Primera evidencia de formación de planetas rocosos en un sistema tipo “Tatooine”

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Sistema binario SDSS 1557

Fragmentos rocosos alrededor de un sistema binario compuesto por una enana blanca y una enana marrón. Crédito: Mark Garlick, UCL, Universidad de Warwick y Universidad de Sheffield.

Tatooine es el planeta donde se crió Luke Skywalker en la saga Star Wars, un mundo donde brillan dos soles. En el Universo también existen sistemas con dos estrellas, pero hasta la fecha todos los exoplanetas asociados a ellos eran gigantes gaseosos, similares a Júpiter, creados en las regiones más frías. Ahora, por primera vez, un equipo de astrónomos liderados desde el University College de Londres, ha encontrado un disco de fragmentos rocosos alrededor de un sistema estelar doble: SDSS 1557, por lo que planetas como Tatooine pueden formarse en estos mundos de dos estrellas.

El descubrimiento confirma la presencia de restos de asteroides fragmentados orbitando en torno al doble sol, que está formado por una estrella enana blanca y una enana marrón a unos 1.000 años-luz de distancia.

A diferencia del gélido material rico en carbono encontrado en otros sistemas estelares dobles, el material planetario identificado en SDSS 1557 es rico en metales, incluyendo al silicio y al magnesio. Estos elementos fluyen desde su órbita hacia la superficie de la estrella doble, contaminándola temporalmente con un material equivalente a un asteroide de 4 km.

En el Sistema Solar, el cinturón de asteroides contiene los bloques de construcción sobrantes de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, y los científicos los estudian para comprender mejor cómo se forman los exoplanetas rocosos y potencialmente habitables. El mismo enfoque fue utilizado para examinar el sistema SDSS 1557. Si tiene planetas dentro, todavía no se pueden detectar directamente, pero sí los fragmentos que informan sobre su posible existencia.

El equipo observó los espectros y longitudes de onda del material con los instrumentos del Observatorio Gemini Sur y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), ambos en Chile.

El artículo “A circumbinary debris disk in a polluted white dwarf system” fue publicado en línea el 1 de marzo de 2017 por Nature Astronomy.

Fuente: SINC

Charla “La vida en el Universo: Últimas noticias” en Santiago

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Sistema TRAPPIST-1

Ilustración artística del sistema TRAPPIST-1. Portada de la revista Nature. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

En esta charla organizada por el Instituto de Física UC, se discutirá los últimos avances en estas áreas incluyendo el laboratorio móvil Curiosity que NASA tiene en Marte desde 2012 y en el que participa España, el anuncio reciente del descubrimiento de nuevos planetas, el descubrimiento reciente de formas de vida muy antiguas en la Tierra o el progreso hacia la síntesis de sistemas “casi vivos”. También describiremos algunas de las ventanas tecnológicas que nos abren estas preguntas y sus respuestas y lo que significan de cara al futuro de la Humanidad. Esta gran aventura es, en cierto modo, equivalente a salir de la Tierra para conocer nuestros orígenes; y dentro de ella hay un enorme potencial para el progreso científico, tecnológico y humano.

La charla, titulada “La vida en el Universo: Últimas noticias”, será dictada por Juan Pérez-Mercader (Harvard University), físico especialista en astrobiología y fundador del Centro de Astrobiología de España.

Cuándo: Jueves 23 de marzo de 2017 a las 19:00 h.
Dónde: Aula Magna del Centro de Extensión UC. Avenida Libertador Bernardo O’Higgins 390, Santiago.
Valor: Entrada liberada, sin inscripción previa.

Café astronómico en GAM, Santiago

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Café astronómico, marzo 2017

Este martes 21 de febrero en el Centro Gabriela Mistral (GAM) se llevará a cabo un nuevo “café astronómico” organizado por Fundación Astromanía.

En la actividad, habrá lectura de cosmocuentos, exhibición de cortometrajes, concursos, astrojuegos de mesa y charlas. Todo terminará con una observación astronómica.

Cuándo: Martes 31 de enero de 2017 a las 19:00 h.
Dónde: Café público, Centro Gabriela Mistral (edificio B, piso 1). Av. Libertador Bernardo O’Higgins 227, Santiago.
Valor: Entrada liberada, pervia inscripción al correo astrocafe@astromania.cl

ALMA observa un “agujero cósmico”

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Efecto SZ en cúmulo galáctico RX J1347.5-1145

La imagen muestra la medición del efecto SZ en el cúmulo galáctico RX J1347.5-1145 obtenida con ALMA (azul). La imagen de fondo fue captada por el telescopio Hubble. Crédito: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., Telescopio Espacial Hubble NASA/ESA.

Un equipo de investigadores usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para obtener una imagen de radio de un “agujero” alrededor de un cúmulo galáctico situado a 4.800 millones de años-luz de la Tierra. Se trata de la imagen de mayor resolución obtenida a la fecha de un agujero de este tipo, provocado por el efecto Sunyaev-Zel’dovich (efecto SZ). La imagen demuestra la capacidad de ALMA para estudiar la distribución y la temperatura del gas presente alrededor de los cúmulos de galaxias a través del efecto SZ.

Un equipo de investigación dirigido por Tetsu Kitayama, profesor de la Universidad Toho (Japón), usó ALMA para estudiar el gas caliente de un cúmulo galáctico. Este gas es un elemento clave para comprender la naturaleza y la evolución de los cúmulos galácticos. Aunque no emite ondas de radio detectables por ALMA, el gas caliente dispersa las ondas de radio del fondo cósmico de microondas y produce un “agujero” alrededor del cúmulo galáctico. Es el llamado efecto Sunyaev-Zel’dovich.

Los investigadores observaron el cúmulo galáctico RX J1347.5-1145 conocido por su fuerte efecto SZ, y lo han estudiado reiteradas veces con radiotelescopios. Por ejemplo, el radiotelescopio Nobeyama de 45 metros, operado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, reveló una distribución desigual del gas caliente en este cúmulo, un fenómeno que no se había detectado en las observaciones de rayos X. Para entender mejor esta heterogeneidad, los astrónomos necesitan realizar observaciones de mayor resolución. Sin embargo, los objetos relativamente homogéneos y amplios como el gas caliente de los cúmulos galácticos son difíciles de observar en alta resolución con radiointerferómetros.

Cúmulo galáctico RX J1347.5-1145

El grupo de galaxias RX J1347.5–1145 observado por el telescopio Hubble como parte del programa CLASH. Este es uno de los grupos de galaxias más masivos conocidos en el Universo. Crédito: ESA/Hubble, NASA.

Para solucionar este problema, ALMA usó el Atacama Compact Array, también conocido como Morita Array, la mayor contribución japonesa al proyecto. Sus antenas de menor diámetro y su configuración más compacta permiten obtener un campo de visión más amplio. Con los datos de este observatorio, los astrónomos pueden medir con precisión las ondas de radio de objetos que describen un ángulo amplio en el cielo.

Con ALMA, los astrónomos obtuvieron una imagen del efecto SZ de RX J1347.5-1145 con el doble de resolución y una sensibilidad diez veces superior a la de las observaciones anteriores. Esta es la primera imagen de un efecto SZ generada por ALMA, una imagen que se condice con las observaciones anteriores e ilustra mejor la distribución de la presión en el gas caliente. La imagen demuestra la gran capacidad de ALMA para observar el efecto SZ y revela que se está produciendo una colisión gigante en el cúmulo galáctico.

“El efecto SZ se predijo por primera vez hace cerca de 50 años”, explica Kitayama. “Es un efecto muy débil y ha sido muy difícil obtener imágenes de alta resolución. Gracias a ALMA, esta vez dimos un gran y esperado paso en la búsqueda de un nuevo camino para estudiar la evolución cósmica”.

El estudio “The Sunyaev–Zel’dovich effect at 5″: RX J1347.5−1145 imaged by ALMA” fue publicado en la edición del 23 de septiembre de 2016 de Publications of the Astronomical Society of Japan.

Fuente: ALMA

Las galaxias del universo temprano contenían menos materia oscura que las de la actualidad

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Curvas de rotación de galaxias

Representación de la rotación del disco de las galaxias en el universo temprano (derecha) y en la actualidad (izquierda). Crédito: ESO.

Vemos la materia normal como brillantes estrellas, refulgente gas y nubes de polvo. Pero la elusiva materia oscura no emite, absorbe o refleja la luz y sólo puede ser observada a través de sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura puede explicar por qué las partes exteriores de galaxias espirales cercanas giran más rápido de lo que se esperaría si sólo estuvieran compuestas por la materia normal que podemos ver directamente.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Garching, Alemania), ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, para medir la rotación de seis galaxias masivas con formación estelar en el universo distante en el momento de máxima formación de galaxias, hace 10.000 millones de años.

Lo que descubrieron es intrigante: a diferencia de las galaxias espirales del universo actual, las regiones exteriores de estas galaxias distantes parecen girar más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, sugiriendo que hay menos materia oscura de lo esperado.

“Sorprendentemente, las velocidades de rotación no son constantes, sino que disminuyen de dentro hacia fuera en las galaxias”, comenta Reinhard Genzel, autor principal del artículo. “Probablemente haya dos causas para esto. En primer lugar, la mayoría de estas galaxias masivas tempranas está fuertemente dominada por materia normal, por lo que la materia oscura juega un papel mucho menos importante que en el Universo Local. En segundo lugar, estos discos tempranos fueron mucho más turbulentos que las galaxias espirales que vemos en nuestra vecindad cósmica”.

Ambos efectos parecen ser más marcados a medida que los astrónomos miran más lejos y más atrás en el tiempo, en el universo temprano. Esto sugiere que entre los 3.000 y 4.000 millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en discos planos y rotantes, mientras que los halos de materia oscura alrededor de ellos eran mucho más grandes y estaban más dispersos hacia las zonas exteriores. Al parecer, la materia oscura necesitó miles de millones de años más para condensarse, por lo que su efecto dominante sólo se ve hoy en día.

Esta explicación es consistente con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y más compactas que las galaxias actuales.

Un modelo detallado muestra que, en promedio, mientras la materia normal suele representar aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias, en los desplazamientos al rojo más elevados, la materia normal domina completamente la dinámica de las galaxias.

El artículo “Strongly baryon-dominated disk galaxies at the peak of galaxy formation ten billion years ago” es publicado en la edición del 16 de marzo de 2017 de la revista Nature.

Fuente: ESO