martes, 6 de febrero de 2018

Hallan por primera vez planetas fuera de la Vía Láctea

Los planetas detectados varían en tamaño desde la masa de la Luna hasta la de Júpiter.


Astrofísicos de la Universidad de Oklahoma (EE.UU.) han hallado por primera vez planetas más allá de nuestra galaxia. El estudio, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, proporciona pruebas de que más de un billón de planetas podrían existir fuera de la Vía Láctea. 
El descubrimiento se hizo posible gracias a los datos del telescopio del Observatorio Chandra de rayos-X de la NASA y a las microlentes gravitacionales, un fenómeno astronómico y el único método conocido para encontrar planetas a grandes distancias de la Tierra.
Como resultado, los científicos lograron detectar numerosos objetos en otras galaxias, que varían en tamaño desde la masa de la Luna hasta la de Júpiter. En concreto, se han hallado pruebas de que existen aproximadamente 2.000 planetas extragalácticos para cada estrella fuera de la Vía Láctea.
Al estar situadas en galaxias a unos 3.800 millones de años luz de nosotros, estos planetas son imposibles de observar directamente incluso con los telescopios más potentes existentes.
"No obstante, podemos estudiarlos, revelar su presencia e incluso tener una idea sobre sus masas", señala el investigador Eduardo Guerras.

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martes, 16 de enero de 2018

Aficionados descubren un sistema solar de cinco planetas

Es la primera vez que se hace un hallazgo semejante con ciencia ciudadana

Visualización artística de K2-138, el primer sistema de múltiples planetas descubierto por científicos ciudadanos. - NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (IPAC)

No hace falta un título en astrofísica para descubrir un planeta. El empeño, la curiosidad, el amor a la ciencia y el acceso al mejor material posible pueden hacer el resto. Y esta es la prueba: El trabajo de 10.000 aficionados de todo el mundo ha permitido localizar un sistema de cinco planetas que orbitan alrededor de una estrella lejana.
El telescopio espacial Kepler de la NASA es un eficaz cazador de exoplanetas, mundos que giran alrededor de estrellas más allá del Sistema Solar. Rastrea los descensos en el brillo de los astros provocados por planetas que se cruzan (transitan) en frente de ellos. Por lo general, los programas informáticos marcan cuáles son estrellas con estas caídas de brillo y luego los astrónomos miran cada una y deciden si pueden o no albergar a un candidato planetario.
Durante los tres años de la misión K2, la misión extendida de Kepler que finalizó hace tres años, se han observado 287.309 estrellas y decenas de miles más entran cada pocos meses. Es una información ingente.
Por este motivo, el astrónomo Ian Crossfield, de la Universidad de California Santa Cruz, y la investigadora Jessie Christiansen, de la Universidad de California Caltech, desarrollaron un proyecto científico ciudadano llamado Exoplanet Explorers, alojado en la plataforma online Zooniverse. El programa pide ayuda a cualquiera que esté interesado para revisar un nuevo conjunto de datos de la misión K2


A principios de abril, apenas dos semanas después de que Exoplanet Explorers se estableciera en Zooniverse, el proyecto fue presentado en una serie de tres capítulos de la cadena australiana ABC llamada «Stargazing Live». En las primeras 48 horas posteriores a su emisión, Exoplanet Explorers recibió más de 2 millones de clasificaciones de más de 10.000 usuarios. En esa búsqueda se incluía un nuevo conjunto de datos de la misión K2 que ningún astrónomo profesional había revisado antes.
Crossfield, Christiansen y el astrónomo de la NASA Geert Barentsen examinaron los resultados a medida que ingresaban. En la segunda noche del programa, los investigadores analizaron los datos de los candidatos planetarios encontrados hasta el momento: 44 planetas del tamaño de Júpiter, 72 del tamaño de Neptuno, 44 equiparables a la Tierra y 53 supuestas supertierras, que son más grandes que nuestro mundo pero más pequeñas que Neptuno.

Un anuncio emocionante

«Queríamos encontrar una nueva clasificación que fuera emocionante anunciar en la noche final, por lo que originalmente exploramos los candidatos a un planeta en la zona habitable, la región alrededor de una estrella donde podría existir agua líquida», reconoce Christiansen. Pero validar algo así es complicado y los científicos no querían desatar falsas alarmas. Por eso, decidieron buscar un sistema de múltiples planetas donde es muy difícil obtener una señal falsa accidental.
Y ahí estaba, una estrella con cuatro planetas en órbita, lo que lo convertía en el primer sistema multiplanetario más allá del Sistema Solar descubierto completamente por ciencia ciudadana.
Después de que el descubrimiento fuera anunciado, Christiansen y sus colegas continuaron estudiando y caracterizando el sistema, denominado K2-138. De acuerdo con Christiansen, estos mundos orbitan en una relación matemática interesante llamada resonancia, en la que cada planeta tarda casi exactamente un 50% más en orbitar la estrella que el siguiente planeta. Los investigadores también encontraron un quinto planeta en la misma cadena de resonancias y pistas de un sexto planeta. Un documento que describe el sistema ha sido aceptado para su publicación en «The Astronomical Journal».
Las órbitas y tamaños relativos de los cinco planetas conocidos en el sistema-NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

«La arquitectura orbital similar a un reloj de este sistema planetario recuerda profundamente a los satélites galileanos de Júpiter», dice Konstantin Batygin, profesor asistente de ciencia planetaria, quien no participó en el estudio.
La estrella central del sistema es ligeramente más pequeña y más fría que nuestro Sol. Los cinco planetas conocidos están todos entre el tamaño de la Tierra y Neptuno; el planeta b puede ser potencialmente rocoso, pero los planetas c, d, e y f probablemente contengan grandes cantidades de hielo y gas. Los cinco planetas tienen períodos orbitales más cortos que 13 días y son increíblemente cálidos, que oscilan entre 800 y 1800 grados Fahrenheit.
«Algunas teorías actuales sugieren que los planetas se forman por una dispersión caótica de roca, gas y otro material en las primeras etapas de la vida del sistema planetario. Sin embargo, estas teorías probablemente no resulten en un sistema ordenado tan compacto como K2-138», añade Christiansen. «Lo emocionante es que encontramos este sistema inusual con la ayuda del público en general».

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La NASA detecta el abrupto «frenazo» de un cometa

El objeto, de pequeño tamaño, redujo su período de rotación más de diez veces en sesenta días, algo nunca antes visto

El cometa 41P avanza bajo la galaxia NGC 3198. El resplandor verde proviene de la lua emitida por las moléculas de carbono diatómico - Chis Schur

La sonda espacial Swift de la NASA, en funcionamiento desde hace 13 años, ha capturado un cambio sin precedentes en la rotación de un cometa. Las imágenes, tomadas en mayo de 2017, revelan que el cometa 41P / Tuttle-Giacobini-Kresák giraba tres veces más lento de lo que lo hacía en marzo, cuando fue observado por otro telescopio en el Observatorio Lowell en Arizona (EE.UU.). Se trata de una desaceleración realmente abrupta que jamás había sido vista en un cuerpo de este tipo, según han explicado los investigadores en el último número de la revista «Nature».
«El récord anterior en la rotación de un cometa era de 103P / Hartley 2, el cual disminuyó su rotación de 17 a 19 horas durante 90 días», explica Dennis Bodewits, investigador asociado de la Universidad de Maryland (UMD) en College Park, quien presentó los hallazgos en la reunión de la American Astronomical Society (AAS) en Washington. «Por el contrario, 41P la redujo más de 10 veces en tan solo 60 días, por lo que tanto el alcance como la velocidad de este cambio es algo que nunca antes habíamos visto», subraya. Pasó de unas 20 a 60 horas.


41P orbita el Sol cada 5,4 años, viajando tan lejos como el planeta Júpiter, cuya influencia gravitatoria lo ha capturado en su camino actual. Tiene menos de 1,4 kilómetros de diámetro, por lo que se encuentra entre los más pequeños de la familia de cometas cuyas órbitas están controladas por el planeta de los anillos. Precisamente, su pequeño tamaño es lo que puede ayudar a explicar cómo sufrió un cambio tan drástico.
Cuando un cometa se acerca al Sol, el aumento del calentamiento hace que el hielo de su superficie cambie directamente a un gas, produciendo chorros que lanzan partículas de polvo y granos helados al espacio. Este material forma una atmósfera extendida, llamada coma. El agua en la coma se descompone rápidamente en átomos de hidrógeno y moléculas de hidroxilo cuando se expone a la luz solar ultravioleta, una luz que el Swift es capaz de detectar.

Muy activo

Las observaciones terrestres establecieron el período de rotación inicial del cometa en aproximadamente 20 horas a principios de marzo de 2017 y observaron su desaceleración más tarde el mismo mes. El cometa pasó a 21,2 millones de km de la Tierra el 1 de abril, y ocho días después hizo su aproximación más cercana al Sol. Swift fotografió el cometa del 7 al 9 de mayo, revelando variaciones en su luz relacionadas con material recientemente expulsado al coma. Estos cambios lentos indicaron que el período de rotación de 41P se había más que duplicado, a entre 46 y 60 horas.
Las estimaciones de la producción de agua de 41P, junto con el pequeño tamaño del cuerpo, sugieren que más de la mitad de su superficie contiene chorros activados por la luz solar. Esa es una fracción en activo mucho mayor que en la mayoría de los cometas, que normalmente soportan chorros solo en el 3% de sus superficies.
«Sospechamos que los chorros de las áreas activas están orientados de manera favorable para producir los momentos de torsión que ralentizaron el giro de 41P», dice Tony Farnham, científico principal de investigación de la UMD. «Si las torsiones siguieron actuando después de las observaciones de mayo, el período de rotación de 41P podría haberse reducido a 100 horas o más en este momento».


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viernes, 12 de enero de 2018

El doble eructo de un agujero negro

Situado en una galaxia a 800 millones de años luz, los astrónomos han observado cómo remata un par de banquetes

Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón» - NASA , ESA, and J. Comerford (University of Colorado-Boulder)

Los agujeros negros supermasivos, millones o miles de millones de veces más pesados que el Sol, permanecen latentes en los corazones de las galaxias durante un largo tiempo hasta que llega su próxima comida. Y cuando la devoran no tienen precisamente buenos modales.
Un equipo de astrónomos ha detectado con el Telescopio Espacial Hubble y otros observatorios en la Tierra un parpadeante agujero negro en el centro de la galaxia J1354, ubicada a unos 800 millones de años luz de distancia. Y han descubierto que este pozo cósmico se ha dado un buen banquete que ha rematado con un par de potentísimos eructos, según explican en la revista «The Astrophysical Journal».


El telescopio Chandra detectó una fuente de emisión de rayos X brillante y puntual en la galaxia, un signo revelador de la presencia de un agujero negro supermasivo. Los rayos X son producidos por gas calentado a millones de grados por las enormes fuerzas gravitacionales y magnéticas cerca del agujero negro. Parte de este gas cae en el pozo cósmico, mientras que una porción es expulsada en una salida potente de partículas de alta energía.
Al comparar las imágenes de rayos X de Chandra y las imágenes de luz visible (óptica) del Hubble, el equipo determinó la situación del agujero negro, como era de esperar en el centro de la galaxia, y halló evidencias de que está incrustado en un pesado velo de polvo y gas.
Los resultados indican que, en el pasado, el agujero negro supermasivo en J1354 consumió grandes cantidades de gas, mientras explotaba un flujo de partículas de alta energía. El flujo de salida finalmente se apagó y luego se volvió a encender unos 100.000 años más tarde. Esta es una fuerte evidencia de que la acreción de los agujeros negros puede apagar y encender su producción de energía en escalas de tiempo que son cortas en comparación con la edad del Universo, de 13.800 millones de años.
Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón»-NASA , ESA, and J. Comerford (University of Colorado-Boulder)

«Hemos visto a este objeto darse un banquete, eructar y echarse la siesta, y luego darse otro banquete y eructar una vez más, lo que la teoría había predicho», explica Julie Comerford, de la Universidad de Colorado en Boulder (EE.UU.), quien dirigió el estudio. «Afortunadamente, sucedió que observamos esta galaxia en un momento en que podíamos ver claramente la evidencia de ambos eventos».

También el nuestro

Pero, ¿por qué el agujero negro tuvo dos comidas separadas? La respuesta se encuentra en una galaxia compañera que está vinculada a J1354 por las corrientes de estrellas y el gas producido por una colisión entre ambas. El equipo concluyó que grupos de material de la galaxia compañera se arremolinaron hacia el centro de J1354 y luego fueron devorados por el agujero negro supermasivo.
El equipo usó datos ópticos para mostrar que los electrones habían sido extraídos de los átomos en un cono de gas que se extiende unos 30.000 años luz al sur del centro de la galaxia. Es probable que esta extracción haya sido causada por una ráfaga de radiación proveniente de las proximidades del agujero negro, lo que indica que se había producido un banquete. Hacia el norte encontraron evidencias de una onda de choque, similar a un estampido sónico, ubicada a unos 3.000 años luz. Esto sugiere que se produjo un eructo después de que un grupo diferente de gas se consumiera aproximadamente 100.000 años más tarde.
El agujero negro supermasivo de nuestra Vía Láctea ha tenido al menos un eructo, ocurrido en 2010. Los astrónomos vieron salidas de gas llamadas «burbujas de Fermi» que brillan en la porción de rayos gamma, rayos X y ondas de radio del espectro electromagnético. Ahora duerme la siesta tras el atracón, al igual que el agujero negro de J1354 en el pasado, así que es posible que vuelva a atacar la despensa.

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jueves, 11 de enero de 2018

El centro de nuestra galaxia, visto como nunca

Un vídeo en 360º realizado con datos de poderosos telescopios muestra la Vía Láctea desde el punto de vista de su agujero negro central

El centro galáctico - Chandra

La Tierra se encuentra a unos 26.000 años luz del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Todavía resulta imposible viajar hasta allí, pero los científicos han podido estudiar esa región mediante el uso de poderosos telescopios que pueden detectar la luz en una varidad de formas. Ahora, un nuevo vídeo realizado con datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y otros instrumentos permite a cualquier persona interesada echar un vistazo en 360º de ese fascinante entorno de máxima gravedad alrededor del agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A*.


La visualización parte de los datos infrarrojos proporcionados por el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO) de 30 enormes gigantes estelares llamados estrellas Wolf-Rayet, que orbitan a 1,5 años luz del centro de nuestra galaxia. Los poderosos vientos de gas que fluyen de la superficie de estas estrellas llevan algunas de sus capas externas al espacio interestelar.


Cuando el gas que fluye entra en colisión con el gas expulsado previamente de otras estrellas, las colisiones producen ondas de choque que impregnan el área. Estas ondas de choque calientan el gas a millones de grados, lo que hace que brille en los rayos X. Amplias observaciones con Chandra de las regiones centrales de la Vía Láctea han proporcionado datos críticos sobre la temperatura y la distribución de este gas de varios millones de grados.
Los astrónomos están interesados en comprender mejor qué papel juegan estas estrellas Wolf-Rayet en el vecindario cósmico en el centro de la Vía Láctea (consulta aquí la investigación). En particular, les gustaría saber cómo interactúan con el vecino más dominante: Sagitario A *, que tiene una masa equivalente a unos cuatro millones de soles.
La visualización del centro galáctico es una película de 360 grados que sumerge al espectador en una simulación del centro de nuestra galaxia. El espectador se encuentra en la ubicación de Sagitario A * y puede ver alrededor de 25 estrellas Wolf-Rayet (objetos blancos centelleantes) que giran en órbita a su alrededor a medida que expulsan continuamente vientos estelares (escala de color negro a rojo y amarillo). Estos vientos chocan entre sí, y luego parte de este material (manchas amarillas) gira en espiral hacia el agujero negro. La película muestra dos simulaciones, cada una de las cuales comienza alrededor de 350 años en el pasado y abarca 500 años. La primera simulación muestra a Sagitario A * en un estado tranquilo, mientras que en la segunda se lo ve más violento, expulsando su propio material, lo que desactiva la acumulación de material aglomerado (manchas amarillas) que es tan prominente en la primera parte.

Un estallido hasta hace cien años

Los científicos han utilizado la visualización para examinar los efectos que Sagitario A * tiene en sus vecinos estelares (el estudio, en Arxiv.org). A medida que la fuerte gravedad del agujero negro atrae grupos de material hacia el interior, las fuerzas de marea estiran los cúmulos. El pozo cósmico también impacta en su entorno a través de estallidos ocasionales que resultan en la expulsión de material lejos de sí mismo, como se muestra en la segunda parte del vídeo. Estos arrebatos pueden tener el efecto de eliminar parte del gas producido por los vientos de Wolf-Rayet.
A partir de estos datos, los investigadores, dirigidos por Christopher Russell, de la Pontificia Universidad Católica de Chile, han determinado que Sagitario A * pudo tener una relativamente poderosa explosión que se inició en los últimos siglos. Ese estallido todavía está afectando a la región a su alrededor, aunque terminó hace unos cien años.
El video en 360 grados del centro galáctico puede verse en teléfonos inteligentes utilizando la aplicación de YouTube. La mayoría de los navegadores de ordenador también permiten su visualización, pero para tener una óptica experiencia los científicos recomiendan utilizar gafas de realidad virtual (VR), como Samsung Gear VR Google Cardboard.

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sábado, 6 de enero de 2018

¿Puede la vida cambiar la rotación de la Tierra?

Un estudio sugiere que los seres vivientes pueden alterar la velocidad a la que gira un planeta

Atmósfera de la Tierra

Como sabemos muy bien aquí, en la Tierra, la presencia de vida puede cambiar muchas cosas en un planeta. Empezando por la composición y densidad de la atmósfera y terminando por un gran número de características físicas en su superficie. ¿Pero puede la mera presencia de vida alterar también la velocidad de rotación de todo un mundo? La respuesta, según el estudio aparecido hace unos días en arXiv.org y que será publicado próximamente en The Astronomical Journal, es que sí.
Según Caleb Scharf, en efecto, director del departamento de Astrobiología de la Universidad de Columbia, en Nueva York, la presencia de vida tiene, en potencia, la capacidad de influir en la velocidad de rotación de un planeta a base de liberar gases como el oxígeno.


En la actualidad, la Tierra tarda cerca de 24 horas en efectuar una rotación completa sobre su eje. Sin embargo, las cosas no siempre fueron así, y hubo un tiempo lejano en que nuestro mundo rotaba mucho más rápido y en el que los días no duraban más de dos o tres horas. Con el paso de miles de millones de años, los "tirones" gravitatorios del Sol y de la Luna fueron frenando esa frenética rotación terrestre, llevándola poco a poco a su velocidad actual. El proceso, por supuesto, no se ha detenido, sino que continúa en la actualidad. La duración del día, en efecto, se sigue alargando a un ritmo más o menos constante de 1,8 milisegundos por siglo.

Frenar o acelerar

Sin embargo, hace años ya que la Ciencia demostró la existencia de todo un abanico de otros factores que también pueden influir en la velocidad de rotación, tanto incrementándola como ralentizándola. Por ejemplo, un estudio publicado en 2015 advertía de que el aumento del nivel del mar provocado por el deshielo de glaciares podía cambiar la inclinación del eje terrestre, e incrementar la velocidad de rotación de nuestro planeta.
La atmósfera tiene también la capacidad de alterar la duración de un día. "Puede resultar sorprendente -asegura Caleb Scharf a Space.com-, pero la atmósfera de la Tierra posee una masa de unos 50 billones de toneladas métricas, por lo que en escalas de tiempo suficientemente largas (cientos, miles, incluso millones de años) toda esa masa y su arrastre por toda la superficie del planeta puede tener, y tiene, efectos concretos".
"Imagine, por ejemplo -prosigue Scharf- que pudiera usted hacer girar mágicamente toda la atmósfera para que hubiera vientos huracanados en todas partes durante siglos, y todos ellos soplando en la misma dirección. A través del arrastre y la fricción, eso tendría un efecto gradual sobre la rotación de la esfera sólida giratoria que es la Tierra".
Por supuesto, los efectos reales que ejercen las atmósferas sobre sus planetas "son mucho, mucho menos dramáticos, pero en escalas de tiempo geológicas pueden llegar a tener gran importancia, e incluso contrarrestar los efectos de las mareas gravitatorias del Sol y la Luna".
Otro aspecto que puede influir en la duración del día en un planeta es el grado de calentamiento, o de enfriamiento, de su atmósfera. "A medida que una estrella calienta un planeta como la Tierra -explica Scharf- su atmósfera responde variando su presión. El aire caliente se expande, el frío se contrae, así que, en pocas palabras, se termina moviendo diariamente la masa atmosférica en unas escalas realmente grandes. Lo cual significa que la masa de la atmósfera no se reparte uniformemente alrededor del planeta, y eso proporciona una herramienta, como una gran llave inglesa, para que las fuerzas gravitacionales de la estrella o las lunas tiren de la atmósfera".


El "tirón" gravitatorio de estrellas y lunas sobre las atmósferas planetarias es, normalmente, un efecto pequeño. Sin embargo, explica el investigador, a veces la velocidad a la que una estrella calienta la atmósfera de un planeta puede "resonar", esto es, reforzar la velocidad a la que vibra la atmósfera, al igual que un cantante de ópera puede emitir la nota correcta para hacer que una copa de champán resuene y se rompa. "Cuando eso sucede, la masa de la atmósfera se acumula mucho más, y la llave inglesa de la gravedad se hace mucho más grande".
En el caso de la Tierra, los investigadores creen que eso fue precisamente lo que sucedió cuando la duración del día estaba alrededor de las 21 horas. El efecto de llave inglesa, en efecto, podría haber impedido que la rotación de la Tierra disminuyera tal y como mandaba la atracción de la luna, tal vez durante cientos de millones de años.

La vida entra en escena

Y llegamos a la influencia de los seres vivos en todo este proceso. La vida, en efecto, influye en la química de la atmósfera emitiendo gases, como por ejemplo el oxígeno. Y esos gases pueden, a su vez, afectar a la forma en que las atmósferas se calientan y enfrían. Los cálculos de Scharf indican que este proceso puede tener un impacto concreto en la tasa de rotación de la Tierra y, por supuesto, también de otros planetas.
"Parece una locura -afirma Scharf- pensar que la biología, o la biosfera, puedan influir en la rotación de un planeta a base de alterar la composición atmosférica. Pero nuestros resultados indican que no es algo imposible".
Según las conclusiones del estudio, en efecto, la vida puede influir en la velocidad de rotación a través de varios mecanismos diferentes. Por ejemplo, la luz ultravioleta puede generar ozono a partir del oxígeno, y el ozono es realmente eficaz a la hora de absorber la luz solar y de calentar, por lo tanto, la atmósfera. En palabras del científico, "imaginemos un planeta que aún gira muy rápido y en el que la vida, productora de oxígeno, ya se ha iniciado. La consiguiente formación de ozono podría, en este caso, 'sintonizar' la atmósfera para que la resonancia empiece antes, y eso actuará en contra de la ralentización normal del giro del planeta".
Scharf admite que existe un importante grado de incertidumbre a la hora de establecer en qué grado exactamente la vida puede influir en la rotación planetaria. "Lo que hice -explica- fue simplemente presentar un escenario plausible de 'qué pasaría si', con algunas conjeturas sobre los números".
El siguiente paso será utilizar modelos informáticos en 3D para simular climas planetarios y establecer con certeza hasta qué punto la presencia de vida es capaz de tener los efectos propuestos en esta investigación. Cuando esos modelos estén listos, otros investigadores podrán aplicarlos a las tasas de rotación de planetas lejanos y comprobar así si éstas coinciden con los planetas habitados de la simulación. Toda una nueva forma, pues, de buscar vida fuera de la Tierra.

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Mil monstruos gigantes aparecen en la galaxia de al lado

Astrónomos desvelan una «sorprendente» abundancia de estrellas masivas en la Nube de Magallanes, algunas de ellas hasta 200 veces más que el Sol

La Gran Nube de Magallanes - ESA/NASA/Hubble

Hace algunos años, en una nebulosa de la Gran Nube de Magallanes, una de nuestras galaxias vecinas, a unos 160.000 años luz de distancia, los astrónomos descubrieron una estrella descomunal que rompía todos los récords. El monstruo llegó a pesar en sus inicios 300 veces la masa del Sol y era 10 millones de veces más luminoso. Si reinara en nuestro Sistema Solar, habría reducido el año en la Tierra a tres semanas y la vida sería imposible por la intensa radiación ultravioleta. Una estrella así es sin discusión extraordinaria, pero no está sola. Resulta que en esa zona del firmamento hay muchas más que pueden ser consideradas unos auténticos pesos pesados. E incluso una o dos más pueden ser similares. A su lado, el Sol es insignificante.
En el corazón de ese criadero de estrellas que es el cúmulo central R136 en 30 Doradus, también conocido como la nebulosa de la Tarántula, un equipo internacional de astrónomos, en el que también han participado investigadores españoles, ha observado casi 1.000 estrellas masivas gracias al Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO). Su presencia resulta fundamental para entender la evolución del Universo, debido a su enorme influencia en su entorno. Pueden explotar en espectaculares supernovas al final de sus vidas, formando algunos de los objetos más exóticos del Universo: estrellas de neutrones y agujeros negros.


«No solo nos ha sorprendido la gran cantidad que hay, sino también las densas muestras de hasta 200 masas solares», explica Hugues Sana, de la Universidad de Lovaina en Bélgica y coautor del estudio. Hasta hace poco, la existencia de estrellas tan masivas era muy controvertida, pero el estudio muestra que es probable que en su nacimiento alcanzaran un máximo de hasta 300. Porque las estrellas, a diferencia de los seres humanos, nacen pesadas y pierden peso con la edad.
En la mayoría de las partes del Universo estudiadas por los astrónomos hasta la fecha, las estrellas se vuelven más raras cuanto más masivas son. Hasta ahora se creía que la mayoría de la masa estelar se encontraba en estrellas de baja masa y que menos del 1% de todas las estrellas nacen con masas que superan diez veces la del Sol. Pero «nuestros resultados sugieren que la mayoría de la masa estelar ya no está en estrellas de masa baja, sino que hay una fracción significativa en estrellas muy masivas», explica Chris Evans, del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido y coautor del estudio.

Muchos más agujeros negros

Las estrellas son motores cósmicos y han producido la mayoría de los elementos químicos más pesados que el helio, desde el oxígeno que respiramos hasta el hierro de nuestra sangre. Durante sus vidas, las estrellas masivas producen cantidades copiosas de radiación ionizante y energía cinética a través de fuertes vientos estelares. La radiación ionizante de las estrellas masivas fue crucial para el reabastecimiento del Universo después de la llamada Edad Oscura, y su retroalimentación mecánica impulsa la evolución de las galaxias. Y para comprender bien todos esos mecanismos, hace falta saber cuántos «monstruos» nacen.
«Comprender la física de la estrellas masivas bajo las diferentes condiciones que encontramos desde la Vía Láctea al Universo primitivo es fundamental para conocer la evolución del Cosmos y cómo lo vemos en la actualidad», señala Artemio Herrero, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna y otro de los coautores del estudio.
«Nuestros resultados tienen consecuencias en la comprensión de nuestro Cosmos: puede haber un 70% más de supernovas y cuatro veces más radiación ionizante de las poblaciones estelares masivas», añade Fabian Schneider, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford y principal autor del estudio. Además, la tasa de formación de agujeros negros «podría aumentar en un 180%», lo que se traduce directamente en un aumento de las fusiones entre estos objetos que se han detectado recientemente a través de sus ondas gravitacionales.
Ahora, el equipo pretende averiguar si esos resultados pueden aplicarse a otros lugares del Universo.

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miércoles, 3 de enero de 2018

El misterio de las lunas perdidas

Solo en nuestra galaxia, podría haber hasta cien satélites naturales «errantes» por cada estrella. Pero no podemos verlos


A pesar de que los cazadores de planetas se han cobrado ya cerca de 4.000 "piezas", nadie ha conseguido hasta ahora presentar de forma segura el hallazgo de una exoluna. Mundos de todas clases inundan los catálogos de los astrónomos, y las cifras no dejan de crecer. Planetas acuáticos, gaseosos, rocosos, helados, ardientes, incluso hechos de diamante... Pero ni una sola luna alrededor de ninguno de ellos.
Sin embargo, según un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell, en Nueva York, el Universo podría estar, literalmente, inundado de objetos solitarios que nacieron como lunas, pero que fueron violentamente expulsados de sus sistemas por sus convulsos anfitriones planetarios. La investigación acaba de aparecer en arXiv.org.
Por supuesto, una de las razones por las que aún no hemos encontrado lunas es que son muy pequeñas en relación a los mundos que orbitan y se encuentran, además, a distancias que desafían los límites de detección de nuestros mejores instrumentos. Pero los autores de esta investigación apuntan a otra interesante posibilidad: no las vemos porque no están ahí, o por lo menos no en la cantidad esperada. Para llegar a esta sorprendente conclusión, los astrónomos Yu-Cian Hong, de la Universidad de Cornell, y Sean Raymond, del Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia, llevaron a cabo una serie de simulaciones informáticas que tenían por objeto descubrir qué pudo haber sucedido con las lunas de un sistema planetario en plena formación.


Sabemos que los planetas suelen nacer en medio del caos inicial de un sistema estelar recién nacido, un ambiente violento y hostil en el que las colisiones entre los mundos en plena formación se suceden de forma habitual. En busca de una órbita estable, en efecto, los planetas se empujan y desplazan unos a otros. Y ese proceso puede resultar catastrófico para las incipientes lunas alrededor de esos mundos lejanos.
De hecho, el modelo puesto a punto por el equipo de Hong y Raymond muestra claramente que las "lunas primordiales" son expulsadas por sus planetas entre el 80 y el 90 por cien de los casos. Y que la mayoría de esas lunas acaba perdiéndose sin remedio en el vacío del espacio interestelar. Según Raymond, en la Vía Láctea podría haber entre una y cien lunas errantes por cada estrella que existe, lo que dispararía su número a varios cientos de miles de millones, solo en nuestra galaxia.

Mundos gigantes

En la simulación, los únicos "supervivientes" serían las lunas que se formaron alrededor de planetas gigantes, como efectivamente sucedió en nuestro propio sistema solar. Io, Europa, Ganímedes y Calixto, en efecto, las mayores lunas de Júpiter, orbitan todas muy cerca del planeta gigante, lo que hizo muy difícil "arrancarlas" de la enorme influencia gravitacional del planeta al principio de la historia de nuestro sistema. Por el contrario, todas las lunas que se formaron más lejos de sus planetas, la inmensa mayoría, terminaron perdiéndose de forma irremediable.
"Básicamente -explica Raymond- la tendencia dominante en nuestros resultados es que las lunas se pierden". Curiosamente, el astrónomo afirma que en nuestro Sistema Solar no se detectan signos de esa inestabilidad inicial, lo que lo convierte en toda una excepción en el gran esquema del Universo
En nuestro sistema, en efecto, los mayores planetas se encuentran bastante lejos del Sol, y todos ellos cuentan con órbitas estables y circulares, una situación que podría haber evitado que "nuestras" lunas sufrieran las consecuencias de una buena parte del caos primigenio.
En palabras de Hong, "Es posible que los planetas gigantes del Sistema Solar no hayan sufrido eventos de dispersión planetaria demasiado fuertes, por lo que la capacidad para hacer que las lunas abandonen sus planetas anfitriones y se conviertan en cuerpos flotantes libres podría haber sido limitada".

¿Un mundo habitable?

En resumen, la pérdida sistemática de las lunas parece ser una circunstancia extremadamente común en el Universo, con la excepción de las que orbiten cerca de sus planetas anfitriones.
Raymond, por último, asegura que uno de los resultados más intrigantes de su modelo es la posibilidad de que algunas de esas lunas errantes no hayan "escapado" del todo, sino que permanezcan relativamente cerca de sus estrellas. "Esas lunas -afirma- podrían encontrarse en una órbita estable alrededor de sus estrellas, y en ese caso, ¿en qué se convertirían? Serían planetas".
En ocasiones, además, cuando un planeta perturbado por un vecino de paso también es expulsado al espacio interestelar, ese mundo tendría la ocasión de "aferrarse" a una luna errante. Y si al final la luna orbitara lo suficientemente cerca de ese planeta, el calentamiento causado por las mareas gravitatorias del planeta podría generar un mundo extrañamente habitable alrededor de un planeta sin sol en el cielo. "No parece ser el peor lugar para la vida", concluye Raymond.

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lunes, 1 de enero de 2018

Los planetas devorados por su propia madre

El parpadeo errático de una estrella a 550 años luz parece indicar que está rodeada por los restos de uno o más mundos destruidos

RZ Piscium, a 550 años luz, sufre impredecibles episodios de oscurecimiento - NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

La «estrella de Tabby» se hizo mundialmente conocida hace unos años por su misterioso oscurecimiento, que nadie acierta a explicar y que se ha repetido a lo largo del tiempo. Incluso hubo quien lanzó una teoría fantástica, la de que una civilización extraterrestre pudiera estar construyendo a su alrededor una especie de megaestructura. Suena demasiado extravagante, pero lo cierto es que el de Tabby no es el único astro que parpadea de forma errática. Hay otro, RZ Piscium, situado en la constelación de Piscis a unos 550 años luz de la Tierra, que también lleva tiempo intrigando a los científicos. La estrella sufre extraños e impredecibles episodios de oscurecimiento igualmente desconcertantes. Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de Rochester (RIT) en Nueva York pueden haber encontrado el motivo. Y es de lo más destructivo. Los científicos creen que RZ es una devoradora de planetas, y que los restos de uno o más mundos destruidos son los causantes del bloqueo de su luz.
Los astrónomos observaron RZ Piscium utilizando el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA), el telescopio Shane de 3 m en el Observatorio Lick en California y el telescopio Keck I de 10 m en el Observatorio WM Keck en Hawái. «Nuestras observaciones muestran que hay manchas masivas de polvo y gas que de vez en cuando bloquean la luz de la estrella y que probablemente estén en espiral», explica Kristina Punzi, autora principal del estudio que describe los hallazgos en la revista The Astronomical Journal.


Durante sus episodios de oscurecimiento erráticos, que pueden durar hasta dos días, RZ Piscium se vuelve hasta 10 veces más débil. Produce mucha más energía en las longitudes de onda infrarrojas que las emitidas por estrellas como nuestro Sol, lo que indica que la estrella está rodeada por un disco de polvo caliente. Estas y otras observaciones llevaron a algunos astrónomos a concluir que RZ Piscium es una estrella joven similar al Sol rodeada por un denso cinturón de asteroides, donde las frecuentes colisiones muelen las rocas hasta convertirlas en polvo.
Pero la evidencia no estaba clara. Las observaciones terrestres del equipo revelaron que la temperatura de la superficie de la estrella es de aproximadamente 5.330º C, solo ligeramente más fría que nuestro Sol. También mostraron que la estrella está enriquecida con litio, que se destruye lentamente por las reacciones nucleares dentro de las estrellas. «La cantidad de litio en la superficie de una estrella disminuye a medida que envejece, por lo que sirve como un reloj que nos permite estimar el tiempo transcurrido desde su nacimiento», explica el coautor Joel Kastner, director del laboratorio de Astrofísica de Longitud de Onda Múltiple en el RIT. Gracias a esa medición los astrónomos estimaron que RZ Piscium tiene entre 30 y 50 millones de años.
Es decir, aunque la estrella es joven, en realidad es demasiado vieja para estar rodeada de tanto gas y polvo. «La mayoría de las estrellas similares al Sol pierden sus discos formadores de planetas a los pocos millones de años de su nacimiento. El hecho de que RZ Piscium albergue tanta cantidad de gas y polvo después de decenas de millones de años significa que probablemente esté destruyendo, en lugar de construir, esos planetas», añade Ben Zuckerman, profesor de astronomía en la Universidad de California, Los Ángeles.

Un desastre planetario

Las observaciones en tierra también sondearon el entorno de la estrella. Por la temperatura del polvo, de alrededor de 230º C, los investigadores creen que la mayor parte de los desechos están en órbita a unos 50 millones de kilómetros de la estrella.
«Si bien creemos que la mayor parte de estos desechos está más cerca de la estrella que el planeta Mercurio de nuestro Sol, las mediciones también muestran una emisión y absorción variable y en rápido movimiento del gas rico en hidrógeno», apunta el coautor Carl Melis, investigador en la Universidad de California, San Diego. «Son evidencias de que el material está cayendo hacia la estrella y también fluyendo hacia afuera», señala.
La mejor explicación para todos los datos disponibles, dicen los investigadores, es que la estrella está rodeada por escombros que representan las consecuencias de un desastre de proporciones planetarias. Es posible que las mareas de la estrella puedan estar extrayendo material de un compañero subestelar cercano o un planeta gigante, produciendo corrientes intermitentes de gas y polvo, o que el compañero ya esté completamente disuelto. Otra posibilidad es que uno o más planetas masivos y ricos en gas en el sistema sufrieran una colisión catastrófica en el pasado astronómicamente reciente.


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Un agujero negro supermasivo manda en la galaxia

Astrónomos encuentran una estrecha correlación entre la masa del pozo cósmico central y la formación de estrellas

Recreación de un agujero negro supermasivo - NASA/JPL-Caltech

En el centro de cada galaxia, también en la nuestra, se cree que reside un poderosísimo agujero negro que puede ser más de un millón de veces más masivo que nuestro Sol. Nadie ha visto uno nunca, pero los científicos saben de su existencia por los efectos gravitacionales que provocan sobre las estrellas. Ahora, una nueva investigación publicada en la revista Nature ha confirmado una segunda influencia sospechada desde hace décadas por los científicos, pero nunca comprobada. Resulta que estos pozos cósmicos pueden determinar el número de estrellas que hay en las galaxias.


Las galaxias jóvenes brillan con nuevas estrellas que se forman a gran velocidad, pero la formación estelar finalmente se apaga a medida que una galaxia evoluciona. Según investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz, la masa del agujero negro en el centro es lo que determina lo pronto que ocurre este «enfriamiento». Cuanto más masivo es el agujero, más energía envía y antes desactiva la formación de estrellas al calentar y disipar el gas, que de otra forma se condensaría en las estrellas a medida que se enfría.
«Esta es la primera evidencia observacional directa en la que podemos ver el efecto de un agujero negro en la historia de formación estelar de las galaxias», dice Jean Brodie, profesor de astronomía y astrofísica y coautor del documento.
Los nuevos resultados revelan una interacción continua entre la actividad del agujero negro y la formación de estrellas a lo largo de la vida de una galaxia, afectando a cada generación de estrellas formadas a medida que la galaxia evoluciona.
Cuando los investigadores compararon las historias de formación estelar de galaxias con agujeros negros de diferentes masas, encontraron diferencias notables. Estas diferencias solo se correlacionan con la masa del agujero negro y no con la morfología, el tamaño u otras propiedades galácticas.
«Las galaxias con agujeros negros más grandes se apagaron antes y más rápido que las que tenían agujeros negros más pequeños. Por lo tanto, la formación de estrellas duró más en las galaxias con agujeros negros centrales más pequeños», explica Ignacio Martín-Navarro, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la UC Santa Cruz.

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