El púlsar más brillante y lejano del Universo

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El púlsar más brillante y lejano del Universo

por Amelia Ortiz · 21 febrero, 2017
21/2/2017 de ESA / Science

NGC 5907 X-1 es un púlsar de récord, que se encuentra en la galaxia NGC 5907. La imagen contiene datos de la emisión en rayos X (azul/blanco) del telescopio espacial XMM-Newton de ESA y el observatorio de rayos X Chandra de NASA, y datos en el óptico del Sloan Digital Sky Survey (imagen de la galaxia y de las estrellas en primer plano). Crédito: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra y SDSS.

El telescopio espacial XMM-Newton de ESA ha encontrado un púlsar (los restos en rotación rápida  de lo que fue una estrella masiva) que es mil veces más brillante de lo que se creía posible. El púlsar es también el más lejano de su clase que haya sido detectado, y su luz ha tenido que recorrer 50 millones de años-luz antes de ser detectada por XMM-Newton.

Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas giratorias, que emiten radiación en dos haces simétricos por el cosmos. Si la alineación con la Tierra es correcta, estos haces son como los de un faro que parece emitir destellos al girar. En el pasado fueron estrellas masivas que explotaron con potentes explosiones de supernova al final de su vida natural, convirtiéndose en cadáveres estelares pequeños y extraordinariamente densos.

“Antes se pensaba que sólo los agujeros negros al menos 10 veces más masivos que nuestro Sol y alimentándose de compañeras estelares podían alcanzar luminosidades tan extraordinarias, pero las pulsaciones rápidas y regulares de esta fuente son características de las estrellas de neutrones y la diferencian claramente de los agujeros negros”, explica Gian Luca Israel (INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Italia).

Los datos de archivo revelan que el ritmo de giro del púlsar ha cambiado con el paso del tiempo, de 1.43 s por vuelta en 2003 a 1.13 s en 2014. Y aunque no es inusual que esto ocurra, la magnitud del cambio en este caso está probablemente relacionada con que el objeto está consumiendo masa rápidamente de una compañera. “El objeto está realmente poniendo en duda nuestras concepciones actuales sobre el proceso de acreción en estrellas de luminosidad alta”, sigue Gian Luca. “Es 1000 veces más luminoso que el máximo que se pensaba posible para una estrellas de neutrones acretante, así que se necesita algo más en nuestros modelos para explicar la enorme cantidad de energía emitida por el objeto”.

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Un árbol genealógico estelar

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Cartografiando el árbol genealógico de las estrellas

por Amelia Ortiz · 21 febrero, 2017
21/2/2017 de University of Cambridge / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Ilustración que muestra árboles genealógicos de estrellas, incluyendo el Sol. Crédito: Instituto de Astronomía.

Los astrónomos están tomando prestado principios aplicados en biología y arqueología para construir un árbol genealógico de las estrellas de la Galaxia. Estudiando las propiedades químicas de las estrellas, están componiendo estos árboles evolutivos mirando cómo se formaron las estrellas y cómo se conectan entre sí. Estas características hacen las veces de las secuencias de ADN.

“La utilización de algoritmos para identificar familias de estrellas es una ciencia que se halla constantemente en desarrollo. Los árboles filogenéticos añaden una dimensión extra a nuestros esfuerzos y por eso este método es tan especial. Las ramas del árbol nos dan información sobre la historia compartida entre las estrellas”, explica la Dra. Paula Jofré (Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge).

Los investigadores eligieron 22 estrellas para su estudio, incluyendo el Sol. Los elementos químicos han sido cuidadosamente medidos en espectros de alta resolución obtenidos con grandes telescopios instalados en el norte de Chile. Una vez fueron identificadas las familias utilizando su ADN químico, se estudió su evolución con la ayuda de sus edades y propiedades cinemáticas, obtenidas por la misión espacial Hipparcos de la ESA.

En la evolución, los organismos están relacionados entre sí por un patrón de ascendencia con modificaciones a medida que evolucionan. Las estrellas son muy diferentes de los organismos vivos, pero sí comparten una historia de ascendencia ya que todas se forman a partir de nubes de gas y llevan esa historia en su estructura química. Aplicando los mismos métodos filogenéticos que los biólogos utilizan para trazar la ascendencia en plantas y animales es posible explorar la ‘evolución’ de las estrellas en la Galaxia.

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El gran desafío de crear una imagen

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Se preparan para crear la primera imagen de un agujero negro

por Amelia Ortiz · 21 febrero, 2017
21/2/2017 de Phys.org

Sagitario A*. Esta imagen fue tomada por el observatorio de rayos X Chandra de NASA. Crédito: NASA.

Un equipo de investigadores de todo el mundo se prepara para crear lo que podría ser la primera imagen de un agujero negro. El proyecto es resultado de la colaboración entre equipos que disponen de receptores de radio distribuidos por todo el mundo y un equipo del MIT que reunirá los datos de los demás grupos y, con suerte, creará la imagen.

Cada uno de los 12 grupos participantes utilizará un equipo que ha sido instalado por el proyecto para registrar datos recibidos a una frecuencia de 230 GHz entre el 5 y el 14 de abril. Los datos serán grabados en discos duros que serán enviados al observatorio Haystack del MIT, donde un equipo de científicos los combinará utilizando la técnica de la interferometría de muy larga base, creando, en efecto, la ilusión de haber utilizado un solo radiotelescopio tan grande como la Tierra. El agujero negro en el que todos se concentrarán es el que se piensa que existe en el centro de nuestra galaxia la Vía Láctea, llamado Sagitario A*.

Un agujero negro no puede ser fotografiado, por supuesto, pues la luz no puede reflejarse ni escapar de él, por tanto, no habría luz que captar. Lo que los investigadores esperan detectar es la luz que rodea al agujero negro en su horizonte de sucesos, justo antes de desaparecer.

Los científicos piensan que la imagen que obtendrán será esencialmente un anillo alrededor de una mancha negra, pero debido al efecto Doppler, deberíamos de verlo con forma de luna creciente. El procesado en Haystack se cree que durará meses, lo que significa que no deberíamos esperar ver la imagen publicada en la prensa hasta 2018.

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Datando la Vía Láctea

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Datando el disco de la Vía Láctea

por Amelia Ortiz · 21 febrero, 2017
21/2/2017 de Smithsonian Astrophysical Observatory / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Fotografía de la galaxia de Andrómeda, una espiral como nuestra Vía Láctea. Los astrónomos han descubierto estrellas enanas blancas en el disco de la galaxia de la Vía Láctea y han medido sus propiedades para obtener una estimación de la edad del disco, encontrando que tiene como mínimo 11 mil millones de años de edad. Crédito: NOAO y Local Group Survey Team y T.A. Rector; University of Alaska Anchorage.

Cuando una estrella como nuestro Sol llegue a una edad avanzada, dentro de unos 7 mil millones de años, ya no será capaz de mantener el consumo de combustible nuclear. Tan solo le quedará la mitad de su masa, y se encogerá a una fracción de su radio actual, convirtiéndose en una estrella enana blanca. Al ser de las estrellas más viejas de la galaxia, las enanas blancas ofrecen un método independiente para datar las diferentes poblaciones de objetos galácticos.

El grueso disco de nuestra galaxia se piensa que tiene más de 10 mil millones de años de edad, pero esto se sabe con poca precisión. Las enanas blancas del disco pueden ser utilizadas para refinar esas estimaciones de la edad. Pero son difíciles de detectar ya que no se encuentran reunidas en grupos, como ocurre en el caso de las enanas blancas de los cúmulos globulares que pueblan el halo de la Vía Láctea.

El astrónomo Warren Brown de CfA y sus colaboradores han utilizado el telescopio MMT de 6.5m para tomar espectros de 57 candidatas a enana blanca del disco descubiertas en rastreos del cielo entero. Han descubierto estrellas de muchos tipos, algunas tenían atmósferas de helio puro y otras de hidrógeno puro, y también han estimado la edad del disco en 11 mil millones de años. El resultado concuerda con las estimaciones actuales pero también sugiere que la edad mínima aceptada hasta ahora debería de ser incrementada.

Son necesarias medidas adicionales para refinar el intervalo de edad y los científicos predicen que las exploraciones del cielo completo actualmente en marcha incrementarán significativamente el número de enanas blancas conocidas.

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Fenómeno de acoplamiento fotoacústico

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El origen de ruidos espeluznantes de meteoros, reexaminado por investigadores de Sandia

por Amelia Ortiz · 20 febrero, 2017
20/2/2017 de Sandia National Laboratories / Scientific Reports


El investigador de Sandia Richard Spalding, recientemente fallecido, examina el cielo por el que viajan los meteoros. Crédito: Randy Montoya.

Cuando un meteoro está a punto de golpear tu vecindario y te da un aviso previo emitiendo sonidos crepitantes, crujientes y siseantes mientras desciende, podrías pensar que el Universo está siendo caballeroso.

Pero estos avisos auditivos, que efectivamente se producen, parecen contrarios a las leyes de la física si son causados por la fricción del meteoro o asteroide que se mueve a gran velocidad, precipitándose a la atmósfera de la Tierra. Como el sonido viaja mucho más despacio que la luz, los sonidos deberían llegar varios minutos después de que caiga el meteoro, en lugar de acompañarlo o precederlo. Así que quizás no sean las ondas de choque atmosféricas de los meteoros las que causan estos ruidos espeluznantes.

Un investigador de Sandia ha sugerido que la intensa luz que emite el asteroide al quemarse en la atmósfera podría calentar repentinamente la superficie de objetos que se hallan a muchos kilómetros de distancia, lo que a su vez caliente el aire circundante. Esto podría crear sonidos cerca del observador. Un equipo de investigadores ha demostrado experimentalmente y ha analizado este efecto.

Han descubierto que los objetos con conductividad baja, como hojas, hierba, pintura oscura e incluso pelo, podrían calentarse con rapidez y transmitir el calor al aire cercano, generando ondas de presión con oscilaciones sutiles que crean una gran variedad de sonidos. El proceso recibe el nombre de acoplamiento fotoacústico.

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Examinando estrellas

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Examinando estrellas que explotan a través del estudio de núcleos atómicos

por Amelia Ortiz · 20 febrero, 2017
20/2/2017 de Michigan State University


Ilustración de artista que muestra una explosión estelar de tipo nova clásica en una estrella enana blanca. Fuente: Michigan State University.

Imagine poder observar los aspectos microscópicos de una nova clásica, una explosión estelar masiva sobre la superficie de una estrella enana blanca (tan grande como la Tierra) en un laboratorio, en lugar de hacerlo desde lejos con un telescopio. Esto es lo que pretende  Christopher Wrede (Michigan State University) estudiando núcleos exóticos o “isótopos raros” que influyen sobre estas detonaciones cósmicas.

“Los astrónomos observan las estrellas que explotan y los astrofísicos crean modelos de ellas en supercomputadoras”, explica Wrede. “En el laboratorio NSCL y, en el futuro, en el laboratorio de haces de isótopos raros, podemos medir las propiedades nucleares que controlan las explosiones estelares y sintetizan los elementos químicos, datos iniciales esenciales para los modelos. Los isótopos raros son como el ADN de las estrellas que explotan”.

“Los isótopos raros nos ayudan a comprender como las estrellas procesaron parte de los gases hidrógeno y helio del Big Bang, convirtiéndolos en elementos que constituyen los planetas sólidos y la vida”, comenta Wrede. “Los experimentos en laboratorios de isótopos raros están empezando a proporcionar información física detallada necesaria para comprender nuestro orígenes”.

En un experimento reciente, el equipo de Wrede investigó la producción estelar del isótopo radiactivo aluminio-26, presente en la Vía Láctea. Una inyección de aluminio-26 en la nebulosa que formó el Sistema Solar podría haber tenido influencia sobre la cantidad de agua presente en la Tierra. Los investigadores consiguieron identificar la última reacción nuclear desconocida que afecta a la producción de alumino-26 en las novas clásicas. Concluyeron que hasta un 30 por ciento podría ser producido en novas y el resto debe de ser creado en otras fuentes como las supernovas.

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Juno permanece en su órbita

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Juno permanecerá en su órbita actual alrededor de Júpiter

por Amelia Ortiz · 20 febrero, 2017
20/2/2017 de JPL


La tormentosa meteorología joviana. La nave espacial Juno volaba directamente por encima del polo sur de Júpiter cuando la cámara JunoCam tomó esta imagen el pasado 2 de febrero de 2017, desde una altitud de unos 101 000 kilómetros sobre las cubiertas de nubes. Desde esta perspectiva podemos ver el terminador (donde la día y la noche se encuentran) cortando sobre la inquieta atmósfera marmolada de las regiones del polo sur, encontrándose el propio polo aproximadamente en el centro de ese borde. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/John Landino.

La misión Juno de NASA, que permanece en órbita alrededor de Júpiter desde el pasado 4 de julio de 2016, permanecerá en su órbita actual de 53 días durante el resto de la misión. Esto permitirá a Juno conseguir sus objetivos científicos, y evitar el riesgo que supone un encendido de motores planeado anteriormente que habría reducido el periodo orbital de la nave espacial a 14 días.

Juno ha completado con éxito cuatro órbitas desde su llegada al planeta gigante, siendo la más reciente la finalizada el 2 de febrero. Su próximo acercamiento a Júpiter tendrá lugar el 27 de marzo.

El periodo orbital no afecta  a la calidad de los datos científicos recopilados por Juno en cada sobrevuelo, dado que la altitud sobre Júpiter será la misma en el momento de acercamiento máximo. De hecho, una órbita más larga ofrece oportunidades nuevas que permitirán explorar mejor el espacio a grandes distancias del planeta que se encuentra dominado por su campo magnético, incrementando el valor de las investigaciones de Juno.

A lo largo de cada órbita, Juno pasa rozando las capas de nubes de Júpiter, alcanzando distancias de tan solo 4100 kilómetros. Durante estos pasos, Juno estudia lo que hay debajo de la cubierta de nubes y las auroras de Júpiter para recopilar datos acerca de los orígenes del planeta, su estructura, atmósfera y magnetosfera.

El plan original de Juno preveía dos pasos alrededor de Júpiter en órbitas de 53 días, y luego reducir su periodo orbital a 14 días durante el resto de la misión. Sin embargo, las válvulas de helio que forman parte de la fontanería del motor principal de la nave espacial no funcionaron tal como se esperaba cuando el sistema de propulsión fue presurizado en octubre. La telemetría de la nave indicó que las válvulas tardaron varios minutos en abrirse, mientras que en otros encendidos del motor en el pasado tardaron solo unos segundos. Por tanto, un nuevo encendido del motor es considerado un riesgo para la consecución de los objetivos científicos de Juno, y los responsables han decidido cancelarlo.

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