Mes: febrero 2017

Dunas sorprendentes

Posted on

Dunas sorprendentes en el cometa Chury

por Amelia Ortiz · 23 Febrero, 2017
23/2/2017 de CNRS / PNAS

Izquierda: imagen del cometa Chury emitiendo vapor de agua, que transporta granos de polvo. Crédito: ESA/Rosetta/NAVCAM. Derecha: La región del cuello, entre los dos lóbulos del cometa. Pueden verse varios tipos de relieve,incluyendo las dunas, abajo a la izquierda (rodeadas en rojo) en la región arenosa. Crédito: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Imágenes sorprendentes tomadas por la nave espacial Rosetta muestran la presencia de patrones parecidos a dunas en la superficie del cometa Chury. Los investigadores han estudiado las imágenes y han creado modelos de la emisión de vapor intentando explicar el fenómeno. Demuestran que la fuerte diferencia de presión entre la cara iluminada del cometa y la que está en oscuridad genera vientos capaces de transportar granos y formar dunas.

La formación de dunas sedimentarias requiere de la presencia de granos y de vientos que sean suficientemente fuertes como para transportarlos por el suelo. Sin embargo, los cometas no poseen una atmósfera densa y permanente como la Tierra. A pesar de ello, la cámara OSIRIS de la nave espacial Rosetta mostró la presencia de estructuras parecidas a dunas, separadas unos diez metros entre sí, en 67P/Churyumov-Gerasimenko. Se encuentran en los lóbulos del cometa, así como en el cuello que los conecta. La comparación de dos imágenes del mismo lugar tomadas con una diferencia de 16 meses proporciona pruebas de que las dunas se movieron y, por tanto, de que son activas.

Enfrentados a este hallazgo inesperado, los investigadores demostraron que existe, efectivamente, un viento que sopla en la superficie del cometa. Es causado por la diferencia de presión entre la cara iluminada, donde el hielo de la superficie puede sublimar debido a la energía proporcionada por la luz solar, y la cara nocturna. La atmósfera transitoria es extremadamente tenue, alcanzando la presión máxima en el perihelio, cuando el cometa se encuentra en su posición más cercana al Sol, 100 000 veces inferior a la de la Tierra. Sin embargo, la gravedad sobre el cometa es también muy débil y un análisis de las fueras ejercidas sobre los granos en la superficie del cometa demuestra que estos vientos térmicos pueden transportar granos del tamaño de centímetros, cuya presencia ha sido confirmada por las imágenes. Las condiciones necesarias para permitir la formación de dunas, principalmente vientos que transporten los granos por el suelo se dan, por tanto, en la superficie de Chury.

[Noticia completa]

De un pasado sistema solar caótico

Posted on

Pruebas de un “sistema solar caótico”, a partir de rocas halladas en Colorado

por Amelia Ortiz · 23 Febrero, 2017
23/2/2017 de University of Wisconsin–Madison / Nature

Capas alternas de arcilla compacta y caliza cerca de Big Bend, Texas, características de roca depositada en el fondo de un océano poco profundo durante el periodo cretácico. La roca contiene pruebas geológicas definitivas de que los planetas del sistema solar se comportaban de modo diferente al aceptado habitualmente de que giran como un mecanismo de relojería casi periódico. Crédito: Bradley Sageman.

Sondeando un pastel de milhojas de roca sedimentaria de 900 millones de años de edad en Colorado, un equipo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y de la Universidad Northwestern ha hallado pruebas que confirman una teoría sobre cómo se comportaban los planetas de nuestro Sistema Solar en sus órbitas alrededor del Sol.

El descubrimiento es importante porque proporciona la primera prueba firme de lo que los científicos llaman el “sistema solar caótico”, una teoría propuesta en 1989 para explicar las pequeñas variaciones en las condiciones actuales del sistema solar. Estos cambios, que se han producido a lo largo de muchos millones de años, provocan grandes cambios en el clima de nuestro planeta, cambios que se ven reflejados en las rocas que registran la historia de la Tierra.

Utilizando pruebas obtenidas en capas alternantes de caliza y arcilla compacta depositadas a lo largo de millones de años en una vía marítima poco profunda norteamericana, la Formación Niobrara, el profesor Stephen Meyers (University of Wisconsin–Madison) y el profesor Brad Sageman (Northwestern University) descubrieron la señal, de 87 millones de años de antigüedad, de una “transición de resonancia” entre Marte y la Tierra. Una transición de resonancia es la consecuencia del “efecto mariposa” en la teoría del caos. Se basa en la idea de que cambios pequeños en las condiciones iniciales de un sistema no lineal pueden tener efectos grandes con el paso del tiempo.

En el contexto del sistema solar, el fenómeno se produce cuando dos cuerpos en órbita se atraen periódicamente, tal como ocurre cuando un planeta pasa relativamente cerca de otro en sus respectivas órbitas. Estas interacciones pequeñas pero regulares sobre la órbita de un planeta pueden causar cambios grandes en la posición y en la orientación de un planeta sobre su eje respecto al Sol y, en consecuencia, cambiar la cantidad de radiación solar que recibe en una región determinada. Dónde y cuánta radiación solar recibe un planeta es un factor clave en el clima.

“La Formación Niobrara exhibe un pronunciado depósito rítmico de capas debido a cambios en la abundancia relativa de arcilla y carbonato de calcio”, señala Meyers, quien emplea ciclos astronómicos para medir el tiempo geológico. “El origen de la arcilla (depositada en forma de arcilla compacta) es la erosión de la superficie terrestre y el aporte de arcilla a la vía marítima desde ríos. El origen del carbonato de calcio (caliza) son las conchas de organismos, principalmente microscópicos, que vivían en la columna de agua”. “El cambio climático influye en la deposición relativa de arcilla frente a la de carbonato de calcio, quedando así registrado el fenómeno astronómico con este proceso. Por ejemplo, imagine un clima muy húmedo y cálido que introduce arcilla en la vía marítima a través de los ríos, produciendo una roca rica en arcilla, alternando con un clima más seco y frío que aporta menos arcilla a la vía marítima y produce rocas ricas en carbonato de calcio o caliza”.

[Noticia completa]

Estimar la tasa de producción de estrellas

Posted on

Cómo medir la velocidad a la que nacen las estrellas

por Amelia Ortiz · 23 Febrero, 2017
22/2/2017 de Instituto de Astrofísica de Canarias / The Astrophysical Journal

Las observaciones de radio se basaron en la muestra de galaxias KINGFISH (“Key Insights on Nearby Galaxies: a Far-Infrared Survey with Herschel”). La figura muestra una compilación de imágenes infrarrojas de estas galaxias creadas a partir de las observaciones de Spitzer (SINGS) y Herschel (KINGFISH). Crédito: Maud Galametz.

Un equipo científico liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) consigue medir con precisión la tasa de formación estelar en las galaxias usando el rango de frecuencias de radio entre 1-10 GHz.

Casi toda la luz que vemos del Universo proviene de estrellas que se forman en densas nubes de gas en el medio interestelar. La rapidez con que se forman, es decir, la tasa de formación estelar (SFR, de sus siglas en inglés), depende de las reservas gaseosas de las galaxias y de las condiciones físicas del medio interestelar, que varía según las estrellas evolucionan. Medir la tasa de formación de estrellas es, por lo tanto, clave para comprender la formación y evolución de las galaxias.

Hasta ahora, se habían utilizado observaciones en diversas longitudes de onda para calcularla, cada una con sus ventajas e inconvenientes. Los trazadores de la SFR –sustancias que revelan la existencia de un agente o proceso- más frecuentemente usados en el espectro visible y ultravioleta pueden oscurecerse por el polvo interestelar, lo que ha motivado usar trazadores híbridos que combinan dos o más tipos de observaciones diferentes. Entre ellas, se incluye el rango infrarrojo porque puede ayudar a corregir ese oscurecimiento producido por el polvo. Sin embargo, a veces emplear estos trazadores no es tan sencillo porque otras fuentes  o mecanismos no relacionados con la formación de estrellas masivas pueden verse involucrados y conducir a resultados erróneos.

Ahora, un equipo de investigación internacional, liderado por la astrofísica del IAC Fatemeh Tabatabaei, ha realizado un análisis detallado de la distribución de la energía espectral de una muestra de galaxias, pudiendo medir por primera vez la energía que emiten y que puede usarse como trazador para calcular la tasa de formación estelar. “Hemos utilizado –explica la investigadora- la emisión en radio a frecuencias medias (1-10 GHz) ya que, en estudios previos, se observó una estrecha correlación infrarroja que abarcaba más de cuatro órdenes de magnitud de luminosidad”. Para explicarla, hicieron falta estudios más precisos para comprender los orígenes, la energía y los procesos que produjeron la emisión de radio observada en las galaxias.

Los resultados del mismo, publicados hoy en The Astrophysical Journal, revela que la emisión de radio entre 1-10 GHz empleada (una región ancha del espectro electromagnético) es un trazador ideal para calcular la tasa de formación estelar por varios motivos. Primero, el polvo interestelar no atenúa o absorbe la radiación en este rango de frecuencias; segundo, las estrellas masivas emiten esta radiación durante varias fases de su formación, desde que son jóvenes, regiones HII (zonas de gas ionizado donde se forman dichas estrellas) y remanentes de supernova (cuando mueren). Por último, no necesita combinarse con ningún trazador adicional, así que las medidas en esta franja son una forma más rigurosa para estimar la tasa de formación de estrellas masivas que los trazadores habitualmente usados.

[Noticia completa]

La enana ultrafría y los siete planetas

Posted on

La enana ultrafría y los siete planetas
Hallados mundos templados similares a la Tierra en un sistema planetario extraordinariamente rico

eso1706es — Comunicado científico
22 de Febrero de 2017

Los astrónomos han descubierto un sistema de siete planetas del tamaño de la Tierra a sólo 40 años luz de distancia. Utilizando telescopios basados en tierra y en el espacio, incluyendo el VLT (Very Large Telescope) de ESO, todos los planetas fueron detectados cuando pasaban delante de su estrella, la estrella enana ultrafría conocida como TRAPPIST-1. Según el artículo que aparece hoy en la revista Nature, tres de los planetas se encuentran en la zona habitable y podrían albergar océanos de agua en sus superficies, aumentando la posibilidad de que el sistema pudiese acoger vida. Este sistema encontrado tiene tanto el mayor número de planetas del tamaño de la Tierra como el mayor número de mundos que podrían contar con agua líquida en sus superficies.

Utilizando el telescopio TRAPPIST–Sur, instalado en el Observatorio La Silla, el Very Large Telescope (VLT), en Paranal, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, así como otros telescopios del mundo [1], los astrónomos han confirmado la existencia de, al menos, siete pequeños planetas orbitando la estrella enana roja fría TRAPPIST-1 [2]. Todos los planetas, nombrados como TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g y h, en orden creciente de distancia de su estrella, tienen tamaños similares a la Tierra [3].

Los astrónomos observaron los cambios en la emisión de luz de la estrella causados por cada uno de los siete planetas que pasan delante de ella — un evento conocido como tránsito — y esto les permitió extraer información acerca de sus tamaños, composiciones y órbitas [4]. Descubrieron que, al menos los seis planetas interiores, son comparables a la Tierra en cuanto a tamaño y temperatura.

El autor principal, Michaël Gillon, del Instituto STAR en la Universidad de Lieja (Bélgica) está encantado con los resultados: “Se trata de un sistema planetario sorprendente, no sólo porque hayamos encontrado tantos planetas, ¡sino porque son todos asombrosamente similares en tamaño a la Tierra!”.

Con tan solo el 8% la masa del Sol, TRAPPIST-1 es muy pequeña en términos estelares (solo un poco más grande que el planeta Júpiter) y, aunque está relativamente cerca de nosotros, en la constelación de Acuario (el aguador), es muy tenue. Los astrónomos esperaban que este tipo de estrellas enanas pudieran albergar muchos planetas del tamaño de la Tierra en órbitas apretadas, convirtiéndolas en objetivos prometedores para la búsqueda de vida extraterrestre, pero TRAPPIST-1 es el primer sistema de este tipo descubierto.

El coautor Amaury Triaud amplía la información: “La emisión de energía de estrellas enanas como TRAPPIST-1 es mucho más débil que la de nuestro Sol. Para que hubiera agua en sus superficies los planetas tendrían que estar en órbitas mucho más cercanas que las que podemos ver en el Sistema Solar. Afortunadamente, parece que este tipo de configuración compacta ¡es lo que estamos viendo alrededor de TRAPPIST-1!”.

El equipo determinó que todos los planetas del sistema son similares en tamaño a la Tierra y a Venus, o un poco más pequeños. Las mediciones de densidad sugieren que, al menos, los seis planetas de la zona más interna son probablemente rocosos en su composición.

Las órbitas planetarias no son mucho más grandes que las del sistema galileano de lunas de Júpiter y mucho más pequeñas que la órbita de Mercurio en el Sistema Solar. Sin embargo, el pequeño tamaño de TRAPPIST-1 y su baja temperatura significan que la energía que proporciona a sus planetas es similar a la recibida por los planetas interiores de nuestro Sistema Solar; TRAPPIST-1c, d y f reciben cantidades similares de energía que Venus, la Tierra y Marte, respectivamente.

Los siete planetas descubiertos en el sistema podrían, potencialmente, tener agua líquida en sus superficies, aunque sus distancias orbitales hacen que esto sean más probable en algunos de los candidatos que en otros. Los modelos climáticos sugieren que los planetas más interiores, TRAPPIST-1b, c y d, son probablemente demasiado calientes para albergar agua líquida, excepto tal vez en una pequeña fracción de sus superficies. La distancia orbital del planeta más externo del sistema, TRAPPIST-1h, no se ha confirmado, aunque es probable que sea demasiado distante y frío para albergar agua líquida — suponiendo que no esté teniendo lugar ningún proceso de calentamiento alternativo [5].  TRAPPIST-1e, f y g, sin embargo, representan el santo grial para los astrónomos cazadores de planetas, ya que orbitan en la zona habitable de la estrella y  podrían albergar océanos de agua en sus superficies [6].

Estos nuevos descubrimientos hacen del sistema de TRAPPIST-1 un objetivo muy importante para futuros estudios. El Telecopio Espacial Hubble de NASA/ESA ya está siendo utilizado para buscar atmósferas alrededor de los planetas y el miembro del equipo, Emmanuël Jehin, está entusiasmado con las futuras posibilidades: “Con la próxima generación de telescopios como el E-ELT (European Extremely Large Telescope de ESO), y el telescopio espacial JWST (NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope) pronto podremos buscar agua e incluso pruebas de vida en estos mundos”.

[Completa]

Dos objetos transneptunianos extremos peculiares

Posted on

Nuevos datos de dos asteroides lejanos apuntan al posible “Planeta Nueve”

por Amelia Ortiz · 22 Febrero, 2017
22/2/2017 de Instituto de Astrofísica de Canarias / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Representación esquemática de las órbitas de seis de los siete objetos transneptunianos extremos (ETNOs) utilizados para plantear la hipótesis del “Planeta Nueve”. En línea roja discontinua se muestra la órbita de este posible planeta. Crédito: Wikipedia.

Tras observarlos por primera vez mediante espectroscopía con el Gran Telescopio CANARIAS, las propiedades dinámicas de este par de asteroides sugieren un posible origen común y apuntan a la existencia de un planeta más allá de Plutón, el denominado “Planeta Nueve”.

En el año 2000, se descubrió en nuestro sistema solar el primero de una nueva clase de objetos lejanos, orbitando alrededor del Sol más allá de Neptuno: los “objetos transneptunianos extremos” (ETNOs, por sus siglas en inglés). Sus órbitas están muy alejadas en comparación con la terrestre. Nosotros orbitamos al Sol a una distancia media de una unidad astronómica (UA, 150 millones de km) y los ETNO lo hacen a más de 150 UA. Para hacerse una idea de su lejanía, la órbita de Plutón se encuentra a unas 40 UA y lo más cerca que pasa del Sol (perihelio) son 30 UA. Este descubrimiento marcó un punto de inflexión en el estudio del Sistema Solar exterior y, hasta la fecha, se han identificado un total de 21 objetos transneptunianos extremos.

Recientemente, varios trabajos han sugerido que las propiedades dinámicas de los ETNO podrían explicarse mejor si existiese uno o más planetas de varias masas terrestres orbitando a cientos de unidades astronómicas. En concreto, en el año 2016, los investigadores Brown y Batygin usaron las órbitas de siete de estos ETNO para predecir la existencia de una supertierra, girando en torno al Sol a unas 700 UA, en el rango de masas de planetas subneptunianos. A esta idea se la conoce como la hipótesis del Planeta Nueve y es uno de los temas de actualidad en el campo de las ciencias planetarias. Sin embargo, debido a su lejanía, la luz que nos llega de estos cuerpos es muy débil y, hasta hoy, de los 21 objetos transneptuanianos extremos conocidos, sólo uno, Sedna, había sido observado mediante espectroscopía.

Ahora, un equipo de investigación liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid, ha dado un paso más para caracterizar físicamente estos cuerpos y confirmar o refutar dicha hipótesis mediante el estudio de dos de ellos. Los científicos han llevado a cabo las primeras observaciones espectroscópicas de 2004 VN112 y 2013 RF98, ambos particularmente interesantes desde el punto de vista dinámico, pues sus órbitas son casi idénticas y sus polos orbitales presentan una separación angular extremadamente pequeña. Esto sugiere un origen común y sus órbitas actuales podrían ser resultado de una interacción en el pasado con el hipotético Planeta Nueve. El estudio, publicado recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propone que este par de objetos transneptunianos extremos fue un asteroide binario que se desligó tras acercarse a un planeta más allá de Plutón.

[Noticia completa]

De la galaxia de Andrómeda

Posted on

Fermi halla posibles conexiones con la materia oscura en la galaxia de Andrómeda

por Amelia Ortiz · Publicada 22 Febrero, 2017 · Actualizado 22 Febrero, 2017
22/2/2017 de NASA / The Astrophysical Journal

El exceso de rayos gamma (mostrados en amarillo- blanco) en el corazón de M31 apunta a eventos inesperados en la región central de la galaxia. Los científicos piensan que la señal podría ser producida por una variedad de procesos, incluyendo una población de púlsares o incluso por materia oscura. Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration y Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU program/NOAO/AURA/NSF.

El telescopio espacial de rayos gamma Fermi ha encontrado una señal en el centro de la vecina galaxia de Andrómeda que podría indicar la presencia de la sustancia misteriosa conocida como materia oscura. La señal de rayos gamma es parecida a la observada por Fermi en el centro de nuestra galaxia la Vía Láctea.

Los rayos gamma son las forma de luz de mayor energía, producida por los fenómenos ás violentos del Universo. Son habituales en galaxias como la Vía Láctea ya que los rayos cósmicos, partículas que se desplazan a casi la velocidad de la luz, producen rayos gamma cuando interacciones con las nubes de gas interestelar y la luz de las estrellas. Sorprendentemente, los últimos datos de Fermi demuestran que los rayos gamma en Andrómeda (M31) están confinados al centro de la galaxia, en lugar de hallarse dispersos por toda ella. Para explicar esta distribución poco habitual, los científicos proponen que la emisión podría proceder de varios orígenes indeterminados. Uno de ellos podría ser materia oscura, una sustancia desconocida que constituye la mayor parte del Universo. Otro sería una concentración rica de púlsares en el centro de M31.

“Esperamos que la materia oscura se acumule en las regiones más interiores de la Vía Láctea y de otras galaxias, razón por la que encontrar una fuente tan compacta es muy interesante”, explica el  Pierrick Martin, director del estudio.

Ahora que Fermi ha detectado una señal similar de rayos gamma en M31 y la Vía Láctea, los científicos pueden utilizar esta información para resolver misterios en ambas galaxias. Por ejemplo M31 emite pocos rayos gamma desde su disco, donde se forman la mayoría de las estrellas, indicando que hay menos rayos cósmicos circulando por allí. Dado que normalmente se piensa que los rayos cósmicos están relacionados con la formación estelar, la ausencia de rayos gamma en las regiones exteriores de M31 sugiere que o bien la galaxia crea rayos cósmicos de modo diferente, o bien que pueden escapar de la galaxia con mayor rapidez. El estudio de Andrómeda puede ayudar a ls científicos a comprender el ciclo de vida de los rayos cósmicos y cómo están conectados con la formación de estrellas.

Aunque serán necesarias más observaciones para determinar la fuente del exceso de rayos gamma, el descubrimiento constituye un emocionante punto de partida para aprender más sobre las dos galaxias, y quizás incluso sobre la todavía escurridiza naturaleza de la materia oscura.

[Noticia completa]

Predicen más gigantes gaseosos

Posted on

Una predicción: se encontrarán más gigantes de gas en órbita alrededor de estrellas similares al Sol

por Amelia Ortiz · 22 Febrero, 2017
22/2/2017 de Carnegie Science / The Astrophysical Journal

Modelo de Boss de un disco de formación de planetas que demuestra que pueden encontrarse planetas gigantes de gas en órbita alrededor de estrellas parecidas al Sol a distancias similares a las de Júpiter y Saturno. El disco comprende de 4 a 20 veces la distancia de la Tierra al Sol. Crédito: Alan Boss.

Los nuevos modelos de formación planetaria de Alan Boss (Carnegie) indican que puede haber toda una población por descubrir de planetas gigantes de gas en órbita alrededor de estrellas similares al Sol a distancias parecidas a las de Júpiter y Saturno.

La población de exoplanetas descubierta por diversos proyectos de búsqueda continúa creciendo. Estos hallazgos pueden mejorar los modelos que predicen dónde encontrar más. Los planetas predichos por Boss en este estudio podrían albergar la clave para resolver una antigua discusión acerca de la formación de los planetas gigantes de nuestro Sistema Solar a partir del disco de gas y de polvo que rodeaba al Sol en su juventud.

Una teoría mantiene que los gigantes de gas se forman igual que los planetas terrestres, por la acumulación lenta de material rocoso procedente del disco giratorio hasta que el objeto contiene material suficiente para atraer gravitatoriamente una gran envoltura de gas alrededor de un núcleo sólido. La otra teoría postula que los planetas gigantes de gas se forman rápidamente cuando el disco de gas forma brazos espirales, que crecen en masa y densidad hasta que se forman concentraciones que se convierten en bebés de planetas gigantes de gas.

Un problema de la primera opción es que no puede explicar cómo se forman los planetas gigantes más lejos de una cierta distancia orbital a sus estrellas, un fenómeno que encuentran cada vez más los intrépidos cazadores de planetas. “Dada la existencia de planetas gigantes de gas en órbitas tan grandes, la inestabilidad del disco o algo similar debe de ser incluida en la creación de al menos algunos exoplanetas”, afirma Boss. “Sin embargo, queda por responder la cuestión de si este método puede o no crear planetas gigantes de gas con órbitas más cercanas”.

Boss se propuso utilizar los modelos para comprobar si pueden formarse planetas gigantes de gas más cerca de sus estrellas teniendo en cuenta de otro modo el proceso de enfriamiento del disco. Sus simulaciones indican que puede haber una población, en su mayor parte todavía por detectar, de planetas gigantes en órbita alrededor de estrellas de tipo Sol a distancias de entre 6 y 16 veces la de la Tierra al Sol (Júpiter se encuentra a solo cinco veces esta distancia, y Saturno a más de nueve veces).

[Noticia completa]