29 de septiembre de 2014

Buenos cielos y buena suerte

El descubrimiento del que hoy os voy a hablar marca un hito en el camino a la hora de detectar moléculas en exoplanetas pequeños, los llamados exo-Tierras, poniéndolos en el punto de mira.

Antes de hablar del descubrimiento en sí, hay que decir que las nubes en las atmósferas de los planetas pueden bloquear la visión de su superficie, y esa información que las nubes ocultan puede revelar información sobre la composición e historia del planeta. Por lo tanto, encontrar cielos despejados implica una buena visibilidad de la superficie.

El descubrimiento

"Cuando los astrónomos observan por la noche con los telescopios, dicen 'buenos cielos' -clear skies en inglés- para desear buena suerte", dice Jonathan Fraine autor principal de la investigación. Y ahora sí, hablamos del descubrimiento. "Hemos encontrado 'buenos cielos' -clear skies- en un planeta lejano. Esto también significa buena suerte porque al no haber nubes no nos impide ver las moléculas de agua", confirma Fraine.

Imagen 1: Concepción artística que muestra cómo podrían ser los cielos en otros planetas. A la izquierda, un planeta con una atmósfera con nubes ocultando las capas bajas de la atmósfera. A la derecha, un exoplaneta con cielos despejados. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

El exoplaneta descubierto donde se aprecian los clear skies es HAT-P-11b un exoplaneta que por su tamaño se cataloga como un exo-Neptuno que está situado a 120 años luz en la dirección a la constelación de Cygnus. A diferencia de nuestro Neptuno, este planeta orbita muy cercano a su estrella. De hecho, su "año" dura tan solo cinco días. Se trata de un mundo cálido que se piensa que tiene un núcleo rocoso, un manto de líquido y hielo, y una espesa atmósfera.

Parte del desafío en el análisis de las atmósferas de planetas como éste es su tamaño. Planetas similares a Júpiter -más grandes- son más fáciles de observar y los investigadores ya han sido capaces de detectar vapor de agua en la atmósfera de alguno de ellos. Sin embargo, los exoplanetas mas pequeños aparecían cubiertos por un manto nuboso, excepto HAT-P-11b.

El secreto de las líneas de absorción

El equipo de científicos ha usado el instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) del Telescopio Espacial Hubble con una técnica llamada espectroscopía de transmisión, mediante la cual el exoplaneta es observado cuando pasa por delante del disco de su estrella madre, es decir, cuando se produce un tránsito. Cuando esto ocurre, se pueden observar las líneas de absorción del planeta, ya que cuando la luz de la estrella pasa a través de la atmósfera del planeta, absorbe las líneas correspondientes a los elementos que la componen, en este caso, vapor de agua entre otros.

Imagen 2: Representación artística del exoplaneta HAT-P-11b al borde del tránsito. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

"Cuando planeamos observar HAT-P-11b desconocíamos si había nubes o no", dice Nikku Madhusudhan, miembro del equipo de investigación. "Vimos que el planeta no tenía grandes nubes bloqueando la visión. En un futuro podremos encontrar estos cielos despejados en planetas más pequeños", añade.

Había que asegurarse

Antes de celebrar que se trataba de valor de agua, había que confirmar que procedían del planeta y no de manchas en la estrella. Afortunadamente, Kepler ha medido durante años el tránsito del exoplaneta y la luz resultante fue combinada con datos obtenidos por otro telescopio espacial: Spitzer. Comparando todos los datos, los astrónomos pudieron confirmar que el vapor de agua procedía del planeta y no de la estrella.

Además, el vapor de agua no se encuentra en zonas aisladas del planeta, sino que está cubierto totalmente por esta molécula, además de gas hidrógeno y otras moléculas todavía por identificar. Este exoplaneta no es solo el planeta más pequeño encontrado con vapor de agua en su atmósfera, también es el planeta más pequeño en las que las moléculas han sido detectadas usando espectroscopía. Ahora los teóricos crearán nuevos modelos para explicar la composición y el origen de estos planetas.

Distinto a nuestros planetas cercanos

Aunque HAT-P-11b se cataloga como un exo-Neptuno, es muy distinto a cualquier planeta de nuestro Sistema Solar. Cuando analicen como se pudo formar el planeta, los científicos tendrán muchas mas pistas para saber como se forman otros mundos tan distantes como este.

"Estamos trabajando en la línea de exoplanetas tipo Júpiter caliente y tipo Neptuno", afirma Drake Deming, co-autor del artículo que explica el estudio. "Queremos expandir nuestro conocimiento a diversos tipos de exoplanetas", añade.

Imagen 3: Gráfico que muestra las líneas de absorción del exoplaneta HAT-P-11b a partir de la espectroscopía de transmisión. Créditos: NASA/ESA/STScI.

Los astrónomos tienen planeado examinar más exo-Neptunso en el futuro y esperan aplicar el mismo método para examinar exo-Tierras y exo-súper Tierras. Nuestro Sistema Solar no tiene ninguna súper Tierra, pero otros telescopios las están encontrando alrededor de otras estrellas y cuando llegue el James Webb Space Telescope (NASA/ESA) en 2018, podrá encontrar signos de vapor de agua y otras moléculas en estas súper Tierras. Sin embargo, todavía hay que dar un paso más para poder encontrar océanos y mundos potencialmente habitables.

Este trabajo es importante para futuros estudios de súper Tierras y pequeños planetas. Podría permitir a los astrónomos avanzar en la búsqueda de planetas con atmósferas limpias donde las moléculas puedan ser detectadas. Una vez más, los astrónomos cruzarán los dedos para tener "clear skies".
Los resultados del estudio han sido publicados en la edición digital de la revista Nature del 24 de septiembre bajo el título "Water Vapor Absorption in the Clear Atmosphere of an exo-Neptune".

El equipo internacional de astrónomos está formado por J. Fraine (University of Maryland, Estados Unidos; Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; California Institute of Technology, Estados Unidos), D. Deming (University of Maryland, Estados Unidos; NASA Astrobiology Institute, Estados Unidos), B. Benneke (California Institute of Technology, USA), H. Knutson (California Institute of Technology, Estados Unidos), A. Jordán (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), N. Espinoza (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), N. Madhusudhan (University of Cambridge, Reino Unido), A. Wilkins (University of Maryland, Estados Unidos), K. Todorov (ETH Zürich, Suiza).
Nota de prensa:
Artículo científico: 

Referencias:

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25 de septiembre de 2014

No debe ser tan joven como parece

Durante décadas los astrónomos han estudiado la evolución de galaxias mejorando nuestro conocimiento de cómo las galaxias cambiar a lo largo de la historia del universo. Gran parte de este conocimiento lo hemos adquirido gracias al Hubble Space Telescope (NASA/ESA) que ha permitido a los astrónomos observar objetos situados a una gran distancia y por lo tanto, mirar atrás en el tiempo. 

Es muy valiosa la información que obtenemos al mirar hacia el pasado muy lejano para observar las galaxias más jóvenes, pero en ocasiones acarrea ciertos problemas. Todas las galaxias recién nacidas se encuentran muy alejdas de nosotros y se nos muestran muy pequeñas y débiles en las imágenes. Por el contrario, todas las galaxias cercanas a nosotros las vemos como más envejecidas.

¿Un buen candidato?

La galaxia DDO 68, capturada por el Hubble, fue un descubrimiento que la incluyó como una de las mejores candidatas a galaxia recién nacida en nuestro vecindario cósmico. La galaxia está situada a 39 millones de años luz y, aunque puede parecer una distancia enorme, es una distancia unas 50 veces menor de la que nos separa de otras galaxias similares ya que están situadas a varios miles de millones de años luz.

Imagen 1: Aspecto de la galaxia DDO 68 a ojos del Hubble. Créditos: NASA/ESA.

Estudiando galaxias de varias edades, los astrónomos han descubierto que la vida de una galaxia joven es muy distinta al de una galaxia de más edad. DDO 68 parece ser relativamente joven en su estructura, aspecto y composición. Sin embargo, sin una imagen más detallada los astrónomos no pueden asegurar esto y la galaxia podría ser más vieja de lo que parece.

Los elementos pesados

Las galaxias más ancianas ser más grandes gracias a colisiones y fusiones con otras galaxias y además están pobladas con una gran variedad de tipos de estrella, incluyendo antigas, jóvenes, grandes y pequeñas.Su composición química también es diferente. Las galaxias recién formadas tienen una composición rica en hidrógeno, helio y un poco de litio, es decir, los elementos existentes poco después del Big Bang. A lo largo que envejecen, las galaxias se van enriqueciendo con elementos más pesados forjados en el interior de las múltiples generaciones de estrellas que se van sucediendo.

Las observaciones del Hubble fueron encaminadas a estudiar las propiedades de la luz emitida por la galaxia DDO 68 y confirmar la no existencia de viejas estrellas en su interior. Si las hubiera, y parece ser que las hay, descartaría la hipótesis de que esté compuesta de estrellas jóvenes y habría que replantear el problema de su edad.

Imagen 1: Composición de imágenes tomadas por el instrumento Advanced Camera for Surveys del Telescopio Espacial Hubble en los siguientes filtros:
Banda Óptica (filtro H-Alpha: 658 nm)
Banda Infrarroja (filtro I: 814 nm)
Banda Óptica (filtro V: 606 nm)

Nota de prensa: 

Referencias:

Agradecimientos:
A. Aloisi (Space Telescope Science Institute)

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24 de septiembre de 2014

India conquista Marte

Y finalmente lo lograron. La agencia espacial de India (ISRO, Indian Space Research Organization) ha logrado poner en órbita marciana su sonda MOM (Mars Orbiter Mission), apodada Mangalyaan.

Ciertamente el ritmo de ISRO para generar misiones espaciales es sorprendente. Fundada en 1962, y tras un corto pero intenso bagaje, se ha lanzado a la exploración planetaria tras sus experiencias en el desarrollo de lanzaderas y satélites de posicionamiento y observación de la Tierra.

Llega MOM

Tras un lanzamiento lleno de expectación, el 5 de noviembre de 2013 el cohete PSLV-XL C25 con el orbiter MOM a bordo salió rumbo al planeta rojo. Según ISRO, esta misión es una primera toma de contacto con la exploración planetaria y analizar la fiabilidad de su tecnología para futuras misiones.



Imagen 1: Esquema de componentes de la sonda MOM. (A) Paneles solares. (B) Tanques de combustible, (C) Antena de media ganancia. (D) Antena de alta ganancia. (E) Cámara MCC. (F) Fotómetro Lyman-Alpha. (G) Espectrómetro de masas MENCA,. (H) Antena de baja ganancia.

Pasados algo más de diez meses de viaje llegó el momento de la inserción orbital, quizás el momento más crítico de la misión. Los 1350 Kg de masa de MOM tenían que frenar su velocidad con respecto a Marte y situarse en el punto exacto para comenzar a orbitar de manera estable el planeta rojo, y lo han conseguido.

La misión

Ahora le esperan seis meses de misión donde podrán poner a prueba todo su instrumental pensando en futuras misiones, seguir explorando nuestro entorno más cercano y, ¿por qué no? dar el salto al Sistema Solar exterior.

Eso sí, como sigan con esta efectividad van a ser muchos los que pidan ayudan a India para desarrollar sus misiones espaciales. Seguro que los rusos ya están pensando iniciar colaboraciones.

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18 de septiembre de 2014

J y C, lugares elegidos para el aterrizaje de Philae

Ya se ha decidido cuál será el sitio donde se posará el módulo Philae cuando se desprenda de Rosetta (ESA) rumbo a la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Ahí será cuando comience el  análisis in situ. El lugar previsto, llamado provisionalmente "J", ofrece un potencial científico único y un riesgo mínimo para el módulo de aterrizaje.

El punto "J" está en lo que sería la cabeza del cometa, un mundo de forma irregular que mide algo más de cuatro kilómetros en su parte más ancha. A pesar de que la votación para la elección del lugar fue unánime a favor de "J", se ha seleccionado otro punto, llamado "C", por si existe cualquier contratiempo con el punto elegido.

Imágenes 1 y 2: Zonas de aterrizaje principal (J) y alternativa (C) junto con todas las demás candidatas. Créditos: ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA.

La opción menos perjudicial

"Como hemos visto en las últimas imágenes, el cometa es un mundo hermoso y espectacular. Es interesante científicamente, pero su forma hace que sea complicado a nivel operacional", comenta Stephan Ulamec, Philae Lander Manager en el DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - German Aerospace Center) en Colonia (Alemania). "Aunque ninguno de los lugares candidatos para el aterrizaje cumplió con todos los criterios operacionales, J es la mejor opción", añade.

Para elegir el lugar donde aterrizará Philae, durante un fin de semana se reunieron ingenieros y científicos del Landing Site Selection Group de Philae en el CNES (Centre National d’Études Spatiales) en Toulouse (Francia) para examinar los datos disponibles y elegir el mejor lugar de aterrizaje.

Imagen 3: Detalle de "J", la zona de aterrizaje de Philae. Créditos: ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD  / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA.

Para llegar a la decisión final, tuvieron en consideración un gran número de aspectos críticos para conseguir que el contacto de Philae con la superficie del cometa tenga las mínimas consecuencias. Factores que se barajaron fueron, por supuesto el terreno, pero también las horas de luz solar, las horas de noche o la frecuencia de las comunicaciones con el orbitador.

Maniobra autónoma

Philae, con una masa de 100 Kg, está programado para llegar a la superficie del cometa a mediados de noviembre. La maniobra de aterrizaje se realizará de forma pasiva y sólo es posible predecir cuál será zona de aterrizaje, marcada como una elipse de unos pocos cientos de metros de longitud. Esta "elipse J" está ubicada en un terreno donde las posibilidades de que Philae vuelque en la toma de contacto son mínimas ya que parece que no hay presencia de rocas.

La fecha elegida para el descenso no es casual. A los pocos días del descenso se prevé que la actividad del cometa aumente significativamente ya que su distancia al Sol así lo indica. Pero para llegar, todo tiene que salir a la perfección. Para ello se ha hecho una estimación de la trayectoria de descenso. La maniobra completa durará unas siete horas, y esto es significativamente importante ya que la duración de las baterías no se verá comprometida a lo largo de todo el proceso.

Preparando la agenda

En estos momentos se está preparando el timeline que deberán seguir tanto Rosetta como Philae para que la trayectoria sea exacta y el lander se pose en el lugar correcto. "Ahora que estamos más cerca del cometa, estamos realizando el mapeo que nos ayudará a mejorar el análisis del sitio de aterrizaje elegido y del alternativo", afirma Andrea Accomazzo, director de vuelo de la sonda Rosetta en Darmstadt (Alemania).

"Por supuesto, no podemos predecir la actividad del cometa entre ahora y el aterrizaje. Un incremento repentino en la actividad podría afectar a la posición de Rosetta en su órbita y al lugar exacto donde Philae debe aterrizar. Esto lo convierte en una operación arriesgada", explica Accomazzo.

Imagen 4: Mosaico creado a partir de imágenes tomadas el pasado 2 de septiembre estando Rosetta a 56 Km del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Ya se aprecian ciertos rastros de sublimación indicando que la actividad en el cometa ya está comenzando. Créditos: ESA / Rosetta / NAVCAM.

El aterrizaje

Todos los comandos que se ejecutarán para que el descenso de Philae sea correcto, se cargarán en el lander antes de su separación. Una vez desplegado, el descenso será autónomo, sin intervención humana. Durante el proceso de decenso, tanto Philae como Rosetta tomarán imágenes del entorno del cometa.

Philae se posará a una velocidad equivalente a la que tenemos cuando damos un paseo, para después, fijarse a la superficie con unos arpones y unos tornillos. A continuación, tomará una imagen panorámica de 360 ​​grados del lugar de aterrizaje para ayudar a determinar dónde y en qué orientación se ha aterrizado.

A partir de ahí comienza la fase científica, que con los instrumentos instalados analizará el plasma y el medio ambiente magnético en el que se encuentre, la temperatura superficial y la subsuperficie. También perforará y recogerá muestras para su posterior análisis con los instrumentos internos. La estructura interna del cometa también se explorará mediante el envío de ondas de radio a través de la superficie hacia Rosetta.

Imagen 5: Detalla de una zona del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Cada píxel de la imagen corresponde con 1.1 metros en el cometa. Créditos: ESA / Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO  / INTA  / UPM / DASP / IDA.

"Nadie ha intentado nunca aterrizar en un cometa, por lo que es un verdadero reto", afirma Fred Jansen, Mission Manager de Rosetta de la ESA en el ESTEC (European Space Research Technology Center) de Noordwijk (Holanda). "La complicada estructura de doble cuerpo del cometa ha tenido un impacto considerable en los riesgos generales relacionados con el aterrizaje y existe cierto peligro, pero tenemos la oportunidad de hacer el primer aterrizaje suave sobre un cometa", añade.

Go / No Go final

El 26 de septiembre será un día clave tanto para Rosetta como para Philae ya que se confirmará la fecha de aterrizaje tras un nuevo análisis de la trayectoria. Si se confirma la fecha, el 14 de octubre será un día decisivo ya que habrá un último "Go/No Go" que decidirá si se sigue adelante con el "punto J" como objetivo de aterrizaje, o por el contrario, se cambia al "punto C".

Nota de prensa: 

Referencias:

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Una galaxia con sobrepeso

Existe una pequeña galaxia situada a unos 50 millones de años luz de distancia cuyo diámetro es de 300 años luz, esto es, unas 500 veces más pequeña que nuetra Vía Láctea. Su nombre: M60-UCD1. Pero a pesar de su tamaño, la cantidad de estrellas que alberga es bastante elevada: nada menos que 140 millones. Esto la convierte en una galaxia enana ultra compacta (UCD, Ultra Compact Dwarf), que en este caso es la galaxia más densa jamás observada.

De hecho, si viviéramos dentro de esta galaxia, el cielo nocturno nos deslumbraría ya que contemplaríamos un cielo plagado de aproximadamente un millón de estrellas visibles a simple vista, frente a las 4.000 que vemos en la Tierra en una buena noche.

Imagen 1: Aspecto de amplio campo que muestra el conjunto Arp 116 centrado. Se aprecia la galaxia elíptica M60 y la espiral NGC 4647. Créditos:NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2 (Agradecimientos: Davide De Martin).

El problema está en la masa

A pesar de su gran número de estrellas, las galaxias UCD parecen ser más masivas de lo que deberían. Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha hecho un descubrimiento que puede explicar porqué. La clave puede estar en el centro de M60-UCD1, donde se esconde un agujero negro supermasivo cuya masa es de 20 millones de soles.

Imagen 2: Aspecto de la galaxia enana ultracompacta M60-UCD1 tomada por el Hubble. Créditos: NASA, ESA and A. Seth (University of Utah, USA).

"Sabemos desde hace tiempo que muchas galaxias UCD tienen sobrepeso", comenta Steffen Mieske del ESO en Chile. "Ya habíamos publicado un estudio que sugería que este sobrepeso podría provenir de la presencia de agujeros negros supermasivos, pero sólo era una teoría", explica Mieske. "Al estudiar el movimiento de las estrellas en M60-UCD1, hemos detectado los efectos de un agujero negro en su centro. Es un resultado muy emocionante y queremos saber cuántas galaxias UCD pueden albergar estos objetos", concluye.

Un agujero muy grande

El agujero negro supermasivo de M60-UCD1 supone el 15 por ciento de la masa total de la galaxia. Comparándolo con el que tiene la Vía Láctea, el de M60-UCD1 es 5 veces más masivo. "A pesar de que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia tiene la masa de 4 millones de Soles, su contribución de masa es inferior al 0,01 por ciento de la masa total de la Vía Láctea. Así te das cuenta de lo importante que es el agujero negro de M60-UCD1", explica Anil Seth, de la University of Utah (Estados Unidos) y autora principal del artículo publicado en Nature explicando los resultados.

El equipo descubrió el agujero negro supermasivo de M60-UCD1 utilizando el Hubble Space Telescope (NASA/ESA) y el telescopio de 8 metros óptico e infrarrojo de Gemini North en Mauna Kea (Estados Unidos). Las imágenes del Hubble proporcionan información detallada sobre la densidad estelar de la galaxia y su diámetro, mientras que el Gemini North se usó para medir el movimiento de las estrellas en la galaxia, mostrando que se veían afectadas por la atracción gravitatoria del agujero negro. Gracias a estos movimientos se pudo calcular la masa del agujero negro.

Más agujeros que antes

Este hallazgo tiene importantes conclusiones, ya que podría haber una población de agujeros negros mucho más alta de lo que se pensaba. De hecho, ahora los astrónomos predicen que en el universo conocido podría haber incluso el doble de agujeros negros de lo estimado.

Además, los resultados podrían afectar a las teorías sobre cómo se forman las galaxias UCD. "Este hallazgo sugiere que las galaxias enanas pueden ser en realidad los restos desnudos de galaxias más grandes que fueron destrozadas en colisiones con otras galaxias", explica Seth. "No sabemos ninguna otra forma en la que se pudiera formar un agujero negro tan grande en un objeto tan pequeño", añade.

Una explicación para la galaxia M60-UCD1 sería que una vez fue una gran galaxia que contendría unas 10 mil millones de estrellas y un agujero negro supermasivo del mismo tamaño que el actual. "Esta galaxia pudo haber pasado demasiado cerca del centro de Messier 60, una galaxia una vecina mucho más grande", explica Remco van den Bosch del Max Planck Institute for Astronomy en Heidelberg (Alemania)y coautor del artículo. "En ese proceso, la parte exterior de la galaxia habría sido arrancada, pasando a formar parte de Messier 60, dejando sólo la galaxia pequeña y compacta que vemos ahora", añade.

Imagen 3: El Hubble nos muestra la galaxia elíptica masiva Messier 60. En la imagen se recuadra y amplía la galaxia enana M60-UDC1 que orbita alrededor de la gigante elíptica. Créditos: NASA, ESA and A. Seth (University of Utah, USA).

La galaxia enana en realidad puede ser el remanente despojado de una galaxia más grande que fue destrozada durante un encuentro cercano con Messier 60 La evidencia circunstancial para este viene del reciente descubrimiento de un agujero negro monstruo, que no es visible en esta imagen, en la centro de la enana. El agujero negro representa el 15 por ciento de la masa de la galaxia entera, por lo que es demasiado grande para haber formado dentro de una galaxia enana.

Imagen 4: Aspecto del conjunto Arp 116, compuesto por la galaxia elíptica gigante (M60), una galaxia espiral más pequeña (NGC 4647) y la galaxia enana ultra compacta M60-UCD1. Créditos: NASA, ESA and the Hubble Heritage(STScI/AURA).

El equipo cree que M60-UDC1 podría fusionarse con M60 algún día y formar una sola galaxia. El caso es que Messier 60 también tiene un agujero negro supermasivo monstruoso tan masivo como 4,5 mil millones de veces nuestro Sol y más de 1000 veces que el de la Vía Láctea. Por tanto, una fusión entre las dos galaxias haría que los agujeros negros se fusionasen creando un agujero hipermasivo.
Los resultados de esta investigación han sido publicados el 18 de septiembre en la revista Nature bajo el título "A supermassive black hole in an ultra-compact dwarf galaxy".

El equipo internacional de astrónomos que ha realizado el estudio está compuesto por A.C. Seth (University of Utah, Estados Unidos); R. van den Bosch (Max Planck Institute for Astronomy, Alemania); S. Mieske (European Southern Observatory, Chile); H. Baumgardt (University of Queensland, Australia); M. den Brok (University of Utah, Estados Unidos); J. Strader (Michigan State University, Estados Unidos); N. Neumayer (European Southern Observatory, Alemania); I. Chilingarian (Smithsonian Astrophysical Observatory, Estados Unidos; Moscow State University, Rusia); M. Hilker (European Southern Observatory, Alemania); R. McDermid (Australian Astronomical Observatory, Australia; Macquarie University, Australia); L. Spitler (Australian Astronomical Observatory, Australia; Macquarie University, Australia); J. Brodie (University of California, Estados Unidos); M. J. Frank (Heidelberg University, Alemania); J. L. Walsh (The University of Texas en Austin, Estados Unidos).
Imágenes 2, 3 y 4: Composición creada a partir de imágenes tomadas por los instrumentos WFPC2 (Wide-Field Planetary Camera 2) y ACS (Advanced Camera for Surveys) del Hubble Space Telescopes con los siguientes filtros:
Banda Óptica (filtro V: 555 nm - WFPC2)
Banda Óptica (filtro B: 475 nm - ACS)
Banda Infrarroja (filtro Z: 850 nm - ACS)
Banda Infrarroja (filtro I: 815 nm - WFPC2)

Artículo científico: 

Nota de prensa: 

Referencias:
- ESO.

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16 de septiembre de 2014

Así se forman las galaxias de disco

Durante el mes de agosto publiqué dos posts en este blog sobre nacimientos: el nacimiento de los planetas y el nacimiento de las galaxias elípticas. Hoy os voy a hablar de otro nacimiento: el de las galaxias de disco. Pero el hecho de explicar cómo nacen, también quedará encaminado la explicación del hecho de que sean el tipo de galaxias más abundantes del universo conocido.

La creación de las galaxias de disco

La nueva investigación sobre este tipo de galaxias la ha llevado a cabo un grupo internacional de científicos liderado por Junko Ueda, investigador en la Japan Society for the Promotion of Science y autor principal de un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal Supplement donde se muestran los resultados.

Y han presentado un sorprendente hallazgo: han observado que la mayor parte de colisiones de galaxias situadas entre 40 y 600 millones de años luz de nosotros provocan la creación de galaxias de disco. Este tipo de galaxias, que incluyen a las galaxias espirales como la nuestra y las galaxias lenticulares, se definen por regiones en forma de rosca formadas por gas y polvo. Las galaxias elípticas, por contra, quedan fuera de esta categoría.

El error de las elípticas

Hace tiempo, era aceptado por la práctica totalidad de la comunidad astronómica que la fusión de galaxias de disco acabarían formando galaxias elípticas. Simulaciones por ordenador realizadas en los años 70 así lo confirmaban. De hecho, se pensaba que la gran mayoría de las galaxias del universo era elípticas, pero las últimas observaciones contradecían este resultado, ya que el 70% de las galaxias observadas, son galaxias de disco.

Imagen 1: Aspecto de las antenas de ALMA en la meseta de Chajnantor, a 5000 metros sobre el nivel del mar. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Garnier (ALMA).

Tras analizar 37 galaxias que se encuentran en las últimas etapas de la fusión, el equipo científico que ha realizado la investigación sugiere que la abundancia de estas galaxias de disco es real ya que las colisiones podrían formar este tipo de galaxias, en lugar de elípticas.

El equipo instrumental

Para obtener los resultados se usaron estos telescopios:

- ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
- CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy).
- SMA (Submillimeter Array).
- NRAO (National Radio Astronomy Observatory).
- FCRAO (Five College Radio Astronomy Observatory).

Tras la adquisición de datos con todos estos telescopios, analizaron la emisión de monóxido de carbono (CO) como indicador de gas molecular.

Nuestra propia galaxia

Esta investigación supone, hasta la fecha, el estudio más amplio de gas molecular en galaxias y ha proporcionado una visión única sobre cómo se podría haber formado nuestra propia galaxia. En base a los resultados, casi la totalidad de las fusiones muestran áreas de gas molecular en forma de rosco, identificadas como galaxias de disco en formación.

Imagen 2: Cada uno de los objetos de esta imagen ilustra una de las 30 fusiones de galaxias. Los contornos de las galaxias individuales indican la dispersión del monóxido de carbono, mientras que el color representa el movimiento del gas, que se aprecia rojo si se aleja y azul si se acerca. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/SMA/CARMA/IRAM/J. Ueda et al.

"Por primera vez hay evidencia observacional sobre el hecho de que la fusión de galaxias pueda dar lugar a galaxias de disco. Es un paso importante e inesperado hacia la comprensión del misterio del nacimiento de las galaxias de disco", explica Ueda.

Pero esto no acaba aquí. Queda todavía mucho por descubrir. "Tenemos que empezar a centrarnos en la formación de estrellas en estos discos de gas", afirma Ueda. "Sabemos que la mayoría de las galaxias del universo distante también tienen discos. Sin embargo todavía desconocemos si las fusiones de galaxias también son responsables de estas galaxias de disco o si se forman por gas frío que cae gradualmente en la galaxia. Tal vez hemos encontrado un mecanismo general que se aplica en toda la historia del universo", concluye.

Todavía queda mucho por hacer, pero éste ha sido un primer paso importante para comprender el mecanismo de formación de la unidad fundamental del universo: las galaxias.
Los resultados de estas observaciones se han publicado en la revista Astrophysical Journal Supplement (agosto de 2014) por J. Ueda et al. bajo el título "Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs".
El equipo está formado por Junko Ueda (JSPS/NAOJ, Japón), Daisuke Iono (NAOJ/SOKENDAI, Japón), Min S. Yun (University of Massachusetts, Estados Unidos), Alison F. Crocker (University of Toledo, Estados Unidos), Desika Narayanan (Haverford College, Estados Unidos), Shinya Komugi (Kogakuin University/ NAOJ, Japón), Daniel Espada (NAOJ/SOKENDAI, Japón; ALMA Observatory, Chile), Bunyo Hatsukade (NAOJ, Japón), Hiroyuki Kaneko (University of Tsukuba, Japón), Yoichi Tamura (University of Tokyo, Japón), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Estados Unidos), Ryohei Kawabe (NAOJ/SOKENDAI, Japón; University of Tokyo, Japón) y Hsi-An Pan (Hokkaido University, Japón; SOKENDAI/NAOJ, Japón).

12 de septiembre de 2014

Curiosity llega a Mount Sharp

¡Buenas noticias! Tras un largo viaje finalmente el rover Curiosity ha llegado a Mount Sharp, la montaña ubicada en el centro del cráter Gale y principal destino de la misión. Jim Green,
director de la Planetary Science Division de la NASA Washington (Estados Unidos) ha hecho referencia a este hito: "Curisity comienza un nuevo capítulo [...] Después de un aterrizaje histórico e innovador junto con sus exitosos descubrimientos, la continuidad científica está asegurada".
Primeros trabajos en Mount Sharp
El recorrido de Curiosity en Mount Sharp comenzará con un examen en las laderas de la montaña en un punto de entrada cercano a un afloramiento llamado Pahrump Hills. "El viaje ha sido histórico" dice John Grotzinger, científico de la misión en el California Institute of Technology en Pasadena (Estados Unidos).

Imagen 1: Panorámica de "Amarosa Valley", situado en la ladera de Mount Sharp. Créditos: NASA/JPL-Caltech/MSSS.
La decisión de acceder por Pahrump Hills permitirá obtener un mejor conocimiento de la geografía de la región mediante análisis de varios afloramientos. Dos de ellos fueron examinados el mes pasado por el rover revelando notables diferencias de terreno con lo explorado el pasado año a lo largo de su viaje.
El primer afloramiento resultó ser demasiado inestable como para ser perforado, pero fue examinado por los instrumentos del rover obteniendo un alto contenido de silicio. El segundo, fue examinado con el teleobjetivo de la cámarra del mástil mostrando una superficie de grano fino entremezclada con sulfato.
Imagen 2: Uno de los dos afloramientos, llamado "Bonanza King" captado por las cámaras del rover Curiosity. Créditos: NASA/JPL-Caltech/MSSS.
A pesar de que estas diferencias en el terreno no son apreciables en las observaciones realizadas por los orbitadores, el equipo del rover depende en gran medida de las imágenes tomadas por el MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) para planificar las rutas y marcar los lugares de estudio del rover.

Imagen 3: Mapa topográfico que muestra una parte del cráter Gale cuando Curiosity aterrizó el 6 de agosto de 2012. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona.
El cambio de trayectoria
Curiosity alcanzó su posición actual después de un recorrido que fue modificado a principios de año debido a unas pequeñas roturas en las ruedas producidas por un terreno lleno de rocas afiladas inscrustadas en el suelo, produciendo agujeros en cuatro de las seis ruedas del rover. "El tema de las ruedas provocó la decisión de llevar el rover hacia al sur antes de lo planeado", explica Jennifer Trosper, Deputy Project Manager del Curiosity en el Jet Propulsion Laboratory. "Tras unos meses de conducción con dificultades, finalmente hemos llegado al punto de entrada de Mount Sharp [...]. Ahora que estamos aquí ajustaremos las operaciones en base a la conducción", añade. 
El objetivo cumplido
Tras aterrizar en el interior del cráter Gale en agosto de 2012, Curiosity cumplió en su primer año de operaciones su principal objetivo: determinar si Marte alguna vez ofreció condiciones ambientales favorables para la vida microbiana. Analizando rocas sedimentarias arcillosas en la región conocida como Yellowknife Bay aportó pruebas de la existencia de un antiguo lago de agua dulce que contenía los ingredientes básicos para la vida y una fuente de energía química.
Nota de prensa: 
Referencias: 
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10 de septiembre de 2014

Tectónica en Europa

La tectónica de placas es una realidad en nuestro planeta. Desde que Alfred Wegener propusiera la teoría de la deriva continental hasta que se descubrieran las 58 placas que conforman la superficie de nuestro planeta, no ha pasado demasiado tiempo.

La actividad tectónica podemos apreciarla casi a diario: desde erupciones volcánicas hasta terremotos. Las placas tectónicas y sus movimientos sobre el manto modelan nuestro planeta, y hasta ahora, la Tierra había sido el único cuerpo celeste con actividad tectónica conocida.

De nuevo, Europa

Pero recientemente los científicos han encontrado pruebas de tectónica de placas en la luna Europa de Júpiter. Han encontrado una clara evidencia visual de hielo en expansión en la corteza de Europa analizando las imágenes tomadas por la sonda Galileo de la NASA. Lo que no han encontrado todavía son zonas en las que la corteza es destruida para crear sitio para que se expandan las placas.

Los geólogos planetarios Simon Kattenhorn, de la University of Idaho (Estados Unidos), y Louise Prockter, del Applied Physics Laboratory en la Johns Hopkins University en Laurel (Estados Unidos), descubrieron unos inusuales límites geológicos. "Durante años estuvimos desconcertados sobre cómo se podrían formar estos nuevos terrenos", afirma Prockter. "Creo que hemos encontrado la respuesta”, añade.

El movimiento tectónico

La superficie de Europa está llena de grietas y crestas. Muchas partes de su superficie muestran evidencias de expansión formando bandas, desgarrando la superficie y rellenándola de materiales procedentes del interior de la corteza helada de Europa, algo similar a lo que sucede en las dorsales oceánicas de nuestro planeta.

Imagen 1: Esquema representativo de un corte longitudinal del satélite Europa donde se aprecia el océano subterráneo y la zona de subducción de la placa tectónica. Créditos: Noah Kroese, I.NK. 

Los científicos que estudian el satélite Europa a menudo reconstruyen bloques de la superficie en su configuración original para obtener una imagen de cómo y dónde se mostraban antes de los cambios tectónicos. Cuando Kattenhorn y Prockter reorganizaron las imágenes del terreno, descubrieron que faltaban más de 20.000 kilómetros cuadrados de superficie en latitudes del norte de la luna.

Otra evidencia sugiere el terreno que falta se trasladó bajo una segunda placa, algo que es común en los límites de las placas tectónicas de nuestro planeta. Kattenhorn y Prockter observaron volcanes de hielo en la placa superior, posiblemente formados a través de la fusión y expulsión de materiales situados entre las placas. La falta de montañas en la zona de subducción indica que el material fue empujado hacia el interior.

Los científicos creen que la zona de subducción en su viaje al interior de Europa, no se destruye en el océano subterráneo sino que son absorbidas por la corteza de hielo que puede ser de hasta 30 kilómetros de espesor. En la superficie, los científicos han visto evidencias de materiales en movimiento bajo la corteza pero, hasta ahora, no había rastros de movimientos bajo la corteza.

Europa Vs. Tierra

"Europa puede ser más parecido a la Tierra de lo que imaginamos si tiene un sistema global de tectónica de placas", dice Kattenhorn. "No sólo este descubrimiento lo convierten en uno de los cuerpos más interesantes a nivel geológico en el sistema solar, sino que también implica una comunicación bidireccional entre el exterior y el interior, es decir, un modo de mover el material desde la superficie hacia el océano y viceversa, y esto es un proceso que tiene importantes implicaciones para el potencial de Europa como un mundo habitable”, añade.

"Europa tiende a revelarse como un mundo dinámico con un parecido cada vez convincentes con nuestro propio planeta Tierra", afirma Curt Niebur, científico del programa de planetas exteriores de la NASA en Washington (Estados Unidos). "El estudio de Europa se ocupa de cuestiones fundamentales por su potencial habitabilidad y como punto de búsqueda de vida fuera de la Tierra", añade.

Imagenes (a), (b), (c), (d) y (e): Reconstrucción progresiva de los movimientos de las placas tectónicasidentificada desde la A hasta la P, que dieron lugar a la configuración actual de Europa. (a) Los espacios en blanco en la configuración actual son o bien cordilleras jóvenes posteriores a la deformación o falta de datos. La reconstrucción de la secuencia implicó los siguientes pasos: (b) Paso 1: Eliminación de la brecha de dilatación entre la placa de N y las placas situadas a su norte (A, C, y H). (c) Paso 2: Eliminación de las bandas de dilatación (púrpura, azul oscuro y rosa) en las placas situadas al norte de la placa N. (d) Paso 3: Eliminación del desplazamiento por movimiento entre A y B. El desplazamiento de la rotación de N/O para reconstruir el conjunto geológico con H. (e) Paso 4: Reconstrucción de la arquitectura geológica original de la rotación y el desplazamiento de F/H/N/S a lo largo de una transformación a lo largo de la frontera noreste de estas placas, y un desplazamiento inverso de C. Falta una trozao de la superficie, de aproximadamente 99 kilometros de ancho a lo largo de la banda sur.  Créditos: Nature Geoscience/S.A. Kattenhorn et al.

No olvidemos que recientes hallazgos científicos apuntan cada vez con mayor certeza a la existencia de un océano de agua líquida subterráneo en este satélite. Este océano sería inmenso ya que contendría más agua líquida que todos los océanos de la Tierra juntos.
Los resultados del equipo aparecen bajo el título “Evidence for subduction in the ice shell of Europa” en la edición digital de Nature Geoscience con fecha 7 de septiembre.

El equipo de investigación está formado por Simon A. Kattenhorn (Department of Geological Sciences en la University of Idaho, Estados Unidos) y Louise M. Prockter (Applied Physics Laboratory de la Johns Hopkins University, Estados Unidos).
Nota de prensa: 

Artículo científico: 

Referencias:

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5 de septiembre de 2014

Sorpresa en el subsuelo de Titán


La misión Cassini (NASA/ESA) ha revelado cientos de lagos y mares repartidos por la región del polo norte de Titán. Pero a diferencia de otros lagos del satélite, estos están libres de metano. Se cree que la gran mayoría del líquido en los lagos de Titán son repuestos por la lluvia procedente de las nubes del satélite.

Se desconoce todavía cómo se mueven los líquidos tanto a través de la corteza como de la atmósfera de Titán. Pero un reciente estudio dirigido por Olivier Mousis, investigador asociado de la misión Cassini en la Université Franche-Comté (Francia) ha analizado cómo las lluvias de metano de Titán podrían interactuar con materiales helados en depósitos subterráneos.

La función de los clatratos

Encontraron que la formación de clatratos cambia la composición química de la escorrentía de la lluvia. Este proceso conduce a la formación de depósitos de propano y etano que pueden enriquecer algunos ríos y lagos. "Sabíamos que una fracción significativa de los lagos en la superficie de Titán podría estar relacionada con masas líquidas ocultas bajo su corteza, pero no sabíamos cómo iban a interactuar", afirma Mousis.

Mousis y sus colegas de la Cornell University, (Estados Unidos) y del JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA en Pasadena (Estados Unidos), han modelado la forma de un depósito de hidrocarburos en el subsuelo y han estudiado como estos líquidos se difunden a través de los materiales porosos de la corteza helada de Titán. Concluyeron que en la parte inferior del depósito original, donde se puede encontrar metano procedente de las precipitaciones, se iría formando lentamente un segundo depósito de clatratos.

Imagen 1: Corte transversal de una zona acuosa de Titán provista de un depósito subterráneo de clatratos. Créditos: ESA/ATG medialab.

Los clatratos son compuestos en los que el agua forma estructuras de cristales con pequeñas jaulas que atrapan otras sustancias como el metano y el etano. En la Tierra, los clatratos que contienen metano se encuentran en algunos sedimentos polares y oceánicos. En Titán, la presión en superficie y la temperatura permiten a los clatratos formarse cuando los hidrocarburos líquidos entran en contacto con el hielo de agua. Estas capas de clatrato podrían permanecer estables a una profundidad de varios kilómetros bajo de la superficie de Titán.

La función del segundo depósito

Una de las peculiaridades de los clatratos es que atrapan y dividen las moléculas en una mezcla de fases líquida y sólida en un proceso llamado fraccionamiento. Los embalses de clatratos presentes en el subsuelo de Titán podrían interactuar y fraccionar el metano líquido desde el lago subterráneo original cambiando lentamente su composición. De este modo, el acuífero de metano original se convertiría en uno de propano o etano.

"Nuestro estudio muestra que la composición de los depósitos de líquidos subterráneos de Titán puede cambiar de manera significativa a través de su interacción con el subsuelo helado, siempre que los embalses están aislados de la atmósfera durante un período de tiempo", comenta Mathieu Choukroun de JPL, uno de los co-autores del estudio.

Es importante destacar que las transformaciones químicas que tienen lugar bajo tierra afectarían a la superficie de Titán. Lagos y ríos alimentados por los depósitos de propano o etano gaseosos mostrarías el mismo tipo de composición, mientras que los alimentados por la precipitación serían diferente y contendrían una fracción significativa de metano. Esto significa que los investigadores pudieron examinar en Titán la composición de los lagos en superficie para conocer mejor lo que está sucediendo bajo tierra.

Y no olvidemos algo muy importante: Titán en la actualidad podría parecerse en gran medida a lo que fue la Tierra primigenia.
Los resultados de esta investigación se han publicado en la edición impresa de la revista Icarus con fecha 1 de septiembre de 2014. La investigación fue financiada por el Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) y la NASA.

El equipo de investigación está formado por Olivier Mousis (Université de Franche-Comté (UTINAM CNRS/INSU), Francia; Center for Radiophysics and Space Research en la Cornell University, Estados Unidos), Mathieu Choukroun (Jet Propulsion Laboratory, Estados Unidos), Jonathan I. Lunine (Center for Radiophysics and Space Research en la Cornell University, Estados Unidos) y Christophe Sotin (Jet Propulsion Laboratory, Estados Unidos).
Artículo científico:

Referencias:

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