El Agujero Negro mas distante

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Encuentran: el Agujero negro más distante

Caltech en Pasadena, California – 6 de Diciembre

Los científicos han descubierto una rara reliquia del universo primitivo: el agujero negro supermasivo más alejado conocido. Esta bestia que come materia es 800 millones de veces la masa de nuestro Sol, que es asombrosamente grande para su corta edad. Los investigadores informan el hallazgo en la revista Nature.

“Este agujero negro creció mucho más de lo que esperábamos en solo 690 millones de años después del Big Bang, lo que desafía nuestras teorías sobre cómo se forman los agujeros negros”, dijo el coautor del estudio Daniel Stern del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California.

Los astrónomos combinaron datos del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA con estudios en tierra para identificar los potenciales objetos distantes para estudiar, y luego siguieron con el telescopio Magellan de los Observatorios Carnegie en Chile. El astrónomo de Carnegie Eduardo Bañados encabezó el esfuerzo para identificar a los candidatos de entre los cientos de millones de objetos que WISE encontró que serían dignos de seguimiento con Magellan.

Para que los agujeros negros lleguen a ser tan grandes en el universo temprano, los astrónomos especulan que debe haber habido condiciones especiales para permitir un crecimiento rápido, pero la razón subyacente sigue siendo misteriosa.

El agujero negro recién descubierto devora vorazmente material en el centro de una galaxia, un fenómeno llamado cuásar. Este cuásar es especialmente interesante porque proviene de un tiempo en que el universo recién comenzaba a emerger de su edad oscura. El descubrimiento proporcionará información fundamental sobre el universo cuando era solo el 5 por ciento de su edad actual.

“Los quasares se encuentran entre los objetos celestes más brillantes y distantes conocidos y son cruciales para comprender el universo primitivo”, dijo el coautor Bram Venemans del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

El universo comenzó en una sopa caliente de partículas que se separaron rápidamente en un período llamado “inflación”. Alrededor de 400.000 años después del Big Bang, estas partículas se enfriaron y se fusionaron en gas hidrógeno neutro. Pero el universo permaneció oscuro, sin ninguna fuente luminosa, hasta que la gravedad condensó la materia en las primeras estrellas y galaxias.

La energía liberada por estas galaxias antiguas provocó que el hidrógeno neutro se excitara e ionizara o perdiera un electrón. El gas ha permanecido en ese estado desde ese momento. Una vez que el universo se volvió a ionizar, los fotones podían viajar libremente por el espacio. Este es el punto en el que el universo se volvió transparente a la luz.

Gran parte del hidrógeno que rodea al quásar recién descubierto es neutral. Eso significa que el quasar no solo es el más distante, también es el único ejemplo que tenemos que se puede ver antes de que el universo se reionizara.
“Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica”, dijo Bañados.

La distancia del quásar está determinada por lo que se denomina su desplazamiento al rojo, una medida de cuánto se estira la longitud de onda de su luz mediante la expansión del universo antes de llegar a la Tierra. Cuanto mayor es el desplazamiento al rojo, mayor es la distancia, y los astrónomos están mirando hacia atrás enel tiempo cuando observan el objeto.

Este cuásar recién descubierto tiene un corrimiento al rojo de 7.54, basado en la detección de emisiones de carbono ionizado de la galaxia que aloja el agujero negro masivo. Eso significa que tomó más de 13 mil millones de años para que la luz del cuásar nos alcanzara.

Los científicos predicen que el cielo contiene entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y tan distantes como este cuásar. Los astrónomos esperan ansiosamente la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea, que cuenta con una participación significativa de la NASA, y la misión del Telescopio Infrarrojo de Levantamiento Amplio (WFIRST) de la NASA, para encontrar más objetos distantes.
“Con varias instalaciones de próxima generación, incluso más sensibles que se están construyendo actualmente, podemos esperar muchos descubrimientos emocionantes en el universo más temprano en los próximos años”, dijo Stern.

[Fuente]

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Donde van a morir los elefantes

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Cúmulos Globulares muy antiguos al centro de la Vía Láctea.
Donde van a morir los elefantes.

Autores: Dante Minniti y otros.

El centro de la galaxia es un lugar densamente poblado de gas, polvo y estrellas, lo que hace extremadamente difícil su estudio. El astrónomo Dante Minniti presenta 38 nuevos candidatos a cúmulos globulares en esta región, cúmulos que están siendo destruídos por la dinámica galáctica.
Usualmente los cúmulos globulares se detectan por su forma característica, la de cientos de miles de estrellas agrupadas de forma casi esférica. Pero dentro del bulbo galáctico, una estructura así no destaca necesariamente del fondo de estrellas.

Confirmación de estos cúmulos
Con la fotometría PSF se generaron los diagramas color-magnitud (CMDs) para cada uno de los candidatos. Estos presentaron la rama de las gigantes rojas junto al Red Clump en algunos casos, características de un cúmulo globular.
Las estrellas de baja masa, en la etapa en que queman el helio de su núcleo, definen la característica más prominente del diagrama color-magnitud; el Red Clump.

Confirmación de estos cúmulos
Con la fotometría PSF se generaron los diagramas color-magnitud (CMDs) para cada uno de los candidatos. Estos presentaron la rama de las gigantes rojas junto al Red Clump en algunos casos, características de un cúmulo globular.
Las estrellas de baja masa, en la etapa en que queman el helio de su núcleo, definen la característica más prominente del diagrama color-magnitud; el Red Clump.

Donde van a morir los elefantes
Se cree que algunas de las RR Lyrae de campo han salido de cúmulos globulares por procesos dinámicos como evaporación, fricción dinámica, fuerzas de marea o choques entre el bulbo y disco galáctico, entre otras posibilidades.
La mayoría de estos procesos son más intensos en el centro galáctico, en el pozo de potencial donde las mareas galácticas son enormes.
Es entonces razonable pensar que el bulbo galáctico es el “cementerio de los elefantes”, el lugar donde los cúmulos globulares más quebrantados van a parar.
Y como los procesos dinámicos son continuos, se encuentran acá también los cúmulos globulares condenados a la destrucción.

[Publicacion completa con graficos] Con su anuencia para la LIADA.

Primera luz de ESPRESSO

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Primera luz de ESPRESSO — el buscador de planetas de nueva generación

eso1739es — Comunicado — 6 de Diciembre de 2017


El espectrógrafo ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations, espectrógrafo echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables) ha realizado con éxito sus primeras observaciones. Instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, ESPRESSO detectará exoplanetas con una precisión sin precedentes buscando los minúsculos cambios en la luz de sus estrellas anfitrionas. Por primera vez, una máquina para cazar planetas será capaz de combinar la luz de los cuatro telescopios VLT.

ESPRESSO ha observado su primera luz en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile [1]. Este nuevo espectrógrafo echelle, de tercera generación, es el sucesor del exitoso HARPS, instalado en el Observatorio La Silla de ESO. HARPS puede alcanzar una precisión de alrededor de un metro por segundo en las mediciones de velocidad, mientras que ESPRESSO tiene como objetivo lograr una precisión de unos pocos centímetros por segundo gracias a los avances en la tecnología y a que está instalado en un telescopio mucho más grande.

El científico que lidera ESPRESSO, Francesco Pepe (Universidad de Ginebra, Suiza), explica su importancia: “Este éxito es el resultado del trabajo de muchas personas durante 10 años. ESPRESSO no es sólo la evolución de nuestros anteriores instrumentos, como HARPS: su mayor resolución y su mayor precisión hacen que sea revolucionario. Y, a diferencia de los anteriores instrumentos, puede explotar toda la capacidad colectora de luz del VLT, ya que puede utilizarse con los cuatro telescopios unitarios del VLT al mismo tiempo para simular un telescopio de 16 metros. ESPRESSO será insuperable durante, al menos, una década. ¡Ahora estoy deseando descubrir nuestro primer planeta rocoso!”.

ESPRESSO puede detectar los pequeños cambios que se dan en los espectros de las estrellas cuando son orbitadas por un planeta. Este método de velocidad radial funciona porque la fuerza gravitatoria de un planeta influye en su estrella anfitriona, haciendo que se “tambalee” ligeramente. Cuanto menos masivo sea el planeta, menor será el bamboleo. Por eso, para detectar exoplanetas rocosos que puedan albergar vida, se necesita un instrumento con muy alta precisión. Con este método, ESPRESSO será capaz de detectar algunos de los planetas más ligeros jamás encontrados [2].

Las observaciones de prueba incluyeron observaciones de estrellas y sistemas planetarios conocidos. Al compararlas con datos de HARPS, se demostró que ESPRESSO puede obtener datos de calidad similar con mucho menos tiempo de exposición.

El científico del instrumento, Gaspare Lo Curto (ESO), está encantado: “Traer a ESPRESSO hasta aquí ha sido un gran logro, y hemos contado con la colaboración de un consorcio internacional y de muchos grupos diferentes de ESO: ingenieros, astrónomos y administración. No solo tuvieron que instalar el espectrógrafo en sí, sino también la compleja óptica que recoge la luz de los cuatro telescopios unitarios del VLT”.

Aunque el objetivo principal de ESPRESSO es llevar la búsqueda de planetas al siguiente nivel, encontrando y caracterizando planetas menos masivos y sus atmósferas, también tiene muchas otras aplicaciones. Será la herramienta más potente del mundo para probar si las constantes físicas de la naturaleza han cambiado desde que el universo era joven. Algunas teorías de física fundamental han predicho estos pequeños cambios, pero nunca se han observado de manera convincente.

Cuando se ponga en funcionamiento el ELT (Extremely Large Telescope) de ESO, el instrumento HIRES, que actualmente está en fase de diseño conceptual, permitirá detectar y caracterizar exoplanetas incluso más pequeños, del tamaño de la Tierra, así como estudiar las atmósferas de esos exoplanetas con la búsqueda de señales de vida en planetas rocosos.
Notas

[1] ESPRESSO fue diseñado y construido por un consorcio formado por: el Observatorio Astronómico de la Universidad de Ginebra y la Universidad de Berna, Suiza; INAF-Observatorio Astronómico de Trieste e INAF-Observatorio Astronómico de Brera, Italia; Instituto de Astrofísica de Canarias, España; Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidades de Oporto y Lisboa, Portugal; y ESO. Los investigadores principales son Francesco Pepe (Universidad de Ginebra, Suiza); Stefano Cristiani (INAF, Observatorio Astronómico de Trieste, Italia); Rafael Rebolo (IAC, Tenerife, España) y Nuno Santos (Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidad de Oporto, Portugal).

[2] El método de velocidad radial permite a los astrónomos medir la masa y la órbita del planeta. Combinado con otros métodos, como el método de tránsitos, se puede extraer más información, por ejemplo, el tamaño y la densidad de los exoplanetas. El instrumento NGTS (Next-Generation Transit Survey, sondeo de tránsitos de próxima generación), en el Observatorio Paranal de ESO, busca exoplanetas con esta técnica.

[Fuente]

El misterio de los compañeros estelares

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Un nuevo giro en la resolución del misterio de los compañeros estelares

por Amelia Ortiz · Publicada 5 diciembre, 2017 ·
5/12/2017 de Caltech / Nature Astronomy


Imagen del compañero de masa planetaria VHS 1256-1257 b (abajo derecha) y de su estrella progenitora (centro). Crédito: Gauza, B. et al 2015, MNRAS, 452, 1677-1683.

Tomar una fotografía de un exoplaneta (un planeta en otro sistema solar) no es tarea fácil. La luz de la estrella progenitora del planeta supera con mucho la luz del propio planeta, lo que hace que éste sea difícil de ver. Aunque tomar la imagen de un pequeño planeta rocoso como la Tierra no es todavía posible, los investigadores han realizado avances tomando imágenes de unos 20 cuerpos planetarios gigantes. Estos objetos, conocidos como compañeros de masa planetaria, son más masivos que Júpiter, están en órbita lejos del resplandor de sus estrellas y son todavía suficientemente jóvenes para resplandecer aún con el calor de su formación, todo ello factores que los hacen más fáciles de fotografiar.

Pero queda una gran pregunta: ¿son estos compañeros de masa planetaria realmente planetas o se trata, en cambio, de estrellas “fallidas” llamadas enanas marrones? Las enanas marrones se forman del mismo modo que lo hacen las estrellas (por el colapso de nubes de gas) pero carecen de la masa necesaria para encenderse y brillar con luz estelar. Pueden encontrarse flotando en su propio espacio, o en órbita con otras enanas marrones o estrellas. Las enanas marrones más pequeñas son de tamaño parecido al de Júpiter y parecerían un planeta cuando estuviesen en órbita alrededor de una estrella.

Ahora investigadores de Caltech han atacado el misterio de un modo nuevo: han medido el ritmo de giro de tres de los compañeros de masa planetaria fotografiados y los han comparado com los ritmos de giro de enanas marrones pequeñas. Los resultados ofrecen pistas nuevas que apuntan al modo en que los compañeros pueden haberse formado.

“Las nuevas medidas de ritmos de giro sugieren que si estos cuerpos son planetas masivos situados lejos de sus estrellas, tienen propiedades que son muy similares a las de las enanas marrones más pequeñas”, comenta Heather Knutson (Caltech). Esto sugiere dos posibilidades. Una, que los compañeros de masa planetaria sean efectivamente enanas marrones. Otra, que los compañeros estudiados en esta investigación sean planetas recién formados tal como lo hacen los planetas, a partir de discos de material que giran alrededor de sus estrellas, pero que por razones todavía no comprendidas, los objetos acabaron con ritmos de giro parecidos a los de las enanas marrones. Los astrónomos planean estudios futuros de ritmos de giro para investigar mejor el asunto.

[Fuente]

Nubes de gas de alta velocidad

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Un mapa revela la ubicación de gas misterioso que se mueve rápidamente

por Amelia Ortiz · Publicada 5 diciembre, 2017 ·
5/12/2017 de ICRAR / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Un mapa del cielo completo que muestra la posición y densidad columna del gas de hidrógeno neutro que pertenece a las nubes de alta velocidad de la Vía Láctea y dos galaxias vecinas, la Gran Nube y la Pequeña Nube de Magallanes. Crédito: ICRAR.

Un científico australiano ha creado el mapa más detallado de nubes de gas de alta velocidad del Universo que existen a nuestro alrededor. El mapa cubre el cielo entero y muestra curiosas nubes de gas de hidrógeno neutro que se mueven a una velocidad diferente de la rotación normal de la Vía Láctea.

El astrónomo Dr Tobias Westmeier (The University of Western Australia) afirma que este mapa sugiere que por lo menos el 13 por ciento del cielo está cubierto por nubes de alta velocidad. “Estas nubes se están acercando o alejando de nosotros a velocidades de hasta varios cientos de kilómetros por segundo”, afirma. “Son claramente objetos independientes”.

El mapa fue compilado tomando una imagen del cielo y eliminando gas que se está desplazando al mismo ritmo que la Vía Láctea, para mostrar la posición del gas que viaja a una velocidad distinta. El resultado es el mapa de todo el cielo más sensible y de mayor resolución de nubes de alta velocidad que se haya creado. Muestra el gas con detalle espectacular, revelando filamentos, ramas y aglomeraciones dentro de las nubes nunca observados hasta ahora. “Es algo que no era realmente visible en el pasado y que nos podría proporcionar nuevos datos sobre el origen de estas nubes y las condiciones físicas en su interior”.

Se han propuesto varias hipótesis sobre la procedencia de las nubes de alta velocidad. “Conocemos con certeza el origen de una de las estelas largas de gas, llamada corriente de Magallanes, porque parece estar conectada con las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña”, comenta el Dr. Westmeier. “Pero para el resto, su origen es desconocido”. “Sabemos que las nubes se encuentran muy cerca de la Vía Láctea, a menos de 30 000 años-luz del disco. Esto significa que o bien se trata de gas precipitándose hacia la Vía Láctea o de corrientes de gas que escapan de la propia Vía Láctea”.

[Fuente]

Posible existencia de tectónica de placas

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Se refuerza la posibilidad de que exista tectónica de placas en la luna Europa

por Amelia Ortiz · Publicada 5 diciembre, 2017 ·
5/12/2017 de Brown University / Journal of Geophysical Research: Planets

Europa, un mundo helado. Estudios previos apuntan a que algo parecido a la subducción puede estar ocurriendo en la luna Europa de Júpiter. Un estudio nuevo proporciona pruebas geofísicas de que podría realmente estar produciéndose en la corteza helada de la luna. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute.

Un estudio de la Universidad de Brown aporta pruebas nuevas de que la capa helada de la luna Europa de Júpiter puede tener tectónica de placas parecida a la de la Tierra. La presencia de actividad tectónica de placas podía tener implicaciones importantes para la posibilidad de vida en el océano que se cree que existe bajo la superficie de la luna.

El estudio utiliza modelos por computadora para demostrar que la subducción (cuando una placa tectónica se desliza por debajo de otra y se hunde a gran profundidad en el interior de un planeta) es físicamente posible en la capa de hielo de Europa. El descubrimiento explicaría estudios anteriores de la geología de la superficie de Europa que han encontrado regiones donde la capa de hielo parece estar expandiéndose de un modo parecido a como lo hacen las dorsales oceánicas en la Tierra. La posibilidad de que haya subducción es una pieza más en el rompecabezas tectónico.

“Tenemos esta prueba de expansión y extensión, así que la pregunta se convierte en ¿a dónde va este material?”, comenta Brandon Johnson (Brown University). “En la Tierra la respuesta son las zonas de subducción. Lo que demostramos es que bajo hipótesis razonables sobre las condiciones en Europa, la subducción podría estar teniendo lugar allí también, lo que es realmente interesante”.

Parte del interés, según Johnson, es que la corteza de la superficie está enriquecida con oxidantes y otros alimentos químicos para la vida. La subducción proporciona un mecanismo para que ese alimento entre en contacto con el océanos subterráneo que los científicos piensan que probablemente exista bajo el hielo de Europa. “Si de hecho hay vida en ese océano, la subducción ofrece un modo de aportar los nutrientes que necesitaría”, explica Johnson.

[Fuente]

Propuesta de la existencia de las SIMP

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Los MACHO han muerto. Las WIMP no aparecen. Recibamos a las SIMP.

por Amelia Ortiz · Publicada 5 diciembre, 2017 ·
5/12/2017 de UC Berkeley


Estructuras fundamentales de un pión (izquierda) y una SIMP (derecha). Los iones están compuestos por un quark up y un antiquark down, con un gluón (g) que los mantiene unidos. Una SIMP estaría formada por un quark y un antiquark unidos por un tipo desconocido de gluón (G). Fuente: UC Berkeley.

La intensa búsqueda mundial de la materia oscura, la masa perdida del Universo, no ha encontrado hasta ahora muchas estrellas masivas oscuras ni muchas partículas masivas nuevas y extrañas que interactúan débilmente, pero una nueva candidata está ganando adeptos lentamente y apoyo de las observaciones.

Llamadas SIMP (partículas masivas que interactúan fuertemente, o en inglés ‘strongly interacting massive particles’) fueron propuestas hace tres años por el físico teórico Hitoshi Murayama (UC Berkeley). Murayama afirma que recientes observaciones de un choque múltiple galáctico podrían ser la prueba de la existencia de las SIMP y anticipa su descubrimiento en los experimentos de física de partículas del futuro.

La prueba más sólida de la existencia de la materia oscura es el movimiento de las estrellas dentro de una galaxia. Sin una concentración invisible de materia oscura, las galaxias se disgregarían. Al principio se propuso que se trataba de objetos de materia normal pero demasiado débiles para verse (estrellas fallidas llamadas enanas marrones, estrellas consumidas o agujeros negros) presentes en el halo de las galaxias, llamados MACHO (de ‘massive compact halo objects’). Pero las observaciones más recientes descartan que pueda haber una población importante de estos objetos aún por descubrir.

Otras candidatas, las partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP, de ‘weakly interacting massive particles) tampoco han sido detectadas hasta la fecha.

Ahora se ha propuesto la existencia de las SIMP, que interactuarían fuertemente entre sí por la gravedad pero muy débilmente con la materia normal. Murayama propone que podría tratarse, por ejemplo, de una nueva combinación de quarks (los componentes fundamentales de los protones y neutrones); pero una SIMP solo contendría un quark y un antiquark. Según Murayama, la colisión de galaxias dentro del cúmulo Abell 3827 aporta pruebas de la existencia de las SIMP.

[Fuente]