Tironeos y rasgamiento de galaxias

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Esta foto tomada con la cámara de campo amplio conocida como Wide Field Planetary Camera 3 (WFPC3) del telescopio espacial Hubble muestra como ciertas galaxias son muy difíciles de clasificar. La imagen muestra dos galaxias en la constelación de Leo (El Léon) que están ubicadas a 60 millones de años luz del Sol. La mancha difusa y granulada azul brillante de la derecha es conocida como NGC 3447 y a veces como NGC 3447B para clarificar el nombre, ya ese nombre también ha sido usado para indicar este par de galaxias. La estructura difusa menor a la izquierda se conoce como NGC 3447A.

Sabemos que NGC 3447 está compuesta de dos galaxias interactuantes, ya que  están ligadas gravitatoriamente y entonces intercambian tironeos entre ellas. Las fuerzas gravitacionales están deformando y retorciendo ambas galaxias, a nivel de que sus formas se han vuelto tan inusuales como únicas. NGC 3447A parece que mostrara un remanente de una estructura de barra con unos brazos espirales en estado de desintegración. En el caso de NGC 3447B podría haber sido una galaxia espiral, pero ahora debería considerarse como una galaxia irregular.

Los grumos azul brillante que se observan en estos objetos son zonas de formación estelar, es decir son estrellas nuevas recién nacidas. la idea es que las interacciones provocan movimientos de gas y material y cuando estas nubes de material colisionan aumentan la presión y este gas y material interestelar comprimido colapsa formando nuevas estrellas.
 
 
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Podcast: Invasiones extraterrestres

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La literatura, tanto como la radio, la tv y el cine han tenido mucho éxito durante años con el miedo a una eventual invasión extraterrestre. En si parecería que la explotación de los miedos de las sociedades encarnándolo en un ser o seres que no son de la tierra es algo que nos atrae profundamente.

¿Es posible una invasión de esa clase?  Sea uno de los que sabe (y luego sobreviva!) porque escuchó este podcast:

 

 

Descubren evidencia de planeta similar a “Tatooine”

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¿Alguna vez has deseado poder ver una doble puesta de Sol al estilo Star Wars?. Un grupo de astrónomos publicaron en la revista Nature el descubrimiento de fragmentos de rocas que podrían provenir de un planeta rocoso perteneciente a  un sistema estelar binario, es decir un sistema planetario que posee dos estrellas centrales en lugar de una. En otras palabras, se descubrió evidencia de la existencia de un planeta al estilo de Tatooine en nuestro Universo.

Interpretación artística del sistema Kepler 16B. Crédito: NASA/JPL.

Ya se han encontrado anteriormente otros planetas que orbitan sistemas binarios. El primero de ellos se llama Kepler 16B, descubierto en 2011, y desde entonces se han encontrado muchos otros. Sin embargo, pese al descubrimiento de estos exoplanetas, no querrías comenzar una granja de rocío en ninguno de ellos pues siempre se trataba de gigantes gaseosos. Esto se debe a que en los sistemas binarios la atracción gravitatoria de las dos estrellas puede dificultar la acreción del material sólido, necesaria para formar planetas rocosos. Los astrónomos pensaban que un planeta rocoso que orbitase un sistema binario al estilo de Tatooine era imposible… o al menos eso pensaban hasta ahora.

Telescopios Gemini Sur (arriba) y VLT (abajo), utilizados en el descubrimiento de los fragmentos rocosos. Crédito: ESO.

Utilizando dos telescopios situados en Chile, el observatorio Gemini Sur y el VLT (Very Large Telescope), los astrónomos descubrieron evidencia de la existencia de fragmentos rocosos provenientes de un asteroide orbitando alrededor de un sistema estelar muy muy lejano, llamado SDSS 1557. Al principio pensaron que estaban observando un sistema simple formado por una estrella enana blanca (un remanente estelar muy pequeño y denso que queda una vez que la estrella ha consumido todo su combustible). Sin embargo, luego se dieron cuenta que acompañando a esta enana blanca había una enana marrón, una especie de estrella “fallida” que no posee la masa suficiente como para desencadenar procesos de fusión en su interior, escondida dentro del polvo que rodeaba a la enana blanca.

La fuerza gravitatoria generada por la enana blanca es lo suficientemente intensa como para arrastrar polvo a su alrededor, lo cual cambia la longitud de onda de la luz que nos llega. Utilizando instrumentos especiales en los telescopios, el equipo de astrónomos pudo analizar estos corrimientos en la longitud de onda, proporcionando mucha información acerca de la composición química del polvo.

Interpretación artística de la enana blanca atrayendo polvo y fragmentos rocosos. Crédito: NASA/ESA.

Hasta el momento el material que se ha encontrado orbitando sistemas binarios estaba compuesto mayormente de hielo y carbono. Sin embargo, pareciese que los fragmentos rocosos encontrados en SDSS 1557 son ricos en elementos como silicio y magnesio, los cuales son componentes principales de planetas rocosos como la Tierra y Marte.

Basándose en la cantidad de polvo que midieron cayendo en la enana blanca, se piensa que el asteroide del que provinieron esos fragmentos tenía al menos cuatro kilómetros de diámetro. Si es posible la formación de un asteroide rocoso tan grande alrededor de un sistema binario significa que varios de estos objetos podrían haberse fusionado para formar un planeta rocoso también.

Este grupo de astrónomos planea para el próximo año utilizar el Telescopio Espacial Hubble para hacer una observación más detallada. Por suerte aún no se ha detectado nada que se parezca a una Estrella de la Muerte dentro de todo ese polvo…


Fuentes:

 

Los 7 planetas de la estrella TRAPPIST-1

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Científicos de la NASA dieron hoy, 22 de febrero, una conferencia de prensa, se publicitó con un día de anticipación y causó cierta inquietud. Esta se trató sobre un descubrimiento muy importante en el área de exoplanetas, pero no se supo sobre el tema en cuestión hasta el momento de la conferencia.
El panel de investigadores de la NASA anunció que encontraron en la estrella TRAPPIST-1 varios planetas rocosos en la zona de habitabilidad, es decir, la zona en donde el agua se encuentra en estado líquido. Si el planeta estuviera muy cercano a su estrella, el agua estaría en estado gaseoso por la alta temperatura y no podría haber vida tal como la conocemos en la tierra. Por el contrario, un planeta muy lejano de la estrella sería un páramo helado y el agua estaría congelada, imposibilitando así la vida. Pero, entre medio de esas dos situaciones extremas, existe una zona templada, donde el agua es liquida, y la vida, tal como la conocemos en la Tierra, no tendría problemas en desarrollarse. Esto último se estaría intentando comprobar con los recientes descubrimientos de los planetas rocosos anteriormente nombrados. Hay que recordar que se llama exoplanetas a los planetas que orbitan otras estrellas y no el Sol, como sería en este caso.

La estrella en cuestión, Trappist-1, se encuentra ubicada a 40 años luz del Sol. Esta distancia, en términos astronómicos, se puede considerar como cercana a la Tierra. La estrella está en la constelación de Aquario. El sistema de la estrella y sus exoplanetas fueron bautizados como sistema TRAPPIST-1, que es la sigla en inglés del telescopio que descubrió este objeto: “The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope” (TRAPPIST), que traducido sería “El pequeño telescopio de tránsitos de planetas y planetesimales”. Este instrumento se encuentra en Chile y es operado por la ESO.

El telescopio encontró tres planetas en el sistema, que luego fueron confirmados por otros telescopios, inclusive por los telescopios VLT de la ESO que son muy poderosos. Dado que este sistema llamó la atención, fue observado también en infrarrojo por el telescopio espacial Spitzer el cuál confirmó dos de los planetas originales y encontró cinco más, dejando el número total en siete. Los resultados de esta investigación saldrán publicados en el próximo número de la revista Nature.

Los datos tomados con el telescopio Spitzer permitieron medir los tamaños de los siete planetas y tener un primer estimado de las masas. Con ambos datos se pudo calcular un estimado de la densidad. Basándose en  las densidades obtenidas se pudo predecir que estos planetas son probablemente rocosos, tal como son la Tierra o Marte. Si bien no es posible determinar cuanta agua pueden tener, con más observaciones será posible determinar sí hay agua distribuida en la superficie. La masa del planeta más lejano de los siete a su estrella es el único cuya determinación tiene grandes incertezas, por lo tanto, no hay que descartar que pueda ser un planeta formado por hielo.

En sí, TRAPPIST-1 es una estrella muy pequeña en relación a nuestro Sol, tiene tipo espectral M8 y es una enana roja. Comparado con el Sol, su radio es del 10% del radio solar y tiene el 8% de la masa. En términos generales, es más parecida en tamaño al planeta Júpiter, salvo que en su interior se producen reacciones nucleares siendo por esto una estrella.

A estos planetas se los nombró con letras para su identificación, siendo el planeta “b” más cercano a al estrella y “h” el más lejano. En la figura siguiente puede apreciarse que el sistema Trappist-1 es apenas más grande que el sistema de satélites de Júpiter. Comparado con el sistema Solar ocupa apenas una pequeña fracción de este.

Crédito: NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, administra el Spitzer Space Telescope mission for NASA’s Science Mission Directorate, Washington. las operaciones de ciencia son manejadas por el  Spitzer Science Center at Caltech in Pasadena. Las operaciones de espaciales son responsabilidad de  Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Los datos son archivados en el Data are archived en el  Infrared Science Archive en  Caltech/IPAC. Caltech administra el JPL para NASA.

 

Crédito: Nasa

Además de la presentación en la rueda de prensa, tanto NASA como la ESO, las dos organizaciones que participaron en la investigación, estructuraron distintas actividades para la divulgación de la noticia. La ESO preparó material para planetarios, pero su existencia se comunicó muy temprano a la mañana, antes de la conferencia.Por otro lado, la Nasa organizó distintos materiales (a la derecha podemos apreciar la imagen de una supuesta propaganda para pasar las vacaciones en  Trappist-1e, uno de los planetas).

Otra de las novedades, fue que la revista Nature no sólo publicó el paper aquí, sino que también publicó una historia de Ciencia Ficción (en inglés) llamada “The Terminator” escrita por Laurence Suhner, que se la puede encontrar en este link. Esta relato cuenta una historia de colonizadores humanos en el sistema descubierto.

Fallece Vera Rubin, pionera en el estudio de la materia oscura

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El pasado 25 de diciembre, en vísperas de Navidad, el mundo de la astronomía fue sacudido por la muerte de la Vera Rubín, la astrónoma que aportó las primeras pruebas de la existencia de la materia oscura, y una de las pioneras en la inclusión de las mujeres en el mundo de la ciencia. Por medio de sus investigaciones ha hecho inmensas contribuciones a la comprensión del Universo; en esta nota recordaremos su trabajo y sus muchos aportes.

La astrónoma pionera

Vera Rubin nació en Filadelfia, en 1928. Desde los diez años se sintió fascinada por la astronomía y soñó con dedicarse a la investigación del Cosmos. Sin embargo, en aquella época no estaba bien visto que las mujeres se dedicaran a esta profesión. De hecho, Vera solía comentar que su profesor de física de secundaria ignoraba a sus alumnas.

Si bien las mujeres no eran ajenas al mundo de la ciencia, en general eran relegadas a tareas secundarias. Por ejemplo, las calculistas actuaban como verdaderas calculadoras humanas, llegando a pasar días o semanas enteras resolviendo en lápiz y papel (y como mucho una regla de cálculo) las cuentas que necesitaban los astrónomos para sus investigaciones, y que hoy en día haríamos en cuestión de segundos con una computadora. Sin embargo, la idea de una astrónoma mujer era algo insólito.

En contra de todas las expectativas, Vera se recibió de astrónoma en el Vassar College en 1948. Luego intentó inscribirse en la Universidad de Princeton, pero no se permitieron mujeres en el programa de estudios graduados de Astronomía hasta 1975. Entonces, solicitó ser admitida en Cornell, donde estudió Física bajo la dirección del mismísimo Richard Feynman.

Vera Rubin, trabajando con un espectrógrafo.

Allí, Vera realizó su tesis sobre la distribución de velocidades de las galaxias. Los resultados de esta publicación fueron muy discutidos. Muchos no quisieron ver que Vera estaba antes las puertas de un gran descubrimiento.

En su tesis de doctorado mostró que las galaxias se agrupaban en grandes asociaciones. Pero una vez más, su trabajo no fue reconocido. Estos resultados no generaron interés cuando se publicaron, pero fueron confirmados quince años más tarde y constituyen la base del estudio actual de la estructura a gran escala del Universo.

La materia oscura del Universo

A mediados de los años 60, Vera Rubin estaba trabajando con espectrógrafo muy sensible que permitía medir la velocidad de las estrellas en las galaxias espirales en función de su distancia al centro, permitiendo obtener así sus curvas de rotación.

Fue entonces cuando, midiendo la velocidad de rotación de las estrellas de la galaxia Andrómeda, Vera observó algo muy extraño: las situadas en los extremos giraban casi a la misma velocidad que las más internas. ¡Esto no tenía sentido! Las zonas centrales de la galaxias tenían una densidad de materia muy superior, y según las leyes de la astrofísica, allí las estrellas deberían rotar mucho más rápido.

Su primera reacción fue pensar que las mediciones estaban equivocadas, o que Andrómeda tenía un comportamiento peculiar, diferente al de otras galaxias. Sin embargo, cuando analizó otras galaxias espirales y vio que en todas ellas ocurría lo mismo, es decir, que la velocidad de rotación de las estrellas no disminuía a medida que se alejaban del centro, se dio cuenta que algo no encajaba.

Vera Rubin, junto a la curva de rotación galáctica que obtuvo de la galaxia Andrómeda.

La publicación en 1970 de sus inequívocos resultados agitó a toda la comunidad cosmológica: si las estrellas en el exterior de las galaxias giraban a la misma velocidad que las centrales, ¡eso implicaba que debían estar rodeadas de la misma densidad de materia! Sin embargo, los astrónomos continuaban viendo que las zonas externas estaban más vacías. Entonces ello generó la pregunta:  ¿qué materia generaba esa densidad faltante?

Mucho tiempo antes, en los años 30, Fritz Zwicky había postulado que el universo podía estar plagado de una materia oscura desconocida que afectara al movimiento de las galaxias, pero los datos de Rubin fueron la prueba experimental de su existencia. Lo sorprendente del caso es que no se podía tratar sólo de planetas, meteoritos, u otros cuerpos que permanecían ocultos a los telescopios porque no emitían luz. La cantidad de materia necesaria para que las observaciones encajaran con las leyes físicas era tan grande que debía estar constituida por algún tipo de partícula desconocida.

Desde entonces el análisis de cúmulos de galaxias y fenómenos como las lentes gravitacionales han confirmado que aproximadamente el 90% de la masa del Universo está formado por un tipo de materia totalmente diferente a la que conocemos. Esta materia, cuya naturaleza continúa siendo un misterio, fue llamada entonces materia oscura (y puesto que Star Wars todavía no se había estrenado en esa época, sólo podemos pensar que el nombre se debe a la falta de imaginación por parte de los astrónomos).

El legado de Vera Rubin

Pese al escepticismo inicial, el trabajo pionero de Rubin ha resistido la prueba del tiempo. Tal fue el éxito de su trabajo que la astrónoma era una de las grandes candidatas a ganar el Nobel de Física. Para algunos su historia encarnó durante años la desigualdad que hay detrás del premio más prestigioso en ciencia. Desde 1901, los hombres se han llevado el 99% de los Nobel de Física, premios que solo se otorgan en vida.

Aún así, y pese a la falta de reconocimiento que había sufrido inicialmente Vera Rubín permaneció siempre humilde frente al éxito. De hecho, ella nunca tomó el crédito de haber descubierto la materia oscura, sino que simplemente se limitaba a decir que:

“Yo observé que las galaxias giraban de una manera totalmente inesperada según las leyes de Newton y Kepler. Esto se interpretó como la primera evidencia de que la materia oscura existía, y continúa siendo la hipótesis más factible, pero también podría ser que arrastráramos un error fundamental en las ecuaciones que utilizamos para describir el movimiento de los cuerpos celestes….”

Desde los trabajos de Vera y de Fritz Zwicky, se han sucedido numerosas pruebas y observaciones para detectar los efectos de la materia oscura, tales como las lentes gravitacionales. En la actualidad todos los modelos de formación de galaxias incluyen la presencia de materia oscura. En el modelo cosmológico actual, la materia oscura es crucial, y se logran reproducir muy bien las estructuras a gran escala, es decir, la distribución de galaxias y cúmulos de galaxias del Universo, tema en el que también Vera puso su granito de arena.

En 1990, en una entrevista a la revista Discover, Vera dijo la siguiente frase, la cual encarna perfectamente la mentalidad que debería tener, no sólo cual quier astrónomo, sino cualquier persona que quiera contribuir al progreso de la ciencia:

“La fama es pasajera. Mis números significan más para mí que los premios. Si los astrónomos siguen usando mis datos en el futuro, ese será mi mayor honor”