Radar Science Team, NASA/ JPL/ Caltech

En la Tierra, los niveles de los lagos suben y bajan con las estaciones del año y con los cambios de clima a largo plazo, a medida que la precipitación, evaporación y escorrentía, agregan y remueven el líquido. Ahora, por primera vez, los científicos han encontrado pruebas convincentes para los cambios de nivel de lagos similares sobre el mayor satélite natural de Saturno, Titán, el otro lugar en el Sistema Solar donde se vio un ciclo hidrológico con líquido elevándose sobre la superficie.

Utilizando datos recogidos por la nave espacial Cassini, de la NASA, en un lapso de cuatro años, los investigadores — liderados por el estudiante graduado Alexander G. Hayes del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y Oded Aharonson, profesor asociado de ciencias planetarias en Caltech — han obtenido dos líneas separadas de la evidencia que muestra aproximadamente 1 metro por cada año de caída en los niveles de los lagos en el hemisferio sur de Titán. La disminución es el resultado de la evaporación estacional de metano líquido de los lagos — que, debido a las frías temperaturas de Titán (aproximadamente 185 C bajo cero, en los polos), se componen en gran parte de metano líquido, etano y propano.

“Es realmente emocionante porque, en este objeto distante, somos capaces de ver esta escala métrica de disminución en la profundidad del lago”, dice Hayes. “No sabíamos que Cassini incluso sería capaz de ver estas cosas”.

Uno de los lagos:  Ontario Lacus (en honor al lago Ontario de la Tierra, que es de tamaño comparable) — es el lago más grande del hemisferio sur, y fue el primer lago a observarse en Titán. En un artículo presentado a la revista Icarus, Hayes, Aharonson y sus colegas informan que el litoral de Ontario Lacus retrocedió alrededor de 10 kilómetros desde junio de 2005 a julio de 2009, un lapso que representa la mitad de verano a otoño en el hemisferio sur de Titán. Un año de Titán dura 29,5 años terrestres.

Ontario Lacus y otros lagos del hemisferio sur se analizaron utilizando los datos de imagen de radar de apertura sintética (SAR), de la nave Cassini. En los datos de radar, rasgos suaves — tales como lagos — aparecen como áreas oscuras, mientras que los rasgos más ásperos — tales como cinturones de montaña — aparecen brillantes. La intensidad de la retrodispersión del radar proporciona información acerca de la composición y la rugosidad de características de la superficie. Además de los datos del SAR, la altimetría de radar — que mide el tiempo que toma para que señales de microondas reboten en una superficie hasta llegar nuevamente a la nave espacial — fue recolectada a través de un transecto de Ontario Lacus en diciembre de 2008.

“La combinación de SAR y la altimetría de las mediciones a través del transecto dio información sobre las propiedades de absorción del líquido y argumenta que los líquidos son hidrocarburos relativamente puros compuestos de metano y etano y no una sustancia alquitranada”, dice Aharonson.

“El líquido no es altamente atenuante,”explica Hayes,”lo que significa que es bastante claro a la energía de radar — es decir, transparente, como el gas natural licuado.” A causa de esto, el radar puede ver a través del líquido en los lagos de Titán a una profundidad de varios metros. ” A continuación, el radar golpea el piso y rebota de vuelta”, dice. “O, si el lago es más profundo que unos pocos metros, el radar es completamente absorbido, produciendo una firma ‘negra’”.

Una vez que las propiedades ópticas del líquido fueron conocidas, los investigadores pudieron utilizar los datos de radar para “ver” el lecho del lago debajo del líquido — por lo menos, hasta la profundidad donde la señal es atenuada completamente. “Cuánto más lejos de la costa se puede ver está determinado por la ladera local del lecho del lago, o batimetría”, dice Hayes. “Esto nos dio la posibilidad de tomar los cambios en las señales de radar y convertirlos a profundidades”, y así calcular la pendiente del lecho del lago alrededor del lago entero.

“Pudimos determinar la batimetría del lago hasta una profundidad de unos 8 metros”, dice. El lago es menos profundo y más suavemente inclinado hacia su borde meridional, en zonas donde se están acumulando sedimentos. A lo largo de su costa oriental, la pendiente del lago es un poco más pronunciada. “Esto es lo que denominamos ‘cabeza de playa’”, dice Hayes. La pendiente es muy empinada a lo largo de la frontera norte del lago, donde se topa contra una cadena de montañas.

“Los cambios de pendiente que vemos son coherentes con la geología de todo el lago,” dice Hayes. Las mediciones de la batimetría y su correlación geológica se analizan en un documento separado por Hayes, Aharonson, y sus colegas, que ha sido aceptado para su publicación en el Journal of Geophysical Research (JGR).

Los investigadores compararon las imágenes obtenidas del lago durante cuatro años, y encontraron que el Ontario se había reducido. “La medida en que el lago ha retrocedido está relacionado con la pendiente, es decir, donde el lago es poco profundo, el líquido ha retrocedido más”, dice Hayes. “Esto nos permite deducir la altura vertical en la cual se ha reducido la profundidad del lago, que es de aproximadamente 1 metro por año”.

Los investigadores también analizaron la evaporación de metano de los lagos cercanos mediante la comparación de las firmas de radar de estos lagos, medidas en diciembre de 2007 con las obtenidas en mayo de 2009. Durante ese período, la oscuridad “aparente” de los lagos - que indica la presencia de un líquido atenuante del radar – disminuyó o desapareció por completo, lo que significa que sus niveles de líquido se han reducido. Los investigadores fueron capaces de calcular la disminución de la profundidad del lago, “y conseguimos el mismo resultado: 1 metro por año de pérdida de líquido”, dice Aharonson.

Los lagos en el hemisferio norte de Titán – que entran ahora en primavera – también fueron cubiertos varias veces por los instrumentos de radar, pero hasta ahora no se han detectado cambios análogos de manera concluyente.

Eso no significa que los cambios no se hayan producido, no obstante. “Esperamos que sucederá, pero no sabemos cómo se manifestaría en los datos si los lagos en el norte son mucho más profundos. Vamos a seguir buscando este efecto con futuras imágenes de radar, para desentrañar las variaciones estacionales de las variaciones climáticas a largo plazo que previamente se han propuesto”, dice Aharonson.

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http://media.caltech.edu/

NASA/ ESA/ G. Bacon (STScI)

Como si el debate sobre qué es y qué no es un planeta no fuera lo suficientemente confuso, los astrónomos del telescopio espacial Hubble ahora han confirmado la existencia de un objeto torturado y calcinado que se podría denominar un “planeta cometario”.

El planeta gigante, llamado HD 209458b, orbita tan cercano a su estrella que su atmósfera se está escapando al espacio. Ahora, las observaciones del nuevo Cosmic Origins Spectrograph (COS) a bordo del Hubble, de la NASA, sugieren que poderosos vientos estelares están barriendo el material por detrás del planeta calcinado, dándole forma de una cola cometaria.

“Desde el año 2003, los científicos han teorizado que la masa perdida está siendo obligada a retroceder en una cola e incluso han calculado cómo luce esa cola”, dice el astrónomo Jeffrey Linsky, de la Universidad de Colorado, en Boulder, líder del estudio de COS. “Creemos que tenemos la mejor evidencia observacional para apoyar esa teoría. Hemos medido gas saliendo del planeta a velocidades específicas, algunos viniendo hacia la Tierra. La interpretación más probable es que hemos medido la velocidad del material en una cola”.

La masa de HD 209458b es un poco menor que la de Júpiter, pero orbita 100 veces más cercano a su estrella que Júpiter. El planeta calcinado gira alrededor de ella en sólo 3,5 días. Por el contrario, el más rápido del Sistema Solar, Mercurio, orbita el Sol en 88 días.  El planeta es uno de los extrasolares más intensamente escudriñados porque es uno de los pocos mundos extraterrestres conocidos que pueden verse pasando delante de, o en tránsito a, su estrella. El tránsito hace que la luz de las estrellas se apague ligeramente. De hecho, el gigante gaseoso es el primer mundo extraterrestre descubierto al transitar su estrella. Orbita la estrella HD 209458, ubicada a 153 años luz de la Tierra.

Linsky y su equipo usan COS para analizar la atmósfera del planeta durante eventos de tránsito. Durante el tránsito, los astrónomos pueden estudiar la estructura y la composición química de la atmósfera de un planeta por muestreo de la luz de la estrella que pasa a través de él. La depresión de la luz de las estrellas debido al paso del planeta, con exclusión de su atmósfera, es muy pequeña, sólo el 1,5 por ciento. Cuando se añade a la atmósfera, la depresión salta al 8 por ciento, lo que indica una atmósfera extensa.

COS detectó los elementos pesados Carbono y Silicio en la atmósfera del planeta súper-caliente (1.100 C). Esta detección revela que la estrella principal está calentando toda la atmósfera, excavando los elementos más pesados y permitiéndoles escapar del planeta.

Los datos de COS también mostraron que el material que deja el planeta no viaja a la misma velocidad. “Hemos encontrado gas escapando a altas velocidades, con una gran cantidad de este gas que fluye hacia nosotros a 35.000 km/h”, explica Linsky. “Este gran flujo de gas probablemente es gas arrastrado por el viento estelar para formar la cola cometaria del planeta”.

El espectrógrafo más reciente del Hubble, con su capacidad para el sondeo químico de un planeta en longitudes de onda ultravioletas, que no son accesibles para los telescopios terrestres, está demostrando ser un instrumento importante para sondear las atmósferas de los “Júpiter calientes” como HD 209458b. Los astrónomos también han usado COS para muestrear la atmósfera de otro planeta calcinado, WASP-12b, cuya atmósfera hinchada se derrama en su estrella.

Otro instrumento de Hubble, el Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), observó HD 209458b en 2003. Los datos de STIS mostraron una activa evaporación de la atmósfera y propusieron una estructura similar a la cola del cometa como una posibilidad. Pero STIS no era capaz de obtener el detalle espectroscópico necesario para mostrar un componente de gas protector terrestre en movimiento durante los tránsitos. Debido a la combinación única del COS, de muy alta sensibilidad ultravioleta y buena resolución espectral, el componente de gas protector terrestre en movimiento — la cola — se pudo detectar directamente por primera vez.

A pesar de que este planeta “extremo” está siendo asado por su estrella, no será destruido pronto. “Tomará alrededor de mil millones de años para que el planeta se evapore”, dice Linsky.

Los resultados aparecieron en la edición del 10 de julio de The Astrophysical Journal.

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http://www.hubblesite.org/

Wikipedia (public domain)

Muchos de los cometas más conocidos, incluyendo al Halley, al Hale-Bopp y, más recientemente, al McNaught, pudieron haber nacido en órbita alrededor de otras estrellas, de acuerdo con una nueva teoría de un equipo internacional de astrónomos liderado por un científico del Instituto de Investigación del Sudoeste, SwRI, en Boulder, Colorado.

El Dr. Hal Levison (SwRI), el Dr. Martin Duncan (Universidad de Queen, Kingston, Canadá), el Dr. Ramon Brasser (Observatorio de la Costa Azul, Francia) y el Dr. David Kaufmann (SwRI), utilizaron simulaciones por computadora para mostrar que el Sol pudo haber capturado pequeños cuerpos helados de las estrellas hermanas mientras estaba en su cúmulo estelar de nacimiento, creando, así, una reserva para los cometas observados.

Aunque el Sol actualmente no tiene estrellas compañeras, se cree que se ha formado en un cúmulo conteniendo cientos de estrellas estrechamente empaquetadas que estaban incrustadas en una densa nube de gas. Durante ese tiempo, cada estrella formó un gran número de pequeños cuerpos helados (cometas) en un disco del cual se formaron los planetas. La mayoría de estos cometas fueron gravitacionalmente tironeados de estos sistemas planetarios prenatales por los planetas gigantes, recién formados, convirtiéndose en diminutos miembros del cúmulo, en flotación libre.

Sin embargo, el cúmulo del Sol llegó a un final violento cuando su gas fue soplado por las estrellas jóvenes, más calientes. Estos nuevos modelos muestran que el Sol, a continuación, capturó gravitacionalmente una gran nube de cometas a medida que el cúmulo se dispersaba.

“Cuando era joven, el Sol compartió un montón de cosas con sus estrellas hermanas y hoy podemos ver esas cosas”, dice el autor líder Levison.

“El proceso de captura es sorprendentemente eficiente y conduce a la emocionante posibilidad que la nube contenga un popurrí que muestrea material de un gran número de hermanos estelares del Sol”, dice el coautor Duncan.

Las pruebas para este escenario del equipo provienen de la nube cuasi esférica de cometas, conocida como Nube de Oort, que rodea el Sol, y que se extiende hasta mitad de camino a la estrella más cercana. Comúnmente se suponía que esta nube se había formado a partir del disco protoplanetario del Sol. Sin embargo, debido a que los modelos detallados muestran que los cometas del Sistema Solar producen una nube mucho menos poblada que la observada, es necesaria otra fuente.

Levison, dice, “Si suponemos que el disco protoplanetario del Sol observado puede utilizarse para estimar la población original de la Nube de Oort, podemos concluir que más de un 90 por ciento de los cometas observados en la Nube de Oort tienen un origen extrasolar”.

“La formación de la Nube de Oort ha sido un misterio por más de 60 años y nuestro trabajo probablemente resuelva este problema de larga data”, dice Brasser.

El artículo, intitulado Capture of the Sun’s Oort Cloud from Stars in its Birth Cluster (Captura de la Nube de Oort del Sol desde estrellas en su cúmulo de nacimiento), de Levison, Duncan, Brasser y Kaufmann, fue publicado en la edición del 10 de junio de 2010 de Science Express.

Más información en:

http://www.swri.org/

NASA/ ESA/ W. Brandner (MPIA), B. Rochau (MPIA) & A. Stolte (U. Cologne)

Explotando la exquisita calidad de imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y comparando dos observaciones hechas con un intervalo de diez años, los astrónomos, por primera vez, se las arreglaron para medir los pequeños movimientos de varios cientos de jóvenes estrellas dentro del cúmulo central de la región de formación estelar NGC 3603. El equipo se sorprendió al encontrar que las estrellas se están moviendo de una forma muy diferente respecto a la actual comprensión de cómo evolucionan los cúmulos. Las estrellas del cúmulo no se afincaron como se esperaba.

Con una masa de más de 10 mil veces la del Sol encerrada en un volumen con un diámetro de sólo tres años luz, el masivo cúmulo de estrellas jóvenes en la nebulosa NGC 3603 es uno de los cúmulos estelares más compactos de la Vía Láctea y un lugar ideal para testear las teorías de su formación.

Un equipo de astrónomos del Instituto  Max Planck de Astronomía, MPIA, en Heidelberg, y de la Universidad de Colonia, ambos en Alemania, liderado por Wolfgang Bradner (MPIA), buscó seguir los movimientos de algunas estrellas del cúmulo. Tal estudio podría revelar si las estrellas estaban en proceso de separarse o de agruparse.

El cúmulo, conocido formalmente como el joven cúmulo NGC 3603, está a alrededor de 20 mil años luz del Sol, lo cual hace que las mediciones sean extraordinariamente dificultosas. Es necesario comparar imágenes que fueron hechas años o aun décadas atrás. El telescopio y la cámara usados deben darnos imágenes muy nítidas y ser extremadamente estables durante largos períodos.

Brandner y sus colegas se dieron cuenta que el telescopio espacial Hubble era el mejor para realizar este trabajo. Ellos encontraron buenos datos del cúmulo NGC 3603 en los archivos desde una observación de julio de 1997 realizada con la Cámara Planetaria de Gran Campo 2 (WFPC2),  y luego sus propias observaciones de seguimiento hechas en septiembre de 2007, usando la misma cámara y el mismo grupo de filtros que en las observaciones originales. Le llevó dos años de análisis muy cuidadosos por parte del equipo investigador para extraer estimaciones confiables de los movimientos de las estrellas de las imágenes.

Boyke Rochau (MPIA), el autor líder del artículo, quien realizó este análisis como parte de su trabajo posdoctoral, explica: “Nuestras mediciones tienen una precisión de 27 millónesimas  de segundo de arco por año. Este pequeño ángulo corresponde al espesor aparente de un cabello humano visto desde una distancia de 800 km”.

De esta laboriosa forma, fueron capaces de medir las precisas velocidades de más de 800 estrellas. Cerca de 50 fueron identificadas como estrellas en primer plano que no estaban relacionadas con el cúmulo, pero quedaron más de 700 estrellas del cúmulo de diferentes masas y temperaturas superficiales. Los resultados de los movimientos de estas estrellas del cúmulo fueron sorprendentes: este cúmulo estelar muy masivo no se ha establecido. En lugar de eso, las velocidades de las estrellas eran independientes de su masa y, así, aún reflejan las condiciones del tiempo en que el cúmulo se formó, hace un millón de años, aproximadamente .

Las estrellas nacen cuando colapsa una gigantesca nube de gas y polvo. En casos tales como la región de formación estelar NGC 3603, donde la nube es inusualmente masiva y compacta, el proceso es particularmente rápido e intenso. La mayor parte de la materia de la nube termina concentrada dentro de jóvenes estrellas calientes y el cúmulo mantiene gran parte de su atracción gravitacional inicial. A largo plazo, tales cúmulos estelares masivos y compactos pueden llegar a convertirse en gigantes bolas de estrellas conocidas como cúmulos globulares, cuyas estrellas, estrechamente comprimidas, permanecen juntas por la gravedad durante miles de millones de años.

Wolfgang Brandner agrega: “Ésta es la primera vez que hemos sido capaces de medir los precisos movimientos estelares en tales jóvenes cúmulos estelares compactos”.  Andrea Stolte de la Universidad de Colonia, miembro del equipo, agrega: “Ésta es información clave para que los astrónomos traten de entender cómo se formaron tales cúmulos y cómo evolucionan”.

Más información:

http://www.spacetelescope.org/

NASA/ ESA/ HHT (STScI/AURA)- ESA/Hubble Collaboration

El telescopio espacial Hubble ha fotografiado una espectacular vista del  más grande “protagonista” del Triplete de Leo, una galaxia con una anatomía inusual: presenta brazos espirales asimétricos y un núcleo aparentemente desplazado. La peculiar anatomía está muy probablemente causada por el tirón gravitacional de los otros dos miembros del trío.

La inusual galaxia espiral Messier 66 está localizada a una distancia aproximada de 35 millones de años luz, en la constelación de Leo. Junto con Messier 65 y NGC 3528, Messier 66 es la tercera del Triplete de Leo, un trío de galaxias espirales interactuando, parte del grupo más grande de Messier 66. Messier 66 gana en tamaño sobre sus compañeras del Triplete: tiene cerca de 100.000 años luz de diámetro.

Messier 66 es la orgullosa dueña de exclusivos brazos espirales asimétricos, los cuales parecen subir por sobre el disco principal de la galaxia y un núcleo aparentemente desplazado. Esta asimetría es inusual;  más usuales son densas ondas de gas, polvo y viento de estrellas nacientes cerca del centro galáctico dispuestas de una manera simétrica. Los astrónomos creen que Messier 66 tuvo, alguna vez, una forma ordenada y, muy probablemente, ha sido distorsionada por el tirón gravitacional de sus dos vecinas.

El Hubble ha tomado imágenes de líneas notables de polvo y cúmulos de estrellas brillantes a lo largo de los brazos espirales de Messier 66, en fino detalle, con la Cámara Avanzada para Relevamientos ACS. Los cúmulos estelares (fotografiados en regiones azules y rosáceas en la imagen) son herramientas clave para los astrónomos ya que se usan como indicadores de cómo se forman las galaxias madre, a lo largo del tiempo.

Messier 66 ostenta un notable récord de explosiones de supernovas. La galaxia espiral ha alojado tres supernovas desde 1989, la última ocurrida en 2009. Una supernova es una explosión estelar que momentáneamente puede brillar tanto como la galaxia entera que la hospeda. Ésta, luego, se va apagando en un período que puede durar semanas o meses. Durante su muy corta vida, la supernova radia tanta energía como la que el Sol radiaría en un período de alrededor de 10 mil millones de años.

Más información en:

http://www.spacetelescope.org/news/html/heic1006.html

NASA/ ESA/ K. Todorov & K. Luhman (PSU)

A medida que nuestros telescopios se hacen más poderosos, los astrónomos van descubriendo objetos que desafían el saber convencional. El último ejemplo es el descubrimiento de un objeto planetario girando alrededor de una enana marrón. Tiene el tamaño adecuado para un planeta, estimado entre 5 y 10 veces la masa de Júpiter. Pero se formó en menos de 1 millón de años – la edad aproximada de la enana marrón – y mucho más rápido que el tiempo predicho para la formación de planetas de acuerdo a algunas teorías.

Kamen Todorov, de la Universidad del Estado de Pennsylvania (PSU) y co-investigador, usó la aguda visión del telescopio espacial Hubble y del Observatorio Gemini para ver la imagen directa del compañero de la enana marrón, el cual fue descubierto en un estudio de 32 jóvenes enanas marrones en la región de formación estelar de Taurus. Las enanas marrones son objetos que tienen típicamente diez veces la masa de Júpiter y son demasiado pequeños para sostener la fusión nuclear y brillar como estrellas.

El objeto misterioso orbita la cercana enana marrón con una separación aproximada de 3600 millones de kilómetros (la distancia al Sol entre la de Saturno y la de Urano). La investigación del equipo será publicada en el próximo número de The Astrophysical Journal.

Ha habido mucha discusión en el contexto del debate de Plutón sobre cuán pequeño puede ser un objeto y aún así llamarlo planeta. Esta nueva observación dirige la cuestión hacia el otro extremo del espectro de tamaños: ¿cuán pequeño debe ser un objeto para ser considerado una enana marrón y no un planeta? Este nuevo compañero está dentro del rango de masas observado de planetas alrededor de estrellas (menos de 15 masas de Júpiter). Pero ¿debería ser llamado planeta? La respuesta está fuertemente vinculada al mecanismo por el cual se formó el compañero.

Hay tres posibles escenarios de formación: El polvo del disco circundante a la estrella se aglomeró lentamente hasta formar un planeta rocoso 10 veces más grande que la Tierra, el cual luego acumuló una gran envoltura gaseosa; una masa de gas en el disco rápidamente colapsó hasta formar un objeto del tamaño de un planeta gigante gaseoso; o, más que un disco de formación, un compañero se forma directamente a partir del colapso de una vasta nube de gas y polvo, de la misma forma que una estrella (o enana marrón).

Si el último escenario es correcto, entonces este descubrimiento demuestra que los cuerpos de masa planetaria pueden formarse a través del mismo mecanismo que las estrellas. Ésta es posiblemente la solución de por qué el compañero es demasiado joven como para formarse por el primer escenario, el cual es muy lento. El segundo mecanismo ocurre rápidamente, pero el disco alrededor de la enana marrón central probablemente no contenía suficiente material para hacer un objeto con una masa entre 5 y 10 masas de Júpiter.

“La consecuencia más importante de este resultado es que muestra que el proceso que produce las estrellas binarias se extiende, de la misma manera, a las masas planetarias. Así, parece que la naturaleza es capaz de hacer compañeros de masas planetarias a través de dos mecanismos diferentes”, dice el miembro del equipo Kevin Luhman, del Centro para Mundos Habitables y Exoplanetas, en PSU. Si el misterioso compañero se formó a través del colapso y fragmentación de la nube, como en las estrellas binarias, entonces no es un planeta por definición, debido a que los planetas se forman dentro de discos.

La masa del compañero se estima comparando su brillo con la luminosidad predicha por los modelos teóricos de evolución para objetos de diversas masas, para una edad de 1 millón de años.

Evidencias adicionales de apoyo provienen de la presencia de un sistema binario muy cercano que contiene una pequeña estrella roja y una enana marrón. Luhman piensa que los cuatro objetos pueden haberse formado en el mismo colapso nebular, siendo éste, en realidad, un sistema cuádruple. “La configuración recuerda a los sistemas cuádruples de estrellas, sugiriendo que todos sus componentes se formaron como estrellas”, dice Luhman.

Más información en:

http://hubblesite.org/

CfA/KPNO

Desde que Galileo apuntó por primera vez un telescopio al cielo, hace 400 años, una miríada de avances tecnológicos ha permitido a los astrónomos mirar a objetos muy débiles, objetos muy distantes e, incluso, luz que es invisible al ojo humano. Queda aún, en general,  un aspecto por alcanzar: el beneficio de la perspectiva tridimensional.

Nuestros telescopios muestran la Vía Láctea sólo como aparece desde un ventajoso punto: el Sistema Solar. Ahora, usando una simple pero poderosa técnica, un grupo de astrónomos liderado por Armin Rest, de la Universidad de Harvard, ha visto una estrella en explosión o supernova, bajo varios ángulos.

“El mismo evento luce diferente desde diferentes lugares de la Vía Láctea”, dijo Rest. “Por primera vez, podemos ver una supernova desde una perspectiva extraterrestre”.

La supernova dejó el remanente gaseoso Cassiopeia A. La luz de la supernova bañó la Tierra cerca de 330 años atrás. Pero la luz que tomó el camino largo, reflejándose en nubes de polvo interestelar, recién ahora nos alcanza. Esta débil luz reflejada es la que los astrónomos han detectado.

La técnica está basada en el concepto familiar del eco, pero aplicada a la luz, en lugar del sonido. Si se grita “¡Eco!” en una caverna, las ondas de sonido rebotan en las paredes y se reflejan hacia tus oídos, creando ecos. En forma similar, la luz de la supernova se refleja en el polvo interestelar hacia la Tierra. La nube de polvo actúa como un espejo, creando ecos de luz que vienen de diferentes direcciones dependiendo de dónde estén localizadas las nubes.

“Como los espejos de un cambiador te muestran cómo estás vestido bajo todos los ángulos, las nubes de polvo interestelar actúan como espejos que nos muestran diferentes lados de la supernova”, explicó Rest.

Por otra parte, un eco audible se retrasa ya que le toma tiempo a la onda de sonido rebotar alrededor de la caverna y volver. Los ecos de luz también son retrasados por el tiempo que le toma a la luz viajar hasta el polvo y reflejarse. Como resultado, el eco de luz de la supernova puede alcanzarnos cientos de años después que la supernova misma se haya desvanecido.

No sólo los ecos de luz le dan la oportunidad a los astrónomos de estudiar directamente la historia de las supernovas, ellos también disponen de una perspectiva 3-D, ya que cada eco viene desde un punto con una visión diferente de la explosión.

La mayoría de la gente piensa que una supernova es como una poderosa explosión de fuegos artificiales, expandiéndose hacia afuera en una cáscara redonda que se ve igual desde todos los ángulos. Pero estudiando los ecos de luz, el equipo descubrió que una dirección en particular lucía diferente de otras.

Ellos encontraron signos de gas desde la explosión estelar fluyendo hacia un punto a una velocidad de casi 4 mil kilómetros por segundo más rápido que en cualquier otra dirección observada.

“Esta supernova tenía dos caras!” dijo el co-autor del Smithsoniano y miembro del Clay, Ryan Foley. “En una dirección la estrella en explosión estaba volando a una velocidad mucho más alta.”

Estudios previos apoyan el descubrimiento del equipo. Por ejemplo, la estrella de neutrones creada cuando el centro estelar colapsó está viajando a través del espacio a casi 360 mil kilómetros por hora en dirección opuesta al único eco de luz. La explosión puede haber empujado el gas en una dirección y a la estrella de neutrones hacia el otro lado (una consecuencia de la tercera ley del movimiento de Newton, la cual establece que toda acción tiene una reacción igual y opuesta).

Combinando las nuevas mediciones del eco de luz y el movimiento de la estrella de neutrones con información en rayos X del remanente de supernova, los astrónomos han ensamblado una vista en 3-D, dándoles una nueva perspectiva del interior de la supernova Cas A.

“Ahora podemos conectar los puntos de la explosión misma con la luz de la supernova y con el remanente de la supernova”, dijo Foley.

Cassiopeia A está localizada a alrededor de 16 mil años luz de la Tierra y contiene materia a temperaturas de alrededor de 30 millones Celsius, causando que ésta brille en rayos X.

El telescopio de 4 metros Mayall del Observatorio Nacional Keat Peak, fue usado para localizar los ecos de luz. Los espectros siguientes fueron obtenidos con el telescopio Keck I, de 10 metros.

Más información en:

http://www.cfa.harvard.edu/

Rayos X: NASA/ CXC/ SAO/ T.Temim et al.; Infrarrojo: NASA/ JPL-Caltech

Una nueva imagen del observatorio de rayos X Chandra y del telescopio rspacial Spitzer, ambos de la NASA, muestra los restos polvorientos de una estrella colapsada. El polvo está flotando por delante engulléndose una familia cercana de estrellas. Los científicos piensan que las estrellas en la imagen son parte de un cúmulo estelar en el cual explotó una supernova. El material eyectado en la explosión está ahora pasando por delante de estas estrellas a altas velocidades.

La imagen compuesta de G54.1+03 muestra los rayos X del Chandra en azul y los datos del Spitzer en verde (infrarrojo más cercano) y rojo-amarillento (infrarrojo más lejano). La fuente blanca cerca del centro de la imagen es una densa estrella de neutrones en rápida rotación, o “pulsar”, remanente del núcleo colapsado de una explosión de supernova. El pulsar genera un viento de partículas de alta energía – visto en los datos del Chandra – que se expande en su ambiente circundante, iluminando el material eyectado en la explosión de supernova.

La envoltura infrarroja que circunda el viento del pulsar está formada por gas y polvo que se condensó a partir de los restos de la supernova. A medida que el polvo se expande a su alrededor, es calentado e iluminado por las estrellas del cúmulo, lo que lo hace observable en el infrarrojo. El polvo más cercano a las estrellas es el más caliente y se lo ve brillar en amarillo, en la imagen. Algo del polvo también es calentado por el viento del pulsar en expansión a medida que éste alcanza el material en la cáscara.

El entorno único dentro del cual explotó esta supernova permitió que los astrónomos observaran el polvo condensado a partir de la supernova, el cual, usualmente, es demasiado frío para emitir en el infrarrojo. Sin la presencia del cúmulo estelar, no sería posible observar este polvo hasta que éste se energizara y calentara por una onda de choque de la supernova. No obstante, la gran fuerza de tal golpe de calor destruiría la mayoría de las partículas más pequeñas de polvo. En G54.+03, los astrónomos están observando el polvo original antes de tal destrucción.

Más información en:

http://chandra.harvard.edu/

NASA/ ESA/ P. Simon (U. Bonn) & T. Schrabback (Leiden Obs.)

Un nuevo estudio liderado por científicos europeos presenta el análisis de datos más abarcador del relevamiento más ambicioso nunca antes realizado por el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA. Estos investigadores han usado, por primera vez, datos del Hubble para probar los efectos de “lentes débiles” gravitacionales naturales en el espacio y caracterizar la expansión del Universo.

Un grupo de astrónomos liderado por Tim Schrabback, del Observatorio de Leiden, condujo un intensivo estudio de más de 446 mil galaxias con el campo COSMOS, resultado del mayor relevamiento hasta ahora realizados con el Hubble. Para la elaboración del relevamiento COSMOS, el Hubble fotografió 575 vistas ligeramente superpuestas de la misma parte del Universo usando la Cámara Avanzada para Relevamientos, ACS, a bordo del Hubble. Esto tomó cerca de 1000 horas de observaciones.

Además de los datos del Hubble, los investigadores usaron datos de corrimientos al rojo obtenidos a partir de telescopios basados en el suelo para asignar distancias a 194 mil de las galaxias estudiadas (un corrimiento al rojo z superior a 5). “El número absoluto de galaxias incluídas en este tipo de análisis es sin precedentes, pero más importante es la riqueza de información que pudimos obtener acerca de las estructuras invisibles del Universo a partir de esta excepcional base de datos”, dice el coautor Patrick Simon, de la Universidad de Edimburgo.

En especial, los astrónomos pudieron ”pesar” la distribución de materia a gran escala en el espacio para grandes distancias. Para esto, hicieron uso del hecho que esta información está codificada en las formas distorsionadas de las galaxias distantes, un fenómeno conocido como lente gravitacional débil. Usando complejos algoritmos, el equipo liderado por Schrabback ha mejorado el método estándar y obtuvo mediciones de formas de galaxias con una precisión sin precedentes. Los resultados de este estudio serán publicados en un próximo número de Astronomy and Astrophysics.

La meticulosidad y escala de este estudio hizo posible una confirmación independiente de que la expansión del Universo está acelerada por un componente misterioso adicional llamado energía oscura. Existe un puñado de otras confirmaciones independientes. Los científicos necesitaron saber cómo la formación de grupos de materia evolucionaron en la historia del Universo para determinar cómo la fuerza gravitacional, la cual mantiene unida a la materia, y la energía oscura, la cual la aparta acelerando la expansión del Universo, tienen efecto sobre ella. “La energía oscura afecta nuestras mediciones por dos razones. Primero, cuando está presente, los cúmulos de galaxias crecen más lentamente, y segundo, ésta cambia la manera en que el Universo se expande, afectando a las galaxias más distantes  más efectivamente modificadas por las lentes. Nuestro análisis es sensible a ambos efectos”, dice el co-autor Benjamin Joachimi de la Universidad de Bonn. “Nuestro estudio también provee una confirmación adicional de la teoría general de la relatividad de Einstein, la cual predice cómo la señal desviada depende del corrimiento hacia el rojo,” agrega el co-investigador Martin Kilbinger, del Instituto de Astrofísica de París.

El gran número de galaxias incluido en este estudio, junto con la información de sus corrimientos hacia el rojo, está guiando a un mapa más claro de cómo se presenta, exactamente, parte del Universo; esto nos ayuda a ver sus habitantes galácticos y cómo están distribuidos. “Con información más precisa acerca de las distancias a las galaxias, podemos medir la distribución de la materia entre ellas y con mayor precisión”, indica el co-investigador Jan Hartlap de la Universidad de Bonn. “Antes, la mayoría de los estudios eran hechos en 2D, como tomar rayos X del tórax. Nuestro estudio es más como una reconstrucción en 3D del esqueleto con un tomógrafo computado. Más allá de eso, somos capaces de ver el esqueleto de materia oscura madura desde el  Universo joven hasta el presente”, comenta el otro coautor William High, de la Universidad de Harvard.

Los astrónomos eligieron específicamente el relevamiento COSMOS porque pensaron que es una muestra representativa del Universo. Con estudios completos tales como el liderado por Schrabback, los astrónomos serán capaces, un día, de aplicar su técnica para áreas más amplias del cielo, formando una imagen más clara de cómo es realmente ahí afuera.

Más información en:

http://www.spacetelescope.org/

NASA/CXC/M.Weiss

Científicos han encontrado evidencia de un evento catastrófico que ellos creen fue el responsable de la interrupción en el nacimiento de estrellas en una galaxia en el Universo temprano. Ellos reportaron sus resultados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Los investigadores, liderados por el Departamento de Física de la Universidad Durham y financiados por la Sociedad Real y la Sociedad Astronómica Real, dicen que la galaxia masiva, SMM J1237+6203, sufrió una serie de explosiones billones de veces más poderosas que cualquier bomba atómica. Las explosiones acaecieron cada segundo durante millones de años, de acuerdo a los científicos.

Las explosiones dispersaron el gas necesario para la formación de nuevas estrellas, permitiendo que se escapara de la fuerza gravitacional de la galaxia, regulando eficazmente su desarrollo. El equipo liderado por Durham cree que la enorme alimentación de energía fue causada por la eyección de restos del agujero negro de la galaxia o por los poderosos vientos generados por estrellas moribundas explotando como supernovas.

SMM J1237+6203 está situada en la dirección de la constelación Ursa Major (la Osa Mayor) y está tan lejos que la vemos cómo era hace 10 mil millones de años, ó 3 mil millones de años luego del Big Bang, cuando el Universo tenía sólo un cuarto de su edad actual.

Las propiedades vistas en las galaxias masivas más cercanas a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, sugieren que un gran evento extinguió rápidamente la formación estelar en las galaxias de la historia temprana del Universo y evitó que se expandieran. Los teóricos, incluyendo científicos de la Universidad Durham, han argumentado que esto pudo deberse a flujos de energía escapando de las galaxias que evitaron la futura formación de nuevas estrellas aunque, hasta ahora, faltaban pruebas para esto.

Usando el Espectrómetro de Campo Integral en el Infrarrojo Cercano NIFS en Gemini para medir la velocidad del material en la galaxia, encontraron flujos salientes con el poder suficiente como para permitir que los restos de formación estelar se escaparan de la atracción gravitacional de la galaxia. Creen que la colosal energía generada por estos flujos salientes de energía fue suficiente para reprimir cualquier futura formación estelar en la galaxia.

El Dr. Dave Alexander, del Departamento de Física de la Universidad Durham, dijo: “Estamos mirando al pasado y viendo un evento catastrófico que esencialmente extinguió la formación estelar e interrumpió el crecimiento de una típica galaxia masiva en el Universo temprano”.

“Efectivamente, la galaxia está regulando su crecimiento evitando que se formen nuevas estrellas. Los teóricos han predicho que enormes flujos salientes de energía fueron los responsables de esta actividad, pero recién ahora estamos viendo esta acción”.

“Creemos que enormes flujos de salida similares probablemente hayan detenido el crecimiento de otras galaxias en el Universo temprano llevándose el material necesario para la formación estelar”.

El equipo liderado por Durham planea ahora estudiar otras galaxias de formación masiva en el temprano Universo para ver si ellas muestran características similares.

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http://www.ras.org.uk/