ALMA

Detectan reservas turbulentas de gas frío en galaxias

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ALMA detecta enormes reservas ocultas de gas turbulento en galaxias distantes

eso1727es — 30 de Agosto de 2017

Primera detección de moléculas CH+ en galaxias starburst distantes proporciona información sobre la historia de la formación estelar en el Universo.

Con ALMA se han podido detectar reservas turbulentas de gas frío alrededor de galaxias starburst distantes. Al detectar CH+ por primera vez, esta investigación abre un nuevo camino de exploración sobre una época crucial de la formación estelar en el Universo. La presencia de esta molécula arroja nueva luz sobre cómo las galaxias consiguen extender su período de rápida formación estelar. Los resultados aparecen en la revista Nature.

Un equipo liderado por Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure y el Observatorio de Paris, Francia) han utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para detectar marcas de la molécula de hidruro de carbono CH+ [1] en galaxias starburst [2] distantes. El grupo identificó señales claras de CH+ en cinco de seis galaxias estudiadas, incluyendo Cosmic Eyelash (eso1012) [3]. Esta investigación entrega nueva información que ayuda a que los astrónomos entiendan el crecimiento de las galaxias, y cómo los alrededores de una galaxia impulsan la formación estelar.

“CH+ es una molécula especial. Necesita mucha energía para formarse y es muy reactiva, lo que significa que su vida es muy breve y que no puede ser transportada muy lejos. CH+ por lo tanto rastrea la forma en que la energía fluye en las galaxias y sus alrededores”, indicó Martin Zwaan, astrónomo de ESO que contribuyó en el artículo.

La forma en la que el CH+ rastrea la energía puede entenderse por analogía a estar en un bote en un océano tropical durante una noche oscura, sin Luna. Cuando hay buenas condiciones, el plancton fluorescente puede iluminar el entorno del bote mientras navega. La turbulencia causada por el bote al deslizarse por las aguas, provoca que el plancton emita luz, lo cual revela la existencia de las regiones turbulentas en el agua oscura subyacente. Dado que el CH+ se forma únicamente en áreas pequeñas donde los movimientos turbulentos del gas se disipan, su detección esencialmente rastrea la energía en una escala galáctica.

El CH+ observado revela ondas de choque densas, impulsadas por vientos galácticos veloces y cálidos originados al interior de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos fluyen a través de una galaxia, expulsando material de esta, pero sus movimientos turbulentos son tales que parte del material puede ser recapturado por la atracción gravitatoria de la galaxia misma. Este material se reúne en reservas turbulentas enormes de gas frío y de baja densidad, extendiéndose más de 30.000 años luz desde la región de formación estelar de la galaxia [4].

“Con el CH+ vemos que la energía se almacena dentro de grandes vientos del tamaño de una galaxia, y termina como movimientos turbulentos en reservas antes desconocidas de gas frío alrededor de la galaxia”, afirmó Falgarone, autor principal del nuevo artículo “Nuestros resultados desafían la teoría de la evolución de la galaxia. Al impulsar la turbulencia en las reservas, estos vientos galácticos extienden la fase del estallido de formación estelar, en vez de extinguirla”.

El equipo determinó que los vientos galácticos no podrían por sí solos reponer las reservas gaseosas recientemente reveladas, y sugiere que la masa es proporcionada por fusiones galácticas o por la acreción de corrientes de gas ocultas, como predice la teoría actual.

“Este descubrimiento representa un gran paso adelante en nuestro entendimiento sobre cómo la afluencia de materia es regulada alrededor de las galaxias starburst más intensas del Universo primitivo”, indicó el Director de Ciencias de ESO, Rob Ivison, coautor del artículo. “Esto muestra lo que puede lograrse cuando científicos de distintas disciplinas se reúnen para aprovechar las capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo”.
Notas

[1] El CH+ es un ion de la molécula CH conocido como methylidynium para los químicos. Es una de las tres primeras moléculas descubiertas en el medio interestelar. Desde su descubrimiento a comienzos del decenio de 1940, la presencia de CH+ en el espacio interestelar ha sido un misterio porque es extremadamente reactivo, y por lo tanto desaparece más rápidamente que otras moléculas.

[2] Estas galaxias son conocidas por tener un índice mucho mayor de formación estelar en comparación a galaxias tranquilas como la Vía Láctea, haciendo a estas estructuras ideales para el estudio del crecimiento de una galaxia, y de la interacción entre gas, polvo, estrellas y los agujeros negros en el centro de las galaxias.

[3] Se usó ALMA para obtener el espectro de cada galaxia. Un espectro es un registro de luz, normalmente de un objeto astronómico, dividido en sus distintos colores (o longitudes de onda), tal como ocurre cuando las gotas de lluvia dispersan la luz para formar un arcoíris. Ya que cada elemento tiene una “huella” única en un espectro, los espectros pueden usarse para determinar la composición química de los objetos observados.

[4] Estas reservas turbulentas de gas diseminado pueden ser de la misma naturaleza que los halos gigantes brillantes observados alrededor de distantes cuásares.

[Fuente]

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Caparazón estelar con interesante química

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ALMA capta un “caparazón” estelar con una interesante química PDF Imprimir E-mail
29/9/2016 de ESO

Ilustración del núcleo molecular caliente descubierto en la Gran Nube de Magallanes 1 of 2

Esta ilustración muestra las moléculas encontradas en un núcleo molecular caliente en la Gran Nube de  Magallanes con ALMA. Este núcleo es el primero de estos objetos hallado fuera de la Vía Láctea y tiene una composición química significativamente diferente de los que se encuentran en nuestra propia galaxia. Crédito: FRIS/Tohoku University.

Un equipo japonés de astrónomos, utilizando ALMA, ha descubierto una masa densa y caliente de moléculas complejas que envuelve, como si fuera un caparazón, a una estrella recién nacida. Este singular caparazón molecular caliente es el primero de su clase que ha sido detectado fuera de la galaxia Vía Láctea. Tiene una composición molecular muy diferente a la de otros objetos similares de nuestra propia galaxia, una interesante pista que puede indicarnos que la química que tiene lugar en el universo podría ser mucho más diversa de lo esperado.

Un equipo de investigadores japoneses ha utilizado el poder de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar una estrella masiva conocida como ST11 situada en nuestra vecina galaxia enana, la Gran Nube de Magallanes (LMC, de Large Magellanic Cloud). Se detectó la emisión de una serie de gases moleculares. Los datos indicaban que el equipo había descubierto una región concentrada de gases moleculares relativamente caliente y denso alrededor de la estrella recién encendida ST11. Esto evidenciaba que habían encontrado algo nunca antes visto fuera de la Vía Láctea: un núcleo molecular caliente (hot molecular core en inglés).

Takashi Shimonishi, un astrónomo en la Universidad de Tohoku (Japón) y autor principal del artículo científico, muestra su entusiasmo: “Es la primera detección de un núcleo molecular caliente extragaláctico y demuestra la gran capacidad de los telescopios de nueva generación para el estudio de los fenómenos astroquímicos más allá de la Vía Láctea”.

Las observaciones de ALMA revelaron que este núcleo recién descubierto en LMC tiene una composición muy diferente a otros objetos similares encontrados en la Vía Láctea. Las firmas químicas más prominentes en el núcleo de LMC incluyen moléculas como dióxido de azufre, óxido nítrico y formaldehído — junto con el omnipresente polvo cósmico. Pero el nuevo núcleo molecular caliente detectado tiene abundancias muy bajas de varios compuestos orgánicos, incluyendo metanol (la molécula más simple de alcohol). En cambio, los núcleos estudiados en la Vía Láctea, contienen una amplia variedad de moléculas orgánicas complejas, incluyendo el metanol y el etanol. Takashi Shimonishi, explica: “Las observaciones sugieren que las composiciones moleculares de los materiales que forman estrellas y planetas son mucho más diversas de lo que esperábamos”.

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Actualizado ( Jueves, 29 de Septiembre de 2016 10:17 )  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7815%3Aalma-capta-un-caparazon-estelar-con-una-interesante-quimica&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es

Exploran el Campo Ultra Profundo

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ALMA explora el Campo Ultra Profundo del Hubble PDF Imprimir E-mail
23/9/2016 de ESO

Esta imagen combina una imagen de fondo tomada por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA (azul/verde) con una nueva visión muy profunda de ALMA de este campo (naranja, marcado con círculos). Todos los objetos que ve ALMA parecen ser galaxias con formación de estrellas masivas.

Esta imagen combina una imagen de fondo tomada por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA (azul/verde) con una nueva visión muy profunda de ALMA de este campo (naranja, marcado con círculos). Todos los objetos que ve ALMA parecen ser galaxias con formación de estrellas masivas. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/J. Dunlop et al. y S. Beckwith (STScI) y el HUDF Team.

Varios equipos internacionales de astrónomos han utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para explorar el distante rincón del universo revelado por primera vez en las icónicas imágenes de Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF, Hubble Ultra Deep Field). Estas nuevas observaciones de ALMA son mucho más profundas y precisas que sondeos anteriores realizados en longitudes de onda milimétricas. Muestran claramente cómo la tasa de formación estelar en galaxias jóvenes está estrechamente relacionada con su masa total de estrellas. También trazan la abundancia de gas implicado en la formación estelar en diferentes puntos en el tiempo, previamente desconocida, proporcionando una nueva visión de la “edad de oro” de la formación de galaxias hace aproximadamente 10.000 millones de años.

En 2004, se publicaron las imágenes de Campo Ultra Profundo de Hubble — observaciones pioneras de campo profundo llevadas a cabo con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA —. Estas espectaculares fotos hicieron la exploración más profunda hecha hasta el momento y revelaron una colección de galaxias que se extienden hasta menos de 1.000 millones de años después del Big Bang. El área fue observada varias veces por el Hubble y muchos otros telescopios, obteniendo como resultado la visión más profunda del universo hasta la fecha.

Los astrónomos que han utilizado ALMA han hecho un sondeo de esta ventana al universo distante, aparentemente ordinaria, pero muy estudiada. Y lo han hecho de forma profunda por primera vez y con mucha precisión en el rango milimétrico de la luz. Esto les permite ver el débil resplandor de las nubes de gas y también las emisiones de polvo caliente en galaxias del universo temprano.

Un equipo dirigido por Jim Dunlop (Universidad de Edimburgo, Reino Unido) ha demostrado con este estudio que la masa estelar de una galaxia es el mejor indicador de la tasa de formación estelar en el universo con alto desplazamiento al rojo. Esencialmente, detectaron todas las galaxias de alta masa y prácticamente nada más.

El segundo equipo, liderado por Manuel Aravena (Núcleo de Astronomía, Universidad Diego Portales, Santiago, Chile) y Fabian Walter (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania), llevó a cabo una búsqueda más profunda con cerca de un sexto del total del HUDF. “Hemos realizado la primera búsqueda tridimensional de gas frío en el universo temprano completamente a ciegas”, afirma Chris Carilli, (astrónomo del NRAO -Observatorio Nacional de Radioastronomía-, Socorro, Nuevo México, EE.UU.) y miembro del equipo de investigación. “Gracias a esto, hemos descubierto una población de galaxias que no se ve con tanta evidencia en otros estudios profundos del cielo”.

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Actualizado ( Viernes, 23 de Septiembre de 2016 06:57 )  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7808%3Aalma-explora-el-campo-ultra-profundo-del-hubble&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es

Interacciones protoplanetarias

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ALMA confirma las predicciones acerca de las interacciones entre discos protoplanetarios y planetas
2/2/2016 de ALMA / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS)

Artistic illustration of the Sz 91 system. The blue color represents the gas in the disc, which extends far beyond the dust ring and is also detected inside the ring. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Mark Garlick | Download image

Ilustración de artista del sistema de Sz 91. El color azul representa el gas del disco, que se extiende más allá del anillo de polvo y que también se detecta dentro del anillo. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Mark Garlick.

 

Nuevas observaciones, realizadas con el conjunto de radiotelescopios Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del disco que rodea una estrella joven, menos masiva que el Sol, confirman las teorías sobre la interacción entre planetas recién formados y discos. Un equipo de astrónomos, dirigido por Héctor Cánovas, de la Universidad de Valaparaíso y el Millennium ALMA Disk Nucleus (MAD), observó el disco de polvo posiblemente esculpido por planetas en formación alrededor de la estrella Sz 91, a una distancia de unos 650 años luz de la Tierra.

Los resultados obtenidos muestran el primer disco alrededor de una estrella que es menos masiva que la nuestra (sólo tiene la mitad de la masa de nuestro Sol), exhibiendo simultáneamente la migración de partículas de polvo desde las zonas más exteriores y signos evidentes de la interacción entre planetas jóvenes con el disco en la zona más interior.

Los planetas nacen en discos de gas y polvo que rodean estrellas jóvenes y las alimentan  con su material, dejando una “huella” de esta interacción en la estructura del disco. Los modelos teóricos que estudian esta interacción predicen que los planetas gigantes excavan el disco protoplanetario, creando un “hueco” en la parte más interna del disco, impidiendo que las partículas de polvo, del tamaño de milímetros (como granos de arena en una playa) sigan su viaje hacia la estrella central. Al mismo tiempo las partículas de polvo de las partes más exteriores del disco (las más alejadas de la estrella) se están desplazando hacia el interior por la acción combinada de las fuerzas de gravedad y aerodinámicas.

La combinación de todos estos efectos debería de crear una acumulación de polvo en el borde del hueco. Como consecuencia, debería de verse un anillo bien definido en la emisión de luz de los discos que albergan planetas gigantes recién formados. Esto es lo que ALMA ha observado.

“La nítida imagen de ALMA muestra un anillo alrededor de la estrella joven. Y es un anillo sorprendentemente grande, con unas tres veces el tamaño de la órbita de Neptuno (un radio de aproximadamente 110 unidades astronómicas)”, explica Cánovas. La imagen de ALMA sólo muestra el anillo, ya que el radiotelescopio detecta las partículas de polvo frías que lo componen y no los planetas y la estrella, ya que estos están formados principalmente por gas caliente.

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Actualizado ( Martes, 02 de Febrero de 2016 10:06 )   http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7159%3Aalma-confirma-las-predicciones-acerca-de-las-interacciones-entre-discos-protoplanetarios-y-planetas&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es