Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y muchos otros telescopios en tierra y en el espacio, un equipo internacional de astrónomos ha obtenido la mejor imagen de una colisión que tuvo lugar entre dos galaxias cuando el universo tenía sólo la mitad de su edad actual. Se sirvieron de una lupa del tamaño de una galaxia para revelar detalles de otro modo invisibles. Estos nuevos estudios de la galaxia H-ATLAS J142935.3-002836 han demostrado que este objeto, complejo y distante, es parecido a una conocida colisión de la galaxia local, las Galaxias Antena.

El famoso detective de ficción Sherlock Holmes utilizaba una lupa para revelar evidencias apenas visibles, pero importantes. Los astrónomos están ahora combinando el poder de muchos telescopios basados en tierra y en el espacio [1] con una forma infinitamente más grande de lente cósmica para estudiar un caso de vigorosa formación estelar en el universo temprano.

"Mientras los astrónomos a menudo se ven limitados por la potencia de sus telescopios, en algunos casos nuestra capacidad para ver el detalle es enormemente mejorada por lentes naturales, creadas por el universo", explica el autor principal, Hugo Messias, de la Universidad de Concepción (Chile) y el Centro de Astronomía y Astrofísica da Universidad de Lisboa (Portugal). "Einstein predijo en su teoría de la relatividad general que, dada la suficiente masa, la luz no viaja en línea recta, sino que se dobla de forma similar a la luz refractada por una lente normal".

Estas lentes cósmicas son creadas por enormes estructuras como galaxias y cúmulos de galaxias, que desvían la luz de los objetos que hay detrás de ellos debido a su fuerte gravedad — un efecto denominado de lente gravitacional o gravitatoria. Las propiedades de este efecto lupa permiten a los astrónomos estudiar objetos que no serían visibles de otro modo y comparar directamente las galaxias locales con otras mucho más remotas, vistas cuando el universo era considerablemente más joven.

Pero para que estas lentes gravitacionales funcionen, la galaxia que hace de lente y la que se encuentra detrás, alejada, deben estar alineadas de un modo muy preciso.

"Estas alineaciones casuales son muy raras y tienden a ser difíciles de identificar",  añade Hugo Messias, "pero estudios recientes han demostrado que mediante la observación en longitudes de onda del infrarrojo lejano y el rango milimétrico, podemos encontrar estos casos de una forma mucho más eficiente".

H-ATLAS J142935.3-002836 (o simplemente H1429-0028 para abreviar) es una de estas fuentes y fue encontrada en el sondeo Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS). Aunque muy débil en las imágenes de luz visible, es una de las lentes gravitatorias más brillantes del infrarrojo lejano encontrado hasta el momento, aunque lo estamos viendo en un momento en el que el universo tenía sólo la mitad de su edad actual.

 Sondear este objeto estaba en el límite de lo posible, por lo que el equipo internacional de astrónomos comenzó una extensa campaña de seguimiento con los telescopios más potentes — tanto en tierra como en el espacio — incluyendo el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, ALMA, el Observatorio Keck, el conjunto Karl Jansky Very Large Array (JVLA) y otros. Los diferentes telescopios proporcionaron diferentes puntos de vista, que se combinaron para obtener la mejor imagen de este inusual objeto.

Las imágenes de Hubble y Keck revelaron un detallado anillo de luz gravitacionalmente inducido alrededor de la galaxia del frente. Estas imágenes de alta resolución también demostraron que la galaxia que ejercía de lente es una galaxia con el disco de canto — similar a nuestra galaxia, la Vía Láctea — que oscurece partes de la luz del fondo debido a las grandes nubes de polvo que contiene.

Pero este oscurecimiento no es un problema para ALMA y JVLA, puesto que estas dos instalaciones observan el cielo en longitudes de onda más largas, que no se ven afectadas por el polvo. Combinando los datos, el equipo descubrió que el sistema de fondo era en realidad una colisión que está teniendo lugar entre dos galaxias. Desde ese momento, ALMA y JVLA empezaron a jugar un papel clave en la caracterización de este objeto

En particular, ALMA trazó el monóxido de carbono, que permite hacer estudios detallados de los mecanismos de formación de estrellas en las galaxias. Las observaciones de ALMA también permitieron medir el movimiento del material en el objeto más distante. Esto fue esencial para demostrar que el objeto que se observa a través de la lente es, de hecho, una colisión galáctica en curso que da lugar a cientos de nuevas estrellas cada año, y que una de las galaxias del choque aún muestra signos de rotación, una indicación de que era una galaxia de disco justo antes de este encuentro.

El sistema de estas dos galaxias en colisión se asemeja a un objeto que está mucho más cerca de nosotros: las Galaxias Antena. Se trata de una espectacular colisión entre dos galaxias que se cree que han tenido una estructura de disco en el pasado. Mientras que el sistema de las Antenas está formando estrellas a un ritmo de sólo unas pocas decenas de la masa de nuestro Sol cada año, en el mismo tiempo H1429-0028 convierte una masa de gas de más de 400 veces la masa del Sol en nuevas estrellas.

Rob Ivison, Director de Ciencia de ESO y coautor del nuevo estudio, concluye: "ALMA nos ha permitido resolver este dilema porque nos ha proporcionado información sobre la velocidad del gas en las galaxias, lo que hace posible distinguir los diversos componentes, revelando la firma clásica de una fusión de galaxias. Este hermoso estudio capta una fusión galaxia en plena acción, justo en el momento en el que desencadena un estallido extremo de formación estelar".

  

Las supernovas tipo ‘la’ proceden de la explosión de una enana blanca con una gemela

Un estudio descarta que las supernovas de tipo Ia, que se usan para medir distancias cósmicas, procedan de la explosión de una enana blanca alimentada por una estrella normal, sino de otra enana blanca compañera. El trabajo, liderado por el CSIC, se basa en la observación de la supernova 2014J, situada a 11,4 millones de años luz de la Tierra.

Evolución de una supernova tipo Ia.

La muerte explosiva de una enana blanca (una de las etapas más avanzadas de estrella) cuando, alimentada por otra estrella compañera, alcanza la masa crítica de 1,4 veces nuestro Sol es lo que se conoce tradicionalmente como supernova tipo Ia ('i' mayúscula y 'a').

Ahora, un estudio liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) concluye que el escenario más plausible para este fenómeno es el de un sistema binario en el que la estrella compañera también es una enana blanca.

La novedad obligaría a replantear el uso de estas supernovas como unidades de medida cósmicas

Estas conclusiones, publicadas en la revista The Astrophysical Journal, ponen en entredicho los conceptos tradicionales sobre estos escenarios, ya que implican que la explosión podría producirse a masas distintas de la masa crítica. Esta novedad obligaría a replantear el uso de las supernovas tipo Ia como unidades de medida cósmicas. 

“Las supernovas de tipo Ia juegan un papel fundamental en la química de las galaxias y del universo, ya que al explotar eyectan todo tipo de metales al exterior, incluyendo muchos que no se forman en estrellas normales", explica el investigador Miguel Ángel Pérez Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC).

"Son consideradas candelas estándar dado que su constitución es muy homogénea y prácticamente todas ellas alcanzan la misma luminosidad en el máximo de luz. Sin embargo, la pregunta básica sobre qué sistemas estelares dan lugar a una supernova de tipo Ia todavía no está claro”, reconoce Pérez Torres.

Los resultados del estudio derivan de la observación este mismo año de la supernova 2014J, situada a 11,4 millones de años luz de la Tierra, mediante la red europea de radiotelescopios. 

“Se trata de un fenómeno que se produce con muy poca frecuencia en el universo local. 2014J es la supernova tipo Ia más cercana a nosotros desde 1986, cuando los telescopios a todas las longitudes de onda eran mucho menos sensibles, y puede que la única que podamos observar a una distancia tan cercana a nosotros en los próximos 150 años”, añade el investigador.

Rosetta preselecciona cinco lugares para aterrizar sobre el cometa

Gracias a la detallada información recogida por la sonda Rosetta de 

la ESA durante sus dos primeras semanas junto al cometa

 67P/Churyumov-Gerasimenko, ya se han identificado cinco lugares

 en los que podría aterrizar el módulo Philae el próximo mes de 

noviembre – en el que será el primer aterrizaje sobre un cometa de la historia.

Antes de la llegada de la sonda europea no se disponía de información

 sobre la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, por lo que 

el equipo de la misión empezó a buscar un lugar apropiado para el aterrizaje 

del módulo de 100 kg tan pronto como Rosetta alcanzó su objetivo el pasado

 día 6 de agosto.

Está previsto que el módulo Philae aterrice a mediados de noviembre, 

cuando el cometa todavía se encuentre a unos 450 millones de kilómetros del 

Sol, y antes de que la actividad del cometa alcance un nivel que pudiera 

poner en peligro la maniobra o alterar la composición de la superficie.

El cometa 67P recorre una órbita heliocéntrica cada 6.5 años. Ayer se

 encontraba a 522 millones de kilómetros del Sol y cuando alcance el punto

 de máxima aproximación, a una distancia de 185 millones de kilómetros

, la intensidad de la radiación solar será ocho veces superior a la actual.

 Rosetta y el cometa alcanzarán este punto el 13 de agosto de 2015, en algo

 menos de un año

Espectacular paisaje de formación estelar

 

Esta imagen, captada por el Wide Field Imager (WFI) emplazado en el Observatorio

 La Silla de ESO en Chile, muestra dos regiones de intensa formación estelar en 

la zona sur de la Vía Láctea. La primera, a la izquierda de la fotografía, se encuentra

 dominada por el cúmulo estelar NGC 3603, situado a 20.000 años luz de distancia, 

en el brazo espiral de Carina-Sagitario en nuestra galaxia, la Vía Láctea. El segundo

 objeto, a la derecha, es una acumulación de nubes de gas resplandeciente conocido

 como NGC 3576,ubicado a tan sólo la mitad de distancia de la Tierra.

El NGC 3603 es un cúmulo estelar extremadamente brillante, conocido por tener a

 mayor concentración de estrellas masivas descubiertas hasta ahora en nuestra galaxia.

 En la parte central se puede observar un sistema estelar múltiple Wolf–Rayet, conocido

 como HD 97950. Las estrellas Wolf-Rayet se encuentran en una avanzada fase de 

evolución estelar, con dimensiones que comienzan en unas 20 veces la masa del Sol. 

Sin embargo, a pesar de su gran magnitud, las estrellas Wolf–Rayet se desprenden de 

una cantidad considerable de su materia, debido a la acción de intensos vientos 

estelares que expulsan el material de su superficie hacia el espacio a siete millones 

de kilómetros por hora, una pérdida de peso de proporciones cósmicas.

El enano y el gigante

 Saturno tiene muchas más lunas que nuestro planeta, con la friolera de 62 satélites. Una de ellas, Titán, representa el 96% de toda la masa en órbita al planeta, seguida por un grupo de seis satélites medianos. El resto está compuesto por 55 pequeñas lunas y por los famosos anillos que rodean al gigante gaseoso.

Esta imagen tomada por la sonda Cassini nos muestra a Rea, uno de los seis satélites medianos. En el fondo se puede ver a Saturno y su complicado sistema de anillos de hielo. La magnitud de Rea empequeñece a su minúsculo compañero, Epimeteo, uno de los 55 satélites más pequeños. 

Aunque estas dos lunas parezcan estar cerca, es sólo un efecto de la perspectiva. Cuando se tomó esta imagen Cassini se encontraba a 1,2 millones de kilómetros de Rea y a 1,6 millones de kilómetros de Epimeteo, lo que significa que las lunas estaban a unos 400.000 km de distancia.

Cita "a ciegas" con las Perseidas

Las popularmente conocidas como “lágrimas de San Lorenzo” podrán verse con mayor intensidad la noche del 12 al 13 de agosto, una vez que su radiante, localizable en la dirección nordeste, más concretamente en la constelación de Perseo, salga sobre el horizonte a las 23:30h en las islas Canarias, un poco antes la Península Ibérica, dependiendo de la latitud y longitud del lugar. El máximo de actividad se espera entre las 00:00 h y las 03:00 h de Tiempo Universal (una hora más en Canarias y dos en la Península). La Luna habrá pasado por la fase de luna llena dos días antes, por lo que será un obstáculo para su observación, estando presente durante toda la noche. Además, esta luna llena será un 30% más brillante por coincidir con su perigeo, el punto de su órbita más cercano a la Tierra. Dada la cercanía de esta “SuperLuna”, sólo podrán observarse las estrellas fugaces más brillantes.

Cada lluvia de estrellas está asociada a un cometa. Las llamadas “estrellas fugaces” de las Perseidas son en realidad pequeñas partículas de polvo de distintos tamaños, por lo general menores que granos de arena, que va dejando el cometa “Swift-Tuttle” a lo largo de su órbita. Cuando un cometa se acerca a las regiones interiores del Sistema Solar, su núcleo, formado por hielo y rocas, se sublima debido a la acción de la radiación solar y genera las características colas de polvo y gas. La corriente de partículas resultante se dispersa por la órbita del cometa.

Cada año por estas fechas, nuestro planeta se encuentra con los restos de este cometa, que tiene un período de 133 años y que pasó cerca del Sol por última vez en 1992. Estas partículas de polvo, al contacto con la atmósfera terrestre, se desintegran a gran velocidad, creando los conocidos trazos luminosos que reciben el nombre científico de “meteoros”.

La lluvia de meteoros que se produce suele tener su máxima actividad entre el 12 y el 13 de agosto, aunque el fenómeno es apreciable en menor intensidad desde la segunda mitad de julio hasta finales de agosto.

Si sumamos todos los meteoros de una lluvia en una sola imagen, se tendrá la impresión de que provienen de una misma zona del cielo, la cual recibe el nombre de radiante. Por ello, se nombra a estas lluvias en función de la constelación de la aparente procedencia: el nombre de “Perseidas” se debe a que su radiante se encuentra en la constelación de Perseo, “Acuáridas” en la de Acuario, etc.

Las distintas lluvias tienen distintas intensidades máximas, distintas velocidades de entrada en la atmósfera y distinto brillo de los meteoros. También tienen un máximo más o menos pronunciado y se distribuyen a lo largo de más o menos días en función de la dispersión de los restos, su tamaño y localización en la órbita terrestre, entre otros factores.

La galaxia del Triángulo, captada por el telescopio VST

El telescopio de sondeo VST (VLT Survey Telescope), instalado en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, ha captado una imagen de la galaxia Messier 33 que alcanza impresionantes niveles de detalle. Esta espiral cercana, la segunda gran galaxia más cercana a la nuestra, la Vía Láctea, está llena de brillantes cúmulos de estrellas y de nubes de gas y polvo. La nueva fotografía de este objeto es una de las imágenes de amplio campo con más detalles jamás tomadas y muestra, con especial claridad, las numerosas nubes rojizas y brillantes de gas en los brazos espirales.

Messier 33, también conocida como NGC 598, se encuentra a unos tres millones de años luz de distancia, en la pequeña constelación del Triángulo, en el hemisferio norte. Otro de sus nombres es Galaxia del Triángulo, y fue observada por el cazador de cometas francés Charles Messier en agosto de 1764, quien la situó como la número 33 en su famosa lista de nebulosas y cúmulos de estrellas prominentes. Sin embargo, él no fue el primero en registrar la existencia de la galaxia espiral; probablemente fue documentada por primera vez unos cien años antes por el astrónomo siciliano Giovanni Battista Hodierna.

Aunque la Galaxia del Triángulo está en el cielo del norte, es visible justo desde el punto de vista meridional del Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Sin embargo, no se eleva muy alto en el cielo. Esta imagen fue tomada por el telescopio de sondeo VST (VLT Survey Telescope), un telescopio de última tecnología de 2,6 metros con un campo de visión que es dos veces tan ancho como la Luna llena. Esta imagen fue creada a partir de muchas exposiciones individuales, incluyendo algunas tomadas a través de un filtro que deja paso tan solo a la luz emitida por el brillante hidrógeno, lo cual hace que las rojizas nubes de gas que se encuentran en los brazos espirales de la galaxia destaquen intensamente.

La misión Rosetta completa con éxito su entrada en órbita en torno al cometa 67P

Tras recorrer casi seis mil cuatrocientos millones de kilómetros a través del Sistema Solar, la sonda Rosetta (ESA) ha completado con éxito una de sus maniobras clave y ya se encuentra en órbita en torno a su objetivo, el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La operación permitirá, por primera vez, observar in situ cómo un núcleo cometario despliega su actividad y desarrolla la coma y las colas que aportan a los cometas su aspecto característico.

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Con una resolución espacial de 5,5 metros por píxel, las imágenes más recientes de la superficie 67P muestran con un detalle único una superficie extremadamente compleja, con multitud de estructuras con bordes afilados, precipicios y otras regiones que parecen lisas. Los científicos creen que la actividad del cometa desarrollada en su anteriores pasos por el Sistema Solar interno ha formado estos extraños paisajes. Fuente: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Hace 10 años fue lanzada la sonda MESSENGER rumbo a Mercurio

Hace 10 años fue lanzada la sonda MESSENGER rumbo a Mercurio con la finalidad de ser la primera nave en entrar en órbita para estudiar el planeta. El nombre MESSENGER es un acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging (Superficie, Ambiente Espacial, Geoquímica y Medición de Mercurio). Su nombre también significa "mensajero", elegido porque Mercurio era el mensajero de los dioses en la mitología romana.

Para celebrar este aniversario hemos seleccionado algunas fotografías tomadas por la sonda.

Confirmada la presencia de fosfina en torno a la estrella CW Leonis

La fosfina (PH3), una de las formas más estables del fósforo, ha sido detectada por primera vez fuera del sistema solar. La importancia de esta detección radica en que el fósforo está presente en todas las formas de vida conocidas, por lo que el descubrimiento de esta molécula es un paso hacia una mejor comprensión de la química del fósforo en el cosmos.

Fosfina en CW Leonis / Leao et al., 2006; M. Agúndez et al., 2014.

Desde hace más de 30 años, la fosfina (PH3) es conocida por estar presente en las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos Júpiter y Saturno, donde es el principal portador de fósforo. Los datos indican que, en Neptuno y Urano, la abundancia de fósforo en fase de gas en la atmósfera de estos gigantes helados es, probablemente, menor que en la fotosfera del Sol. Pero hasta ahora no se había confirmado su presencia fuera del sistema solar.

Si hace unos años se identificaba la fosfina de forma tentativa en la envoltura de la estrella de carbono CW Leonis y en la nebulosa CRL 2688, estudios realizados con datos del instrumento HIFI, a bordo del satélite Herschel, han confirmado la primera detección inequívoca de PH3 fuera de nuestro sistema solar.

Hasta ahora no se había confirmado la presencia de fosfina fuera del sistema solar

Puesto que hablamos de uno de los bioelementos primarios, esenciales para la formación de moléculas orgánicas, es importante dar pasos hacia una mejor comprensión de la química del fósforo en el espacio.

La detección de una molécula en el espacio se basa en la identificación de las huellas que ésta deja en el espectro de la región observada. Dichas huellas no son otras que las líneas espectrales correspondientes a transiciones entre distintos estados de energía.

Estas transiciones pueden ser de varios tipos: electrónicas, vibracionales y rotacionales. Las electrónicas suponen un cambio en la distribución de la nube de electrones (además de en las moléculas, también se dan en los átomos); las vibracionales tienen lugar debido a cambios en el estado de vibración de los núcleos en torno a su posición de equilibrio;  por último,  las rotacionales se dan cuando la molécula modifica su velocidad de rotación al girar, de forma solidaria con respecto al centro de masas, los núcleos de los átomos que la componen.

El espectro rotacional de PH3 ha sido extensamente estudiado en laboratorio y las frecuencias de línea (su “huella dactilar”) se conocen con precisión. Esto fue fundamental para que, en el año 2008, se detectara fosfina de forma tentativa, es decir, se encontrara una de las huellas que puede dejar esta molécula, atribuible a la transición rotacional J=1-0, la de más baja energía de la molécula. Sin embargo, hallar solo una de las posibles marcas no era suficiente para confirmar su presencia.

En este estudio se ha detectado la segunda transición rotacional, correspondiente a J=2-1 que, esta vez sí, confirma la presencia de fosfina en la envoltura de la estrella rica en carbono CW Leonis.

La detección de PH3 desafía los modelos químicos actuales, ya que ninguno ofrece un escenario de formación satisfactoria

En CW Leonis, la fosfina se forma en alguna parte de la envoltura situada a una distancia de la estrella no mayor de 100 radios estelares, aunque no está claro cuál es el mecanismo principal de formación. Se desconoce si la fosfina se forma cerca de la estrella o más lejos, hacia la envoltura, aunque hay razones para sospechar que no se forma demasiado cerca de la estrella. También se cree que el impulso que genera la luz infrarroja en esa zona juega un papel crucial en la excitación de las transiciones de PH3 observadas.

Aunque contiene apenas el 2% de fósforo total disponible en la envoltura de CW Leonis, la fosfina es, junto con la molécula HCP, uno de los principales portadores de  fósforo en fase de gas en las capas interiores de la envoltura de la estrella, sugiriendo que también podría ser una especie importante de fósforo en otros entornos astronómicos.

La detección de PH3 desafía los modelos químicos actuales, ya que ninguno ofrece un escenario de formación satisfactoria. Las observaciones de PH3, tanto en CW Leonis  como en otros entornos, con telescopios como ALMA, pueden ayudar a entender mejor su formación y las implicaciones para la química del fósforo en el espacio.