X: NASA/ CXC/ SAO/ I.Lovchinsky et al, IR: NASA/ JPL-Caltech

Pistas vitales acerca del final devastador en la vida de las estrellas masivas se pueden encontrar mediante el estudio de las consecuencias de sus explosiones. En sus más de doce años de operaciones científicas, el observatorio orbital de rayos X Chandra, de la NASA,  ha estudiado muchos de estos remanentes de supernova salpicados a través de la galaxia.

El último ejemplo de esta importante investigación es la nueva imagen de Chandra del remanente de supernova conocido como G350.1 0.3. Este campo de escombros estelares se encuentra a unos 14.700 años luz de la Tierra hacia el centro de la Vía Láctea.

Evidencias del Chandra y del telescopio XMM-Newton, de la ESA,  sugieren que un objeto compacto dentro de G350.1 0.3 puede ser el núcleo denso de la estrella que explotó. La posición de esta probable estrella de neutrones, está bien lejos del centro de la emisión de rayos X. Si la explosión de la supernova se produjo cerca del centro de la emisión de rayos X entonces la estrella de neutrones tiene que haber recibido una patada poderosa (como la que producen las armas de fuego de grueso calibre) en la explosión de una supernova.

Los datos de Chandra y otros telescopios sugieren que este remanente de supernova, tal y como aparece en la imagen, tiene entre 600 y 1.200 años de antigüedad. Si la ubicación aproximada de la explosión es correcta, esto significa que la estrella de neutrones se ha estado moviendo a una velocidad de al menos 5 millones de kilómetros por hora desde la explosión. Esto es comparable a la velocidad excepcionalmente alta calculada para la estrella de neutrones en Puppis A y proporciona nueva evidencia para la hipótesis que muy potentes “patadas” pueden ser impartidas a las estrellas de neutrones por parte de las explosiones de supernovas.

Otro aspecto interesante de G350.1 0.3 es su forma inusual. Mientras que muchos remanentes de supernova son casi circulares, G350.1 0.3 es notablemente asimétrico como se ve en esta imagen  en los datos de Chandra (en dorado). Los datos infrarrojos del telescopio espacial Spitzer, de la NASA, (en azul claro), también trazan la morfología encontrada por Chandra. Los astrónomos piensan que esta forma extraña se debe a que el campo de escombros estelares ese está expandiendo en una nube cercana de gas molecular frío.

La edad, entre 600-1.200 años, pone la explosión que creó G350.1 0.3 en la misma escala de tiempo que otras supernovas famosas que formaron los remanentes Nebulosa del  Cangrejo y  SN 1006 . Sin embargo, es poco probable que alguien en la Tierra haya visto la explosión debido al gas y polvo que la oscurecen se encuentra a lo largo de nuestra línea de visión al remanente.

Estos resultados aparecieron en la edición del 10 de abril de 2011 de The Astrophysical Journal. Los científicos en este trabajo fueron Igor Lovchinsky y Patrick Slane (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Bryan Gaensler (Universidad de Sydney, Australia), Jack Hughes (Universidad Rutgers), Jasmina Lazendic (Universidad de Monash, en Clayton, Australia), Joseph Gelfand (Universidad de Nueva York, Abu Dhabi), y Crystal Brogan (National Radio Astronomy Observatory).

Más información en:

http://www.chandra.harvard.edu/

The CSS Survey Team, University of Arizona

Astrónomos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y la Universidad de Arizona han dado a conocer el mayor conjunto de datos ya recogidos que documentan el aumento y la disminución de brillo de estrellas y otros objetos celestes (totalizando doscientos millones).

El cielo nocturno está lleno de objetos como asteroides que surcan el cielo y otros (como las estrellas que explotan o las estrellas varíables) que-destellan, disminuyen y aumentan su brillo. El estudio de tales fenómenos puede ayudar a los astrónomos a comprender mejor la evolución de las estrellas, los agujeros negros en centros de galaxias y la estructura de la Vía Láctea. Este tipo de objetos también son esenciales para el reciente descubrimiento de la energía oscura, la misteriosa energía que predomina en la expansión del Universo, que ganó el año pasado el Premio Nobel.

Usando de el relevamiento de eventos transitorios en tiempo real Catalina (CRTS, por su acrónimo en inglés), un proyecto liderado por Caltech, los astrónomos sistemáticamente escanean los cielos en busca de estos objetos dinámicos, produciendo un conjunto de datos sin precedentes que permitirá a los científicos de todo el mundo realizar investigaciones nuevas.

“La exploración de objetos variables y fenómenos transitorios como las explosiones estelares es una de las áreas de investigación más vibrante y creciente de la astrofísica”, dice S. George Djorgovski, profesor de astronomía de Caltech e investigador principal en el CRTS. “En muchos casos, se obtiene información única para comprender estos objetos”.

El nuevo conjunto de datos se basa en observaciones realizadas con el telescopio de 0,7 metros en el monte. Bigelow, en Arizona. Las observaciones fueron parte del Catalina Sky Survey (CSS), la búsqueda de objetos cercanos (NEOs), asteroides que pueden representar una amenaza para la Tierra, llevada a cabo por astrónomos de la Universidad de Arizona.Tomando imágenes en repetidas ocasiones de grandes áreas del cielo y comparando estas imágenes con las anteriores, el CRTS es capaz de controlar el brillo de quinientos millones de objetos, lo que le permite buscar a los que drásticamente aumenta o disminuyen su brillo. De esta manera, el equipo del CRTS ha identificado decenas de miles de variables, maximizando la ciencia que se puede extraer de los datos originales.

El nuevo conjunto de datos contiene las llamadas historias de brillo de un total de doscientos millones de estrellas y otros objetos, incorporando más de 20 mil millones de mediciones independientes. “Este conjunto de objetos es un orden de magnitud más grande que el mayor de los conjuntos de datos previamente disponibles de su clase”, dice Andrew Drake, científico del Caltech y autor principal de un póster que se presentó en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana, en Austin, Texas, el 12 de enero de 2012. “Esto permitirá muchos estudios interesantes por parte de toda la comunidad astronómica”.

Una de las características únicas del relevamiento, dice Drake, es que se hace hincapié en una filosofía de datos abiertos. “Descubrimos eventos transitorios y publicamos electrónicamente en tiempo real, de modo que cualquier persona puede seguirlos y hacer nuevos descubrimientos”, explica.

“Es un buen ejemplo de intercambio de datos  científicos y su reutilización”, dice Djorgovski. “Esperamos establecer un ejemplo de cómo la ciencia de gran cantidad de datos se debe hacer en el siglo 21″.

El conjunto de datos incluye más de un millar de estrellas en explosión llamadas supernovas, incluyendo muchos tipos inusuales y novedosos, así como cientos de las llamadas variables cataclísmicas, que son pares de estrellas en los que una derrama materia en la otra, llamada enana blanca. Además,  decenas de miles de estrellas variables y novas enanas, que son estrellas binarias que cambian drásticamente su brillo.

“Tomamos cientos de imágenes cada noche en cada uno de nuestros telescopios en nuestra búsqueda de asteroides peligrosos”, añade Edward Beshore, investigador principal del CSS de   caza de asteroides de la Universidad de Arizona. “Ya en 2005, nos preguntábamos si estos datos podrían ser útiles a la comunidad de astrónomos. Estamos encantados de haber podido forjar esta alianza. En mi opinión, ha sido un gran éxito y es un magnífico ejemplo de la búsqueda de formas de obtener un mayor valor de las inversiones de los contribuyentes en ciencia básica”.

El equipo dice que pronto planea proporcionar datos adicionales tomados con un telescopio de 1,5 metros en el monte Lemmon, en Arizona, y un telescopio de 0,5 metros de Siding Spring, Australia.

Además de Djorgovski, Drake, y Beshore, el equipo incluye al científico Ashish Mahabal, al científico de cómputo Matthew Graham, al investigador postdoctoral Ciro Donalek y al investigador científico Roy Williams, de Caltech. Los investigadores de otras instituciones incluyen a Steve Larson, Boattini Andrea, Alex Gibbs, Grauer Al, Hill Rik, y Richard Kowalski de la Universidad de Arizona, Mauricio Catelan de la Universidad Católica de Chile, Eric Christensen, del Observatorio Gemini, en Hawai, y José Prieto la Universidad de Princeton.

Más información en:

http://media.caltech.edu/

IAC/ APOGEE/ SDSS3

La colaboración SDSS-III, en la que participa el Instituto Astrofísico der Canarias, IAC, de España, anuncia nuevos resultados del proyecto BOSS sobre la enigmática energía oscura y los neutrinos, las elusivas partículas subatómicas claves para entender tanto el origen del Universo como las supernovas. También se han presentado los resultados de los proyectos SEGUE, que proporciona información sobre la evolución de la Vía Láctea, y el recién iniciado APOGEE, que logra observar regiones del cielo muy oscurecidas por la presencia de polvo interestelar gracias a la luz infrarroja.

Una década mapeando el Universo tiene su recompensa. La colaboración internacional Sloan Digital Sky Survey-III (SDSS-III), de la que es miembro el IAC, ha anunciado los retos que quedan pendientes hasta su conclusión, en 2014. Entre ellos, realizar un sondeo para trazar la historia de la Vía Láctea a través del estudio de más de 100.000 estrellas evolucionadas, algunas de ellas con casi la misma edad que el Universo. Además, esta colaboración ha presentado resultados fruto del análisis de la mayor y más profunda fotografía del cielo nocturno captada hasta la fecha, concluida hace un año: su estudio ha permitido a los investigadores remontarse 6.000 millones de años atrás en el tiempo y profundizar sobre la naturaleza de las enigmáticas materia y energía oscura, que componen el 95% del Universo sin que se sepa con certeza qué son. También se ha logrado determinar con gran precisión la mayor masa posible de los neutrinos, claves para entender tanto el origen del Universo como las supernovas.

SDSS-III ha repasado todas estas cuestiones en la última reunión de la Sociedad Americana de Astronomía (AAS, en su acrónimo inglés), celebrada hasta hoy, viernes 13, en Austin (Texas, Estados Unidos). El encuentro ha supuesto la puesta de largo del proyecto APOGEE, que emplea uno de los más eficientes espectrógrafos para luz infrarroja del mundo para capturar la composición química y los movimientos de más de 100.000 gigantes rojas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. Se trata de un grupo de estrellas muy evolucionadas, que incluye algunas de las primeras que se crearon en el Universo. Estos fósiles permitirán desvelar cómo creció nuestra galaxia devorando a otras de menor tamaño y quizá conocer algo de su futuro.

Para completar el proyecto APOGEE, los astrofísicos trabajan en el Observatorio Apache Point (New Mexico, Estados Unidos) con un instrumento que incluye la tecnología más avanzada en la óptica del infrarrojo. El investigador del IAC, Carlos Allende, que lidera el equipo encargado del software de análisis de datos de esta iniciativa, destaca que el dispositivo se ha construido en el tiempo récord de un año y medio: “Considerando que integra las más modernas tecnologías de óptica en el infrarrojo, este espacio tan corto entre diseño y construcción es realmente asombroso”, afirma.

El astrofísico explica que APOGEE, al trabajar en las longitudes de onda del infrarrojo cercano, se diferencia de otros proyectos anteriores porque logra atravesar el polvo concentrado en el plano central de la Vía Láctea, que oscurece la luz visible de las estrellas analizadas y dificultaba su estudio. “Así, se logran medidas de estrellas a grandes distancias en el plano de la galaxia”, apunta Allende, que es también coordinador científico de la colaboración SDSS-III en el IAC.

APOGEE se caracteriza además por su rapidez: la tecnología del dispositivo permite obtener espectros de alta resolución de 300 estrellas de manera simultánea, lo que agiliza en cientos de veces la velocidad de recolección de datos si se compara con los instrumentos habituales, que analizan las estrellas de una en una. En sus primeros seis meses de operación, el proyecto ha observado, con gran resolución, los espectros de 32.000 estrellas a lo largo de toda la Vía Láctea.

Haciendo disección el disco de la Vía Láctea

Asimismo, en la reunión de Austin se han puesto en común resultados de otro de los proyectos del SDSSS-III: SEGUE II, que busca ampliar nuestro conocimiento de la vecindad del Sol en la Vía Láctea y que, por el momento, ha podido confirmar la teoría de que algunas nuevas galaxias surgen por la fusión de otras dos.

El proyecto, cuyo software para el análisis de espectros ha sido parcialmente desarrollado por el IAC, analizó la composición química de más de 118.000 estrellas de nuestra galaxia, algunas de ellas localizadas en su disco. Los últimos datos del proyecto confirman que la mayoría de las estrellas en la zona –la banda de estrellas más luminosa que se aprecia al mirar al cielo nocturno- orbitan alrededor del centro de la galaxia, su núcleo. Sin embargo, algunas de ellas bailan a otro ritmo: sus órbitas les llevan muy por encima y por debajo del plano de la galaxia. Un misterioso comportamiento.

Como explica Allende, nada mejor que SEGUE II para resolver el enigma: “El proyecto nos ha permitido pasar de tener medidas de la composición química de cientos de estrellas en la vecindad solar, a tener medidas de cientos de miles a distancias mucho mayores”. Anteriormente, las medidas realizadas se centraban en las abundancias de hierro. Ahora, con estudios como el que desarrolla en el IAC la investigadora Emma Fernández, se busca obtener las abundancias de elementos como carbono, magnesio o calcio.

El avance que representa SEGUE II ha permitido describir la historia del disco de la Vía Láctea, que crece de dentro hacia fuera. Su primera generación de estrellas se componía de hidrógeno y helio. Con el tiempo, las estrellas convirtieron esos gases en elementos más pesados, como el calcio o el hierro. Con cada nueva generación de estrellas, las cantidades de éstos y otros elementos pesados crecía. Este árbol genealógico trazado por SEGUE sólo tiene una nota discordante en las citadas estrellas con órbitas extrañas: todas presentan una composición similar de materiales pesados, con independencia de su ubicación ¿Cómo llegaron hasta ahí? Las investigaciones de SDSS apuntan, entre otras hipótesis, a que se podrían haber desplazado por el impacto de la Vía Láctea con galaxias vecinas.

Energía oscura y neutrinos

El último de los proyectos destacados en el encuentro de Austin es BOSS, que incluye observaciones con el telescopio Sloan que han dado lugar a la mayor fotografía -a todo color- del cielo nocturno captada hasta el momento. En total, más de un billón de píxeles que precisarían 500.000 televisores de alta definición para observarse al completo.

La ingente información del proyecto ya está ofreciendo resultados. En la conferencia de Texas se han presentado las primeras cuatro investigaciones, que ahondan en el proceso de expansión del Universo y en su composición. Aclarar este segundo extremo constituye uno de los grandes retos de la astrofísica para el futuro: la mayor parte del universo está compuesto por energía y materia oscura, cuya naturaleza aún no ha sido esclarecida. Los avances que se han realizado con BOSS, a partir del estudio de 900.000 galaxias luminosas, han permitido retrotraer la historia del universo unos 6.000 millones de años, aproximadamente el momento en que tenía la mitad de su edad actual. Sus primeras conclusiones apuntan a que la energía oscura supone un 73% del Universo. Los cálculos tienen un margen de error de apenas el 2%.

Un laboratorio para el estudio de neutrinos

La composición del Universo encierra otro misterio: los neutrinos. Estas partículas subatómicas de masa casi imperceptible están en el punto de mira de la física actual por la posibilidad de que viajen a una velocidad superior a la de la luz. La física de partículas aborda su estudio a través de átomos pero, según el investigador de la Universidad de Valencia Roland de Putter, “uno de los mejores laboratorios para investigarlos está en el Universo”. Su equipo, a partir de los datos de BOSS, ha determinado con precisión la mayor masa posible de estas partículas en 0,3 electron-voltios (inferior a la trillonésima parte de un gramo), un mejor acercamiento a este dato del que se ofrece por parte de los métodos de la física de partículas tradicional.

La exactitud de la información es sólo el principio. SDSS-III próximamente publicará el nuevo conjunto de observaciones del proyecto (‘Data Release 9′), que promete datos más precisos de las distancias a las galaxias, que sustituirán las estimaciones actuales.

Aunque el proyecto SDSS-III acabará en el 2014, ya están aprobados los nuevos proyectos que utilizarán el Observatorio Apache Point hasta el 2020. Para Ismael Pérez-Fournon, investigador del IAC y representante del Instituto en el Consejo Asesor de SDSS-III, los proyectos de SDSS dejan clara la importancia que tienen los telescopios de tamaño mediano equipados con instrumentación avanzada en la astronomía moderna. “El telescopio Sloan, cuyo espejo primario es de sólo 2.5 m de diámetro, cuenta con los mejores espectrógrafos para observaciones simultáneas de gran número de estrellas y galaxias, tanto en el rango visible como en el infrarrojo cercano. Por ejemplo, el proyecto BOSS obtiene cada noche espectros de varios miles de galaxias y de cientos de cuásares”, señala.

Más información en:

http://www.iac.es

Rayos X: NASA/CXC/Univ.Potsdam/L.Oskinova et al & ESA/XMM-Newton; Optica: AURA/NOAO/CTIO/Univ.Potsdam/L.Oskinova et al

Con la temporada de vacaciones en pleno apogeo, una nueva imagen a partir de un conjunto de telescopios, ha revelado un adorno cósmico inusual. Los datos de los observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, y XMM-Newton, de la ESA, han sido combinados para descubrir un joven púlsar en el remanente de una supernova situada en la Nube Menor de Magallanes, o SMC. Esta sería la primera vez confirmada que un púlsar, una estrella ultra-densa que rota muy rápido se ha encontrado en un remanente de supernova en la SMC, una pequeña galaxia próxima a la Vía Láctea.

En esta imagen está compuesta por datos de rayos X de Chandra y XMM-Newton,en color azul, y ópticos del Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, en Chile, en color rojo y verde. El púlsar, conocido como SXP 1062, es la fuente de color blanco brillante ubicada en el lado derecho de la imagen en el medio de la emisión difusa azul dentro de una envoltura roja. La cáscara difusa de rayos X y óptica es evidencia de un remanente de supernova que rodea al púlsar. Los datos ópticos también muestran espectaculares formaciones de gas y polvo en una región de formación estelar en el lado izquierdo de la imagen. Una comparación de la imagen de Chandra con imágenes ópticas muestran que el pulsar tiene una compañera caliente y masiva.

Los astrónomos están interesados ??en SXP 1062 debido a que los datos de Chandra y  de XMM-Newton muestran que está girando con una tasa inusualmente lenta: un giro cada 18 minutos. En contraste, algunos púlsares giran varias veces por segundo, incluyendo la mayoría de los púlsares recién nacidos. Este ritmo relativamente lento de SXP 1062 lo convierte en uno de los púlsares  de rayos X de rotación más lenta en la SMC.

Dos equipos de científicos  diferentes han estimado que el remanente de supernova alrededor de SXP 1062 tiene entre 10.000 y 40.000 años, tal y como aparece en la imagen. Esto significa que el púlsar es muy joven, desde una perspectiva astronómica, desde que se formó probablemente en la misma explosión que produjo el remanente de supernova. Por lo tanto, asumiendo que nació con velocidad de rotación rápida, es un misterio por qué SXP 1062 ha sido capaz de frenarse tanto, tan rápido. El trabajo sobre modelos teóricos para comprender la evolución de este objeto extraño está en curso.

Más información en:

http://www.nasa.gov/

BJ Fulton (LCOGT), PTF & the Space Telescope Science Institute

Los astrónomos han dado un gran paso hacia la identificación de los compañeros invisibles de las estrellas que explotan como supernovas y sirven de “candelas estándar” del Universo. Observaciones de los dos telescopios Keck desempeñan un papel crucial en los nuevos descubrimientos. Estas candelas estándar, las supernovas de tipo Ia, se utilizaron para descubrir que el universo se está expandiendo a un ritmo acelerado, lo que implica la existencia de energía oscura, una revelación que fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 2011.

Los descubrimientos anunciados sobre la supernova histórica Galaxia del Molinete de verano se debe, en parte, a los dos telescopios Keck y sus instrumentos de eficacia única. Dos artículos en la edición de 15 de diciembre de 2011 de la revista Nature arrojan luz sin precedentes sobre los detalles de la explosión estelar, que es la más cercana de este tipo tan importante, en las últimas décadas.

El papel patagónico fue interpretado por el telescopio Keck II que se utilizó para localizar con precisión la explosión de agosto, denominada SN 2011fe. Esto era esencial para encontrar la estrella “progenitora” que condujo a la explosión -o su estrella compañera- en las imágenes previas a la explosión de la Galaxia del Molinete.

Weidong Li, astrónomo e investigador de la Universidad de California, Berkeley, estudió imágenes del cielo boreal captadas en los últimos nueve años por el telescopio espacial Hubble con la esperanza de ver a la estrella progenitora de la supernova. Por extraño que parezca, no encontró nada. Pero la decepción inicial de Li se convirtió rápidamente en emoción.

“Pronto nos dimos cuenta que el límite de no detección del telescopio espacial Hubble podía ser lo suficientemente estricto para hacernos descartar algunos sistemas progenitores propuestos”, dijo.

Para determinar la ubicación precisa de la supernova en las imágenes del telescopio espacial Hubble, Li y sus colegas obtuvieron una imagen mosaico del campo alrededor de la SN 2011fe con la cámara de infrarrojo cercano 2 (NIRC2) montada detrás del sistema de óptica adaptativa del telescopio Keck II. Las imágenes de óptica adaptativa del Keck -que anula las distorsiones de la atmósfera- fueron comparadas con las de la cámara avanzada de rastreos ACS del telescopio espacial Hubble , obteniendo una precisión mejor que el del Hubble de 0,022 segundos de arco para la posición de la supernova.

“Nuestro estudio es el primero que excluye directamente algunos de los principales candidatos a supernovas de tipo Ia”, dijo el coautor Joshua Bloom, astrónomo de la Universidad de Berkeley. La estrella que explota para producir una supernova de tipo Ia se cree que es una enana blanca compuesta principalmente por carbono y oxígeno, la enana blanca explota, presumiblemente debido a que saca la materia de una compañera binaria que, hasta la fecha, ha sido un misterio.

Li y sus colegas analizaron datos de alta resolución del Hubble y calcularon que la compañera no pudo haber sido una estrella gigante roja, que generalmente son gordas y brillantes, o varios tipos de las estrellas de helio, que también habrían sido visibles.

Esto encaja con el modelo teórico de una enana blanca explotando de los descubridores de la supernova: Peter Nugent, director del Centro de Cosmología Computacional en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y sus colegas.

El grupo de Nugent usó otras observaciones de Keck I que se reunió horas después de que la estrella en explosión fuese descubierta. Este fue un espectro de alta resolución obtenido con el espectrógrafo HIRES en el el telescopio Keck I. Este espectro, además de un espectro de baja resolución del espectrógrafo Kast en el telescopio de 3 metros de Shane en el Observatorio Lick (Mt. Hamilton, California) permitió a los astrónomos estimar el momento de la explosión con gran precisión.

Nugent y sus colegas también publicaron sus conclusiones en la edición del 15 de diciembre de 2011 de la revista Nature.

En conjunto, los resultados de los equipos de Li y de Nugents permiten que los astrónomos confíen que la compañera más probable sea, en lugar de una estrella normal como el Sol, una estrella algo más evolucionado conocida como subgigante, o tal vez una enana blanca.

“Los dos trabajos sugieren que una estrella compañera de secuencia principal está de acuerdo con todas las propiedades observadas de los límites de la luminosidad de progenitoras de supernovas y la evolución de la supernova”, dijo el coautor Saurabh Jha, un astrónomo de la Universidad de Rutgers.

Las supernovas tipo Ia son brillantes y visibles a través de enormes distancias cósmicas, lo que permitió a Saul Perlmutter la Universidad de Berkeley, sus colegas laureados el premio Nobel y sus equipos, emplearlas como “candelas estándar” para medir el Universo. En 1998, estos estudios revelaron que la expansión del Universo se está acelerando, que ahora hace pensar en la necesidad de la presencia de una misteriosa “energía oscura”.

“El descubrimiento de la expansión acelerada del Universo ha revolucionado la física, y la energía oscura repulsiva puede dar pistas clave para la teoría largamente buscada de la gravedad cuántica”, dijo el astrónomo de la Universidad de Berkeley, Alex Filippenko, quien fue miembro de los dos equipos que hicieron el descubrimiento ganador del Premio Nobel. “Pero el verdadero origen de las supernovas Tipo Ia se ha mantenido un misterio y diversos aspectos de la explosión no se conocen bien”.

“Nuestro próximo paso es la detección de la estrella compañera sobreviviente, tal vez usando el telescopio espacial James Webb cuando esté disponible. Esto nos dará una nueva oportunidad para descubrir más secretos acerca de esta supernova y, finalmente, nos ayudará a comprender la física de la explosión de supernovas de tipo Ia, y, posiblemente, las refine como una escala de distancias cosmológicas aún mejor “, dijo Li.

Más información en:

http://keckobservatory.org/

ESA/ Herschel/ PACS/ SPIRE/ NASA-JPL/ Caltech/ UCL/ STScI & Hubble Heritage Team (AURA/ STScI/ NASA/ ESA)

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha descubierto que las supernovas pueden generar grandes cantidades de polvo interestelar. Junto con las nubes de gas, este polvo forma la materia prima de la que surgirán nuevas estrellas, planetas y, en última instancia, la vida. Este descubrimiento puede ayudar a resolver uno de los mayores enigmas del Universo primigenio.

Este descubrimiento fue realizado mientras Herschel estudiaba la radiación del polvo frío en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia próxima a la Vía Láctea. El polvo frío emite radiación en el infrarrojo lejano, lo que hace que Herschel, diseñado específicamente para estudiar esta banda de frecuencias, sea el satélite perfecto para detectar su presencia.

Herschel observó una fuente de radiación infrarroja en la supernova 1987A, una explosión estelar detectada por primera vez desde la Tierra en febrero de 1987, y la más cercana a nuestro planeta de los últimos 400 años.

Desde aquel momento, los astrónomos estudian cómo la onda expansiva de la supernova atraviesa su galaxia.

Las imágenes obtenidas por Herschel son las primeras observaciones claras de la SN1987A en el infrarrojo lejano. En ellas, se puede detectar la presencia de granos de polvo a unos -250°C, emitiendo 200 veces más energía que el Sol.

“El remanente de la supernova es mucho más brillante en el infrarrojo de lo que esperábamos”, comenta Mikako Matsuura, del University College de Londres, autor principal del artículo que presenta este descubrimiento.

El brillo del remanente fue utilizado para estimar la cantidad de polvo. Sorprendentemente, el polvo resultó ser unas mil veces más abundante de lo que se pensaba que podría generar una supernova:  lo suficiente como para construir unos 200.000 planetas del tamaño de la Tierra.

Comprender el origen del polvo interestelar es un asunto clave para el estudio del Universo. Los átomos más pesados, tales como el carbono, el silicio, el oxígeno o el hierro, no se produjeron durante el Big Bang, por lo que su origen debe estar en algún fenómeno posterior.

Aunque estos átomos sólo constituyen una pequeña fracción de la masa del Universo y del Sistema Solar, son los principales componentes de los planetas rocosos como la Tierra y de la vida en sí: gran parte de los átomos de nuestro cuerpo fueron algún día polvo interestelar.

No obstante, todavía no se comprende con exactitud cómo se genera este polvo, especialmente en el Universo primigenio. Los resultados de las observaciones de Herschel podrían constituir una magnífica pista.

Las teorías actuales sugieren que gran parte del polvo interestelar se genera por la condensación de los gases calientes que expulsan las gigantes rojas que podemos observar en el Universo actual, de forma similar a cómo se genera el hollín en una chimenea. Sin embargo, este tipo de estrellas no existía en el Universo primigenio, aunque sí había grandes cantidades de polvo.

Herschel ha demostrado que las supernovas también pueden ser una magnífica fuente de polvo interestelar. Los granos de polvo podrían ser el resultado de la condensación de los residuos gaseosos de la explosión, al enfriarse durante su expansión. En el Universo primigenio había un gran número de supernovas, por lo que esta teoría podría ayudar a comprender las primeras etapas de la evolución del Universo.

“Estas observaciones son la primera prueba directa que las supernovas pueden generar el polvo interestelar que detectamos en las galaxias más jóvenes”, explica Göran Pilbratt, científico del Proyecto Herschel para la ESA. “Es un resultado muy importante, que demuestra una vez más las ventajas de contar con una ventana abierta al Universo”

El artículo intitulado Herschel detects a massive dust reservoir in supernova 1987A por M. Matsuura et al. se publicó en Science Express el 7 de julio de 2011.

Más información en:

http://www.esa.int/esaCP/SEMZT27TLPG_index_0.html

NASA/ ESA/ K. France (UC, Boulder) & P. Challis & R. Kirshner (CfA)

Un equipo internacional de astrónomos usando el telescopio espacial Hubble reporta un considerable aumento de brillo en las emisiones de la Supernova 1987A. Los resultados, que aparecen en la edición de esta semana de la revista Science, son consistentes con las predicciones teóricas sobre cómo las supernovas interactúan con su entorno galáctico inmediato.

El equipo observó el remanente de supernova en la luz óptica, ultravioleta e infrarroja cercana. Ellos estudiaron la interacción entre el material eyectado por la explosión estelar y un anillo de gas brillante de 10 billones de kilómetros de diámetro que rodea al remanente de supernova. El anillo de gas fue probablemente liberado unos 20.000 años antes de la explosión de supernova. Las ondas de choque debidas al impacto de las eyecciones con el anillo han aumentado el brillo de los 30 a 40 “puntos calientes” semejantes a perlas del anillo. Estas manchas probablemente crecerán y se fusionarán en los próximos años para formar un círculo continuo que brille intensamente.

“Estamos viendo el efecto que una supernova puede ejercer en la galaxia que la rodea, inclusive cómo la energía depositada por estas explosiones estelares cambian la dinámica y la química del medioambiente”, dijo Kevin France investigador asociado del Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial de la Universidad de Colorado, en Boulder . “Podemos usar estos nuevos datos para comprender cómo los procesos de supernova regulan la evolución de las galaxias”.

Descubierta en 1987, la Supernova 1987A es la explosión estelar más cercana a la Tierra que fuese detectada desde 1604 y reside en la  Nube Mayor de Magallanes, una galaxia enana cercana a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

Más información en:

http://hubblesite.org/

NASA/ ESA/ SAO/ CXC/ JPL-Caltech/ STScI

Una nueva bella imagen de dos galaxias en colisión ha sido publicada por los Grandes Observatorios de la NASA. Las galaxias Antennae, situadas a unos 62 millones de años luz de la Tierra, se muestran en esta imagen compuesta del observatorio de rayos X, Chandra (en azul), el telescopio espacial Hubble (en dorado y marrón) y el telescopio espacial Spitzer (en rojo). Los datos de las imágenes fueron tomados en 1999, 2003, 2004 y 2005. Las galaxias Antennae toman su nombre por sus largos “brazos” en forma de antena, tal como se las ve en imágenes de mayor campo de visión del sistema. Estas características fueron producidas por las fuerzas de marea generadas en la colisión.

La colisión que comenzó hace más de 100 millones de años y que se sigue produciendo, ha dado lugar a la formación de millones de estrellas en nubes de polvo y gas en las galaxias. Las más masivas de estas estrellas jóvenes ya han recorrido, a toda velocidad, su camino evolutivo, en unos pocos millones de años y explotaron como supernovas.

La imagen de rayos X de Chandra muestra enormes nubes de gas caliente interestelar que han sido inyectadas con ricos depósitos de elementos provenientes de las explosiones de supernovas. Este gas enriquecido, que incluye elementos como el oxígeno, hierro, magnesio y silicio, se incorporará a las nuevas generaciones de estrellas y planetas. Las fuentes luminosas puntuales, en la imagen, son producidas por material que cae en los agujeros negros y las estrellas de neutrones que son remanentes de las estrellas masivas. Algunos de estos agujeros negros pueden tener masas que son casi cien veces la del Sol.

Los datos de Spitzer muestran la luz infrarroja de las nubes de polvo caliente que fueron calentadas por las estrellas recién nacidas, con las nubes más brillantes permaneciendo en la región de solapamiento entre las dos galaxias.

Los datos del Hubble revelan estrellas viejas y las regiones de formación estelar en dorado y blanco, mientras que los filamentos de polvo aparecen en marrón. Muchos de los objetos más tenues en la imagen óptica son cúmulos que contienen miles de estrellas.

La imagen de Chandra fue tomada en diciembre de 1999. La imagen de Spitzer fue tomada en diciembre de 2003. Las imágenes del Hubble fueron tomadas en julio de 2004 y febrero de 2005.

Más información en:

http://hubblesite.org/

ESO/ L. Calçada

Utilizando el telescopio VLT, de la Organización Observatorio Europeo Austral, ESO, en Chile, los astrónomos han obtenido, por primera vez, una visión tridimensional de la distribución del material interno expulsado por una estrella que estalló recientemente. De acuerdo a los resultados, la explosión original no sólo fue poderosa, sino que se concentró más hacia una dirección. Esto es un fuerte indicio que la supernova debe haber sido muy turbulenta, reforzando los modelos computacionales más recientes.

A diferencia del Sol, que morirá de forma más bien tranquila, las estrellas masivas que llegan al final de sus cortas vidas explotan como supernovas, arrojando una amplia cantidad de material. Dentro de esta clase, la Supernova 1987A (SN 1987A), ubicada relativamente cerca, en la Nube Mayor de Magallanes, ocupa un lugar muy especial. Detectada en 1987, la SN 1987A fue la primera supernova observada a simple vista en 383 años y debido a su relativa cercanía, los astrónomos pudieron estudiar la explosión de una estrella masiva y sus secuelas con más detalle que nunca. Por eso, no es extraño que pocos eventos en la astronomía moderna hayan sido recibidos por los científicos con tanto entusiasmo como lo ha sido éste.

La SN 1987A ha sido una bonanza para los astrofísicos. Ha permitido conseguir notables “primicias”, como la detección de neutrinos provenientes  del colapso del inestable centro estelar que disparó la explosión; la identificación de la estrella en placas fotográficas de archivo antes de su explosión; los signos de una explosión asimétrica; la observación directa de los elementos radioactivos producidos durante el estallido, la observación de la formación de polvo en la supernova, así como la detección de material circumestelar e interestelar.

Nuevas observaciones realizadas con un instrumento único: SINFONI, instalado en el telescopio VLT, de ESO, en Chile, han proporcionado información aún más profunda sobre este increíble evento, permitiendo a los astrónomos obtener la primera reconstrucción en 3D de las partes centrales del material en explosión.

Esta visión tridimensional muestra que la explosión fue más intensa y rápida en ciertas direcciones que en otras, provocando una forma irregular que, en ciertas partes, se extienden aún más lejos en el espacio.

El primer material eyectado por la explosión viajó a la increíble velocidad de 100 millones de kilómetros por hora, lo que representa una décima parte de la velocidad de la luz o cerca de 100.000 veces más rápido que un avión de pasajeros. Incluso a esta enorme velocidad, tardó 10 años en alcanzar el anillo de gas y polvo lanzado por la estrella moribunda, antes de la explosión. La imagen demuestra, además, que otra ola de material está viajando diez veces más despacio y está siendo calentada por elementos radioactivos creados durante la explosión.

“Hemos establecido la distribución de velocidad del material interior eyectado por la Supermova 1987A”, dice la autora principal Karina Kjær. “No se comprende muy bien cómo explota una supernova, pero la manera en que lo hizo está grabada en este material interno. Podemos ver que este material no fue eyectado simétricamente en todas direcciones, sino que parece haber tenido una dirección preferida. Además, esta dirección es diferente a la esperada a partir de la posición del anillo”.

Tal comportamiento asimétrico fue predicho por algunos de los modelos computacionales de supernovas más recientes  que descubrieron que ocurren inestabilidades a gran escala, durante la explosión. De este modo, las nuevas observaciones son las primeras confirmaciones directas de tales modelos.

SINFONI es un instrumento líder en su tipo y sólo gracias al nivel de detalles que permite obtener fue posible que el equipo llegara a estas conclusiones. Su sistema avanzado de óptica adaptativa hizo posible contrarrestar los efectos distorsionadores causados por la atmósfera terrestre, mientras que una técnica llamada espectrografía de campo integral permitió a los astrónomos estudiar muchas partes del caótico centro de la supernova, llevando a la reconstrucción de la imagen tridimensional.

“La espectrografía de campo integral es una técnica especial que permite obtener, por cada píxel, información sobre la naturaleza y velocidad del gas”, dice Kjær. “Esto significa que, además de la imagen normal, obtenemos también la velocidad a lo largo de la línea de visión. Como conocemos el tiempo que ha transcurrido desde la explosión y sabemos que el material se está moviendo libremente hacia el exterior, podemos convertir esta velocidad en una distancia. Esto nos proporciona la imagen del material interno eyectado como si lo viéramos de frente y de costado”.

La investigación se publica en Astronomy and Astrophysics, en un artículo científico intitulado “The 3-D Structure of SN 1987A’s inner Ejecta”, cuyos autores son Karina Kjær (Universidad de la Reina, de  Belfast, Reino Unido), Bruno Leibundgut y Jason Spyromilio (ESO); y Claes Fransson y Anders Jerkstrand (Universidad de Estocolmo, Suecia).

Más información en:

http://www.eso.org/

NASA & ESA

Cuando una estrella explota como supernova, es tan brillante que puede verse desde millones de años luz de distancia. Una variedad especial de supernovas –  las de tipo Ia – aumentan y disminuyen su brillo en forma tan predecible que los astrónomos las utilizan para medir la expansión del Universo. De ellas resultó el descubrimiento de la energía oscura y del Universo acelerado reescribiendo nuestra comprensión del cosmos. Sin embargo, el origen de estas supernovas, que han demostrado ser tan útiles, sigue siendo desconocido.

“La cuestión de las causas de una supernova Tipo Ia es uno de los grandes misterios sin resolver en la astronomía”, dice Rosanne Di Stefano, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano (CfA).

Los astrónomos tienen muchas pruebas de que las supernovas tipo Ia provienen de la explosión de remanentes estelares llamados enanas blancas. Para detonar, la enana blanca debe ganar masa hasta que alcance un punto de inflexión y ya no pueda sostenerse.

Hay dos escenarios principales para el paso intermedio de la enana blanca estable a supernova, los cuales requieren una estrella compañera. En la primera posibilidad, una enana blanca devora el gas soplado por una estrella gigante vecina. En la segunda posibilidad, dos enanas blancas colisionan y se fusionan. Para determinar qué opción es la correcta (o al menos más común), los astrónomos buscan evidencias de estos sistemas binarios.

Teniendo en cuenta la tasa media de supernovas, los científicos pueden estimar cuántas enanas blancas pre-supernova deben existir en una galaxia. Pero de la búsqueda de estas progenitoras se ha vuelto, en su mayor parte, con las manos vacías.

Para la caza de las enanas blancas en acreción, los astrónomos buscaron los rayos X de una energía particular, producidos cuando el gas que golpea la superficie de la estrella se somete a la fusión nuclear. Una galaxia típica debe contener cientos de estas fuentes de rayos X “súper-blandos”. En su lugar, se ve sólo un puñado. Como resultado, un trabajo reciente sugiere que el escenario alternativo, de fusión, es la fuente de las supernovas Tipo Ia, al menos, en muchas galaxias.

Esta conclusión se basa en la suposición que las enanas blancas en acreción aparecerán como fuentes de rayos X súper-suaves cuando la materia entrante experimenta fusión nuclear. Di Stefano y sus colegas han argumentado que los datos no apoyan esta hipótesis.

En un nuevo artículo científico, Di Stefano avanza aún más. Ella señala que una supernova inducida por la fusión también estará precedida de una época en que una enana blanca acrece materia que debe someterse a la fusión nuclear. Las enanas blancas se producen cuando las estrellas envejecen, y las estrellas envejecen a diferentes velocidades. Cualquier sistema doble cerrado de enanas blancas pasará por una fase en la cual la primera enana blanca formada gana y quema materia de su compañera, de envejecimiento más lento. Si estas enanas blancas producen los rayos X, entonces deberíamos encontrar casi unas cien veces más fuentes de rayos X súper-suaves que las que encontramos.

Dado que ambos escenarios – una explosión manejada por la acreción y una explosión impulsada por la fusión – involucrando acreción y fusión, en algún momento, la falta de fuentes de rayos X súper-suaves, parece descartar los dos tipos de progenitores. La alternativa propuesta por Di Stefano es que las enanas blancas no son luminosas en las longitudes de onda de los rayos X durante largos periodos de tiempo. Tal vez el material que rodea a la enana blanca puede absorber los rayos X, o las enanas blancas en acreción podrían emitir la mayor parte de su energía en otras longitudes de onda.

Si esta es la explicación correcta, dice Di Stefano, “hay que diseñar nuevos métodos para buscar los esquivos progenitores de las supernovas Tipo Ia.”

El artículo científico de Di Stefano ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal.

Más información en:

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