Con la mirada puesta en el eclipse total de Sol

El Sol parece estar observándonos en esta composición de imágenes tomadas desde la Tierra y desde los satélites Proba-2 y SOHO durante el eclipse total de Sol del mes pasado.

La colorida ‘pupila’ de esta composición se corresponde con la imagen del disco solar tomada por el satélite Proba-2 de la ESA mientras se producía el eclipse.

Esta imagen fue generada por el instrumento SWAP de Proba-2, que estudia el Sol en la banda de la luz ultravioleta. El falso color representa la intensidad de las distintas regiones activas.

Las zonas representadas en azul oscuro son manchas solares, rodeadas por líneas de campo magnético que forman grandes arcos sobre la superficie del Sol. Las manchas solares están relacionadas con las erupciones solares y con las eyecciones de masa coronal, que en ocasiones se pueden dirigir hacia la Tierra.

El ‘iris’ azul es una composición de cientos de imágenes en luz blanca tomadas desde el norte de Australia durante los dos minutos de la fase de totalidad del eclipse del 13 de noviembre.

La atmósfera del Sol, o corona solar, sólo se puede observar directamente desde la Tierra durante los eclipses, cuando el disco solar queda temporalmente oscurecido por la Luna.

Se puede ver claramente cómo los bucles y ‘penachos’ de líneas de campo magnético pasan de las imágenes en luz blanca a la fotografía de gran angular tomada por el satélite ESA/NASA SOHO, a medida que el viento solar arrastraba estas estructuras hacia el espacio exterior.

Esta composición de imágenes tomadas desde la superficie de la Tierra y desde el espacio constituye una herramienta única para estudiar la relación entre la atmósfera solar, visible únicamente durante los eclipses totales, las manchas solares y el entorno de nuestra estrella.

Esta imagen también nos recuerda que el Sol continúa muy activo, con una actividad magnética que puede cambiar en un abrir y cerrar de ojos. Esta semana el hemisferio norte de nuestro planeta alcanzará el solsticio de invierno. (Fuente: ESA)

Calculan la abundancia de estrellas en el universo

Usando los datos del Telescopio Espacial Fermi de rayos Gamma de la NASA, unos astrónomos han realizado la medición más precisa hasta ahora de la luz de las estrellas en el universo, y la han utilizado para determinar la cantidad total de luz de todas las estrellas que alguna vez brillaron, y la abundancia de éstas en el universo.

La luz de las bandas visible y ultravioleta emitida por las estrellas sigue viajando por todo el universo, incluso después de que dejen de brillar, y este flujo crea un campo de radiación fósil que los astrónomos pueden explorar usando los rayos gamma de fuentes distantes.

Los rayos gamma son la forma más energética de la luz. Desde el lanzamiento del Fermi en 2008, su telescopio LAT observa todo el cielo en rayos gamma de alta energía cada tres horas, creando el mapa más detallado que existe del universo a estas energías.



Los puntos verdes señalan la posición de los blazares. (Imagen: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)



La suma total de la luz de las estrellas en el cosmos es conocida por los astrónomos como la luz del fondo extragaláctico (EBL). Para los rayos gamma, la EBL funciona como una especie de niebla cósmica.

El equipo de Marco Ajello, del Instituto Kavli para la Cosmología y la Astrofísica de Partículas en la Universidad de Stanford en California y el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley, investigó la EBL mediante el estudio de los rayos gamma de 150 blazares. Un blazar es, a grandes rasgos, un núcleo galáctico activo (por tener un agujero negro masivo tragando materia en su centro), visto desde uno de sus polos y que muestra variaciones rápidas en su potencia de salida de radiación en intervalos cortos de tiempo. A medida que la materia cae hacia el agujero negro supermasivo de la galaxia, parte de ella es catapultada hacia el exterior a casi la velocidad de la luz, en forma de chorros apuntando en direcciones opuestas. Cuando uno de los chorros se dirige en dirección a la Tierra, la galaxia aparece especialmente brillante y se la clasifica como un blazar.

Los rayos gamma producidos en los chorros del blazar viajan a través de miles de millones de años-luz hasta la Tierra. Durante su viaje, los rayos gamma atraviesan una creciente niebla de luz visible y ultravioleta emitida por las estrellas que se formaron a lo largo de la historia del universo.

Ocasionalmente, un rayo gamma choca con esa luz estelar y se transforma en un par de partículas: un electrón y su homólogo de antimateria, un positrón. Una vez que esto ocurre, ese rayo gamma se pierde, y el haz se debilita un poco. El proceso amortigua la señal de rayos gamma de un modo bastante similar a cómo una niebla atenúa la luz de un faro distante.

Estudiando los blazares cercanos, los científicos han determinado qué cantidad de rayos gamma debería ser emitida en diferentes energías. Los blazares más distantes muestran menos rayos gamma a energías más altas, especialmente por encima de los 25 GeV, como consecuencia de la absorción por la niebla cósmica.

Los blazares más alejados pierden casi todos sus rayos gamma de alta energía.

Teniendo en cuenta esto y otros factores, al equipo de investigación le ha sido posible estimar que la densidad estelar promedio en el cosmos equivale a una distancia promedio entre estrellas de unos 4.150 años-luz. Es una distancia mucho mayor que la típica dentro de una galaxia, pero hay que tener en cuenta que la estimación se refiere al universo entero; hay mucho espacio sin estrellas en el vacío intergaláctico.

El extraño caso del agujero negro de Andrómeda

Uno de los numerosos agujeros negros presentes en la vecina galaxia de Andrómeda ha puesto patas arriba los modelos de emisión de rayos X al descubrirse que la luminosidad que emite puede llegar a superar aquella que le correspondería en función de su masa.

Una investigación, en la que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, ha establecido la masa de este objeto en unas diez veces la del Sol.

No obstante, algunos de sus registros de luminosidad exceden los límites establecidos por la física. El hallazgo ha sido publicado en la revista Nature.

Una serie de fórmulas matemáticas establece cuál debe ser la luminosidad máxima de un objeto cósmico en función de su masa –conocida como la luminosidad de Eddington–.

Por encima de este límite, por ejemplo, una estrella normal se descompondría. Para un agujero negro de masa una decena de veces superior a la del Sol, esta cifra es de 1x10³² vatios, un millón de veces mayor que la luminosidad del Sol.

Algunas fuentes cósmicas de rayos X alejadas de los centros de las galaxias brillan con luminosidades que superan esta cifra, y por ello se denominan fuentes de rayos X ultraluminosas –ULX por sus siglas en inglés–.

Tienen masas mayores que las de los agujeros negros normales pero menores que las de los agujeros negros supermasivos localizados en los centros de las galaxias.

La experta del Instituto de Ciencias del Espacio –centro del CSIC asociado al Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña– Margarita Hernanz, que ha colaborado en la investigación, explica: “Dentro de las ULX, el nivel de luminosidad de este agujero negro es de los menos intensos, de hecho, sólo supera el límite de 1x10³² vatios en algunas ocasiones”.

Este fenómeno se debe a la propia configuración del agujero negro, que pertenece a un sistema binario en el que él y su estrella acompañante orbitan mutuamente entre sí a gran velocidad. Durante este baile cósmico, parte de la materia de la estrella es atraída y absorbida por el agujero. Antes de ser engullida, esta materia crea un disco de acrecimiento alrededor del agujero negro y emite intensamente en rayos X.

Es en este momento cuando puede medirse la luminosidad del objeto y su masa, ya que, como comenta la investigadora del CSIC, “un agujero negro que no interactúa con ningún otro objeto no puede ser observado porque no emite luz”.

La luminosidad de este fenómeno depende de la masa del agujero negro, ya que cuanto más masivo sea, más potente será su campo gravitatorio y más materia será capaz de absorber, lo que le conferirá una mayor luminosidad.

No obstante, resulta lógico pensar que estos parámetros no son estables, sino que varían con el tiempo y, a menor escala del agujero más rápida será la variación de los parámetros. Según Hernanz, “el objeto que comenzó siendo un ULX ha demostrado ser un microcuásar, un sistema binario que alberga un agujero negro de masa pequeña. Las observaciones en radio de los chorros relativistas de materia expulsada por los polos del agujero negro en rotación han ayudado a determinar su masa”.

Los resultados obtenidos por esta investigación abren una nueva ventana de comprensión de los agujeros negros y su evolución en el Universo. Para la investigadora, “comprender el comportamiento de los agujeros negros supone un gran reto, no obstante, las microescalas en las que se presentan los microcuásares hacen que su evolución sea mucho más rápida y les convierten en escenarios perfectos para entender la evolución de los cuásares –los mega agujeros negros ubicados en el centro de las galaxias– para comprender cómo se ha distribuido la masa y la energía en el Universo primitivo y cómo se han formado las galaxias que vemos hoy en día”. (Fuente: CSIC)

Taller de Astronomia 2013

BIBLIOTECA POPULAR SARMIENTO

TALLERES  DE  ASTRONOMIA 2013

PRIMER NIVEL a cargo de Osvaldo Calvo

Iniciación a la Astronomía.

Se irán tratando temas tan apasionantes como la historia de la Astronomía, el Sistema Solar, la exploración espacial, la vida de las estrellas.

INICIO DEL TALLER: 12/04/2013 

HORARIO: VIERNES  DE 18:00HS   A 19:00 HS

SEGUNDO NIVEL a cargo de Gabriel Pesaresi

Se irán tratando temas como, principio de relatividad, física cuantica, termodinámica, cosmología.

INICIO DEL TALLER: 12/04/2013 

HORARIO: VIERNES  DE 19:00HS   A 20:30 HS

Informes en la  Biblioteca Popular Sarmiento Tel. 4228-3676

Consultas al E-mail: gabrielpesaresi@yahoo.com.ar

       Pagina Web: http://gabrielpesaresi.blogspot.com/

Herschel y Keck realizan un censo del Universo invisible

Al combinar el poder de observación del telescopio espacial Herschel de la ESA con el del observatorio Keck de Hawái, los astrónomos han caracterizado cientos de nuevas galaxias con brotes estelares, descubriendo tasas de formación de estrellas extraordinariamente altas a lo largo de la historia del Universo.

Las galaxias con brotes estelares son capaces de formar el equivalente a cientos de estrellas con la masa de nuestro Sol cada año, a través de un proceso breve pero extremadamente intenso.

Como referencia, nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea, produce tan sólo el equivalente a una masa solar al año.

Las galaxias con brotes estelares emiten tanta luz que deberían brillar cientos o miles de veces más que nuestra Galaxia, pero el gas que alimenta a sus estrellas también contiene una gran cantidad de polvo, producto de la frenética formación de nuevos astros.

El polvo interestelar absorbe la mayor parte de la radiación emitida en la banda de la luz visible, lo que provoca que muchas de estas galaxias pasen completamente desapercibidas en esta región del espectro electromagnético.

Sin embargo, las jóvenes estrellas calientan lentamente el polvo que las rodea, que vuelve a emitir toda esta energía en las longitudes de onda del infrarrojo lejano.

Gracias al telescopio espacial en la banda del infrarrojo de la ESA, Herschel, los astrónomos fueron capaces de determinar el brillo y la temperatura de miles de galaxias con un alto contenido de polvo interestelar. A partir de estos datos, pudieron calcular la tasa de formación de estrellas en su interior.

“Las galaxias con brotes estelares son las más brillantes del cosmos, y suponen una importante contribución a la tasa total de formación de estrellas en el Universo, lo que hace que sea importante estudiarlas en detalle y comprender sus propiedades”, explica Caitlin Casey, de la Universidad de Hawái, autora principal del artículo que presenta estos resultados en el Astrophysical Journal.

“Algunas de las galaxias descubiertas en este nuevo censo presentan una tasa de formación de estrellas equivalente al nacimiento de varios miles de estrellas con la masa de nuestro Sol cada año, lo que las convierte en algunos de los objetos más brillantes en la banda del infrarrojo descubiertos hasta la fecha”.

Para poder poner en contexto estos hallazgos y comprender cómo ha variado la tasa de formación de estrellas a lo largo de los 13.700 millones de años de historia del Universo, era necesario determinar a qué distancia se encontraban estas galaxias.

Con Herschel marcando el camino, el equipo de Casey utilizó los espectrómetros instalados en los telescopios gemelos de 10 metros de diámetro del Observatorio W. M. Keck, en la cima del volcán Mauna Kea de Hawái, para determinar el corrimiento al rojo de 767 galaxias con brotes estelares.

El corrimiento al rojo es una medida de cuánto tiempo ha estado viajando la luz de un objeto a través del Universo, lo que permite determinar en qué momento de la historia del cosmos fue emitida la luz que ahora detectamos

En la mayoría de las galaxias analizadas, se descubrió que su luz había estado viajando hacia nosotros durante 10.000 millones de años como máximo.

Sin embargo, un 5% de las galaxias presentaban un corrimiento al rojo incluso mayor: su luz fue emitida cuando el Universo tenía apenas 1-3 miles de millones de años.

“Los datos de Herschel nos muestran lo violentas y prolíficas que pueden llegar a ser estas galaxias a la hora de producir nuevas estrellas”, explica Seb Oliver, de la Universidad de Sussex, Reino Unido, e Investigador Principal del Programa HerMES, a través del que se han recogido todos estos datos.

“Al combinar los datos de Herschel con las distancias calculadas a partir de las observaciones de Keck, podemos evaluar la contribución de las galaxias con brotes estelares a la cantidad total de estrellas formadas a lo largo de la historia del Universo”.

Pero cómo se formaron tantas galaxias con brotes estelares durante los primeros miles de millones de años de existencia del Universo sigue siendo uno de los mayores enigmas a la hora de estudiar la formación y la evolución de las galaxias.

Una de las principales teorías sugiere que las colisiones entre galaxias jóvenes pudieron desencadenar una fase de formación de estrellas especialmente intensa, pero breve.

Otra teoría especula que, en la infancia del Universo, las galaxias disponían de mucho más gas para alimentarse, lo que les permitió alcanzar tasas de formación de estrellas muy elevadas sin necesidad de colisionar con otras galaxias.

“Es un tema muy controvertido; para encontrar respuestas necesitamos más información sobre la forma y la velocidad de rotación de estas galaxias”, concluye Casey.

“Antes de Herschel, el mayor censo de galaxias con brotes estelares comprendía apenas 73 galaxias – hemos aumentado esta cifra un orden de magnitud, combinando las observaciones con los datos de Keck para determinar las características de esta importante población de galaxias”, comenta Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA. (Fuente: ESA)

Las enanas marrones también podrían ‘dar a luz’ planetas

Hasta ahora los científicos consideran que los planetas rocosos surgen de los discos de materia que rodean las estrellas recién nacidas. Pero, por primera vez, un equipo de astrónomos ha observado un disco polvoriento similar alrededor de una enana marrón, una ‘estrella fallida’. El sorprendente hallazgo sugiere que los planetas rocosos pueden ser más comunes de lo que se pensaba.

La comunidad científica suponía que los granos de las regiones exteriores que rodean una enana marrón –un objeto parecido a las estrellas, pero demasiado pequeño para brillar como ellas– no podían crecer ni crear planetas debido a la dispersión de los discos donde se encuentran, además de que las partículas se moverían demasiado rápido como para unirse al colisionar.

Pero según las observaciones del conjunto de telescopios Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, ese planteamiento no es correcto y los granos podrían llegar a formar planetas rocosos.

Hasta ahora se creía que este tipo de planetas se forman a través de las colisiones aleatorias y la unión de lo que, en un principio, serían partículas microscópicas del disco de material que rodea a las estrellas. Este diminuto material, conocido como polvo cósmico, es parecido al hollín o a granos de arena muy fina.

Además, las teorías predominantes afirman que, en el entorno de las enanas marrones, cualquier grano que quisiera formarse se movería con rapidez hacia la enana marrón, desapareciendo de las partes exteriores del disco en las que podrían detectarse.

“Nos sorprendió muchísimo encontrar granos de tamaño milimétrico en ese disco delgado y pequeño,” dice Luca Ricci, del Instituto Tecnológico de California (EE.UU.), quien lidera un equipo de astrónomos con sedes en EEUU, Europa y Chile.

“En las frías regiones exteriores del disco que rodea a la enana marrón no deberían formarse granos sólidos de ese tamaño, pero parece que se forman. No estamos seguros de que puedan desarrollarse planetas rocosos completos, o de si ya ha ocurrido antes, pero estamos viendo los primeros pasos, de manera que tendremos que cambiar nuestras suposiciones sobre las condiciones que se requieren para el crecimiento de sólidos”, afirma.

La mayor resolución proporcionada por ALMA, comparada con la de telescopios anteriores, también ha permitido al equipo localizar gas monóxido de carbono alrededor de la enana marrón. De hecho, es la primera vez que se detecta gas frío molecular en este tipo de discos. Este descubrimiento, junto con el de los granos de tamaño milimétrico, sugiere que el disco es más parecido a los que se encuentran en torno a estrellas jóvenes de lo que se creía.

Ricci y sus colegas llevaron a cabo este descubrimiento utilizando parte de las antenas de ALMA instaladas en el desierto chileno, que se encuentra a una gran altitud. ALMA es un conjunto de antenas de gran precisión que aún está en construcción. Las antenas trabajarán conjuntamente como si fueran un solo telescopio para observar el universo en gran detalle y con una gran precisión.

ALMA 've' el Universo en longitudes de onda milimétrica y submilimétrica, invisibles para el ojo humano. Se espera que la construcción de ALMA termine en el año 2013, pero los astrónomos iniciaron las observaciones con un conjunto parcial de las antenas de ALMA en 2011.

Los astrónomos apuntaron ALMA hacia la joven enana marrón ISO-Oph 102, también conocida como Rho-Oph 102, en la región de formación estelar de Rho Ofiuco, en la constelación de Ofiuco (El Portador de la Serpiente). Con unas 60 veces la masa de Júpiter, pero solo 0,06 veces la masa del Sol, la enana marrón tiene muy poca masa para iniciar las reacciones termonucleares por las cuales brillan las estrellas. Aún así, emite calor, generado por sus lentas contracciones gravitatorias, y brilla con un color rojizo, aunque mucho menos que una estrella.

Los telescopios recogieron la luz de longitudes de onda en torno a un milímetro, emitida por el disco de material calentado por la enana marrón. Los granos del disco no emiten mucha radiación en longitudes de onda más largas que su propio tamaño, por lo que en longitudes de onda mayores puede medirse un característica disminución en el brillo.

Los astrónomos compararon el brillo del disco en longitudes de onda de 0,89 mm y 3,2 mm. La disminución en el brillo de 0,89 mm a 3,2 mm no fue tan brusca como se esperaba, lo que demuestra que algunos de los granos miden un milímetro o son incluso mayores.

“ALMA es una herramienta nueva y potente para resolver misterios sobre la formación de sistemas planetarios”, afirma Leonardo Testi, del Observatorio Europeo Austral (ESO), miembro del equipo de investigación. Testi también señaló que “Intentar hacer lo mismo con telescopios de generaciones anteriores habría requerido casi de un mes de observaciones  — algo imposible en la práctica. Pero utilizando tan solo una cuarta parte delo que será el conjunto final de antenas de  ALMA ¡pudimos hacerlo en menos de una hora!”.

En un futuro próximo, el conjunto ALMA será lo suficientemente potente como para tomar imágenes detalladas del disco que rodea a Rho-Oph 102 y de otros objetos. Ricci explicó que “Pronto seremos capaces, no solo de detectar la presencia de pequeñas partículas en los discos, sino de saber cómo se reparten a lo largo del disco circumestelar y cómo interactúan con el gas que también hemos detectado en el disco. Esto nos ayudará a comprender mejor cómo se forman los planetas”. (Fuente: ESO)