia que queremos estudiar. La idea es igual a la anterior, sólo cambia la fuente de la luz que atraviesa la galaxia.

El equipo liderado por Berger ha desarrollado una nueva técnica para estudiar ese tipo de galaxias. Al explotar una supernova en la galaxia de interés, se puede estudiar el espectro de la luz producida por dicha explosión, para así poder descubrir la huella que dejan en la luz los componentes del gas de dicha galaxia. El propio Berger lo ha explicado con una analogía, la cual, la verdad, me ha parecido una analogía estupenda. La idea es como sigue.

Imaginad que estáis en una habitación completamente a oscuras en la que no veis nada de nada, de pronto, alguien dispara un flash, durante ese breve lapso de tiempo gracias a la luz del flash habéis podido ver que hay en la habitación. En la técnica desarrollada por el equipo de Berger, la habitación a oscuras es la galaxia que queremos estudiar y el flash es la supernova. Estudiando la luz de dicha supernova podemos conocer cuales son los componentes de los que están formados el gas y el polvo de la galaxia. La información, una vez más, y como sucede con las técnicas anteriores, se encuentra en el espectro de la luz, es decir, lo que se estudia son las longitudes de onda que nos llegan de la luz de la supernova, de aquí es de donde se puede sacar la información sobre de qué está hecha la galaxia.

Estudiar galaxias lejanas es importante para poder entender como evolucionan a lo largo del tiempo las mismas ¿cómo es esto posible? Básicamente por dos hechos conocidos por todos. El primero es que el Universo es un lugar muy, muy grande, y el segundo, que la velocidad de la luz es finita. Estos dos hechos hacen que la luz de un objeto que se encuentra muy alejado de nosotros, tarde mucho tiempo en llegarnos, es decir, estamos viendo cómo era el objeto hace mucho tiempo, no cómo es ahora mismo. Supongamos que tenemos una galaxia a una distancia de unos 8.000 millones de años luz de nosotros, esto puede parecer mucho, pero la galaxia estudiada por Berger se encuentra todavía más lejos, para ser exactos, se encuentra a 9.500 millones de años luz de distancia. Cuando observamos estos objetos tan distantes, no los estamos viendo cómo son ahora, sino cómo eran hace 8.000 o 9.500 millones de años. Dado que hay galaxias que están más cerca de nosotros que otras, podemos observar cómo eran las galaxias de hace 8.000 millones de años, o de cómo eran hace 5.000 millones de años, etc. Esto nos permite observar galaxias con distintas edades, pudiendo así deducir como las galaxias han ido cambiando con el paso del tiempo, o lo que es lo mismo, cómo han ido evolucionando.
Miercoles, 13 de Junio de 2012

Un puente de hidrógeno intergaláctico

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Las galaxias son enormes conjuntos de estrellas, gas, polvo y materia oscura, que se mantienen unidas mediante la gravedad. A su vez, las galaxias no están aisladas, sino que moran agrupadas en grupos de galaxias, llamados cúmulos, los cuales se extienden a lo largo de inimaginables cantidades de espacio.

Nuestra galaxia no es una excepción a la regla. La Vía Láctea forma parte de un cúmulo al que hemos llamado grupo local, en él habitan otras muchas galaxias. Las galaxias de un cúmulo permanecen unidas por el efecto de su gravedad, de hecho, debido a los tira y afloja que sufren unas galaxias respecto de otras, todas ellas realicen una danza cósmica que en algunas ocasiones hará que algunas galaxias pasen muy cerca unas de otras, o que incluso, lleguen a chocar unas con otras, ese es el destino que les depara a nuestra Vía Láctea y a la galaxia de Andrómeda, dentro de miles de millones de años ambas galaxias colisionaran en lo que probablemente sea el espectáculo más impresionante del grupo local.

CREDIT: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Pero estos encuentros cercanos no son sólo cosas del futuro, sino que ya han ocurrido en el pasado. En el año 2004 un grupo de científicos gracias al Westerbork Synthesis Radio Telescope encontraron lo que parecía ser un puente de hidrógeno entre las galaxias de Andrómeda y del Triángulo. En aquel entonces los resultados no parecían concluyentes. Parte de la comunidad científica realizó críticas al hallazgo poniendo en entredicho la existencia de ese puente de hidrógeno entre ambas galaxias.

El pasado 11 de Junio, el National Radio Astronomy Observatory comunicaba los resultados obtenidos desde el Green Bank Telescope. Resultados que fueron anunciados por Jay Lockman, Wolfe, D.J. Pisano, Stacy McGaigh y Edward Shaya en la reunión de la American Astronomical Society Estos últimos estudios confirman la existencia del puente de hidrógeno entre ambas galaxias. Las observaciones parecen indicar que este puente de hidrógeno es el resultado de un encuentro cercano hace miles de millones de años entre las galaxias de Andrómeda y del Triángulo.

Cuando dos galaxias pasan cerca una de la otra la fuerza de la gravedad de sus componentes puede deformar dichas galaxias. Las nubes de gas de una galaxia pueden sufrir el tirón gravitatorio de la otra, haciendo que dichas nubes se estiren hacia la otra galaxia. Con el paso del tiempo el resultado puede ser una especie de puente de hidrógeno que une ambas galaxias. Esto es lo que se piensa que ha pasado en el caso de las galaxias de Andrómeda y del Triángulo.
Jueves, 19 de Abril de 2012

Problemas con la materia oscura

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Credit: NASA
El ESO (European Southern Observatory) ha publicado una nota de prensa donde presenta las últimas observaciones realizadas por el equipo científico de Christian Moni Bidin. Haciendo uso del observatorio de La Silla han estado observando el movimiento de 400 estrellas de nuestra galaxia. Las conclusiones a las que han llegado es que tenemos un problema con el modelo de distribución de la materia oscura en la Vía Láctea.

Antes de continuar recordemos brevemente que es la materia oscura. Se supone, que la materia oscura es un tipo de materia distinta a la materia bariónica. La materia bariónica es la materia a la que estamos acostumbrados, es decir, la materia de la que estamos hechos nosotros, los planetas, las estrellas, etc. Los elementos de los que está constituida la materia bariónica son los que se recogen en la tabla periódica.

De momento no sabemos cuales son los constituyentes de la materia oscura, o dicho de otro modo, no sabemos que es dicha materia. Lo que si sabemos es cual es la diferencia fundamental entre la materia bariónica y la materia oscura. La materia bariónica interacciona gravitatoriamente y electromagnéticamente(las fuerzas fuerte y débil actúan en el reino de los átomos, para nuestros propósitos podemos ignorarlas). Que la materia bariónica interacciona con la gravedad es obvio, esa es la razón por la cual estamos pegados a la superficie de la Tierra. En cuanto a la interacción electromagnética es suficiente con hacer una llamada de teléfono para comprobar como con la materia bariónica podemos manejar el electromagnetismo a nuestro antojo. Pero no es necesario coger el móvil para hacer la prueba, nos sirve con una mesa y nuestra mano. Lo cierto es que la interacción electromagnética la experimentamos todos los días aunque no nos demos cuenta de ello. Como sabemos estamos hechos de átomos y estos consisten en un núcleo de protones y neutrones, alrededor del núcleo se encuentran los electrones en una especie de nube. Sabiendo esto es fácil concluir que nuestra superficie está compuesta de electrones que orbitan sus respectivos átomos, pero esto es igualmente cierto para la superficie de cualquier objeto que esté compuesto de materia bariónica. A esto hay que añadir otro hecho, y es que las partículas que componen los átomos son realmente pequeñas, son tan pequeñas que los átomos son principalmente espacio vacío. Con estas ideas en mente pon tu mano sobre la mesa y haz fuerza hacía ella, como puedes observar tu mano no consigue traspasar la mesa, pero si los átomos de los que estamos hechos nosotros y la mesa son esencialmente espacio vacío ¿cómo es que no la podemos atravesar? Lo que lo impide es la repulsión eléctrica de los electrones que forman la superficie de tu mano y la de la mesa. Lo que estás experimentando es la interacción electromagnética entre los electrones de la mesa y los tuyos.

Credit: NASA, ESA, Hubble

Como acabamos de ver la materia bariónica interacciona mediante la gravedad y el electromagnetismo pero hasta donde sabemos la materia oscura sólo interacciona gravitatoriamente. Esto lo sabemos por observaciones astronómicas que nos indican que los movimientos de las estrellas en las galaxias, o algunos fenómenos de lente gravitatoria no los podemos explicar sólo con la cantidad de materia bariónica que sabemos que hay, se necesita más materia para generar los efectos gravitatorios que observamos, y dado que esta materia no es visible, es decir, que no parece interaccionar electromagnéticamente (recordad que la luz es un fenómeno electromagnético), se le ha dado el nombre de materia oscura.

El equipo de Christian Moni Bidin ha publicado su trabajo en la revista The Astrophysical Journal, el artículo lleva por título Kinematical and chemical vertical structure of the Galactic thick disk II. A lack of dark matter in the solar neighborhood. Lo que han encontrado es que no necesitan tanta cantidad de materia oscura en la galaxia como la que se suponía que tenía que haber para explicar el movimiento de las estrellas observadas. Normalmente se supone que la galaxia está en el interior de una esfera más bien homogénea de materia oscura, según ese tipo de modelos la cantidad de materia oscura (densidad media) que deberíamos observar en la región galáctica en la que nos encontramos estaría entre 0,4 y 1 kilogramos en una esfera del tamaño de la Tierra, pero el trabajo del equipo de Moni Bidin indica que en realidad la cantidad de materia oscura sería menor, para un volumen como el de la Tierra según Moni Bidin & cia debería haber tan sólo 0.00±0.07 kilogramos.

De confirmarse estas observaciones no nos va a quedar más remedio que repasar los modelos de distribución de materia oscura en la galaxia, parece que hemos estado pasando algo por alto.
Miercoles, 11 de Abril de 2012

Un gigante caníbal en el firmamento

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Credit: Far-infrared:
ESA/Herschel/PACS/SPIRE/C.D. Wilson, MacMaster University, Canada;
X-ray:
ESA/XMM-Newton/EPIC;
visible:
ESO/MPG 2.2-m telescope on La Silla.
A doce millones de años luz se encuentra Centaurus A, una galaxia elíptica. Las galaxias se clasifican según su forma, las hay espirales, espirales barradas, elípticas e irregulares.

Se ha estado observando a Centaurus A con distintos telescopios, consiguiendo así información sobre la misma en distintas longitudes de onda. Centaurus A llama nuestra atención porque tiene una característica peculiar que no es normal en las galaxias. En las imágenes se aprecia clarísimamente que pose una especie de disco gas y polvo ¿de donde ha salido? Según parece ese disco son los restos que quedan de otra galaxia, en el pasado Centaurus A tuvo que chocar contra otra galaxia, engulléndola en plan caníbal.


Centaurus A ha estado siendo observada por los telescopios Herschel Space Observatory y XMM-Newton x-ray los cuales nos han desvelado con gran claridad la existencia de unos jets. Estos jets no son más que materia que sale expulsada de la galaxia. Los jets tienen la particularidad de emitir con mucha intensidad en ondas de radio. Este tipo de emisiones suele ser debido a electrones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz dentro de campos magnéticos. Los jets tal y como se ven en las imágenes no parecen ser unas estructuras muy grandes pero no nos dejemos engañar, en realidad llegan a extenderse a lo largo de un millón de años luz.
Credit: Far-infrared: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/C.D. Wilson, MacMaster University, Canada; X-ray: ESA/XMM-Newton/EPIC; visible: ESO/MPG 2.2-m telescope on La Silla
Estos jets son una característica típica de lo que se conoce como galaxias activas. En el corazón de este tipo de galaxias se encuentra un agujero negro alrededor del cual se forma un disco de acreción, esto es, un disco de materia que gira a altas velocidades mientras cae hacia el agujero negro. La materia en el interior de este disco está sometida a procesos de rozamiento y dado que además gira a altísimas velocidades, resulta que la materia se alcanza temperaturas tan altas que acaba emitiendo radiación electromagnética en forma de rayos X.

Las galaxias activas son auténticos titanes cósmicos en el sentido de que son capaces de generar y mantener tremendos procesos energéticos como son sus jets, por no mencionar el agujero negro que se encuentra en su centro el cual es alimentado por cantidades ingentes de materia. Centaurus A posiblemente ha alcanzado ese estado de galaxia activa debido a su pasado caníbal.