Test para probar la naturaleza de la aceleración del Universo

Un grupo internacional de astrónomos han usado el Very Large Telescope de ESO para medir la distribución y movimientos de cientos de galaxias en el Universo distante. Esto abre fascinantes perspectivas para entender mejor la naturaleza de la aceleración de la expansión cósmica y arroja luz sobre la energía oscura.


"Explicar porqué la expansión del Universo está actualmente acelerándose es ciertamente la pregunta más fascinante en la cosmología moderna", dice Luigi Guzzo, autor líder de un paper publicado en la edición de esta semana de Nature. "Hemos sido capaces de mostrar que los grandes estudios que miden las posiciones y velocidades de galaxias distantes nos proveen de una poderosa nueva forma de resolver este misterio".

Hace diez años, los astrónomos hicieron el increíble descubrimiento de que el Universo se está expandiendo a un ritmo mayor que en el pasado.

"Esto implica que uno de dos posibilidades muy distintas debe ser cierta", explica Enzo Branchini, miembro del equipo. "O bien el Universo está lleno con una misteriosa energía oscura que produce una fuerza repulsiva que combate el freno gravitacional de toda la materia presente en el Universo, o bien, nuestro actual teoría de la gravitación no es correcta y necesita ser modificada, por ejemplo, añadiendo dimensiones extras al espacio".

Observaciones actuales de la tasa de la expansión no pueden distinguir entre estas dos opciones, pero un equipo de 51 científicos de 24 instituciones encontraron una manera que podría ayudar a abordar el problema. La técnica está basada en un fenómeno bien conocido: el hecho de que el aparente movimiento de galaxias distantes resulta de dos efectos: la expansión global del Universo que empuja las galaxias unas de otras y la atracción gravitacional de la materia presente en los vecindarios galácticos que las empuja conjuntamente, creando la tela cósmica de estructuras de gran escala.

"Al medir las aparentes velocidades de grandes muestras de galaxias en los últimos treinta años, los astrónomos han sido capaces de reconstruir un mapa tridimensional de la distribución de las galaxias a lo largo de grandes volúmenes del Universo. Este mapa revela estructuras de gran escala como cúmulos de galaxias y supercúmulos filamentarios", dice Olivier Le Fèvre, miembro del equipo. "Pero las velocidades medidas también contienen información acerca de los movimientos locales de las galaxias; esto introduce pequeñas pero significativas distorsiones en los mapas reconstruídos del Universo. Hemos mostrado que midiendo esta distorsión a diferentes épocas de la historia del Universo es una forma de testear la naturaleza de la energía oscura".

Guzzo y sus colaboradores han sido capaces de medir este efecto usando el espectógrafo VIMOS en el telescopio Melipal, uno de los cuatro telescopios de 8.2 metros, parte del VLT de ESO. Como parte del estudio profundo del VIMOS-VLT (llamado VVDS, por VIMOS VLT Deep Survey), en el que Le Fèvre es el principal investigador, espectros de muchos miles de galaxias en un campo de cuatro grados (o 20 veces el tamaño de la Luna llena) de épocas que corresponden a la mitad de la edad actual del Universo (unos 7 mil millones de años) fueron obtenidos y analizados.

"Este es el más campo más grande jamás cubierto homogeneamente por medio de espectrocopía a esta profundidad. Hemos colectado más de 13.000 espectros en este campo y el volumen total muestreado por el estudio es de más de 25 millones de años luz cúbicos", indica Le Fèvre.

Los astrónomos compararon sus resultados con el estudio 2dFGRS que investigó el Universo local, es decir, mide la distorsión actual.

Con las actuales incertidumbres, la medición de este efecto provee una indicación independiente de la necesidad de un ingrediente de energía extra desconocido en la "sopa cósmica", apoyando la forma más simple de energía oscura, la llamada constante cosmológica, introducida originalmente por Albert Einstein. Esto no excluye, sin embargo, otros escenarios con incertidumbres mayores.

"Hemos mostrado también que al extender las mediciones en volúmenes de unas dieces veces mayores que el VVDS, esta técnica debería ser capaz de decirnos si la aceleración cósmica se origina de un componente de energía oscura de origen exótico o si se requiere una modificación de las leyes de gravedad", explica Guzzo.

"VIMOS en el VLT podría ciertamente ser una magnífica herramienta para realizar este futuro estudio y ayudarnos a responder esta pregunta fundamental. Esto fomenta fuertemente a los científicos a proceder con estudios aún más ambiciosos del Universo distante", concluye Le Fèvre.


Fuentes y links relacionados

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*ESO:New Light on Dark Energy

*"A test of the nature of cosmic acceleration using galaxy redshift distortions", por L. Guzzo et al., Nature 451, 541-544 (31 de enero 2008) | doi:10.1038/nature06555.


Sobre las imágenes

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Imagen de una simulación computacional de la formación de las estructuras de gran escala en el Universo, mostrando una porción de 100 millones de años luz y los resultantes movimientos coherentes de las galaxias fluyendo hacia la mayor concentración de masa en el centro. La imagen corresponde a una época de unos 10 mil millones de años atrás en el tiempo. La escala de color representa la densidad de masa, con las regiones de mayor densidad pintadas en rojo y las menores en negro. Las pequeñas líneas amarillas describen la intensidad y dirección de las velocidades de las galaxias. Como agujas de una brújula, mapean el diseño de agrupación y miden la tasa de crecimiento de la estructura central. Esto depende en el sutil balance entre materia oscura, energía oscura y la expansión del Universo. Los astrónomos pueden medir este efecto usando grandes estudios de galaxias a diferentes épocas en el tiempo, como muestra la nueva investigación.
Crédito: Klaus Dolag y el equipo VVDS

Nota: La nota de prensa de ESO adjunta además una animación en formato QuickTime.



Universo Cosmología Ciencia

Supernovas inusuales y agujeros negros intermedios

Un extraño y violento destino aguarda a una enana blanca que vague demasiado cerca de un agujero negro de masa moderada. De acuerdo a un nuevo estudio, el tirón gravitacional del agujero negro sobre la enana blanca causaría suficientes fuerzas de marea como para trastornar a la remanante estelar y re-encender la combustión nuclear en la estrella, dando lugar a una explosión de supernova con una apariencia inusual. La observación de esas supernovas podría confirmar la existencia de agujeros negros de masa intermedia, actualmente asunto de debate entre los astrónomos.


"Nuestras simulaciones computacionales muestran que una peculiar supernova sería la firma distintiva de un agujero negro de masa intermedia", dice Enrico Ramírez-Ruíz, profesor en la Universidad de California, Santa Cruz.

Ramírez y sus colaboradores usaron detalladas simulaciones computacionales para seguir el proceso completo de la alteración de mareas de una enana blanca por un agujero negro. Sus simulaciones incluyen dinámica de gases, gravedad y física nuclear, requiriendo semanas de tiempo de computador para simular eventos que durarían una fracción de segundo. Un paper describiendo sus resultados ha sido aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters y una preimpresión está disponible actualmente en línea.

"Cada estrella que no es demasiado masiva termina como una enana blanca, por lo que son muy comunes. Estábamos interesados en si las alteraciones de marea podrían traer revivir al cadáver estelar", dice Stephan Rosswog, primer autor del paper.

Una enana blanca puede explotar como una supernova tipo Ia si acumula suficiente masa al extraer material de una compañera estelar. Cuando alcanza la masa crítica (unas 1.4 veces la masa del Sol, lo que se denomina límite de Chandrasekhar), la enana blanca colapsa y explota. Los astrónomos usan este tipo de supernovas como "velas estándards" para mediciones de distancias cósmicas porque sus brillos evolucionan en el tiempo de una manera predecible.

El nuevo paper describe un mecanismo diferente para encender una enana blanca, en la que la alteración de mareas por un agujero negro causa una drástica comnpresión del material estelar. La enana blanca es aplastada en forma de panqueque alineada en el plano de su órbita alrededor del agujero negro. Como cada sección de la estrella es apretada a través de un punto de máxima compresión, la presión extrema causa un incremento nítido de la temperatura, que dispara la explosiva combustión.

La explosión eyecta más de la mitad de los escombros de la estrella, mientras el resto del material cae al agujero negro. El material que cae forma un luminoso disco de acreción que emite rayos-X y debería ser detectable por el Observatorio de rayos-X Chandra, según los investigadores.

Ramírez-Ruíz estima que este tipo de evento ocurriría unas 100 veces menos frecuentemente que las supernova tipo Ia estándards, pero serían detectables por futuros estudios diseñados para observar un gran número de supernovas. El Large Synoptic Survey Telescope (LSST), planeado para 2013, podría detectar cientos de miles de supernovas tipo Ia por año.

El mecanismo descrito en el paper requiere un agujero negro que no es ni muy pequeño ni muy grande. Semejantes agujeros negros de masa intermedia (500 a 1000 veces la masa del Sol) podrían residir en algunos cúmulos globulares, pero hay menos evidencia de su existencia de la que hay para los relativamente pequeños agujeros negros (decenas de veces la masa del Sol) o para agujeros supermasivos (unas millones de masa solares), encontrados en los centros de las galaxias.

El nuevo paper describe en detalle la alteración de una enana blanca con dos décimas de la masa del Sol por un agujero negro de 1000 masas solares. Los investigadores también encontraron que pueden variar la masa de la enana blanca y aún así llegar al mismo resultado.


Fuentes y links relacionados

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*EurekAlert:Unusual supernovae may reveal intermediate-mass black holes in globular clusters

*Universidad de California:Unusual supernovae may reveal intermediate-mass black holes in globular clusters

*Atypical Thermonuclear Supernovae from Tidally Crushed White Dwarfs
Stephan Rosswog, Enrico Ramirez-Ruiz, and William R. Hix
DOI: 10.1086/apjl22327

Sobre las imágenes

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Imagen de la página de la Univ. de California, Santa Cruz
La serie de imágenes muestran la interacción de una enana blanca con un agujero negro. Al pasar cerca de un agujero negro, la enana blanca se vuelve fuertemente comprimida y calentada (arriba a la izq), disparando una explosión. La mayoría de la masa estelar es eyectada al espacio (la "burbuja" en la parte superior derecha de los escombros en la imagen de arriba-derecha), mientras el resto cae hacia el agujero negro. Mientras el material eyectado se expande rápidamente, el material que cae crea un disco de acreción alrededor del agujero negro.



Agujero Negro Supernova Ciencia

El crecimiento de una estrella

Usando el interferómetro del Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han investigado las partes más internas del disco de materia alrededor de una joven estrella, siendo testigos de cómo gana masa antes de volverse adulta.

Los astrónomos observaron el objeto conocido como MWC 147, que yace a 2.600 años luz hacia la constelación de Monoceros (El unicornio). MWC 147 pertenece a la familia de objetos Herbig Ae/Be. Éstos tienen unas pocas veces más la masa de nuestro Sol y están en formación, creciendo en masa al absorber material presente en un disco que las rodea.

MWC 147 tiene menos de medio millón de años de edad. Si se asocia la mediana edad de nuestro sol de 4.6 mil millones de años con una persona en sus cuarenta, MWC 147 sería un bebé de un día.

La morfología del entorno más cercano de esta joven estrella es, sin embargo, materia de debate.

Los astrónomos usaron los cuatro telescopios de 8.2 metros de VLT, combinando la luz de dos o tres telescopios con los instumentos MIDI y AMBER.

"Combinamos, por primera vez, observaciones del cercano y medio infrarrojo de una estrella Herbig Ae/Be, midiendo el tamaño del disco en un amplio rango de longitudes de onda" dijo Stefan Kraus, autor del paper que reporta los resultados. "Los diferentes regímenes de longitud de onda trazan diferentes temperaturas, permitiéndonos investigar la geometría del disco en la pequeña escala, pero también restringir cómo la temperatura cambia con la distancia a la estrella".

Las observaciones en el cercano infarrojo sondean material caliente con temperaturas de algunos cientos de grados en las regiones más internas del disco, mientras las observaciones en el infrarrojo medio rastrean regiones más frías.

Las observaciones muestran que la temperatura cambia con el radio de forma más escalonada que lo predicho por los modelos actuales, indicando que la mayoría de las emisiones del cercano infarrojo emergen de material caliente localizado muy cerca de la estrella, entre una a dos veces la distancia Tierra-Sol, (1-2 Unidades Astronómicas, UA). También implica que el polvo no puede existir tan cerca de la estrella ya que la fuerte energía radiada caliente y finalmente destruye los granos de polvo.

"Hemos realizado detalladas simulaciones numéricas para entender estas observaciones y llegamos a la conclusión de que no observamos sólo el disco de polvo exterior, si no que medimos poderasas emisiones de un caliente disco gaseoso interior. Esto sugiere que el disco no es uno pasivo. En cambio el disco es activo y vemos el material que fue transportado de las partes más exteriores del disco hacia la estrella en formación".

El modelo que mejor encaja es el de un disco que se extiende unas 100 UA con una estrella incrementando en masa a una tasa de siete millonésimas de una masa solar por año.

"Nuestro estudio demuestra el poder del VLTI de ESO para investigar la estructura interna de discos alrededor de jóvenes estrellas y revelar cómo la estrella alcanza su masa final", agregó Kraus.





Fuentes y links relacionados

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*ESO:The Growing-up of a Star

*Los resultados fueron reportados en el paper "Detection of an inner gaseous component in a Herbig Be star accretion disk: Near- and mid-infrared spectro-interferometry and radiative transfer modeling of MWC 147", por Stefan Kraus, Thomas Preibisch, Keichii Ohnaka, aceptado para su publicación en Astrophysical Journal.

Sobre las imágenes

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ESO PR Photo 03a/08 (la primera imagen)
Impresión artística del disco de materia alrededor de MWC 147, inferido por observaciones con el Interferómetro del Very Large Telescope de ESO. Una porción se quitó para mostrar la estructra interna mejor. El polvo en la parte exterior emite mayormente en la longitud media del infrarrojo, mientras cerca de la estrella hay una fuerte emisión del cercano infrarrojo del muy caliente gas. Este gas es transportado hacia la estrella en formación, incrementando su masa.

ESO PR Photo 03b/08:Alrededor de MWC 147
Imagen de © Stéphane Guisard "Los Cielos de Chile"
The Cone and Rosette region
Imagen de amplio campo tomada por Stéphane Guisard (ESO) de la región de NGC 2247 que contiene al objeto Herbig Ae/Be MWC 147: Se pueden apreciar la Nebulosa Cono en el centro y la Nebulosa Roseta, arriba a la derecha, ambas en la constelación de Monoceros, cerca de la constelación de Orión. La estrella MWC 147 está cerca de la oscura nebulosa, en la parte superior izquierda de la imagen y pertenece a una asociación de estrellas masivas, conocida como asociación Monoceros OB1.
En el sitio de Stéphane Guisard puede verse una imagen de excelente resolución y tamaño, en la que recomiendo observar algo muy simple pero increíblemente llamativo: la cantidad de estrellas que se perciben en la foto, que me recuerda a la famosa frase de Carl Sagan de que la cantidad de estrellas es como los granos de arena de todas las playas del mundo. Uno ya lo sabe, pero hay imágenes -como esta- que lo hacen bien visible.

PD: Está claro que, en realidad, las estrellas no están "pegoteadas" unas con otras como parecería percibirse en la foto. Se trata de una imagen y por lo tanto carece de la tercera dimensión. Y como dicen justamente (pensamos lo mismo) en NASA Watch, las estrellas son muy comunes, hay tantas, que aunque los requisitos para la vida fueran raros y extraordinarios, las posibilidades siguen siendo enormes, dada la cantidad de estrellas...


Estrellas Astronomía Ciencia

Un estudio sobre la nova de Ofiuco

Primeros resultados de un nuevo instrumento del Observatorio W.M.Keck en Hawaii están ayudando a los científicos a derribar suposiciones sobre las poderosas explosiones llamadas nova y produjeron el primer modelo unificado para una cercana nova, RS Ophiuchi.


"Estábamos preparándonos para un proceso de ingeniería rutinario cuando la nova apareció. Era muy brillante y fácil de observar, por lo que tomamos esta oportunidad y la volvimos de oro", dice el miembro del equipo Marc Kuchner del Centro Espacial Goddard de NASA.

Kuchner y sus colegas usaron el interferómetro Keck en su modalidad "nulling". El instrumento combina la luz de las estrellas usando dos telescopios de 10 emtros. En la forma nulling, el interferómetro suprime la enceguedora luz de una estrella para que los investigadores puedan estudiar el entorno. Esto ayuda a observar objetos muy difusos que estén cerca de fuentes brillantes y produce un poder de resolución 10 veces mayor que un telescopio Keck trabajando solo. Es un instrumento único en su tipo en operación.

Se estaban llevando a cabo pruebas el 12 de febrero de 2006 cuando una nova apareció en la constelación de Ofiuco. El sistema, conocido como RS Ophiuchi, consiste en una enana blanca y una gigante roja. La gigante está gradualmente arrojando sus masivas capas exteriores y la enana blanca está acumulando masa. Finalmente, la superficie de la enana blanca llegará a un temperatura crítica que encenderá una explosicón termonuclear que causará un enorme brillo en el sistema. Esto ya ocurrió y se ha observado en otros momentos:1898, 1933, 1958, 1967, y 1985.

A casi 4 días de la detección de la nova, el grupo observó la explosión con el Keck Nuller. El equipo preparó al instumento para bloquear la luz de la nova, permitiendo ver el más difuso material de los alrededores. Posteriormente se ajustó el equipo para observar la extremadamente brillante zona de la explosión.

El nuller no vio polvo en la zona brillante, presumiblemente porque la explosión vaporizó las partículas de polvo. Pero más lejos de la enana blanca, a distancias que comienzan alrededor de 20 veces la distancia Tierra-Sol, el nuller grabó la firma espectral del silicato. La onda de la explosión no había alcanzado aún esa zona, por lo que el polvo era anterior a la explosión.

"Los astrónomos han pensado previamente que las explosiones nova en realidad crean polvo", dice Richard Barry, autor del paper de las observaciones que será publicado en Astrophysical Journal.

El equipo piensa que el polvo es creado cuando la enana blanca va quitando material de los vientos de gigante roja, arremolinando regiones de mayor densidad, como los brazos de las galaxias espirales. Dentro de esos brazos, los átomos alcanzan suficiente bajas temperaturas y altas densidades como para juntarse y formar partículas de polvo. La onda de la explosión ya destruyó ese patrón de remolino pero debería volver a formarse en los próximos años y futuras observaciones del Telescopio Espacial Spitzer podrá verlo.

La mayoría de los estudios del sistema recayeron en modelos espectroscópicos, pero esos modelos no han sido capaces de distinguir varios componentes con tanto detalla como el interferómetro.

El paper "Milliarcsecond N-Band Observations of the Nova RS Ophiuchi: First Science with the Keck Interferometer Nuller" será publicado en la edición del 1º de mayo en Astrophysical Journal.

Fuentes y links relacionados

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*EurekAlert:NASA-funded instrument nails nova

*W.M.Keck:NOVA PHENOMENON EXPLAINED WITH NULLING MODE AT KECK OBSERVATORY


Sobre las imágenes

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Los dos telescopios de 10m del Observatorio W.M.Keck. Crédito:Rick Peterson



Nova Astronomía Ciencia

NASA recuerda tres tragedias espaciales

El fin de enero es un tiempo sombrío para la NASA por el aniversario de tres de las más grandes tragedias en la historia de los vuelos espaciales estadounidenses.


El 27 de enero de 1967, tres astronautas que formaban parte del primer grupo de astronautas de NASA - Virgil "Gus" Grissom, Edward White y Roger Chaffee- murieron durante una prueba de rutina en tierra de la cápsula Apollo 1.

Los astronautas se sofocaron cuando una chispa eléctrica inició un fuego que consumió el oxígeno de su cabina presurizada.

Otro suceso trágico ocurrido en enero es el recordado accidente del Transbordador Espacial Challenger, ocurrido el 28 de enero de 1986. La nave transportaba a la primera maestra-astronauta, Christa McAuliffe, quien falleció junto al resto de la tripulación de la STS 51-L, a los 73 segundos del despegue.

En junio de 1986, una comisión encargada por el presidente Regan para investigar el accidente, presidida por William P. Rogers, encontró que aros de goma que debían haber sellado la junta entre los segmento del cohete impulsor habían fallado en el despegue, por la baja temperatura. Los tripulantes de la nave eran Francis "Dick" Scobee, Michael J. Smith, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis, Judith Resnik y Christa Corrigan McAuliffe.
Roger Boisjoly, un ingeniero de Morton Thiokol, empresa que construyó los motores, advirtió a sus superiores y a los oficiales de NASA que las junturas no soportarían bajas temperaturas.

Diecisiete años después, la tragedia golpeó a la NASA otra vez. El 1º de febrero de 2003, luego de una misión de 16 días, la STS-107, el transbordador espacial Columbia se desintegra en el reingreso. El problema se originó en el despegue, momento en el cual el orbitador recibió un impacto en la parte inferior del ala izquierda, provocado por el desprendimiento de un trozo de espuma de poliuretano, aislante del tanque externo.
Debido al impacto de este fragmento se desprendieron losetas de protección térmica cerca del tren de aterrizaje; de esta manera entró el calor abrasivo del plasma que se forma durante la reentrada a la atmósfera, ocasionando la destrucción por fusión de la estructura interna del ala izquierda, lo suficientemente grande como para producir una desestabilización y desprendimiento.


La próxima misión, STS-122, verá volar al Transbordador Atlantis hasta la Estación Espacial Internacional (EEI) para llevar el laboratorio Columbus. Las tripulaciones usarán brazos robóticos y una serie de caminatas espaciales para fijar el laboratorio a la estación. La 24º misión del transbordador a la EEI se lanzaría el 7 de febrero de 2008.

Este año, el 1º de octubre, la Agencia Espacial Norteamericana cumple 50 años de exploración y descubrimiento gracias a una enorme comunidad de técnicos y científicos y al valor de aquellos que supieron dar sus vidas en pos de esta aventura espacial tan humana.


Fuentes y links relacionados

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*Nota basada en un artículo de Space.com:NASA Remembers Three Space Tragedies, de Clinton Parks

*Wikipedia:Accidente del Transbordador espacial Challenger

*Microsiervos:Siete mitos sobre el desastre del Challenger

*Portal PlanetaSedna:La tragedia del Challenger

*Astroguía:Vídeo del desastroso accidente del transbordador Challenger

*NASA:Challenger STS 51-L Accident

*Sondas Espaciales:Especial:Accidente del transbordador Columbia

*NASA:Sitio del Transbordador Espacial

Sobre las imágenes

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Lanzamiento del Transbordador Columbia, STS-107. Crédito NASA




NASA Astronomía Espacio

Ofiuco: Un gigantesco acelerador de partículas

El observatorio orbital de rayos gamma Integral, de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha realizado el primer inequívoco descubrimiento de rayos-X muy energéticos viniendo de un cúmulo de galaxias.


El cúmulo de galaxias de Ofiuco es uno de los más brillantes en el cielo en longitudes de onda de rayos-X. Los rayos-X detectados son demasiado energéticos como para originarse del gas dentro del cúmulo y sugiere que gigantescas ondas de choque deben estar viajando a través del gas, lo que convierte al cúmulo en un gigantesco acelerador de partículas.

La mayoría de los rayos-X vienen del gas caliente del cúmulo, que en el caso de Ofiuco es extremadamente caliente, a 100 millones de grados Kelvin. Cuatro años atrás, datos del satélite italiano/Alemán BeppoSAX mostró un posible componente extra de energéticos rayos-X en el cúmulo de Coma.

"Dos grupos analizaron los datos. Un grupo vió el componente pero el otro no", dice Dominique Eckert, del Centro de Datos de Ciencias de Integral (ISDC), Universidad de Ginebra. Por lo que Eckert y colegas del ISDC lanzaron una investigación al respecto.

Volvieron al estudio de todo el cielo de Integral y encontraron que efectivamente mostraba una inequívoca detección de muy energéticos rayos-X proviniendo del cúmulo de galaxias. Estos rayos pudieron producirse de dos maneras, pero ambas involucran electrones de alta energía.

La primera opción es que los electrónes son capturados en el campo magnético y girarían en espiral alrededor de las líneas magnéticas, liberando radiación sincrotón en la forma de rayos-X. Los electrones serían extremadamente energéticos llevando más de 100 000 veces la energía de los electrones en el escenario alternativo.

La otra opción es que los electrones estén colisionando con microondas remanentes del origen del Universo y que bañan el espacio. En esas colisiones, los electrones pierden algo de energía emitida como rayos-X.

Determinar qué escenario es el correcto será el próximo trabajo para el equipo. Planean usar radio telescopios para medir el campo magnético del cúmulo. También planean usar el HESS (High Energy Stereoscopic System ) en Namibia. Este gigantesco telescopio busca el breve resplandor generado cuando los rayos gamma de alta energía colisionan con partículas en la atmósfera terrestre. Si HESS ve esos flashes viniendo de Ofiuco, los astrónomos sabrán que el escenario sincrotón es correcto.

De cualquier manera, los electrones mismos son probablemente acelerados a altas energías por ondas de choque viajando a través del gas del cúmulo. Las ondas de choque se producen al colisionar y fusionarse dos cúmulos. La pregunta es cuán recientemente Ofiuco "devoró" a su cúmulo compañero.

En el escenario sincrotón, los electrones de alta energía se enfrían muy rápidamente. Si el equipo encuentra que éste es el caso, luego la colisión debe estar aún en progreso. En la alternativa, el enfriamiento toma mucho tiempo y la colisión podría haber tenido lugar en cualquier momento del pasado.

Una cosa es segura: la naturaleza ha transformado al cúmulo de galaxias en un poderoso acelerador de partículas, quizás 20 veces más poderoso que el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones) del CERN, que comenzaría sus operaciones este año.

"Por supuesto que el cúmulo de Ofiuco es un tanto más grande. Mientras el LHC es de 27 km, el cúmulo es de más de dos millones de años luz de diámetro", dice Stéphane Paltani, miembro del equipo ISDC.

Un paper con los resultados aparecerá en una próxima edición de Astronomy and Astrophysics.


Fuentes y links relacionados

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*ESA:X-rays betray giant particle accelerator in the sky

*ScienceDaily:Giant Particle Accelerator Discovered In The Sky

*'Integral discovery of non-thermal hard X-ray emission from the Ophiuchus cluster' por D. Eckert, N. Produit, S. Paltani, A. Neronov y T. Courvoisier;
Accepted: 05 December 2007
DOI: 10.1051/0004-6361:20078853
Archivo PDF (219.4 KB)

*El Tamiz:¿Cómo funciona un acelerador de partículas? - Aceleración

Sobre las imágenes

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Ondas de choque viajando a través del gas (en rojo) mientras dos cúmulos de galaxias chocan y se fusionan.
Crédito:ESA (Imagen de Christophe Carreau)
Nota:En el sitio de ESA citado arriba, se puede descargar una animación sobre el tema.




Galaxias Astronomía Ciencia

Lanzarán avión de papel desde la Estación Espacial

¿Quién no ha jugado con aviones o barquitos de papel cuando era chico? Seguramente los lectores habrán experimentado con distintas formas de planeadores origami para competir con sus amigos a ver quién lograba hacerlo volar más lejos.
Si estuviéramos en la Estación Espacial Internacional, ¿no quisiéramos hacer un avioncito y lanzarlo al espacio? Pues parece que a alguien se le ocurrió una idea así.


Investigadores de la Universidad de Tokyo se juntaron con miembros de la Asociación de Aviones Origami de Japón para desarrollar un avión de papel capaz de sobrevivir el vuelo desde la Estación Espacial Internacional (EEI) hasta la superficie de la Tierra.

Los investigadores realizarán pruebas de fuerza y resistencia al calor de un prototipo de 20 centímetros en un túnel de viento de ultra alta velocidad en la Universidad de Tokyo. En la prueba, el planeador - que tiene la forma de la EEI y ha sido tratado para resistir intenso calor- será sujeto de vientos ultraveloces de hasta Mach 7 (Mach 1 es la velocidad del sonido) o unos 8600 kilómetros por hora.

La "nave" podría inspirar nuevos diseños para vehículos livianos de reingreso o para aviones de exploración atmosférica, de acuerdo a Shinji Suzuki, del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Tokyo.

El diseño será similar al avión de tres metros que tenía forma de Transbordador Espacial y fue lanzado desde la cima de una montaña hace una década.

En este caso, la "naríz" será redondeada para minimizar aerodinámicamente el calentamiento y será químicamente procesado para incorporar silicio en la estructura del papel, incrementando su resistencia al calor.

Una gran nave como el Transbordador Espacial puede alcanzar velocidades de hasta 20 Mach al re-entrar en la atmósfera de la Tierra y la fricción con el aire genera temperaturas extremas. La muchísimo más liviana nave de papel, que los investigadores afirman que caerá más lentamente, no se quemaría en el reingreso. Sin embargo, no llevaría ningún dispositivo que permita su detección, con lo cual no se sabría si efectivamente logró llegar a la superficie de nuestro planeta, ni -en el caso de lograrlo- dónde habría llegado.

Según reporta NewScientist, Jim Longuski y Steven Schneider de la Universidad Purdue, Escuela de Aeronáutica, quienes no están envueltos en el proyecto, creen que podría ser posible de lograr.

La idea está en investigación y no hay fecha de lanzamiento prevista. Quizás algún día logren lanzar uno o varios avioncitos de papel desde el espacio, pero para que esto tuviera alguna aplicación debería poder llevar alguna carga y poder ser detectado por radares u otros instrumentos de localización. El tiempo dirá. Y el tiempo, vuela...


Fuentes y links relacionados

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*PinkTentacle:Origami spaceplane to launch from space station

*Origami Kids:Aviones y barcos de papel

*Telegraph: Paper plane to be launched from space

*NewScientist:Origami spaceplane aims for space station descent

*Nota:Los medios de prensa citados arriba mencionan algunas fuentes originales en internet pero que están en japonés.

*Video YouTube:Un avioncito de papel lanzado desde la ventana de un edificio de oficinas en Nueva York

Sobre las imágenes

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El avión espacial es de 20 cm de largo y hecho de papel, pero ha pasado pruebas en túneles de viento a Mach 7 y 200ºC



Avión de Papel Astronomía Espacio

El cometa Wild 2 parece un asteroide

Contrariamente a lo esperado para pequeños cuerpos de hielo, el polvo del cometa Wild 2 se formó muy cerca del joven Sol y fue alterado por los primitivos materiales del sistema solar.


Cuando la misión Stardust volvió a la Tierra con muestras del cometa Wild 2 en 2006, los científicos sabían que el material generaría nuevas pistas sobre la formación de nuestro sistema solar, aunque no sabían exactamente cómo.

Una nueva investigación por científicos del laboratorio Lawrence Livermore National, y colaboradores, revelaron que, además de contener material que se formó muy cerca del joven Sol, el polvo de Wild 2 carece de ingresientes que sí se esperarían en el polvo cometario. Sorprendentemente, la muestra del cometa Wild 2 parece más un meteorito del cinturón de asteroides que un anciano e inalterado cometa.

Al comparar las muestras de Stardust con las partículas de polvo interplanetarias (PPI, en inglés la sigla es CD IDP), el equipo encontró que dos silicatos normalmente encontrados en las cometarias PPI, junto con otros primitivos materiales incluyendo granos de polvo presolares de otras estrellas, no han sido encontrados en la cantidad esperada para un cometa del cinturón de Kuiper como Wild 2. La muy veloz captura de las partículas podría ser parcialemente responsable; pero componentes refractarios que se formaron en la nebulosa solar interior a pocas unidades astronómicas del Sol, indican que el material de Stardust parece una condrita del cinturón de asteroides.

"El material es mucho menos primitivo y más alterado que los materiales que hemos reunido a través de capturas de gran altitud en nuestra propia estratosfera de una variedad de cometas", dice Hope Ishii, autor de la investigación que aparece en la edición del 25 de enero en Science. "Como un todo, las muestras parecen más asteroidales que cometarias".

Dada su cola, Wild 2 es por definición un cometa. "Es un recordatorio de que no podemos hacer distinciones de blanco o negro entre asteroides y cometas. Hay un continuum entre ellos", agregó el científico.

Los sorpresivos hallazgos contradicen las expectativas iniciales de los investigadores para un cometa que ha pasado la mayoría de su vida orbitando en el Cinturón de Kuiper, más allá de Nepturno. En 1974, Wild 2 tuvo en encuentro cercano con Júpiter que lo colocó en su actual órbita mucho más cercana a la Tierra.

Los cometas se forman lejos del Sol donde por la fría temperatura preservan los ingredientes primitivos de la formación del sistema solar 4.6 mil millones de años atrás. Stardust viajó durante siete años para alcanzar Wild 2 y volvió a la Tierra en enero de 2006 con una carga de muestras para analizar.

El equipo buscó dos silicatos específicos en las muestras, que se creen que son identificatorios del PPI cometario: silicatos amorfos conocidos como GEMS y entastita. Sorprendentemente, el equipo encontró muy poca entastita y con la orientación cristalográfica incorrecta.

Objetos como GEMS se encontraron, pero Ishii y su equipo mostraron que se crearon durante el impacto del cometa con Stardust.

"Wild 2 no parece lo que pensábamos que todos los cometas debían parecer. La misión Stardust fue un verdadero éxito porque sin ella no habríamos aprendido estas cuestiones sobre nuestro sistema solar. La muestra fue vital para continuar revelando cómo nuestro sistema solar se formó y evolucionó".



Fuentes y links relacionados

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*EurekAlert:Stardust comet dust resembles asteroid materials

*Lawrence Livermore National:Stardust comet dust resembles asteroid materials

*Comparison of Comet 81P/Wild 2 Dust with Interplanetary Dust from Comets
Hope A. Ishii, John P. Bradley, Zu Rong Dai, Miaofang Chi, Anton T. Kearsley, Mark J. Burchell, Nigel D. Browning, and Frank Molster
Science 25 January 2008: Vol. 319. no. 5862, pp. 447 - 450
DOI: 10.1126/science.1150683

Sobre las imágenes

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Crédito:NASA/JPL



Sistema Solar Astronomía Cometas

La luna se encuentra con Saturno

24 de enero: Por el este, la Luna asoma y debajo la acompaña Saturno. Hacia el Norte, se pueden identificar las Tres Marías y debajo a Betelgeuse. Más abajo podrá verse a Marte y muy cerquita a Beta Tauri.



Las Tres Marías y Betelgeuse forman parte de la constelación de Orión, el cazador.
Las estrellas más brillantes de esta agrupación son Betelgeuse (α Ori), Rigel (β Ori), Bellatrix (γ Ori), Mintaka (δ Ori), Alnilam (ε Ori) y Alnitak (ζ Ori).
Alnitak, Alnilam, y Mintaka, forman el conocido cinturón de Orión, y se conocen también como las tres Marías.

Una buena forma de conocer las estrellas, su magnitud y la constelación a la que pertenece, es el planetario en línea Neave, muy sencillo y fácil de usar. Aquí pongo una captura de pantalla en la que posicioné el mouse sobre Betelgeuse. Abajo a la derecha está Rigel y un poco más abajo, el Cinturón de Orión con las Tres Marías.



Y un excelente "tour" para aprender a guiarse y conocer las constelaciones, en especial Orión es The Night Sky. Aunque en inglés, es muy recomendable.


Fuentes y links relacionados

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* Guía del Cielo Nocturno Nro. 22, Enero - Junio de 2008 por Pedro Saizar, en
CIENCIA HOY: Volumen 17 - Nº 102 Diciembe 2007 Enero 2008

Sobre las imágenes

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Imagen obtenida con YourSky



Sistema Solar Astronomía Luna

Westerlund 2: Una vista estelar

Esta imagen del Observatorio de rayos-X Chandra muestra Westerlund2, un joven cúmulo estelar con una edad estimada en uno o dos millones de años. Poco se sabía de este cúmulo al estar fuertemente oscurecido por polvo y gas. Sin embargo, usando observaciones infrarrojas y de rayos-X para sortear la oscuridad, se ha mirado atentamente al cúmulo como uno de los más interesantes en la Vía Láctea. Contiene algunas de las más calientes, brillantes y masivas estrellas conocidas.


La imagen muestra rayos-X de baja energía en rojo, de intermedia energía en verde y de alta en azul. Revela además una muy alta densidad de estrellas masivas que brillan en rayos-X.

Un increíblemente masivo sistema doble llamado WR20a es visible como el brillante punto amarillo justo debajo y a la derecha del centro del cúmulo. Este sistema contiene estrellas con masas de 82 y 83 veces la de nuestro Sol. Las densas corrientes de materia (viento estelar) eyectadas por estas dos masivas estrellas colisionan una con otra y producen copiosas cantidades de rayos-X. La colisión es vista a diferentes ángulos al orbitarse las estrellas una a la otra cada 3,7 días. Varias otras brillantes fuentes de rayos-X pueden también mostrar evidencias de las colisiones de los vientos estelares en masivos sistemas binarios.

Fuentes y links relacionados

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*Chandra:Westerlund 2: A Stellar Sight

*A&A 463, 981-991 (2007)
DOI: 10.1051/0004-6361:20066495
Early-type stars in the core of the young open cluster Westerlund 2
G. Rauw et al.

Sobre las imágenes

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Crédito:NASA/CXC/Univ. de Liège/Y. Naze et al



Universo Astronomía Ciencia

Estudio de las tormentas de Júpiter

Detallados análisis de dos tormentas del tamaño de un continente en la atmósfera de Júpiter en marzo de 2007 muestra que el calor interno del planeta juega un rol significativo en la generación de perturbaciones atmosféricas.


Un equipo internacional coordinado por Agustin Sánchez-Lavega de la Universidad del País Vasco presenta sus descubrimientos acerca del evento en la edición del 24 de enero de Nature.
El equipo monitoreó la erupción y su evolución con una resolución sin precedentes usando el Telescopio Espacial Hubble, el telescopio infrarrojo en Hawaii y telescopios en las Islas Canarias (España).
Una red de telescopios más pequeños alrededor del mundo también apoyaron las observaciones.

"Por fortuna, capturamos el inicio de la tormenta con el Hubble cuando se observaba Júpiter en apoyo a las observaciones que hacía la nave 'Nuevos Horizontes' en su sobrevuelo del rumbo al lejano Plutón. Vimos como la tormenta crecía rápidamente desde unos 400 kilómetros hasta más de 2.000 kilómetros en menos de 24 horas", explica Agustín Sánchez-Lavega.

De acuerdo con la investigación, las brillantes tormentas se forman en las nubes más profundas de agua del planeta ascendiendo vigorosamente e inyectando una mezcla de hielo de amoníaco y agua hasta más de 30 kilómetros por encima de las nubes visibles. Las tormentas se mueven con la máxima velocidad del jet, a más de 600 kilómetros por hora, perturbándolo y generando tras ellas una estela de turbulencia de nubes rojizas que circundan todo el planeta. Las imágenes infrarrojas muestran perfectamente los festones brillantes que forman las tormentas desparramándose a sotavento de la corriente en chorro.
La corriente en chorro permaneció prácticamente inmutable durante el desarrollo de la perturbación y al cesar ésta. Los modelos de ordenador que simulan el desarrollo del fenómeno, sugieren que la corriente en chorro se extiende en la atmósfera profunda de Júpiter, más de 100 km por debajo de las nubes visibles, a donde la energía solar no llega.
Este fenómeno y los dos observados en 1975 y 1990 muestran similitudes para las que los científicos aún no encuentran explicación, así, las tres erupciones han tenido lugar con una recurrencia de unos 15 a 17 años; las tormentas surgieron en el pico del jet, donde la velocidad es máxima y siempre han sido dos; y por último se movieron en todos los casos a la misma velocidad. Según señala Sánchez-Lavega, "si en el futuro somos capaces de resolver este rompecabezas, probablemente llegaremos a comprender los misterios que se encierran bajo las nubes de Júpiter".

Fuentes y links relacionados

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*HubbleSite:Internal Heat Drives Jupiter's Giant Storm Eruption

*Diario Vasco:Investigadores de la UPV desvelan nuevos datos sobre la meteorología de Júpiter

*Nature 451, 437-440 (24 January 2008) | doi:10.1038/nature06533; Received 30 July 2007; Accepted 29 November 2007
Depth of a strong jovian jet from a planetary-scale disturbance driven by storms;
A. Sánchez-Lavega et al.

Sobre las imágenes
Crédito:NASA, ESA, IRTF, and A. Sánchez-Lavega and R. Hueso (Universidad del País Vasco, Spain )



Sistema Solar Astronomía Júpiter

Antimateria vinculada a agujeros negros

Legiones de pequeños agujeros negros creados durante el Big Bang podrían estar escondidos en el centro de la galaxia, creando gran cantidad de antimateria, según un nuevo estudio.


Los astrónomos saben que el centro galáctico está inundado de antimateria porque genera una vasta nube de rayos gamma cuando colisiona con la materia normal. Pero ninguna de las explicaciones dadas para la fuente de la antimateria (supernovas, binarias, decaimiento de materia oscura) parece ser la correcta.

"Está claro que la antimateria no puede ser explicada usando la astrofísica convencional", dice el autor Cosimo Bambi de la Wayne State University.

En cambio, los investigadores proponen que un enorme número de agujeros negros proveen la antimateria.

Los cosmólogos han sospechado ya que el Big Bang podría haber creado billones de agujeros negros primordiales. Estos pequeños agujeros negros habrían estado vagando por el espacio al tiempo que se evaporaban por el proceso llamado Radiación de Hawking.

La tasa de evaporación depende de su masa -cuanto más masivo, menos partículas puede evaporar.

El nuevo estudio sugiere que si los agujeros negros primordiales tienen una masa de alrededor de 10¹⁶ gramos -cerca de la misma masa de un asteroide de tamaño promedio- producirían naturalmente la cantidad correcta de antimateria para explicar las observaciones.

Bambi estima que hasta 10²⁴ agujeros negros primordiales podrían existir en el centro de la galaxia. En esta cantidad podrían proveer incluso una fracción significativa de materia oscura.

El nuevo estudio también sugiere una forma de testear la hipótesis. Bambi calcuó el número de partículas que serían radiadas de los agujeros negros con una masa de 10¹⁶ gramos y descubrió que produciría un notable incremento en el fulgor de alta energía de rayos gamma hacia el centro de la galaxia.

Pero podría ser muy difícil de observar la radiación. El satélite de rayos gamma INTEGRAL de ESA lleva un instrumento llamado SPI que es capaz de realizar la observación, pero, según el autor del estudio, la cantidad de tiempo necesaria para hacer una medición definitiva sería prohibitivo. Y la misión GLAST de NASA, no operará a las energías relevantes para testear la idea.


Fuentes y links relacionados

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*NewScientist:Milky Way's antimatter linked to exotic black holes

*Primordial black holes and the observed Galactic 511 keV line
Authors: Cosimo Bambi, Alexander D. Dolgov, Alexey A. Petrov
arXiv:0801.2786v1

*Antimatter in the Milky Way
Authors: C. Bambi, A.D. Dolgov
arXiv:astro-ph/0702350v3

*An asymmetric distribution of positrons in the Galactic disk revealed by big gamma-rays
Nature 451, 159-162 (10 January 2008) | doi:10.1038/nature06490; Received 30 March 2007; Accepted 16 November 2007
Georg Weidenspointner, Gerry Skiner, et al.


Sobre las imágenes

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Jóvenes estrellas azules que rodean a un agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia de Andrómeda.
Crédito: NASA, ESA y A. Schaller (STScI)



Agujeros negros Astronomía Cosmología