Estallidos rápidos en radio

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Los estallidos rápidos en radio pueden estar produciéndose al ritmo de uno por segundo

por Amelia Ortiz · Publicada 22 septiembre, 2017 ·
22/9/2017 de CfA / The Astrophysical Journal Letters

Estas ilustración muestra parte de la red cósmica, una estructura filamentosa de galaxias que se extiende por todo el cielo. Las brillantes fuentes puntuales azules son las señales de los estallidos rápidos en radio que pueden acumularse en una imagen en radio con tiempo de exposición de varios minutos. La señal radio de una explosión rápida solo dura unas pocas milésimas de segundo, pero deberían de producirse con mucha frecuencia. Crédito: M. Weiss/CfA.

Cuando los estallidos rápidos en radio (FRB de sus siglas en inglés) fueron detectados por primera vez en 2001, los astrónomos no habían visto nunca nada parecido. Desde entonces, han descubierto unas dos docenas, pero todavía ignoran lo que provoca estas explosiones rápidas y potentes de emisión en radio. Ahora, por primera vez, dos astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian han estimado cuántos FRB deben de producirse en el universo observable entero. Su trabajo indica que por los menos un FRB se produce en algún lugar cada segundo.

“Si estamos en lo cierto y este ritmo tan alto de FRB se da en cualquier momento, puedes imaginar que el cielo está lleno de flashes como paparazzi tomando fotos de un famoso”, explica Anastasia Fialkov (CfA). “En lugar de la luz que podemos ver con nuestros ojos, estos flashes llegan en ondas de radio”.

Para realizar su estimación, Fialkov y su colega Avi Loeb supusieron que FRB 121102, una explosión rápida en radio detectada en una galaxia a 3 mil millones de años-luz, es representativa de todos los FRB. Como este caso ha producido explosiones repetidas desde su descubrimiento en 2002, los astrónomos han sido capaces de estudiarlo con mucho más detalle que otros FRB. Utilizando esta información, calcularon cuántos FRB existirían en el firmamento entero.

Aunque su naturaleza exacta es desconocida todavía, la mayoría de los científicos opina que los FRB se originan en galaxias a miles de millones de años-luz de distancia. Una de las teorías principales es que los FRB son producidos por jóvenes estrellas de neutrones con campos magnéticos extraordinariamente potentes que giran rápidamente.

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El largo viaje de los rayos cósmicos

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Detectan rayos cósmicos procedentes de una galaxia muy lejana

por Amelia Ortiz · Publicada 22 septiembre, 2017 ·
22/9/2017 de Michigan Technologial University / Science

La colaboración internacional Pierre Auger ha anunciado la detección de rayos cósmicos procedentes de una galaxia muy lejana. Desde la década de 1960 los astrónomos se preguntaban si estos rayos cósmicos, con energías un millón de veces más altas que las de los protones acelerados en el Gran Colisionador de Hadrones, eran creados en nuestra galaxia o en lejanos objetos de fuera de nuestra galaxia.

“Ahora nos encontramos considerablemente más cerca de resolver el misterio de dónde y como se crean estas partículas extraordinarias”, explica Karl-Heinz Kampert (Universidad de Wuppertal).

Los rayos cósmicos son los núcleos de elementos químicos, desde el hidrógeno al hierro. Su estudio proporciona a los científicos un modo de estudiar la materia procedente de fuera de nuestro Sistema Solar y, según parece ahora, de fuera de nuestra galaxia. Esto podría ayudar a responder cuestiones fundamentales sobre los orígenes del Universo, de nuestra galaxia e incluso de nosotros mismos.

Estudiando la distribución de direcciones de llegada de más de 30 000 partículas cósmicas, la colaboración Pierre Auger ha descubierto una anisotropía, una diferencia en la cantidad de rayos cósmicos detectados según la dirección en la que se mire. Esto significa que hay una dirección de la que proceden más rayos cósmicos, y que coincide con un área del cielo donde el número de galaxias es relativamente alto. Aunque este descubrimiento claramente indica un origen extragaláctico, las fuentes específicas de los rayos cósmicos seguen siendo desconocidas.

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Revelando el mecanismo de una super-explosión

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La luz ultravioleta de una supernova superluminosa, clave para revelar el mecanismo de la explosión

por Amelia Ortiz · Publicada 22 septiembre, 2017 ·
22/9/2017 de Kavli IPMU / The Astrophysical Journal Letters

Ilustración de artista de 3 escenarios para explicar las supernovas superluminosas: interacción por onda expansiva, alimentada por un magnetar y supernova producida por inestabilidad de pares. Gaia 16apd es con mucha probabilidad una supernova de interacción por onda expansiva, en la que las ondas de choque producen enormes cantidades de luz ultravioleta. Crédito: Kavli IPMU.

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un modo de emplear observaciones en longitudes de onda del ultravioleta para descubrir características sobre supernovas superluminosas que eran imposibles de determinar hasta ahora.

El equipo de investigadores, dirigido por Alexey Tolstov (Kavli IPMU), estudia explosiones estelares llamadas supernovas superluminosas, un tipo de supernova con mayor brillo, descubierto en la última década, y que es entre 10 y 100 veces más brillante que las supernovas ordinarias. Recientemente, estos astrónomos detectaron una de estas supernovas, Gaia 16apd, en una débil galaxia enana a 1600 millones de años luz.

Esta supernova tuvo una emisión en el ultravioleta considerada extraordinaria para las de su tipo, pero nadie pudo explicar qué mecanismo de explosión pudo producirla. Los astrónomos teóricos sugirieron que Gaia 16apd podría encajar en uno de tres escenarios. Estos son: supernova producida por inestabilidad de pares, que posee una gran cantidad de níquel 56 radiactivo; o supernova alimentada por un magnetar, en la que habría una estrella de neutrones altamente magnetizada y girando rápidamente, actuando como fuente adicional de energía; o supernova de interacción por onda expansiva, en la que el material expulsado en la explosión interaccionaría con la densa materia circunestelar que la rodea.

Los investigadores de Kavli IPMU decidieron simular en computadoras cada uno de estos modelos, estudiando la luz en diferentes colores y rangos de longitudes de onda para ver si alguna de las simulaciones encajaba con la supernova observada. Estas simulaciones dieron como resultado curvas de luz en el infrarrojo, en luz visible y en el ultravioleta, radio de la fotosfera y velocidad, haciendo posible investigar el aspecto de la explosión a cualquier longitud de onda.

No solo descubrieron que Gaia 16apd es muy probablemente una supernova del tipo que interacciona con la materia circunestelar, sino que Tolstov y su equipo hallaron una forma de crear modelos de tres escenarios diferentes en longitudes de onda del ultravioleta utilizando la misma técnica numérica. En el futuro, su técnica podría ayudar a los investigadores a identificar el mecanismo de explosión de las supernovas que observan.

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El efecto rotacional en una galaxia

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Miden cómo la rotación afecta a la forma de una galaxia

por Amelia Ortiz · Publicada 22 septiembre, 2017 ·
22/9/2017 de CAASTRO / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

El presente estudio ha sido realizado con datos tomados por el instrumento SAMI, que permite obtener información detallada acerca del movimiento del gas y de las estrellas en el interior de las galaxias. Puede examinar 13 galaxias a la vez y, por tanto, obtener datos para un número enorme de ellas. Fuente: CAASTRO.

Por primera vez un equipo de astrónomos ha logrado medir cómo el giro de una galaxia afecta a su forma. Suena sencillo, pero medir la verdadera forma 3D de una galaxia es un problema difícil que los astrónomos intentaron resolver ya hace 90 años.

“Es la primera vez que hemos sido capaces de medir con fiabilidad cómo la forma de una galaxia depende de alguna de sus propiedades, en este caso, de su velocidad de rotación”, explica la Dra. Caroline Foster (Universidad de Sydney).

Las galaxias pueden tener forma de torta, de erizo de mar, de melón o cualquier otra intermedia. Los investigadores han descubierto que las galaxias que giran más deprisa están más aplanadas que sus parientes que rotan más despacio. “Y entre las galaxias espirales, que poseen discos de estrellas, las que giran más rápido tienen discos más circulares”, comenta el profesor Scott Croom (Universidad de Sydney).

El equipo de la Dra. Foster utilizó una muestra de 845 galaxias, la mayor utilizada en este tipo de estudios hasta ahora. Debido a que la forma de una galaxia es resultado de sucesos anteriores, como la fusión con otras galaxias, conocer su forma también nos proporciona datos sobre la historia de la galaxia.

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Asteroide doble “activo”, ahora como cometa 288P

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El asteroide activo doble

por Amelia Ortiz · Publicada 21 septiembre, 2017 ·
21/9/2017 de Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar / Nature

Dos en vez de uno: este conjunto de fotos del telescopio espacial Hubble de ESA/NASA revela la naturaleza binaria del asteroide 288P y muestra características propias de cometas. Esto incluye un halo brillante de material, llamado coma, y una larga cola de polvo. Crédito: ASA, ESA, y J. Agarwal (Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar).

El cuerpo 288P, que está en órbita alrededor del Sol en el cinturón de asteroides, es único: no sólo pertenece al inusual grupo de asteroides que arrojan polvo y gas al espacio – comportándose así atípicamente para lo esperado de un “residente” del cinturón de asteroides – sino que además está constituido por dos componentes separadas que giran alrededor de un centro de gravedad común. Esto convierte a 288P en el primer asteroide binario activo conocido. Probablemente se rompió en dos fragmentos hace no más de 5000 años bajo la fuerza de su propia rotación.

En los últimos años, los investigadores han ido descubriendo un número creciente de cuerpos que no pueden ser clasificados como cometas o asteroides, siendo llamados asteroides activos. Estos asteroides activos residen en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, pero muestran un comportamiento parecido al de los cometas.

Actualmente se conocen unos 20 de estos cuerpos exóticos. Sin embargo, 288P destaca por ser el único conocido que está compuesto por dos fragmentos de 1 km de diámetro que giran alrededor de un centro de gravedad común siguiendo una órbita muy elíptica que los llega a separar hasta 100 km entre sí.

El hecho de que el cuerpo siempre se active cuando se acerca al Sol indica que esta actividad es debida a la presencia de gases helados que son sublimados. “288P debe de haberse roto hace apenas 5000 años”, explica Jessica Agarwal (Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar). En caso contrario, los gases se habrían disipado hace mucho tiempo, debido a la relativa proximidad del cinturón de asteroides al Sol.

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Estamos en una galaxia especial?

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¿Es la Vía Láctea una galaxia especial?

por Amelia Ortiz · Publicada 21 septiembre, 2017 ·
21/9/2017 de Yale University / The Astrophysical Journal

Imagen óptica en tres colores de una hermana de la Vía Láctea. Crédito: Sloan Digital Sky Survey.

La galaxia más estudiada del Universo, la Vía Láctea, podría no ser tan “típica” como se pensaba, según un estudio nuevo.

La Vía Láctea, que alberga la Tierra y su sistema solar, posee varias docenas de galaxias satélite más pequeñas. Estas galaxias menores están en órbita alrededor de la Vía Láctea y son útiles para comprender la propia Vía Láctea.

Los resultados iniciales del estudio SAGA (Satellites Around Galactic Analogs) indican que las satélites de la Vía Láctea son mucho más tranquilas que las de otros sistemas de luminosidad y entornos similares. Muchas satélites de estas galaxias “hermanas” están formando estrellas de manera activa, pero las satélites de la Vía Láctea son principalmente inertes, según han descubierto los investigadores.

Esto es importante, según los científicos, porque muchos modelos de lo que ya sabemos acerca del Universo se basan en galaxias que se comportan de modo parecido a la Vía Láctea.

“Utilizamos la Vía Láctea y su entorno para estudiar absolutamente todo”, explica Marla Geha (Yale University). “Cientos de estudios son publicados al año sobre materia oscura, cosmología, formación estelar y formación de galaxias, utilizando la Vía Láctea como guía. Pero es posible que la Vía Láctea sea un caso especial”.

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El gran misterio de las auroras jovianas

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Las auroras de Júpiter son un potente misterio

por Amelia Ortiz · Publicada 21 septiembre, 2017 ·
21/9/2017 de JPL

Imagen reconstruida de las auroras en Júpiter vistas a través de los filtros del espectrómetro ultravioleta de la nave Juno. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI.

Científicos de la misión Juno de NASA han observado cantidades enormes de energía formando remolinos en las regiones polares de Júpiter que contribuyen a las potentes auroras del planeta gigante, no sólo en los modos en que lo investigadores esperaban.

Examinando datos tomados por el espectrógrafo ultravioleta y el detector de partículas energéticas de la nave espacial, un equipo dirigido por Barry Mauk (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) observó indicios de la presencia de potenciales eléctricos potentes, alineados con el campo magnético de Júpiter, que aceleran electrones hacia la atmósfera joviana a energías de más de 400 mil electronvoltios. Esto es de 10 a 30 veces más que los mayores potenciales de auroras observados en la Tierra, donde solo son necesarios varios miles de voltios para generar las auroras más intensas.

Júpiter posee las autoras más potentes del Sistema Solar, así que a los investigadores no les sorprendió que los potenciales eléctricos jueguen un papel en su generación. Lo que les extrañó, según Mauk, es que a pesar de las magnitudes de estos potenciales en Júpiter, sólo se observan a veces y no son el origen de las auroras más intensas como ocurre en la Tierra.

“En Júpiter las auroras más brillantes son producidas por algún tipo de proceso de aceleración turbulenta que no comprendemos bien”, explica Mauk. “Hay indicios en nuestros últimos datos que indican que a medida que la densidad de potencia de generación de auroras se hace más y más fuerte, el proceso se torna inestable y es superado por un nuevo proceso de aceleración. Pero tenemos que seguir estudiando los datos”.

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