Astronomía Archive

Nuevas observaciones demuestran que las galaxias antiguas siguen creando estrellas

El proyecto CALIFA ha permitido detectar, en tres galaxias elípticas, unos brazos muy tenues donde se están formando estrellas. Los datos, obtenidos con el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto, contradicen la creencia generalizada de que en las galaxias viejas no nacen estrellas.

Las galaxias elípticas se caracterizan por su forma esferoidal, carente de rasgos destacables, y por un color rojizo que procede de una población estelar muy envejecida. Se trata de galaxias muy masivas donde la formación de estrellas se detuvo hace miles de millones de años. Sin embargo, un equipo internacional de astrónomos ha hallado, en tres galaxias elípticas del universo cercano, una estructura muy tenue similar a los brazos de las galaxias espirales que alberga estrellas en formación.

“Según nuestra visión actual, los diseños en forma de grandes espirales se asocian con las galaxias con forma de disco, como la Vía Láctea o M101. Estas son, generalmente, regiones donde la formación estelar se dispara. De ahí que nos sorprendiera descubrir rasgos similares en galaxias elípticas donde, en principio, no se forman estrellas”, apunta Jean Michel Gomes, investigador del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (IA) de Oporto (Portugal) que encabeza el estudio.

Composición de las tres galaxias elípticas estudiadas, con la estructura en forma de brazos espirales delineada en contornos. Fuente: sondeos SDSS y CALIFA.

El hallazgo de estos brazos espirales, extremadamente tenues, ha sido posible gracias a CALIFA, un proyecto desarrollado en el Observatorio de Calar Alto que emplea la técnica conocida como espectroscopía 3D, que permite cartografiar galaxias enteras y generar mapas de sus distintas propiedades, como la edad de sus estrellas, su velocidad o su composición química. Los datos de CALIFA han sido combinados con las imágenes del sondeo SDSS.

“Nunca hubiéramos podido detectar rasgos tan débiles sin CALIFA -señala José Manuel Vílchez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en el trabajo-. Con las técnicas tradicionales estructuras así quedaban diluidas por la luz de fondo de las estrellas, pero la sensibilidad espectral de CALIFA ha abierto un nuevo escenario en el estudio de las galaxias elípticas”.

Comparación entre una galaxia espiral y una elíptica (la relación de tamaños no corresponde a la realidad). A la izquierda, M101, una galaxia de disco con una estructura de brazos espirales que alberga brotes de formación estelar. La imagen, tomada por César Blanco con el telescopio de 1,23 del Observatorio de Calar Alto, fue la ganadora del concurso de astrofotografía de 2016. A la derecha, imagen de ESO 325-G004, una galaxia elíptica gigante que no muestra rasgos definidos. Fuente: NASA, ESA, The Hubble Heritage Team, J. Blakeslee.

Estas estructuras espirales, donde se están formando estrellas masivas, constituyen una prueba de que las galaxias elípticas, en apariencia mortecinas, aún mantienen un leve crecimiento en sus regiones externas. Sin embargo, aún se desconoce si estos brotes de formación estelar son sus últimos vestigios de actividad o si se trata más bien de un rejuvenecimiento debido a la interacción con galaxias menores.

La búsqueda y el estudio de este tipo de estructuras resulta fundamental para comprender la historia de las galaxias elípticas que, se cree, se forman mediante procesos de fusión de galaxias y contienen en torno a la mitad de las estrellas que el universo ha producido a lo largo de su historia.

Referencia:
J. M. Gomes et al. “Spiral-like star-forming patterns in CALIFA early-type galaxies”. Astronomy & Astrophysics, 585, A92 (2016) DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201525974

Viaje al pasado en busca de un asteroide

Gracias a un trabajo de investigación detectivesco, culminado por el estudio de unas imágenes con más una década de antigüedad, el equipo de investigación de asteroides de la ESA ha llegado a la conclusión de que una roca espacial recién descubierta no presenta riesgo de colisionar próximamente con la Tierra.

Cuando se observa por primera vez un asteroide, siempre se plantea la gran cuestión: ¿hay riesgo de que impacte con la Tierra?

Pero, tras su descubrimiento, los analistas normalmente no tienen por dónde seguir. La imagen inicial, tomada desde un observatorio, por un equipo de investigación o por algún astrónomo aficionado desde su casa, suele limitarse a lo básico: ubicación en el firmamento y brillo. Y, en ocasiones, ni siquiera estos datos son demasiado precisos.

Lo fundamental para establecer con cierta fiabilidad si se trata de un objeto cercano a la Tierra (NEO) —y si podría llegar a alcanzarla o no— es su trayectoria. Y para determinarla se necesita una serie de imágenes adquiridas a lo largo de varios días o incluso meses.

“Para poder calcular la trayectoria y el nivel de riesgo necesitamos una secuencia de varias imágenes; y, con todo, el grado de incertidumbre puede ser enorme. En realidad harían falta meses de observaciones para obtener un cálculo de riesgo de impacto correcto y fiable. Entre tanto, habría motivo para estar preocupados”, señala Ettore Perozzi, del Centro de Coordinación de Objetos Cercanos a la Tierra, ubicado en la sede italiana de la ESA.

Y eso es precisamente lo que sucedió el pasado 19 de octubre, cuando el equipo Catalina Sky Survey descubrió el asteroide 2016 WJ1.

Asteroide 2016 WJ1

Observadores de todo el mundo también capturaron imágenes del asteroide durante las siguientes semanas, incluido un equipo de la ESA desde el observatorio español de Tenerife, pero la incertidumbre sobre su trayectoria no permitía descartar un posible acercamiento en junio de 2065, con una preocupante probabilidad de impacto de 1 entre 8.000.

“Gracias a las imágenes adicionales, pudimos restringir la trayectoria lo suficiente como para empezar a bucear en los archivos astronómicos para ver si alguien había fotografiado anteriormente el asteroide sin haberlo reconocido”, recuerda Marco Micheli, observador del mismo centro.

De encontrar alguna imagen, el equipo podría reconocer su “predescubrimiento”.

La investigación pronto dio frutos: las imágenes tomadas a principios de octubre por el telescopio Pan-STARRS y publicadas online mostraban que podría tratarse de ese mismo asteroide.

Sin considerarlas concluyentes, el equipo asumió que sí eran precisas y decidió usarlas para localizar imágenes adicionales de alta precisión en un sistema de búsqueda de imágenes astronómicas canadiense.

¡Bingo! El equipo dio con dos conjuntos de imágenes de los días 4 y 5 de julio de 2003 tomadas por el Observatorio Canadá–Francia–Hawái (CFHT).

Como relata Detlef Koschny, responsable de objetos cercanos a la Tierra del programa de la ESA para el Conocimiento del Medio Espacial (SSA): “Tras una cuidadosa inspección conseguimos aislar el objeto, y el equipo pudo llevar a cabo cálculos de gran exactitud”.

“Así, logramos excluir todo riesgo de impacto en la Tierra por parte del asteroide 2016 WJ1, tanto en el futuro próximo como en el más lejano”.

La ESA ahora está desarrollando un nuevo conjunto de telescopios de tipo ‘ojo de mosca’, panorámicos y automatizados, que realizarán barridos nocturnos del firmamento para crear en el futuro un completo archivo de imágenes que permitirán confirmar los predescubrimientos con mayor rapidez.

Descubren una de las galaxias lejanas más brillantes conocidas hasta la fecha

Su hallazgo, a 11.400 millones de años luz, fue posible gracias al aumento de su brillo aparente producido por una galaxia ubicada entre ella y la Tierra que actúa como lente gravitacional a modo de zoom.

Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL) ha descubierto una de las galaxias no activas más brillantes y luminosas conocidas hasta la fecha en el universo joven. El hallazgo de BG1429+1202 ha sido posible gracias a la “ayuda” de una galaxia elíptica masiva en la línea de visión a ese objeto, que actúa a modo de lente aumentando el brillo y distorsionando la imagen observada. Los resultados, publicados en Astrophysical Journal Letters, se enmarcan en el proyecto BELLS GALLERY, basado en el análisis de millón y medio de espectros de galaxias del Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

En el fenómeno de lente gravitatoria, predicho por la teoría de la Relatividad General de Einstein, la luz se desvía cuando pasa cerca de un objeto muy masivo. Para un observador distante, la masa de la galaxia elíptica actúa sobre la luz como una lente gigante. Resulta así una imagen mucho más brillante de la fuente, BG1429+1202, lo que permite ver detalles que de otra manera serían demasiado débiles para ser detectados.

“Este es uno de los pocos casos conocidos de galaxias –destaca Rui Marques Chaves, estudiante de doctorado del IAC-ULL y primer autor del artículo- con un brillo aparente muy alto y con  una luminosidad intrínseca también muy alta. Las observaciones nos permitieron determinar sus propiedades principales en poco tiempo”. Para estudiar este sistema de lente gravitatoria utilizaron dos telescopios del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma): el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) y el Telescopio William Herschel (WHT), este último del Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING). El mismo está formado por una galaxia elíptica masiva a una distancia de 5.400 millones de años luz y una galaxia detrás de ella, BG1429+1202, emisora en la línea Lyman alfa a 11.400 millones de años luz (cuando la edad del Universo era aproximadamente 2.300 millones de años. La galaxia lente produce cuatro imágenes diferentes de la galaxia lejana, con un flujo luminoso total nueve veces superior al que tendría esta última si no hubiera ninguna lente natural en la línea de visión.

Alta luminosidad en el ultravioleta

Lo excepcional de BG1429+1202 es su muy alta luminosidad en la línea de emisión de Lyman alfa, una de las más brillantes en el rango ultravioleta, ya que otros casos similares conocidos de lentes cósmicas no muestran una emisión tan intensa. Aunque el efecto de lente gravitatoria se ha usado en muchos proyectos, el método de selección de galaxias Lyman alfa lejanas, amplificadas por galaxias lente, ha sido utilizado por primera vez en el proyecto BELLS GALLERY. “Analizamos del orden de un millón y medio de espectros de galaxias”, añade Yiping Shu, astrónomo del National Astronomical Observatories (NAOC), en Pekín (China), y primer  autor de publicaciones previas del citado proyecto. “Fueron obtenidos con el telescopio Sloan del Observatorio Apache Point, en Nuevo México (EEUU), y detectamos emisión en la línea de Lyman alfa proveniente de galaxias a distancias mucho mayores que las lentes en 187 casos, de los cuales hemos observado 21 con el telescopio espacial Hubble. Estas observaciones de alta resolución angular confirman que la mayoría de estos objetos son lentes”.

El aumento del brillo aparente –el observado en el cielo visto desde la Tierra- de galaxias lejanas que se produce por las lentes gravitatorias permite obtener datos de mejor calidad. “Con telescopios como el WHT y el GTC -explica Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC-ULL y coordinador de este trabajo- podemos realizar estudios que sin la presencia de las lentes serían imposibles. En la práctica, es como si en vez de observar con un telescopio de 10 m como el GTC, estuviéramos observando ya con uno de los futuros telescopios gigantes, como el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) de 39 m o el Telescopio de Treinta Metros (TMT)”. “BG1429+1202 es tan brillante que se detecta incluso en las imágenes fotográficas del Digital Sky Survey”, añade Paloma Martínez Navajas, investigadora del IAC-ULL y otra de las autoras del estudio.

A pesar de los abundantes estudios anteriores de lentes gravitatorias basados en imágenes y espectros del proyecto Sloan Digital Sky Survey, BG1429+1202 había pasado desapercibia hasta este trabajo. “Hallazgos como BG1429 + 1202 demuestran que grandes compilaciones de datos astronómicos de cartografiados como el anterior pueden tener nuevas aplicaciones astrofísicas. En el National Optical Astronomy Observatory (NOAO), en Tucson, Arizona (EE.UU) estamos implementando herramientas de acceso abierto para apoyar este tipo de investigaciones utilizando observaciones públicas de la Dark Energy Camera y otros instrumentos, además de próximos datos de proyectos como el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) “, concluye Adam Bolton, subdirector dela NOAO y autor de este artículo.

Artículo: “Discovery of a very bright and intrinsically very luminous, strongly lensed Lyα emitting galaxy at z = 2.82 in the BOSS Emission-Line Lens Survey”, por Rui Marques-Chaves (IAC-ULL), Ismael Pérez-Fournon (IAC-ULL), Yiping Shu (NAOC), Paloma I. Martínez-Navajas (IAC-ULL), Adam S. Bolton (NOAO y Univ. Utah), Christopher S. Kochanek (Ohio State Univ.), Masamune Oguri (Univ. Tokyo),  Zheng Zheng (Univ. Utah), Shude Mao (Tsinghua Univ., NAOC y Univ. Manchester), Antonio D. Montero-Dorta (Univ. Utah), Matthew A. Cornachione (Univ. Utah), and Joel R. Brownstein (Univ. Utah) , 2017, ApJL, 834, L18.

CHEOPS, un esfuerzo internacional para buscar exoplanetas

La búsqueda de planetas extrasolares es uno de los campos de la astronomía que más ha crecido en los últimos años, especialmente orientada hacia el descubrimiento de planetas que se parezcan a la Tierra y que reúnan las condiciones necesarias para albergar vida. Las observaciones se realizan tanto desde observatorios terrestres como desde satélites lanzados al espacio, pero siempre se encuentran con los mismos problemas; esos exoplanetas están muy lejos y resulta complicado detectar los que tienen un tamaño más similar al terrestre.

Aquí entrará en juego CHEOPS, misión en colaboración entre la ESA y Suiza, cuyo objetivo es, precisamente, estudiar esos planetas extrasolares de menores dimensiones, los que se sitúan entre el radio de la Tierra y el de Neptuno. Su lanzamiento está previsto para 2018 y es una misión en la que también tienen importantes contribuciones países miembros de la agencia como España y Portugal.

¿Qué es CHEOPS?

“CHEOPS es una misión que medirá con precisión el radio de exoplanetas pequeños (del tamaño de Neptuno y menores) que orbitan estrellas brillantes en nuestro vecindario local”, explica  Kate Isaak, científica de proyecto de CHEOPS. Para ello, utilizará una técnica llamada fotometría de tránsito: “CHEOPS monitorizará la luz óptica e infrarroja de estrellas individuales y medirá con precisión el descenso en la señal durante el tránsito de un planeta, al atravesar por delante de la estrella, utilizando un fotómetro de ultra alta precisión”.

Según lo pronunciado que sea ese descenso en la luminosidad de la estrella, los científicos pueden calcular el radio del exoplaneta, y combinando ese dato con los cálculos de su masa (realizados desde observatorios en tierra), se puede obtener la densidad del planeta, su composición y, a partir de ahí, hasta es posible averiguar algunas cosas de su formación. Si se une esa primera imagen del objeto con el tipo de su estrella y la distancia a la que se encuentre de ella, ya se puede aventurar si en él podrían darse las condiciones para la aparición de formas de vida.

CHEOPS pretende dar una información más detallada de esos exoplanetas de lo que se podía conseguir hasta ahora y, para ello, se ha diseñado como una misión de seguimiento; es decir, complementará las observaciones hechas por misiones de rastreo del cielo, como CoRoT y Kepler, empleando sus descubrimientos de nuevos planetas para hacer un estudio más a fondo. “CHEOPS es una misión de seguimiento, la primera de su tipo, que hará observaciones fijadas de estrellas individuales de las que ya se sabe que albergan exoplanetas de pequeñas dimensiones”, apunta Kate Isaak, que añade que “sabremos cuándo y dónde apuntar el satélite para cazar al exoplaneta en su tránsito de la estrella, lo que hace que la misión sea muy eficiente para recolectar radios precisos, es ‘apuntar y disparar’”.

El diseño del satélite, por lo tanto, se ha hecho siguiendo la funcionalidad que va a tener: “Puede apuntar a cualquier lugar en una zona muy amplia del cielo, abriendo el potencial para observar varios objetivos. Las medidas son difíciles, pues nos centraremos en las estrellas más brillantes de nuestro vecindario para poder alcanzar la precisión de medida que necesitamos, y así las medidas de masa desde la superficie son también posibles”.

El calendario de CHEOPS

Para ver al satélite en acción habrá que esperar todavía hasta finales de 2018,  que es un tiempo bastante corto en los términos habituales de desarrollo de misiones espaciales. Isaak señala que “la misión es pequeña en tamaño y costes, con un tiempo de desarrollo que es mucho más corto que en otras misiones científicas de la ESA: seis años desde el principio (selección de propuestas) hasta que esté lista para el lanzamiento”.

Por comparación, ese tiempo de desarrollo puede extenderse durante décadas, como ocurre con PLATO, también dedicada al descubrimiento de exoplanetas y que fue propuesta inicialmente a la ESA en 2007. Su fecha de lanzamiento inicial es 2024.  La rapidez con la que CHEOPS se ha puesto en marcha conlleva sus propios desafíos, que Isaak resume afirmando que “el calendario hace que CHEOPS sea, al mismo tiempo, muy excitante y complicada: el lanzamiento está previsto para finales de 2018, por lo que los científicos tendrán datos en apenas dos años, pero esto quiere decir que el calendario está muy ajustado y que haya trabajo qué hacer para completar la construcción y las pruebas de la plataforma y el instrumento, así como en los centros que controlarán el satélite y procesarán sus datos cuando esté en órbita”.

Aquí entra en juego la decisiva contribución industrial tanto de España como de Portugal.

La Península Ibérica en CHEOPS

Al ser una misión de la ESA, varios estados miembros participan en su desarrollo y aportan diferentes aspectos necesarios para su funcionamiento. La empresa Airbus Defense & Space España, por ejemplo, es la contratista de la nave y realizará sus operaciones durante las primeras fases de la misión, mientras GMV se encarga de diseñar el Centro de Operaciones de la Misión, que se dirigirán desde una instalación del INTA en Torrejón de Ardoz (Madrid). 

En el lado científico también habrá una importante contribución de ambos países. Científicos de Oporto están colaborando con el Centro de Operaciones Científicas de CHEOPS, con base en Ginebra, para desarrollar herramientas que procesen los datos necesarios para calcular los radios de los exoplanetas, mientras la empresa DEIMOS Engenharia, en Lisboa, está trabajando en la planificación y organización de las observaciones y operaciones de la misión, y en el desarrollo del archivo científico.

Hasta una misión relativamente más pequeña como CHEOPS necesita de la colaboración de diferentes países tanto en su construcción como en el apartado científico, donde hay involucrado personal no sólo de España y Portugal, sino también de Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Hungría, Italia, Suecia, el Reino Unido y Suiza. Y son las contribuciones de todo ese personal lo que Kate Isaak destaca como uno de los aspectos más importantes de CHEOPS: “Una misión espacial como CHEOPS está formada por muchos elementos diferentes, incluyendo el lanzador, la plataforma, el instrumento y los centros de operaciones científicas y de misión. Todos están unidos íntima e intrínsecamente y el éxito científico de la misión depende de que todo funcione como está diseñado. Puedo decir que la gente, los equipos de ingenieros y científicos, son la clave para el éxito de una misión, y CHEOPS no es ninguna excepción”.

Galileo, una nueva herramienta al servicio de la ciencia

Los servicios iniciales de Galileo, que comenzaron a mediados del mes pasado, suponen un gran paso adelante no solo para los usuarios de todo el mundo, sino también para la comunidad científica. Gracias a esta constelación de satélites, ahora contamos con un referente gratuito y de gran precisión para estudiar la Tierra y todo lo que en ella sucede, además de las propias leyes de la física.

El sistema de navegación por satélite Galileo, operativo desde el 15 de diciembre, ofrece servicios de posicionamiento, navegación y determinación de la hora a cualquier persona equipada con un receptor. La disponibilidad del servicio se basa en la visibilidad en el cielo local de un mínimo de cuatro satélites, ajustados para ir mejorando a medida que su número pase de los actuales 18 hasta los 24 previstos, además de los satélites de reserva orbital.

En general, la navegación por satélite se ha convertido en una herramienta esencial para los científicos, que, por ejemplo, utilizan los receptores para monitorizar el lento desplazamiento de las zonas tectónicas, controlar el movimiento del hielo polar o sondear la ionosfera y otras capas de la atmósfera.

Este tipo de navegación también permite llevar a cabo otras actividades, como el seguimiento de animales o la vigilancia mediante drones; además, su precisión temporal, de hasta mil millonésimas de segundo, permite realizar todo tipo de mediciones y experimentos de física fundamental con gran exactitud.

Como explica Javier Ventura-Traveset, director de la nueva Oficina de Ciencia de Galileo de la ESA: “La continuidad y la disponibilidad mejorada de Galileo permiten disfrutar de una nueva fuente de datos de posicionamiento y determinación de la hora con fines científicos; datos que podrán utilizarse aislados o en combinación con los de otras constelaciones de satélites artificiales”.

“Galileo también aporta ventajas concretas para las actividades científicas, como los relojes atómicos de máser pasivo de hidrógeno en cada satélite, mucho más precisos que cualquier reloj empleado anteriormente con fines de navegación; por no hablar de las múltiples frecuencias de transmisión con una modulación robusta y un ancho de banda amplio, órbitas estables que evitarán las resonancias de rotación de la Tierra, una calibración absoluta de las antenas satelitales y retrorreflectores láser embarcados que permitirán caracterizar las órbitas de los satélites con precisión centimétrica”.

Además, Galileo apuesta por la máxima transparencia en su servicio a la ciencia: el Centro de Servicio del Sistema Global de Navegación por Satélite Europeo publicó a mediados de diciembre los ‘metadatos’ operacionales asociados a los cuatro primeros satélites de Galileo, conocidos como satélites de validación en órbita.

Oficina de Ciencia de Galileo en la ESA

Para comenzar a ofrecer los datos de Galileo a los científicos, la Dirección del Programa Galileo y de las Actividades de Navegación de la ESA se ha unido a la Dirección Científica de la agencia para establecer la Oficina de Ciencia de Galileo en el centro que la ESA tiene cerca de Madrid, España.

“El principal objetivo de esta oficina es promover la consolidación de una comunidad científica de referencia mundial alrededor del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), para maximizar las posibilidades de llevar a cabo actividades científicas relacionadas con él y el uso de las infraestructuras y datos GNSS europeos.

“La oficina también se encargará de garantizar que las opiniones de la comunidad científica lleguen a los equipos de GNSS, especialmente en lo relativo a la evolución y adaptación previstas de la infraestructura de GNSS”.

La aplicación científica de Galileo comenzó pronto, con dos satélites en órbitas alargadas que ahora se están utilizando para medir con mayor precisión la influencia de los cambios gravitacionales en el paso del tiempo: el efecto de corrimiento al rojo gravitacional que predijera por primera vez Albert Einstein.

Astrónomos consiguen medir el tamaño de las semillas planetarias

Los astrónomos creen que los planetas se forman al aglomerarse partículas de polvo y gas, pero desconocen los pormenores del proceso

OBSERVATORIO ALMA/DICYT Un equipo de investigadores usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para realizar por primera vez una medición precisa de las diminutas partículas de polvo que rodean una joven estrella a partir de la polarización de las ondas de radio. Este importante hito en el estudio de la formación planetaria alrededor de estrellas jóvenes fue posible gracias a la gran sensibilidad de ALMA, que permite detectar ondas de radio polarizadas.

Los astrónomos creen que los planetas se forman al aglomerarse partículas de polvo y gas, pero desconocen los pormenores del proceso. Uno de los principales enigmas es cómo unas partículas de polvo de apenas un micrómetro se unen para formar planetas rocosos de 10.000 kilómetros. La dificultad para medir el tamaño de las partículas ha impedido a los astrónomos hacer un seguimiento del crecimiento del polvo.

Akimasa Kataoka, investigador becado por la Fundación Humboldt que se desempeña en la Universidad de Heidelberg y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), asumió este desafío. Junto con sus colaboradores, el investigador había predicho que, alrededor de las estrellas jóvenes, las ondas de radio emitidas por las partículas de polvo tienen características de polarización únicas. El equipo también señaló que la intensidad de las emisiones polarizadas permite calcular el tamaño de las partículas de polvo mejor que otros métodos.

Para poner a prueba su teoría, el equipo encabezado por Kataoka observó la joven estrella HD 142527 con ALMA y descubrió, por primera vez, el patrón de polarización único del disco de polvo que la rodea. Tal como habían predicho, la polarización presenta una dirección radial en gran parte del disco, pero en los bordes esta se vuelve perpendicular a la dirección radial.

Al comparar la intensidad medida de las emisiones polarizadas con las predicciones teóricas, los investigadores determinaron que las partículas de polvo tienen como máximo 150 micrómetros. Esta es la primera vez que se calcula el tamaño del polvo a partir de la polarización. Para sorpresa de los investigadores, el tamaño calculado es más de 10 veces más pequeño de lo que se había predicho.

“En los estudios anteriores, los astrónomos habían calculado el tamaño a partir de las emisiones de radio suponiendo que las partículas de polvo son esféricas””, explica Kataoka. “En nuestro estudio, observamos las ondas de radio dispersas a través de la polarización, que proporciona información independiente a la de la emisión térmica del polvo. Esta diferencia tan grande en el tamaño de las partículas de polvo significa que los cálculos anteriores pueden ser erróneos”.

Para resolver esta contradicción, el equipo consideró la existencia de partículas de polvo esponjosas y de formas complejas, en vez de limitarse a partículas esféricas. A nivel macroscópico estas partículas son grandes, pero a nivel microscópico, cada diminuta sección de una partícula de polvo emite ondas de radio y genera una polarización de características únicas. En este estudio, los astrónomos determinaron estas características “microscópicas” mediante observaciones de polarización. Esto podría motivar a los astrónomos a reinterpretar datos de observaciones anteriores.

“La fracción de polarización de las ondas de radio del disco de polvo alrededor de HD 142527 corresponde apenas a un pequeño porcentaje. Gracias a la alta sensibilidad de ALMA, pudimos detectar estas señales tan débiles para obtener información sobre el tamaño y la forma de las partículas de polvo”, explica Kataoka.

“Este es el primer paso en la investigación sobre la evolución del polvo con polarimetría, y creo que el futuro nos deparará grandes hallazgos”.

Curiosity descubre chimeneas por las que circulaba agua en Marte

En sus jornadas de trabajo en el cráter Gale de Marte, el robot Curiosity –que lleva en el planeta rojo desde agosto de 2012 en el marco de la misión MSL de la NASA– se ha encontrado con unas estructuras geológicas inesperadas. Ninguna misión previa las había fotografiado, ni desde suelo marciano ni desde su órbita.

“Se trata de pequeñas secciones superficiales de estructuras cilíndricas o chimeneas verticales, que son demasiado pequeñas para ser detectadas con imágenes orbitales”, explica Jesús Martínez Frías, investigador del Instituto de Geociencias IGEO, centro mixto de la Universidad Complutense de Madrid y el CSIC y miembro del equipo científico del Curiosity.

En un estudio publicado en Geology y destacado en su portada de enero, un equipo internacional de científicos del que forma parte el geólogo ha analizado las imágenes enviadas por el rover y las ha comparado con estructuras similares de la Tierra.

En Australia, Colorado y Santa Cruz (EEUU) existen algunas formas muy parecidas, pero también en España. “Tenemos ejemplos morfológicamente similares de este tipo de chimeneas en la zona del sistema hidrotermal del Jaroso, en Las Herrerías (Almería)”, afirma el geólogo.

Las imágenes enviadas por Curiosity revelan un tipo de estructuras inéditas en el planeta, que se localizan en tres zonas diferentes del cráter Gale: Yellowknife Bay, Dingo Gap y Marias Pass. Todas ellas tienen un diámetro máximo de unos setenta centímetros, con bordes de cementación (por la huella de los fluidos) y capas concéntricas o irregulares.

“Los minerales y la geoquímica varían ligeramente en las formaciones de las tres zonas”, apunta el investigador. Así, aunque todas están compuestas por minerales de la arcilla y basálticos, existen variaciones geoquímicas en el sustrato de los contenidos en sílice, magnesio, titanio, hierro y en los niveles de hidratación.

Huellas del paso del agua

En cuanto al proceso de formación de las chimeneas y a las causas de su casi total desaparición, los científicos barajan diferentes posibilidades, como impactos, terremotos, hidrotermalismo o colapsos por la evaporación y disolución de sedimentos.

“Se trata de chimeneas originadas por el flujo vertical de sedimentos relacionados con fluidos”, señala el geólogo, aunque no se puede saber si el movimiento de estos fue ascendente o descendente. “Son un indicador más de cómo los procesos acuosos afectaron y modelaron la geología superficial de Marte”, concluye.

En la investigación, además del IGEO (UCM-CSIC), han participado el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), la Universidad de California Santa Cruz (EEUU), el Laboratorio Nacional Los Álamos (EEUU), el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología (Francia), el Centro de Ciencia Marina y Costera del Pacífico USGS (EEUU), el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (Alemania), el Instituto de Tecnología de California (EEUU), la Universidad de Nantes (Francia), la Universidad de Nuevo México (EEUU), el Centro Espacial Johnson de la NASA (EEUU) y la Universidad de Indiana (EEUU).

Referencia bibliográfica
David M. Rubin, A.G. Fairén, J. Martínez-Frías, J. Frydenvang, O. Gasnault, G. Gelfenbaum, W. Goetz, J.P. Grotzinger, S. Le Mouélic, N. Mangold, H. Newsom, D.Z. Oehler, W. Rapin, J. Schieber y R.C. Wiens. “Fluidized-sediment pipes in Gale crater, Mars, and possible Earth analogs”, Geology, noviembre 2016. DOI: 10.1130/G38339.1.

El espacio, la última frontera

Hace cincuenta años, el capitán Kirk y la tripulación de la nave estelar Enterprise comenzaron su viaje al espacio: la última frontera. Ahora que la última entrega de la saga Star Trek llega a los cines, es el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA quien explora nuevas fronteras, observando lejanas galaxias en el cúmulo Abell S1063 dentro del programa Frontier Fields.

El espacio, la última frontera. Estos son los relatos del telescopio espacial Hubble, que continúa su misión de exploración de mundos desconocidos, hasta alcanzar lugares donde ningún otro telescopio ha podido llegar.

El último objetivo de la misión Hubble es el lejano cúmulo de galaxias Abell S1063, que podría albergar miles de millones de mundos desconocidos.

Abell 1689

Esta vista del cúmulo, que aparece en el centro de la imagen, lo muestra tal y como era hace 4.000 millones de años. No obstante, Abell S1063 nos permite remontarnos aún más atrás, hasta alcanzar épocas a las que ningún otro telescopio ha podido llegar. La gran masa del cúmulo distorsiona y magnifica la luz de las galaxias situadas detrás, debido a un efecto denominado lente gravitacional. Así, Hubble puede ver galaxias que, de lo contrario, resultarían demasiado tenues para su observación, permitiéndonos buscar y estudiar la primera generación de galaxias en el Universo. Como diría un famoso vulcano: “¡Fascinante!”

Los primeros resultados de los datos sobre Abell S1063 prometen nuevos descubrimientos de envergadura. De hecho, ya se ha conseguido observar una galaxia tal y como era tan solo mil millones de años tras el Big Bang.

Los astrónomos también han identificado por detrás del cúmulo dieciséis galaxias cuya luz se ve distorsionada por él, haciendo que su imagen aparezca multiplicada en el firmamento. Esto ayudará a los astrónomos a mejorar sus modelos de distribución tanto de materia común como de materia oscura en el cúmulo de galaxias, dado que es la gravedad la que provoca estos efectos de distorsión. Estos modelos resultan clave para comprender la misteriosa naturaleza de la materia oscura.

Abell S1063 no es el único cúmulo en curvar la luz de las galaxias situadas por detrás, ni constituye la única lente cósmica gigante que se está estudiando gracias a Hubble. Dentro del programa Frontier Fields ya se han observado otros tres cúmulos y en los próximos años se observarán dos más, ofreciendo a los astrónomos información fundamental sobre su funcionamiento y qué se encuentra dentro y más allá de ellos[1].

Los datos recopilados en anteriores cúmulos de galaxias han sido estudiados por equipos de todo el mundo, permitiendo realizar importantes descubrimientos, como galaxias que existían apenas cientos de millones de años tras el Big Bang (heic1523) o la primera aparición predicha de una supernova con lente gravitacional (heic1525).

Esta colaboración internacional a gran escala habría llenado de orgullo a Gene Roddenberry, el padre de Star Trek. En el mundo de ficción creado por Roddenberry, una variopinta tripulación trabajaba codo a codo para explorar el Universo de forma pacífica. Este es un sueño que el programa Hubble ha conseguido hacer realidad en parte, ya que en él colaboran la Agencia Espacial Europea (ESA), con la participación de 22 Estados miembros, y la NASA, para manejar uno de los instrumentos científicos más sofisticados del mundo. Por no hablar de los innumerables equipos internacionales que cruzan todo tipo de fronteras para lograr sus objetivos científicos.


Fuente: ESA
Website: esa.int


ICARUS, un nombre mitológico para un proyecto revolucionario

El ICCRAM de la Universidad de Burgos coordinará un proyecto europeo que revolucionará la tecnología de aleaciones exóticas para el uso aeroespacial

UBU/DICYT El Programa más exigente de investigación europea, Horizonte 2020, ha vuelto a aprobar un proyecto de investigación de vanguardia coordinado por el Centro Internacional de Investigación sobre Materias Primas Críticas y Tecnologías Industriales Avanzadas ICCRAM – Universidad de Burgos, dentro de una de sus líneas más competitivas: H2020 – FET OPEN “Novel Ideas for Radically New Technologies – Research Projects”.

El proyecto ICARUS, “Innovative Coarsening-resistant Alloys with enhanced Radiation tolerance and Ultra-fine-grained Structure for aerospace application” (“Nuevas aleaciones innovadoras para aplicaciones aeroespaciales con una elevada tolerancia a la radiación y una estructura de grano ultra fina”) es una idea concebida por el Dr. Santiago Cuesta, director del ICCRAM, fruto de la evolución de las líneas de investigación implantadas a su llegada a la UBU en 2011 como Investigador Ramón y Cajal, y que recibirá una financiación de 2.698.062,50 € de los cuales 454.750,00 € serán gestionados por el ICCRAM.

Proyecto Icarus

La iniciativa H2020 FET-Open 2014-2015-RIA, para su convocatoria de Septiembre 2015, ha tenido su record de participación con 800 propuestas presentadas, de las que solo 11 han sido seleccionadas para ser financiados por la unión Europea, siendo el proyecto ICARUS uno de ellas alcanzando la máxima puntuación (5/5).

Se trata de una convocatoria de gran exigencia con una tasa de éxito de 1,4% cuyo objetivo fundamental es el apoyo a la Investigación conjunta de la Ciencia y Tecnología para el desarrollo de nuevas posibilidades tecnológicas de futuro.

El proyecto dará comienzo oficialmente el día 1 de Septiembre de 2016, y la reunión de lanzamiento será en Burgos los próximos 8 y 9 de Septiembre. Tiene una duración de 3 años y para su correcto desarrollo y ejecución el consorcio consta con 11 socios de 7 países de la Unión Europea. El consorcio ICARUS aglutina cinco Centros de Investigación (ICCRAM-España, ENEA-Italia, Universidad de Patras-Grecia, Universidad de Miskolc-Hungría y CSGI-Italia), cuatro empresas líderes en producción de materiales e ingeniería para aplicaciones aeroespaciales (ADVAMAT-Republica Checa, ADMATIS-Hungría, ACC-Austria y MBN-Italia) y dos Pymes especializadas en Transferencia del Conocimiento (BRIMATECH-Austria y EASN-Bélgica) y, que colaborarán para la consecución de los objetivos marcados. Este proyecto permitirá una colaboración multidisciplinar de alto nivel entre los más relevantes expertos europeos en el campo de la física, la química y la ciencia de materiales

La Universidad de Burgos, en la figura del Dr. Santiago Cuesta, director del ICCRAM, es responsable de la parte científica y administrativa del proyecto, coordinando a nivel Europeo las acciones de todo el consorcio. A nivel científico, las tareas que se desarrollarán en Burgos están relacionadas con el desarrollo teórico computacional, el diseño a nivel estructural y atómico de materiales y la seguridad de los nuevos materiales desarrollados y su eco-compatibilidad.

ICARUS tiene como objetivo conseguir una estabilidad termodinámica de aleaciones nanocristalinas incorporando materiales (átomos) a la carta, para lograr crear un material con propiedades especiales y específicas. En concreto, se centra en la investigación de nuevos materiales para su uso en condiciones extremas de temperatura, de radiación, etc entre otros, siempre a través de la Nanotecnología y por medio de una nueva metodología termodinámica capaz de identificar elementos que permitan un estado nanocristalino que, con un mínimo de la energía libre de Gibbs, cree una nanoestructura razonablemente estable frente al endurecimiento de la materia.

Podríamos de manera sencilla definir la tecnología que subyace a ICARUS como la posibilidad de encontrar y establecer las ecuaciones matemáticas que gobiernan un nuevo mecano de átomos, que nos van a permitir jugar con las aleaciones de materiales y con su estructura de grano hasta un nivel nunca visto, ofreciendo a la sociedad la posibilidad de nuevos diseños de materiales para aplicaciones múltiples.

Técnicamente, ICARUS cambiará el paradigma existente en el desarrollo del marco conceptual necesario para un diseño termodinámicamente estable de multicomponentes nanocristalinos y aleaciones metálicas de alta resistencia, permitirá la validación de herramientas computacionales para el descubrimiento de nuevos materiales a la carta, avanzará substancialmente en la manera de crear nuevos materiales partiendo desde el átomo y demostrará todos los avances anteriormente mencionados, en dos pruebas de concepto. Por otro lado, ICARUS ofrecerá una respuesta a los retos existentes frente a las altas temperaturas en su aplicación en Aeronáutica como la amplia mejora en materiales para motores y materiales ligeros de alta resistencia para programas de vuelo supersónico.

ICARUS es peculiar por su multidisciplinaridad así como por su alto potencial de ser transferido a otras áreas, ya que la metodología y la idea, puede ser usada para otros campos en los que nuevas aleaciones con propiedades a la carta sean necesarias. Hablamos por ejemplo de aleaciones biocompatibles, o aleaciones para turbinas tanto en la producción de energía, o de impulsión.

El proyecto ha despertado el interés diferentes agentes y organismos de investigación en los Estados Unidos (como por ejemplo el prestigioso MIT), y especialmente el de la Agencia Espacial Europea, que apoyo el proyecto desde el principio y que lo seguirá de cerca.


Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Bajo las nubes: una nueva visión de la superficie de Venus

Gracias a las observaciones del satélite Venus Express de la ESA, los científicos han demostrado por primera vez cómo los patrones meteorológicos vistos en las gruesas capas de nubes de Venus están directamente relacionados con la topografía de la superficie que cubren. En lugar de impedirnos la observación, las nubes de Venus podrían ofrecernos información de lo que hay debajo.

Ondas de gravedad en Venus

Ondas de gravedad en Venus

Las altas temperaturas de Venus, debidas al extremo efecto invernadero que calienta su superficie hasta alcanzar los 450 grados Celsius, son bien conocidas. El clima en la superficie del planeta resulta opresivo: además del calor, recibe poca luz debido a la gruesa capa de nubes que rodea completamente el planeta. Los vientos superficiales son muy lentos, soplando a un metro por segundo, apenas la velocidad de un tranquilo paseo.

Sin embargo, lo que vemos al observar nuestro planeta gemelo desde las alturas es un enorme manto nuboso, liso y brillante, formado por una gruesa capa de 20 km de espesor. Al situarse entre 50 y 70 km por encima de la superficie del planeta, presenta unas temperaturas menores y similares a las temperaturas en la cima de las nubes terrestres, de unos -70 grados Celsius. La capa superior también sufre una meteorología más extrema, con vientos cientos de veces más rápidos que en la superficie del planeta (e incluso más rápidos que su velocidad de rotación, en un fenómeno denominado ‘superrotación’).

Aunque estas nubes suelen impedirnos ver la superficie venusiana, ya que solo podemos atravesarlas mediante radares o luz infrarroja, es probable que sean la clave para desvelar algunos de los secretos del planeta. Los científicos sospechan que los patrones meteorológicos producidos en la cima de las nubes son consecuencia de la topografía del terreno que se halla debajo. Aunque ya habían obtenido indicios de ello en el pasado, no habían sido capaces de desvelar completamente su funcionamiento… Hasta ahora.


Cima de las nubes de Venus

Cima de las nubes de Venus

Gracias a las observaciones del satélite Venus Express de la ESA, los científicos han podido mejorar enormemente la precisión del mapa de Venus explorando tres aspectos del clima nuboso del planeta: la velocidad de circulación de los vientos, cuánta agua alojan las nubes y qué brillo presentan estas nubes en el espectro (y específicamente en luz ultravioleta).

“Los resultados muestran que estos aspectos —vientos, contenido acuático y composición de las nubes— se relacionan de algún modo con las propiedades de la propia superficie de Venus”, admite Jean-Loup Bertaux del laboratorio francés LATMOS (Laboratorio de atmósferas, medios y observaciones espaciales) y autor principal del nuevo estudio de Venus Express. “Hemos utilizado observaciones de la sonda recopiladas a lo largo de seis años, de 2006 a 2012, lo que nos ha permitido estudiar los patrones meteorológicos del planeta a largo plazo”.

Aunque Venus es un planeta muy seco en comparación con la Tierra, su atmósfera contiene ciertas cantidades de vapor de agua, especialmente por debajo de su capa de nubes. Bertaux y sus colegas estudiaron la cima de las nubes de Venus en la banda infrarroja del espectro, lo que les ha permitido captar la absorción de luz solar por el vapor de agua y detectar su nivel de presencia en cada punto de la cima de las nubes (70 km de altitud).

Detectaron un área concreta de nubes, cerca del ecuador venusiano, que albergaba más vapor de agua que sus alrededores. Esta región ‘húmeda’ se encontraba justo encima de una cadena de montañas de 4.500 metros de altitud denominada Aphrodite Terra. Este fenómeno parece deberse a que el aire rico en agua de la atmósfera más baja se ve empujado hasta ascender por encima de las montañas de Aphrodite Terra, lo que ha llevado a los científicos a bautizarlo como la ‘Fuente de Afrodita’.

Como explica Wojciech Markiewicz, del Instituto Max-Planck para la investigación del sistema solar en Göttingen, Alemania, y coautor del estudio: “Esta ‘fuente’ estaba confinada dentro de un remolino de nubes descendentes que atravesaban Venus de este a oeste. Nuestra primera pregunta fue: ¿por qué? ¿A qué se debía toda esa agua localizada en ese punto concreto?”

Al mismo tiempo, los científicos utilizaron Venus Express para observar las nubes con luz ultravioleta y registrar su velocidad. Así, descubrieron que las nubes que descendían de la ‘fuente’ reflejaban menos luz ultravioleta que las demás, y que los vientos por encima de la región montañosa de Aphrodite Terra eran un 18% más lentos que en las regiones colindantes.

Estos tres factores pueden explicarse por un único mecanismo provocado por la densa atmósfera de Venus, proponen Bertaux y sus colegas.

Cuando los vientos atraviesan las pendientes montañosas de la superficie, generan las llamadas ondas de gravedad”, añade Bertaux. “A pesar de su nombre, no tienen nada que ver con las ondas gravitacionales, que son ondulaciones en el tejido espacio-temporal; las ondas de gravedad son un fenómeno atmosférico que puede verse a menudo en las áreas montañosas de la superficie terrestre. Por así decirlo, se forman cuando el aire se arremolina sobre una superficie irregular. Las ondas se propagan verticalmente hacia arriba, aumentando de tamaño hasta que rompen justo debajo de la cima de las nubes, como sucede con las olas en la costa”.

A medida que esas ondas rompen, empujan los veloces vientos que soplan a gran altitud, reduciendo su velocidad. Eso explicaría por qué los vientos por encima de la altiplanicie de Aphrodite Terra son más lentos que en otras regiones.

No obstante, estos vientos recuperan sus velocidades cuando descienden desde esta cordillera venusiana, con un movimiento que actúa como una bomba de aire. La circulación del viento provoca un movimiento ascendente en la atmósfera del planeta que empuja hacia arriba aire rico en agua y material oscuro en luz ultravioleta desde las capas inferiores de las nubes, llevándolo hasta su cima y creando tanto la ‘fuente’ observada como una amplia columna de vapor descendente.

Venus Express

Venus Express

“Sabemos desde hace años que la atmósfera de Venus alberga un misterioso fenómeno que absorbe la luz ultravioleta, pero aún no sabemos de qué puede tratarse”, confiesa Bertaux. “Este descubrimiento nos ayuda a comprenderlo un poco mejor y a entender su comportamiento: por ejemplo, ahora sabemos que se produce por debajo de la cima de las nubes y que el material oscuro en luz ultravioleta se ve empujado por la circulación del aire, atravesando en su ascenso la cima de las nubes de Venus”.

Los científicos ya sospechaban que se producían movimientos ascendentes en la atmósfera de Venus a lo largo de su ecuador, provocados por los mayores niveles de radiación solar. El descubrimiento que nos ocupa ahora revela que la cantidad de agua y material oscuro localizados en las nubes de Venus también aumenta en puntos concretos alrededor del ecuador del planeta. “Esto se debe a las montañas en la superficie de Venus, que provocan la formación de ondas ascendentes y la circulación de vientos que arrastran materiales desde niveles inferiores”, explica Markiewicz.

Además de ayudarnos a conocer mejor a Venus, descubrir que la topografía superficial puede afectar significativamente la circulación atmosférica tiene consecuencias para nuestra comprensión de la superrotación planetaria y del clima en general.

El artículo “Influence of Venus topography on the zonal wind and UV albedo at cloud top level: the role of stationary gravity waves”, de J.-L. Bertaux et al., está publicado en Journal of Geophysical Research: Planets. doi: 10.1002/2015JE004958

El estudio está basado en datos procedentes de la cámara VMC (Cámara de Monitorización de Venus) y el espectrómetro SPICAV (Espectroscopio para la investigación de las características de la atmósfera de Venus) de Venus Express.La sonda Venus Express de la ESA fue lanzada en 2005, llegó a Venus en 2006 y pasó ocho años explorando el planeta desde su órbita. La misión finalizó en diciembre de 2014, una vez que la nave agotó el carburante que le permitía permanecer en posición y cayó a la atmósfera.

Algunos aspectos científicos destacados de Venus Express pueden consultarse aquí.

“Es evidente que este descubrimiento desafía nuestros actuales modelos de circulación generales”, admite Håkan Svedhem, científico de la ESA para Venus Express. “Mientras que nuestros modelos reconocen una relación entre la topografía y el clima, normalmente no producen patrones meteorológicos persistentes relacionados con figuras topográficas superficiales. Esta es la primera vez que vemos este vínculo claramente en Venus, y eso es un resultado de gran importancia”.

Venus Express estuvo operativa en Venus entre 2006 y 2014, cuando concluyó su misión y la nave comenzó su descenso a través de la atmósfera del planeta.

En el estudio realizado por Bertaux y sus colegas se han empleado varios años de observaciones captadas por la cámara VMC (Cámara de Monitorización de Venus), que explora las velocidades de los vientos y el brillo ultravioleta de las nubes, y por el espectrómetro SPICAV (Espectroscopio para la investigación de las características de la atmósfera de Venus), que estudia la cantidad de vapor de agua que contienen las nubes.

“Esta investigación no habría sido posible sin la monitorización continua y fiable del planeta por parte de Venus Express en varias bandas del espectro. Los datos utilizados en este estudio han sido recopilados a lo largo de muchos años”, añade Svedhem. “Un aspecto fundamental es que saber más sobre los patrones de circulación de Venus nos puede ayudar a identificar cada vez mejor el misterioso fenómeno que absorbe la luz ultravioleta en el planeta, lo que a su vez nos permitirá comprender aún más la atmósfera y el clima del planeta en general”.


Fuente: ESA
Website: esa.int