"Lo mejor del cielo" en rayos gamma

Hace doce años la ESA lanzó un sofisticado e innovador telescopio espacial para ver el lado más energético del universo: INTEGRAL. Para celebrar el cumpleaños de INTEGRAL, que además es la misión científica de la ESA con más participación española, tres de los científicos de su equipo en ESAC -el centro de la ESA en Villanueva de la Cañada, Madrid- explican aquí lo que más les ha sorprendido descubrir a lo largo de estos años. ¡Feliz cumpleaños, INTEGRAL!

En sus doce años de vida INTEGRAL ha observado agujeros negros devorando materia; el choque entre materia y antimateria cerca del centro de nuestra galaxia; o las explosiones de rayos gamma, las más potentes que se conocen. Ha detectado más de 600 nuevas fuentes que emiten en rayos X y  gamma, y en casi la mitad de ellas ha logrado además esclarecer qué son. Las observaciones de INTEGRAL han dado lugar a más de 800 publicaciones en revistas científicas y a un centenar de tesis doctorales. 

El equipo de INTEGRAL en ESAC se ocupa de definir y planificar las observaciones científicas, lo que incluye la configuración de los instrumentos del telescopio para cada observación.

 El pasado enero Erik Kuulkers, el jefe científico de INTEGRAL, tuvo que tomar “una de las decisiones más difíciles de su carrera”: interrumpir las observaciones -cuidadosamente planificadas desde ESAC- para apuntar el telescopio hacia una estrella que acababa de explotar como supernova. En realidad la explosión se había producido hace 11.5 millones de años, pero su luz acababa de llegar a la Tierra desde la galaxia vecina M82. Por lejana que parezca -11,5 millones de años luz-, es la supernova más próxima detectada en las últimas cuatro décadas, y la difícil decisión de Kuulkers resultó acertada. 

Tras 81 días de observación -¡nada menos!- INTEGRAL detectó los núcleos radioactivos que, según predice la teoría, se forman en la explosión de estas supernovas. Se confirmaba así que en esta clase de fenómenos el objeto que estalla es una enana blanca, una estrella muerta muy densa en la que una cantidad de materia equivalente a nuestro Sol se concentra en un volumen como el de la Tierra. Este es el descubrimiento favorito de Kuulkers. 

“Hay muy pocas de estas supernovas, pero entenderlas es esencial porque la medida de distancias en el cosmos se basa en ellas. INTEGRAL ha tenido que esperar más de 11 años para observar una. Sus resultados constituyen un importante legado para la ciencia”, dice Kuulkers.
“Mi favorito, que no es lo mismo que 'el más importante', es el descubrimiento de las fuentes súper-rápidas transitorias de rayos X”, dice Peter Kretschmar, jefe de operaciones de INTEGRAL. “Con ellos nos dimos cuenta de la existencia de un tipo de objetos totalmente desconocido hasta ahora, como si se descubriera de pronto una nueva especie animal en una zona de la que creías saber lo más importante”. 

Las fuentes súper-rápidas transitorias de rayos X son sistemas binarios, integrados por un objeto compacto muy denso, como un agujero negro, y una estrella compañera 'supergigante ' cientos de miles de veces más brillante que el Sol. El objeto compacto roba material de la súpergigante, y de vez en cuando emite una llamarada de radiación de alta energía, unestallido de rayos X. Se conocían otras fuentes que también producen estallidos de rayos X, pero en estanueva clase el aumento de brillo dura apenas unas horas; después, el objeto se vuelve invisible de nuevo. Esta brevedad explica que estas fuentes hayan permanecido ocultas hasta ahora. 

¿Qué produce el estallido? Aún no está claro. Pero lo más importante, para Kretschmar, es que las observaciones de INTEGRAL “han obligado a revisar lo que sabemos de la física de estos sistemas, en general”. 

Aunque hay otros telescopios espaciales que, como INTEGRAL, detectan rayos gamma, los instrumentos y la órbita de INTEGRAL lo hacen único, capaz de extraer la máxima cantidad de información de los fenómenos astronómicos más energéticos. No habrá otro telescopio con capacidades similares a las de INTEGRAL en los próximos 15 años como mínimo.

Este es el hallazgo seleccionado por Celia Sánchez, científica de operaciones de INTEGRAL: “La mayoría de los elementos químicos que encontramos en nuestro planeta formaron parte de una estrella en algún momento muy lejano, y son el resultado de la fusión nuclear de elementos químicos más ligeros. Durante estos procesos de fusión, que los astrónomos conocemos como nucleosíntesis, se generan isótopos radioactivos, que emiten rayos gamma y pueden ser estudiados con INTEGRAL. Así se ha descubierto que uno de los isótopos más abundantes en el plano de la Vía Láctea, el Aluminio 26 -¡que tiene una vida media de nada menos que un millón de años!- se mueve a grandes velocidades en el medio interestelar (200 km/h mas rápido que el gas que le rodea). 

“Este resultado nos ha permitido entender mejor los procesos por los que las estrellas más masivas expulsan nuevos elementos químicos que enriquecen el espacio, y acaban formando parte de nuevas generaciones de estrellas”.

Mirando en el corazón de Mira A y su compañera

El estudio de estrellas gigantes rojas revela a los astrónomos cuál será el futuro del Sol  y ofrece información sobre cómo generaciones anteriores de estrellas expanden los elementos necesarios para la vida a través del universo. Una de las gigantes rojas más famosas del cielo se llama Mira A, y es parte del sistema binario Mira, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra. En esta imagen, ALMA revela la vida secreta de Mira.

Mira A es una estrella vieja que está empezando a expulsar al espacio el material que lleva toda su vida fabricando para que, finalmente, se recicle. La compañera de Mira A, conocida como Mira B, la orbita a una distancia dos veces la distancia entre el Sol y Neptuno.

Mira A es conocida por tener un viento lento que moldea suavemente el material circundante. ALMA ha confirmado que la compañera de Mira es una estrella muy diferente, con un viento muy diferente. Mira B es una enana blanca, caliente y densa, con unos vientos estelares rápidos y fuertes.

Rosetta empieza su misión puramente científica

Ahora que ha finalizado la misión del módulo de aterrizaje, Philae, Rosetta proseguirá con su extraordinaria exploración del cometa Comet 67P/Churymov–Gerasimenko, acompañándolo durante todo el próximo año a medida que se acerca al sol. 

La pasada semana la nave Rosetta soltó a la sonda Philae para que aterrizara en la superficie del cometa. Una vez en la superficie, y en buen estado, se inició un programa completo de observaciones que se prolongó durante 64 horas, hasta que se agotaron las baterías de Philae. Científicos de toda Europa están ahora analizando los datos obtenidos.

Pero la misión de la nave Rosetta está lejos de haber concluido.  “Una vez lanzada con éxito la sonda de aterrizaje, Rosetta seguirá con sus observaciones científicas y entraremos en la fase de escolta al cometa”, dijo el director de vuelo de Rosetta,  Andrea Accomazzo.

“Esta fase de obtención de datos científicos durará hasta el año próximo, a medida que vamos con el cometa hacia el sol. Nuestro máximo acercamiento, el 13 de agosto, estaremos a 186 millones de kilómetros de nuestra estrella”.

El 16 de noviembre el equipo de control de vuelo se trasladó desde la Sala de Control Principal en el Centro de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA, en Darmstadt, Alemania, donde se llevaron a cabo operaciones críticas durante el aterrizaje, a una sala de control dedicada, más pequeña. 

 Desde entonces Rosetta ha llevado a cabo una serie de maniobras para situarse en la órbita en torno al cometa que más permite aprovechar los 11 instrumentos científicos que lleva a bordo.

“Está previsto hacer encendidos adicionales el 22 y el 26 de noviembre, para llegar a colocarnos a unos 30 Km del cometa”, dice Sylvain Lodiot, Spacecraft Operations Manager.

A partir de la próxima semana la órbita de Rosetta será seleccionada y planificada en función de las necesidades de los instrumentos científicos. Después de la llegada, el pasado 6 de agosto, la órbita se reajustó en función de las necesidades de Philae. 

El 3 de diciembre la nave se acerará a 20 Km durante 10 días, y después de nuevo volverá a los 30 Km.

 Una vez completado el aterrizaje todas las trayectorias se diseñan en función de la ciencia, explican  Laurence O’Rourke y Michael Küppers, en el Centro de Operaciones Científicas de Rosetta cerca de Madrid, España.

“Queremos acercar la nave lo más posible al cometa ahora, antes de que su actividad sea demasiado intensa como para estar tan próximos”, dice Laurence.

“Esta órbita de 20 Km será aprovechada para mapear partes extensas del núcleo a alta resolución, y para recoger gas, polvo y plasma en una fase de aumento de la actividad”.

Para planificar las órbitas para la ciencia se tienen en cuenta dos trayectorias distintas:preferida y alta actividad.La intención es mantenerse en la trayectoria preferida, pero a medida que el cometa aumenta de actividad Rosetta pasará a la otra órbita. 

“Esto permitirá que las operaciones científicas prosigan después del impacto inicial que supondrá ese cambio”, añade Michael.

“La ciencia tomará ahora una posición preferente en esta gran misión. ¡Por eso estamos aquí, después de todo!”, dice Matt Taylor, Jefe Científico de Rosetta

Cuando el calor del sol active los gases helados en la superficie y bajo ella, los chorros de gas y partículas de polvo crearán una atmósfera entorno al núcleo, conocida como coma.

El cambio climático amenaza con impactos irreversibles y peligrosos

Vista de una de las calles principales de Linfen (China), que ha sido nombrada por algunas organizaciones como la ciudad más contaminada del mundo. / Sheila

La influencia humana en el sistema climático es clara, va en aumento, y sus impactos se observan en todos los continentes. Sin embargo, existen opciones para la adaptación al cambio climático, y con actividades de mitigación rigurosas se puede conseguir controlarlas. Estas son las principales conclusiones del Informe de síntesis publicado por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático.

Si no se le pone freno, el cambio climático hará que aumente la probabilidad de impactos graves, generalizados e irreversibles en las personas y los ecosistemas, según la evaluación del cambio climático más completa jamás realizada que ha hecho pública el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).

“Sin embargo, existen opciones para la adaptación al cambio climático, y con actividades de mitigación rigurosas se puede conseguir que sus impactos permanezcan en un nivel controlable, creando un futuro más claro y sostenible”, aseguran en un comunicado.

El Informe presentado ayer es una síntesis dónde se exponen e integran las conclusiones del Quinto Informe de Evaluación del IPCC producidas por más de 800 científicos y publicadas en los últimos 13 meses.

“Tenemos los medios para limitar el cambio climático”, afirmó R.K. Pachauri, presidente del IPCC, quien añadió que las soluciones “son muchas y permiten el continuo desarrollo económico y humano. Todo lo que necesitamos es voluntad de cambio, y confiamos en que esa voluntad esté motivada por el conocimiento y la comprensión de la ciencia del cambio climático”.

El trabajo confirma que el cambio climático se constata en todo el mundo y que el calentamiento del sistema climático es inequívoco. Desde la década de 1950 muchos de los cambios observados no han tenido precedentes en los últimos decenios a milenios.

“Nuestra evaluación concluye que la atmósfera y el océano se han calentado, los volúmenes de nieve y hielo han disminuido, el nivel del mar se ha elevado y las concentraciones de dióxido de carbono han aumentado hasta niveles sin precedentes desde hace, por lo menos, 800 000 años”, declaró Thomas Stocker, copresidente del Grupo de trabajo I del IPCC.

En el informe se expresa con mayor certidumbre que en anteriores evaluaciones el hecho de que las emisiones de gases de efecto invernadero y otros impulsores antropógenos han sido la causa dominante del calentamiento observado desde mediados del siglo XX.

Países empobrecidos, los más vulnerables

Los expertos aseguran que las emisiones continuadas de gases de efecto invernadero causarán un mayor calentamiento y cambios duraderos en todos los componentes del sistema climático, con lo que aumentará la probabilidad de impactos generalizados y profundos que afecten a todos los niveles de la sociedad y el mundo natural.

Asimismo, sostienen que muchos riesgos son particularmente problemáticos para los países menos adelantados y las comunidades vulnerables, dada su limitada capacidad para afrontarlos. “Las personas marginadas en los ámbitos social, económico, cultural, político, institucional u otro son especialmente vulnerables al cambio climático”, aseguran desde el IPCC.

“Muchas de las personas más vulnerables al cambio climático apenas han contribuido y contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero”, señaló el señor Pachauri. “No será posible afrontar el cambio climático –añade– si los distintos agentes anteponen sus propios intereses de forma independiente; solo se alcanzarán resultados positivos con respuestas colectivas, en particular de la cooperación internacional”.

“La adaptación puede contribuir decisivamente a disminuir estos riesgos”, señaló Vicente Barros, copresidente del Grupo de trabajo II del IPCC. “La adaptación es tan importante porque puede integrarse en la senda del desarrollo y ayudar en la preparación para los riesgos que ya estamos obligados a afrontar en razón de las emisiones pasadas y la infraestructura actual”.

Reducir el CO2

Pero la adaptación por sí sola no basta. Para limitar realmente los riesgos del cambio climático, es necesario reducir de forma sustancial y sostenida las emisiones de gases de efecto invernadero.

“En la medida en que la mitigación reduce la tasa y la magnitud del calentamiento, también dilata el tiempo de que disponemos para la adaptación a un nivel determinado del cambio climático, potencialmente en varios decenios”, argumentan.

Son muchas las trayectorias de mitigación que conducen a la consecución, en los próximos decenios, de las sustanciales reducciones de las emisiones necesarias para limitar, con probabilidades de éxito superiores al 66%, el calentamiento a 2 ºC: el objetivo fijado por los gobiernos.

Sin embargo, el informe afirma que si la mitigación adicional se demora a 2030, aumentarán considerablemente los retos tecnológicos, económicos, sociales e institucionales asociados a la limitación, en el siglo XXI, del calentamiento a menos de 2 ºC en relación con los niveles preindustriales.

“La transición a una economía con bajas emisiones de carbono es técnicamente viable”, dijo Youba Sokona, copresidente del Grupo de trabajo III. 



Evaluación completa del clima

El Informe de síntesis, redactado bajo la dirección del Presidente del IPCC, R.K. Pachauri, constituye la culminación del Quinto Informe de Evaluación del IPCC. Los primeros tres volúmenes, basados en las líneas generales aprobadas por los 195 gobiernos miembros del IPCC en octubre de 2009, se han publicado en los últimos 14 meses: Bases físicas en septiembre de 2013, Impactos, adaptación y vulnerabilidad en marzo de 2014 y Mitigación del cambio climático en abril de 2014.

Los informes del IPCC se apoyan en muchos años de trabajo de la comunidad científica que investiga el cambio climático. Más de 830 autores principales coordinadores, autores principales y editores-revisores de más de 80 países, que representan un abanico de opiniones y conocimientos científicos, técnicos y socioeconómicos, se encargaron de producir las contribuciones de los tres Grupos de trabajo, con la asistencia de más de 1.000 autores contribuyentes y basándose en los conocimientos de más de 2 000 revisores expertos, en un proceso de examen y revisión iterativos.

Los autores evaluaron más de 30.000 informes científicos para la elaboración del Quinto Informe de Evaluación. Unos 60 autores y editores de la Mesa del IPCC y de los equipos de autores de los Grupos de trabajo han participado en la redacción del Informe de síntesis. Su labor fue posible gracias a las contribuciones y la dedicación de la Unidad de apoyo técnico del Informe de síntesis.

Felices sueños Philae...

Nuevamente Philae nos ha proporcionado unas horas apasionantes durante 

esta misma noche. Poco después de las 21:50 horas TU, Rosetta contactaba

 de nuevo con Philae. Para este momento la situación del pequeño módulo era

 grave, pues tenía próximo el fin de su batería principal, de 60 horas de duración

 y que no es recargable. Ante la posibilidad de agotarse en breve, el equipo

 científico de la misión ha realizado toma de datos rápidamente con

 los instrumentos científicos.

La zona donde está situado Philae únicamente le permite de momento 

recibir luz solar durante una hora y media. Sin embargo, para operar los

 instrumentos científicos se necesita como mínimo cinco horas. Para hacernos

 una idea más exacta del déficit energético que tenía Philae, y hablando en 

términos de potencia, requiere 60W, mientras que en esta ubicación únicamente

 lograba de media 1W.

Poco después, con el objetivo de lograr alcanzar una posición donde 

recibir mayor radiación solar, se anunciaba que usando el sistema de

 tornillos SESAME  habían logrado elevarlo 4 centímetros y girarlo 35º.

 Sin embargo y por desgracia, no era suficiente.

Philae comienza a perforar la superficie de Chury

Los científicos de la ESA han anunciado que Philae ha comenzado a perforar 

el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko para recoger datos científicos. Pero

 las baterías, bajas de energía, pueden imposibilitar, al menos por ahora, acceder

 a esa información.

Philae se convirtió este miércoles en el primer módulo en aterrizar en un

 cometa. Y desde entonces ya ha enviado varias imágenes de Chury. Pero 

durante la maniobra de aterrizaje, los arpones de sujeción del módulo

 no se desplegaron correctamente cuando golpeó al cometa.

 Eso provocó que Philae rebotara contra la superficie de Chury y que vagara 

a la deriva durante dos horas antes de tomar tierra de nuevo. Después de un 

segundo bote, los científicos creen que Philae se posó en un cráter poco profundo. 

Los controladores de la ESA todavía no han sido capaces de localizar la sonda,

 pero se cree que está cerca de un acantilado que impide que la luz del Sol 

llegue a los paneles solares de Philae. Esto significa que el módulo, hasta 

ahora, ha estado funcionando gracias a su propia batería. Pero ésta está a 

punto de agotarse.

Primeros planos de la superficie de Chury

Finalmente Philae, sobre las 5 de la tarde ha logrado aterrizar en la superficie del cometa 67P. Sin embargo el sistema de arpones para anclar el módulo a la superficie ha fallado. Únicamente 4 centímetros de tornillos (de las patas) lo sujetan a la superficie.

Galería fotográfica de Chury a tan sólo 10 kilómetros de distancia

La sonda Rosetta de la ESA pasó a menos de 10 kilómetros de distancia de Chury  (67P/ Churyumov-Gerasimenko), gran parte de la segunda quincena del pasado mes de octubre. En esta breve galería se muestran algunas de las fotografías que realizó y en las que se puede apreciar lo variado y espectacular que es el terreno del cometa.

Se han realizado algunas mejoras referentes a los contrastes de luces y sombras para resaltar algunas características de Chury debido a que el cometa, en realidad, es muy oscuro (es más negro que el carbón).

Revolucionarias imágenes de ALMA revelan una génesis planetaria

Esta nueva imagen de ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, revela detalles extraordinarios que nunca antes se habían visto en un disco de formación de planetas alrededor de una estrella joven. Estas son las primeras observaciones que ha utilizado ALMA en su configuración casi completa, y las imágenes más precisas hechas nunca en longitudes de onda submilimétricas. Los nuevos resultados son un enorme paso adelante en la observación de cómo se desarrollan los discos protoplanetarios y cómo se forman los planetas.

Esta es una composición de imágenes que nos muestra a la joven estrella HL Tauri y sus alrededores. Está hecha con datos obtenidos por ALMA (ampliada en el marco superior derecho) y por el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA (resto de la imagen). Esta es la primera imagen de ALMA en la que se supera la nitidez que suelen alcanzar las imágenes del Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble and NASA

El estertor de la mariposa

Más conocida como la Nebulosa del Insecto, o Nebulosa Mariposa, esta compleja estructura se encuentra a unos 3.800 años luz de nuestro planeta, dentro de la Vía Láctea. Se formó cuando una estrella con una masa cinco veces superior a la del Sol se transformó en una gigante roja, desprendiéndose de sus capas externas y volviéndose extremadamente caliente. Su forma tan característica la convierte en un buen ejemplo de una nebulosa bipolar, en las que el gas puede escapar más fácilmente de los polos que de la región ecuatorial de la estrella moribunda, creando una estructura lobular que recuerda a un reloj de arena o, en este caso, a una gran mariposa cósmica.

Además de su indiscutible valor estético, esta imagen revela una gran cantidad de información sobre las propiedades físicas de la nebulosa.

El tono rojizo de los bordes de las alas de la mariposa es producto de la radiación emitida por el nitrógeno, e indica que esta región se encuentra a una temperatura relativamente baja. En contraste, las manchas blancas cerca del centro de la estructura son las emisiones del azufre, que se corresponden con las zonas de más alta temperatura, en las que las corrientes de gas colisionan en el entorno de la estrella central. 

El gas caliente expulsado por la estrella colisionó con la materia de su entorno, creando ondas de choque a través de toda la nebulosa. Un buen ejemplo es la línea serpenteante bien definida que atraviesa la mancha blanca en la esquina superior derecha de la imagen. 

Las otras tonalidades de la nebulosa indican la presencia de oxígeno, helio e hidrógeno. Las fotografías utilizadas para componer esta imagen fueron tomadas el 27 de julio de 2009 por la Cámara de Gran Angular 3 del Hubble en las bandas de la luz visible y del ultravioleta. Los Investigadores Principales del programa de observación son K. Noll , H. Bond y B. Balick.

Hay muchos objetos celestes espectaculares – como las galaxias espirales o los cúmulos de estrellas – pero las escenas más impactantes nos llegan con el último aliento de las estrellas de masa media, con el que emiten grandes nubes de gas a altas temperaturas. Estos estertores forman nebulosas planetarias como NGC 6302, que podemos ver en esta imagen tomada por el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble.