23 de octubre de 2013

Planck cierra los ojos

El 14 de mayo de 2009 se lanzó al espacio un Ariane 5 con una carga muy valiosa: Los observatorios espaciales Herschel y Planck, de la Agencia Espacial Europea. El pasado junio, y tras una vida llena de observaciones astronómicas muy valiosas, Herschel cerró los ojos. Y hoy, sobre las 14:00 le llega el turno a Planck.
Sobre las 14:00 está prevista la desconexión de Planck.

La materia oscura

Gracias a Planck y sus mediciones, hemos conocido los porcentajes más exactos hechos hasta ahora sobre la materia oscura.

Según el análisis de resultados, el universo conocido está compuesto en un 4.9% de materia ordinaria, es decir, de materia que nuestros instrumentos son capaces de "ver", ya sea en el infrarrojo, visible o ultravioleta. La materia oscura, es decir, la materia que nuestros instrumentos no son capaces de captar directamente, llegaría a un 26.8%. En cuanto a la energía oscura, responsable de la expansión acelerada del universo, sería del 68.3%.

Impresión artística del satélite Planck. Créditos: ESA/JPL-Caltech.

Esto confirma lo que se venía diciendo años atrás, pero con un nivel de precisión mayor: el universo palpable, por decirlo de alguna manera, es un pequeño porcentaje del total.

Los instrumentos

Uno de sus instrumentos, el HFI (High Frequency Instrument), ya había agotado el helio líquido que lo refrigeraba a principios de 2012. A esa fecha, el Planck ya había realizado 5 estudios completos del cielo con el HFI y con el LFI (Low Frequency Instrument).

A partir de esa fecha, se vinieron realizando estudios únicamente con el LFI, lo que permitió profundizar en el fondo cósmico de microondas (CMB, cosmic microwaves background) realizando 3 estudios completos, afinando los resultados anteriores proporcionados por COBE y WMAP.

Imagen global del CMB proporcionada por Planck. Créditos: ESA.

Comparación del estudio del CMB proporcionado por COBE, WMAP y Planck. Créditos: NASA/JPL-Caltech/ESA.

Una jubilación segura

En palabras de Steve Foley, portavoz de la ESA, durante estos días están preparando al Planck para "un apagado seguro permanente" para situarlo en una órbita de aparcamiento alrededor del Sol alejada de la órbita del sistema Tierra-Luna, el mismo procedimiento que se siguió con el Herschel.

En resumen, los científicos e ingenieros involucrados con Planck, pueden desconectarlo con la conciencia tranquila ya que ha cumplido los objetivos.

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16 de octubre de 2013

Agujeros, ALMA y chorros de materia

Seguro que no os adelanto nada nuevo si os digo que en el centro de casi todas las galaxias hay un agujero negro supermasivo, incluida la nuestra. Estos agujeros son menos activos conforme van aumentando su edad, pero las interacciones entre los chorros que expulsan y su entorno, siguen moldeando las galaxias. Lo que sí es novedad es lo que publica hoy la revista Astronomy & Astrophysics, y es que han utilizado ALMA para sondear los chorros de dos agujeros negros a escalas muy diferentes: un agujero negro cercano (30 años luz) y relativamente tranquilo en la galaxia NGC 1433 y un objeto muy distante (11000 millones de años luz) y activo llamado PKS 1830-211.

Dos agujeros negros

Françoise Combes del Observatoire de Paris (Francia), autora principal del primer artículo, afirma que "ALMA ha revelado la existencia de una sorprendente estructura espiral en el gas molecular cercano al centro de NGC 1433 [...] Esto explica cómo fluye el material hacia el interior para alimentar al agujero negro. Con estas nuevas y precisas observaciones de ALMA hemos descubierto un chorro de material que fluye fuera del agujero negro, extendiéndose solo unos 150 años luz. Es el chorro molecular de este tipo más pequeño observado hasta ahora en una galaxia externa" mostrando así cómo este tipo de chorros pueden frenar la formación estelar y regular el crecimiento de los bulbos centrales de las galaxias. Este proceso, denominado retroalimentación, puede explicar la relación entre la masa de un agujero negro en el centro de una galaxia y la masa del bulbo que lo rodea.

Detallada imagen que muestra las partes centrales de la galaxia activa cercana NGC 1433. La imagen con el tenue fondo azul, que muestra los rastros de polvo centrales de esta galaxia, procede del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. Las estructuras de colores cercanas al centro fueron obtenidas con observaciones recientes de ALMA que han revelado, por primera vez, una forma espiral, así como un inesperado chorro. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. Combes.


La imagen principal muestra a la galaxia activa NGC 1433 obtenida con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. En el recuadro, la combinación del Hubble y ALMA. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. Combes.

En PKS 1830-211, Ivan Martí-Vidal y su equipo, del Onsala Space Observatory de la Chalmers University of Technology en Onsala, (Suecia) también han observado un agujero negro supermasivo con un chorro de ejección, pero este es mucho más brillante y activo, algo inusual ya que su brillante luz en su camino hacia la Tierra, topa con una galaxia masiva creando el efecto de lente gravitatoria y dividiendo el haz de luz en dos.


Imagen de amplio campo que rodea a la galaxia activa distante PKS 1830-211. Fue creada a partir de fotografías que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2. Esta parte del cielo, en la constelación de Sagitario está cerca de las regiones centrales de la Vía Láctea y tiene muchas estrellas. La remota galaxia se encuentra en el centro de la imagen, perdida entre estrellas de nuestra propia galaxia, mucho más cercanas. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

La indigestión de un agujero negro

De vez en cuando, de repente los agujeros negros supermasivos engullen una gran cantidad de masa, lo que aumenta la potencia de los chorros y provoca que la radiación aumente a las energías más altas. Ahora, ALMA ha captado, por casualidad, uno de estos eventos en PKS 1830-211.

Sebastien Muller, uno de los coautores del segundo artículo afirma que "observar con ALMA este caso de “indigestión” de un agujero negro ha sido totalmente casual. Estábamos observando PKS 1830-211 con otros fines y entonces detectamos sutiles cambios de color e intensidad en las lentes gravitatorias. Tras estudiar con detalle este comportamiento inesperado llegamos a la conclusión de que estábamos observando, por un golpe de suerte, en el momento adecuado, justo cuando nueva materia fresca entraba en la base del chorro del agujero negro".


Imagen de ALMA que muestra la distribución del gas molecular cercano al agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia NGC 1433. Al tiempo que han descubierto una estructura espiral, las observaciones de ALMA también han revelado un pequeño e inesperado chorro de material procedente del agujero negro central. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/F. Combes.

El equipo también quiso saber si este violento evento fue captado por otros telescopios y se sorprendieron al detectar una clara señal en rayos gamma gracias a las observaciones de monitorización del satélite Fermi-LAT. "Es la primera vez que se establece una conexión tan evidente entre los rayos gamma y las ondas de radio submilimétricas partiendo de la observación del chorro de un agujero negro", añade Muller.

Las dos nuevas observaciones son solo el inicio de las investigaciones de ALMA en torno a los trabajos relacionados con los chorros de agujeros negros supermasivos, tanto cercanos como distantes. El equipo de Combes ya está estudiando otras galaxias activas cercanas con ALMA, y se espera que el singular objeto PKS 1830-211 sea el centro de muchas otras investigaciones futuras con ALMA y otros telescopios.
Estos trabajos de investigación se presentan en dos artículos: “ALMA observations of feeding and feedback in nearby Seyfert galaxies: an AGN-driven outflow in NGC1433”, por F. Combes et al., y “Probing the jet base of the blazar PKS 1830−211 from the chromatic variability of its lensed images: Serendipitous ALMA observations of a strong gamma-ray flare”, por I. Martí-Vidal et al. Ambos artículos aparecen en la revista Astronomy & Astrophysics.
El primer equipo está compuesto por F. Combes (Observatorio de París, Francia), S. García-Burillo (Observatorio de Madrid, España), V. Casasola (INAF–Instituto de Radioastronomía, Milán, Italia), L. Hunt (INAF–Observatorio Astrofísico de Arcetri, Florencia, Italia), M. Krips (IRAM, Saint Martin d’Hère, France), A. J. Baker (Rutgers, Universidad estatal de New Jersey, Piscataway, EE.UU.), F. Boone (CNRS, IRAP, Toulouse, Francia), A. Eckart (Universität zu Köln, Alemania), I. Márquez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, España), R. Neri (IRAM), E. Schinnerer (Instituto Max-Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania) y L. J. Tacconi (Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Múnich, Alemania). 
El segundo equipo está compuesto por I. Martí-Vidal (Universidad Chalmers de Tecnología, Observatorio Espacial de Onsala, Onsala, Suecia), S. Muller (Onsala), F. Combes (Observatorio de París, Francia), S. Aalto (Onsala), A. Beelen (Instituto de Astrofísica Espacial, Universidad Paris-Sur, Francia), J. Darling (Universidad de Colorado, Boulder, EE.UU.), M. Guélin (IRAM, Saint Martin d’Hère, Francia; Ecole Normale Supérieure/LERMA, París, Francia), C. Henkel (Instituto Max-Planck de Radioastronomía [MPIfR], Bonn, Alemania; Universidad King Abdulaziz, Jeddah, Arabia Saudí), C. Horellou (Onsala), J. M. Marcaide (Universidad de Valencia, España), S. Martín (ESO, Santiago, Chile), K. M. Menten (MPIfR), Dinh-V-Trung (Academia de Ciencia y Tecnología de Vietnam, Hanoi, Vietnam) y M. Zwaan (ESO, Garching, Alemania)
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9 de octubre de 2013

Una flor en el espacio

A ojos del Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA), la galaxia elíptica PGC 6240 parece una rosa cósmica donde los pétalos están formados por nebulosas estelares, donde algunos de ellos están muy cerca del centro de la galaxia. Por contra, otros se han ido alejando hasta el punto de desprenderse casi totalmente de la estructura principal.


La bonita imagen de la galaxia PGC 6240 en forma de flor captada por el Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA) sobre un telón de fondo plagado de galaxias. Creditos: ESA/Hubble & NASA. Agradecimiento: Judy Schmidt.


Los astrónomos han estudiado esta galaxia, situada en la constelación de Hydra a 350 millones de años luz, no sólo por su estructura sino por los cúmulos globulares que la rodean. En las galaxias con cúmulos globulares analizadas, estos se formaron prácticamente al mismo tiempo, tienen la misma edad. Pero en esta galaxia sucede algo extraño: los cúmulos globulares se pueden repartir en dos grupos diferenciados atendiendo a su edad: unos de la edad corriente del resto; otros, mucho más jóvenes.


Imagen del Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA) tomada desde el transbordador espacial Atlantis. Créditos: NASA.


A raíz de analizar en detalle las imágenes de la galaxia se ha llegado a una conclusión que explicaría la diferencia de edad de los cúmulos globulares. Esta explicación se basa en que la galaxia PGC 6240 es producto de una fusión de galaxias en un pasado reciente, lo que provocó una serie de ondas creando las capas concéntricas otorgándole esta morfología tan particular. La energía liberada en esta fusión pudo provocar una gran actividad de formación estelar tanto en el interior como en el exterior de la galaxia, dando pie a la formación de nuevos cúmulos globulares a su alrededor.

Para terminar, no sólo merece la pena mirar la foto por los resultados que ha ofrecido. Además es un regalo para la vista, no sólo por la forma de rosa que la galaxia y sus capas nos ofrece, sino por el telón de fondo que nos ofrece: un cielo plagado de galaxias. Una auténtica joya del Hubble.

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Una jarra de cerveza muy grande

El telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ha captado una imagen sorprendentemente detallada de la nebulosa de Toby Jug, una nube de gas y polvo que rodea a una estrella gigante roja.


Imagen de la nebulosa IC 2220, conocida como Toby Jug, es un ejemplo de nebulosa de reflexión. Créditos: ESO.

A unos 1200 años luz de distancia y enmarcada dentro de los límites de la constelación de Carina, encontramos la nebulosa de reflexión IC 2220, popularmente conocida como nebulosa e Toby Jug. La luz que refleja es la proporcionada por la estrella gigante roja HD 65750, así pues, ilumina la nube de gas y polvo creando el efecto de perspectiva que hace que nos recuerde a una especie de jarrón dejando entrever la simetría del conjunto.

Ubicación de la nebulosa Toby Jug, marcada con un círculo rojo, en la constelación de Carina. Muchas de las estrellas que muestra el mapa pueden verse a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas. Créditos: ESO, IAU and Sky & Telescope.

La estrella, al crecer para convertirse en la gigante roja que es ahora, expulsó al exterior sus capas más externas y formando la nebulosa que la rodea llegando a alcanzar el tamaño de un año luz, aunque seguirá creciendo. Los materiales polvorientos de los que está formada la nube se conocen siendo estos carbono, dióxido de titanio y óxido de calcio, entre otros. Aunque el elemento que más luz refleja, según estudios en el infrarrojo, es el dióxido de silicio o sílice.


Imagen de amplio campo que muestra la zona del cielo que rodea a la nebulosa Toby Jug. Se creó a partir de fotografías que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Agradecimientos: Davide De Martin.

El apodo de Toby Jug se lo pusieron los astrónomos británicos Paul Murdin, David Allen y David Malin debido a su forma, similar a una antigua jarra inglesa llamada Toby Jug que les era familiar en su juventud.

La imagen se obtuvo como parte del programa Joyas Cósmicas de ESO.

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Premio Nobel de Física 2013

Este año era una apuesta segura. Todo hacía indicar que los descubridores del bosón de Higgs, Peter Higgs (29 de mayo de 1929) y François Englert (6 de noviembre de 1932), iban a ser los agraciados. Y así ha sido. Antes de seguir, comentar que Higgs y Englert descubrieron la existencia teórica de este bosón de manera independiente, y en el caso de Englert, tuvo la colaboración del científico Robert Brout, ya fallecido. Por norma, el Nobel sólo se puede entregar en vida, y ese es el motivo de que Brout no aparezca entre los agraciados. Si estuviese con vida, también hubiese ganado el premio.

Englert (izquierda) y Higgs (derecha) el día en el que se anunció el descubrimiento del bosón de Higgs. Créditos: CERN.

La academia sueca de ciencias en su comunicado ha otorgado el premio a Higgs y Englert "por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente fue confirmado a través del descubrimiento de la partícula fundamental prevista, por los experimentos ATLAS y CMS en el gran colisionador de hadrones del CERN".

Fue en el año 1964 cuando hicieron el anuncio: teorizaron la existencia de una nueva partícula sin la cual el universo no sería tal y como lo conocemos ahora mismo; una partícula que sin ella, no existiría la masa y por lo tanto no existirían ni los electrones que provocan que puedas leer esto. Sin esa partícula, la concepción del universo sería totalmente distinta.

De manera teórica la existencia de la partícula era clara. Gracias a ella el modelo estándar cobraba sentido. A nivel experimental, tuvimos que esperar, y no poco tiempo. Un total de 48 años. A principios de julio de 2012, los científicos del CERN anunciaban el descubrimiento. Desde ese momento, las apuestas por el Nobel se dispararon hacia estos señores.

Todavía queda mucho por descubrir en el universo, pero hallazgos del calibre del bosón de Higgs ponen de manifiesto la tecnología a la que estamos llegando y hacen prever los saltos tecnológicos que en breve seremos capaces de dar. Y aún así, casi todo el universo estará por descubrir.

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