Astronomía Archive

La misión Rosetta permite describir cómo cambia la superficie de un cometa en su paso alrededor del Sol

Los cometas, pequeños cuerpos helados que proceden de las regiones externas del Sistema Solar, adquieren su apariencia característica cuando se aproximan al Sol, los hielos subliman y emergen la cola y la coma -una envoltura gaseosa que rodea al núcleo-. Y las semanas anteriores o posteriores al perihelio, o región de la órbita más cercana al Sol, constituyen un momento culminante de actividad que, por primera vez y gracias a la misión Rosetta (ESA), ha podido observarse de cerca. Hoy se publica en Science un estudio que analiza los cambios que la superficie del cometa 67P Churyumov-Gerasimenko ha sufrido en esta fase y que apunta a un pasado más activo.

El cometa 67P visto desde distintas orientaciones, con las regiones delimitadas. Fuente: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

“Los cambios que sufre un cometa, en el más amplio sentido de la palabra, desde el Sistema Solar externo hasta el perihelio no consisten solo en el desarrollo de un coma de gas y una cola de polvo, sino que ya podemos afirmar que esos cambios a gran escala parten de cambios a pequeña escala, de decenas de metros e incluso menos, en la superficie del núcleo cometario”, apunta Luisa M. Lara, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en la misión Rosetta.

La apariencia de un núcleo cometario en las fases cercanas al perihelio era antes desconocida, ya que quedaba oculta tras la coma. La cámara OSIRIS, a bordo de la misión Rosetta, ha podido fotografiar todo el proceso de actividad de 67P desde su despertar, en mayo de 2014, hasta el máximo acercamiento al Sol, que tuvo lugar durante el perihelio en agosto de 2015, y en su progresivo distanciamiento del mismo.

Ahora, la comparación de las imágenes obtenidas a lo largo de dos años, que cubren escalas de metros o incluso menos, ha permitido analizar qué cambios se han producido en la superficie del cometa en su viaje alrededor del Sol.

Entre los cambios destacan el derrumbamiento de cordilleras en las regiones de Seth y Ash, la prolongación unos treinta metros de la fractura de más de medio kilómetro de largo que atraviesa el cuello del cometa y la formación de otras más pequeñas paralelas a esta, o el desplazamiento de grandes masas rocosas: en la región de Khonsu, una roca de más de veinte metros de lado y con un peso equivalente en la Tierra de doscientos cincuenta kilos se movió unos ciento cuarenta metros, posiblemente debido a eventos explosivos ocurridos en el entorno.

Cambios observados en el cometa antes y después del perihelio. A: derrumbamiento de una colina; B: extensión de una fractura existente y aparición de nuevas grietas; C: movimiento de una masa rocosa de unos treinta metros de lado una distancia de ciento cuarenta metros. Fuente: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Además, se ha observado el transporte de material no consolidado en la superficie del cometa, que ha dejado al descubierto terrenos antes ocultos: por ejemplo, en la región de Imhotep se desvelaron unas estructuras circulares que en las imágenes de 2014 aparecían cubiertas, y que resultan similares a otras que aparecieron y desaparecieron en la región de Hapi y que parecen un indicio de la erosión de materiales -de hecho, el retorno a las condiciones iniciales ha sido frecuente en varios de los cambios observados-.

“La cadencia de adquisición de las imágenes y de la comparación de las mismas no nos permite reproducir la evolución de ciertos procesos, como los responsables de mover grandes bloques de roca, pero sí nos permite concluir que la actividad cometaria es un fenómeno que involucra procesos violentos, como estallidos de actividad. De hecho, en un artículo aparte que publicamos en Nature Astronomy documentamos por primera vez una relación inequívoca entre un estallido y el derrumbamiento masivo de una cordillera”, apunta Luisa M. Lara (IAA-CSIC).

“Además, intervendrían también procesos más delicados pero continuados en el tiempo, que provocan que el polvo se levante y se vuelva a depositar en la superficie, que hacen colapsar paredes de material o que dejan expuestas zonas de hielo subsuperficial”, añade la investigadora.

Sin embargo, todos los cambios resultan locales y no han afectado a los grandes accidentes geográficos de 67P, lo que indica que la orografía del cometa se fraguó en una etapa anterior en la historia del cometa. Se sabe que la interacción gravitatoria de Júpiter ha modificado al menos dos veces la órbita de 67P, en 1940 y en 1959, en las que la distancia mínima al Sol pasó de ser 600 millones de kilómetros (insuficiente para activar el cometa) a 410 y 186 millones de kilómetros respectivamente.

Los investigadores creen que los grandes relieves de 67P pudieron formarse bien en órbitas anteriores en esta misma configuración orbital, o bien en épocas aún más pretéritas, pero sin duda el cometa vivió en su pasado un periodo de actividad mucho más intenso del que ha podido documentar la misión Rosetta.

Detectado el polvo interestelar de una de las galaxias más lejanas conocidas

Un equipo científico internacional ha observado, por primera vez, el polvo interestelar de una de las galaxias más lejanas que se conocen gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile. El estudio, dirigido por Nicolas Laporte, astrónomo de la University College London (UCL) en Reino Unido, y anteriormente investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se publica hoy en la revista especializada The Astrophysical Journal Letters y aporta luz sobre el ciclo de vida de las primeras estrellas del Universo.

“La galaxia A2744_YD4 no es sólo la más lejana observada por ALMA –explica Nicolas Laporte- sino que, además, la detección de tanto polvo indica que supernovas tempranas debieron haberla contaminado previamente. Esta observación es también la detección de oxígeno más distante en el universo”.

El polvo cósmico se compone de silicio, carbono y aluminio, con granos tan pequeños como una millonésima de centímetro. Estas partículas se forman en el interior de las estrellas y, cuando mueren, se dispersan por el espacio, especialmente al explotar como supernovas, la última fase de las estrellas masivas. Hoy, este polvo es abundante y vital para la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas. Sin embargo, en el universo temprano, antes de que murieran las primeras estrellas, era escaso.

El polvo detectado en A2744_YD4 se observó apuntando las antenas de ALMA hacia un cúmulo de galaxias, denominado Abell 2744, que actuó como una lente gravitacional. Debido a este fenómeno, el cúmulo interviene como si fuera un telescopio gigante que magnifica alrededor de 1,8 veces la galaxia A2777_YD4 y permite observar aún más lejos, es decir, antes en el tiempo.

Las siguientes observaciones se hicieron con el Very Large Telescope (VLT), en Chile, y confirmaron la gran distancia a la que se encuentra A2744_YD4, cuando el Universo tenía 600 millones de años y se estaban formando las primeras estrellas y galaxias. “También utilizamos imágenes obtenidas con el Telescopio Espacial Spitzer –apunta Alina Streblyanska, astrofísica del IAC- para calcular el desplazamiento al rojo aproximado (a partir del cual se puede determinar la distancia a la que se encuentra la galaxia) incluso antes de obtener su espectro”. “Los datos de Spitzer, junto con los del Telescopio Espacial Hubble y el VLT en el infrarrojo cercano fueron cruciales para estimarlo en 8,4”, añade Ismael Pérez Fournon, también investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna (ULL).

La detección de polvo de esta época tan temprana revela nuevas pistas del momento en que las primeras estrellas explotaron como supernovas e inundaron el Cosmos de luz, y calcular este “despertar cósmico” es uno de los “Santos Griales” de la astronomía moderna.

El equipo estimó que la galaxia A2744_YD4 tiene una cantidad de polvo equivalente a 6 millones de veces la masa del Sol, mientras que todas sus estrellas equivalen a 2.000 millones de masas solares. También pudieron medir la tasa de formación estelar y encontraron que las estrellas se están formando a un ritmo de 20 masas solares al año, muy rápido si se compara con una masa solar al año en la Vía Láctea.

“Esta velocidad no es inusual en una galaxia tan distante, pero ayuda a conocer a qué ritmo se formó el polvo en ella”, comenta el coautor del estudio Richard Ellis, astrónomo del European Southern Observatory (ESO) y de la UCL. “El tiempo que lleva este proceso es de unos 200 millones de años, así que estamos observando a A2744_YD4 poco después de su formación”.

Por tanto, las estrellas empezaron a formarse aproximadamente 200 millones de años antes de la luz que se ha podido observar ahora. Se abre así una gran oportunidad para que ALMA y otros grandes telescopios comiencen a explorar la época más temprana posible con los telescopios e instrumentación actuales, en la que se “encendieron” las primeras estrellas y galaxias del Universo. Tras 13.000 millones de años, nuestro Sol, nuestro planeta y nuestra existencia son fruto de ellas. Al estudiar su formación, vida y muerte, estamos explorando nuestros orígenes.

“Con más observaciones de este tipo –concluye Nicolas Laporte- podemos rastrear la formación inicial de las estrellas y cómo se enriquecieron químicamente en épocas aún más tempranas del Universo. La perspectiva de futuro es apasionante”.

Referencia biblioráfica:
“Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy” por Laporte et al. The Astrophysical Journal Letters. https://arxiv.org/abs/1703.02039

Se hallan unas “gemelas” de las galaxias primigenias que permiten estudiar las etapas iniciales de la formación galáctica

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una población de minúsculas galaxias recién nacidas a más de once mil millones de años luz de distancia, que arrojan nueva luz sobre las primeras etapas de formación de galaxias. Aunque raros, estos objetos revelan con un detalle sin precedentes las condiciones que existían en la época de formación de las primeras galaxias, formadas pocos cientos de millones de años después del Big Bang.

En astrofísica, mirar lejos equivale a mirar al pasado. De la misma manera que la luz del Sol tarda ocho minutos en alcanzarnos (y, por lo tanto, vemos el Sol cuando era ocho minutos más joven), si observamos a grandes distancias estaremos estudiando épocas pasadas. Y en las últimas décadas, los astrónomos han conseguido penetrar en lo que se conoce como “edades oscuras”, un período correspondiente a los primeros setecientos millones de años después del Big Bang y en el que las primeras galaxias, muy débiles, se hallaban envueltas en hidrógeno neutro, un gas que aumenta la opacidad del medio.


Las diez galaxias análogas a las galaxias primigenias halladas en el estudio.

Precisamente, ese gas opaco ha impedido realizar estudios detallados de estas galaxias con los observatorios actuales y, como resultado, el nacimiento y las primeras fases del crecimiento de las galaxias no han podido ser estudiadas en detalle.
Para identificar y estudiar las propiedades de estas galaxias primigenias, un equipo internacional de astrónomos ha adoptado un enfoque diferente. El equipo presenta el descubrimiento de galaxias nacientes observadas en un momento cósmico posterior, solo mil millones de años después del final de las edades oscuras, cuando el universo contaba con un 5% de su edad actual.

Al hallarse más próximas y en un entorno limpio de la “niebla” circundante, estas galaxias son más fáciles de estudiar en detalle. “Por primera vez, podemos observar una población de galaxias recién nacidas extremadamente jóvenes, que presentan todas las propiedades que se espera sean ubicuas en galaxias normales en tiempos mucho más antiguos”, indica Ricardo Amorín (INAF/Universidad de Cambridge), investigador que encabeza el estudio.

Los datos obtenidos revelan que las galaxias son muy ricas en gas ionizado, “con muy pocas cantidades de polvo y elementos pesados, como el carbono y el oxígeno, que son liberados por estrellas masivas y calientes de corta vida”, señala Enrique Pérez Montero, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en la investigación.

Estas estrellas serían las responsables de ionizar el gas circundante, y quizá también del fin de las edades oscuras: las estrellas masivas terminan su vida en explosiones de supernova, que producen grandes flujos de gas que, por un lado, “contaminaron” el universo con los elementos pesados formados en sus núcleos y, por otro, desplazaron el hidrógeno neutro y fueron creando halos ya transparentes.

Así, este estudio, que ha analizado más de dos mil galaxias y ha hallado diez de estas galaxias primigenias, ha capturado lo que parece ser uno de los primeros episodios masivos de formación estelar del universo. Estas galaxias son unas treinta veces más pequeñas y unas cien veces menos masivas que la Vía Láctea, con formas compactas e irregulares que en algunos casos se asemejan a renacuajos y pares de galaxias en proceso de fusión.

El hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy, ha sido posible gracias a un gran esfuerzo de observación, coordinado desde el Sondeo Ultraprofundo VIMOS desarrollado en el Very Large Telescope (VLT/ESO), que también incluye imágenes obtenidas por telescopio espacial Hubble (NASA/ESA).

 Referencia:
R. Amorín et al. ” Analogues of primeval galaxies two billion years after the Big Bang”. Nature Astronomy, DOI: 10.1038/s41550-017-0052

Los cambios rápidos apuntan al origen de los veloces vientos en los agujeros negros

Telescopios de la ESA y de la NASA han obtenido la observación más detallada hasta la fecha de un viento ultrarrápido procedente de los alrededores de un agujero negro, a casi un cuarto de la velocidad de la luz.

Las proyecciones de gas son un fenómeno común en los agujeros negros supermasivos situados en el centro de grandes galaxias. Hasta miles de millones más masivos que el Sol, estos agujeros negros se alimentan de los remolinos de gas a su alrededor. Así, lo que los telescopios espaciales detectan son brillantes emisiones, incluyendo rayos X, procedentes del interior del disco que rodea el agujero negro.

En ocasiones, los agujeros negros “se llenan” tanto que terminan por expulsar un viento ultrarrápido. Estos vientos resultan de gran interés, ya que podrían tener una gran influencia a la hora de regular el crecimiento de su galaxia anfitriona, al eliminar el gas circundante y, en consecuencia, impedir el nacimiento de estrellas.

Gracias a los telescopios XMM-Newton de la ESA y NuStar de la NASA, los científicos han podido observar con el mayor detalle hasta la fecha una de estas emisiones, procedente de una galaxia activa identificada como IRAS 13224-3809. Los vientos registrados alcanzan 71.000 km/h —0,24 veces la velocidad de la luz—, por lo que se encontrarían entre el 5% de los vientos más rápidos procedentes de agujeros negros conocidos.

XMM-Newton pasó 17 días seguidos observando el agujero negro, revelando así la naturaleza extremadamente variable de los vientos.

“A menudo realizamos una única observación de un objeto concreto y, meses o incluso años después, volvemos a observarlo para ver si se ha producido algún cambio”, explica Michael Parker, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, y autor principal del artículo publicado en Nature esta semana describiendo el nuevo resultado.

“Gracias a esta larga campaña de observación, hemos descubierto por primera vez cambios en los vientos en una escala temporal de menos de una hora”. 

Los cambios se detectaron en la temperatura creciente de los vientos, que constituye una señal de su respuesta a una mayor emisión de rayos X procedentes del disco adyacente al agujero negro.

Las observaciones también mostraron cambios en la huella química del gas proyectado: a medida que la emisión de rayos X aumentaba, los electrones del viento se desprendían de sus átomos, borrando las señales de los vientos vistas en los datos.

“La huella química del viento cambió en menos de una hora debido a la fuerza de los rayos X, con una velocidad cientos de veces mayor que la detectada hasta ahora”, explica Andrew Fabian, del mismo Instituto de Astronomía, coautor del artículo e investigador principal del proyecto.

“Esto nos permite vincular la emisión de rayos X procedente del material que caía al agujero negro a la variabilidad del viento que se expulsaba más allá”.

Como añade Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA: “Detectar esta variabilidad —y demostrar este vínculo— es un paso clave para comprender cómo se producen y se aceleran los vientos de los agujeros negros, algo que también es esencial para entender su capacidad de moderar la formación de estrellas en la galaxia anfitriona”.

La galaxias más grandes del Universo se formaron absorbiendo a otras más pqueñas

¿Qué es lo que hace que existan galaxias gigantes? ¿No deberían ser todas aprimadamente iguales o, como poco, parecidas? ¿Por qué las galaxias más grandes del universo han abandonado la forma de diso elíptico?

Desde hace miles de millones de años, las galaxias han crecido considerablemente hasta convertirse algunas, como las elípticas gigantes, en las más grandes del Universo, tanto en tamaño como en masa. ¿Qué fue lo que produjo el crecimiento tardío de sus partes externas?

En las galaxias como nuestra Vía Láctea, con forma de disco, es relativamente sencillo identificar las partes que las componen: el bulbo central, el disco con sus brazos espirales y el halo de estrellas envolviendo a todo el conjunto. Sin embargo, en las galaxias elípticas, con forma de elipsoide, es más complicado caracterizarlas ya que las estrellas se distribuyen constituyendo una nube tridimensional mucho más difusa. “Tenemos pruebas de que las galaxias elípticas se van fusionando con otras galaxias satélites –explica Fernando Buitrago, primer autor del artículo e investigador del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (IA), en Lisboa- pero es difícil asegurar que los procesos que han estado ocurriendo para que crezcan sus partes externas sean los mismos que suceden en las galaxias con forma de disco”.

Mosaico con las imágenes infrarrojas de las seis galaxias de la muestra cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual. Crédito: Ignacio Trujillo (IAC) e imágenes del programa HUDF 2012.

El equipo de este astrofísico, compuesto por el científico del IAC Ignacio Trujillo entre otros miembros, decidieron investigar la naturaleza de las partes externas de una muestra de galaxias elípticas masivas de hace 6.200 millones de años. Se valieron de la imagen más profunda del Universo, la Hubble Ultra Deep Field (HUDP), que recoge la luz visible (la que ven nuestros ojos) emitida por los cuerpos cósmicos hasta hace unos 13.000 millones de años, y examinaron los halos de seis galaxias elípticas masivas. Estos halos son extremadamente débiles y muy complejos de observar incluso por los más grandes telescopios.

Con los detalles que proporciona la imagen, han podido, por primera vez, demostrar la existencia de un halo de estrellas alrededor de cada una de las galaxias elípticas masivas. Además, en dicha muestra, las partes externas se formaron principalmente debido a la fusión con otras galaxias, tal y como ocurre en las galaxias con forma de disco. “En nuestro trabajo –apunta Ignacio Trujillo- pudimos observar el canibalismo galáctico en acción. Las galaxias más grandes estaban devorando a las más pequeñas a un ritmo particularmente elevado. Desde su formación, casi la mitad de las estrellas que vemos hoy en estas galaxias masivas se deben a la fusión con otras galaxias menores”, concluye.

Al comparar la muestra con simulaciones matemáticas, basadas en el modelo actual de formación y evolución galáctica, vieron que coincidían muy bien y que podían derivar paralelismos. “En las galaxias elípticas –señala Fernando Buitrago- todas las estrellas forman un esferoide gigante, como una inmensa pelota de rugby, pero cuando usamos simulaciones con ordenador, pudimos rastrear el origen de cada una de sus partes y compararla con nuestra galaxia real”. Y añade: “Con este método, identificamos el proceso que originó el crecimiento de estas partes externas y podemos explicar cómo cambiaron su tamaño”.

P/2016 J1: el asteroide que se rompió y cuyos fragmentos, años después, desarrollaron colas

Los asteroides del cinturón principal, situado entre Marte y Júpiter, giran en torno al Sol en órbitas casi circulares, de modo que no sufren los cambios de temperatura que, en el caso de los cometas, producen las características colas. Sin embargo, ya se han documentado unos veinte casos en los que un asteroide, por distintas razones, aumenta su brillo y despliega una cola de polvo. Entre ellos se halla P/2016 J1, el “par de asteroides” más joven conocido.

Los pares de asteroides son objetos relativamente frecuentes en el cinturón principal de asteroides. Se producen cuando un asteroide progenitor, bien por un exceso de velocidad de rotación o por un impacto con otro cuerpo, se fragmenta en dos asteroides, o por la desestabilización de sistemas binarios. Los asteroides que forman pares no están ligados gravitatoriamente y van alejándose de manera progresiva, pero dibujan órbitas similares en torno al Sol.

Reconstruyendo las órbitas de los pares de asteroides los astrónomos pueden determinar el momento de máxima aproximación y, por lo tanto, establecer la fecha en el que el asteroide se rompió.

Un grupo internacional de investigadores ha empleado el Gran Telescopio Canarias (GTC) y el telescopio Canada-France-Hawaii (CFHT) para estudiar P/2016 J1, un asteroide cuyo carácter doble se descubrió en 2016. “Los resultados derivados de la evolución orbital demuestran que el asteroide se fragmentó hace aproximadamente seis años, por lo que el sistema constituye el par de asteroides más joven del Sistema Solar encontrado hasta la fecha”, señala Fernando Moreno, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza la investigación.

Además, P/2016 J1 presenta otra peculiaridad importante, que lo convierte en un objeto verdaderamente inusual. “Los dos fragmentos se hallan activados, es decir, muestran estructuras de polvo similares a las de los cometas. Es la primera vez que observamos un par de asteroides con actividad simultánea”, señala Fernando Moreno (IAA-CSIC).

El análisis ha permitido conocer que los asteroides se activaron cerca del paso por el perihelio -el punto de su órbita más cercano al Sol-, entre finales de 2015 y principios de 2016, y que permanecieron activos por un periodo de entre seis y nueve meses. La distancia temporal entre el momento de la fragmentación y su episodio de actividad implica que estos eventos no están relacionados. De hecho, los datos apuntan a que la fragmentación del asteroide se produjo también en el perihelio, pero en la órbita anterior (P/2016 J1 tarda 5,65 años en completar una órbita en torno al Sol).

“Con toda probabilidad la actividad de emisión de polvo se debe a la sublimación de hielos que quedaron expuestos desde el momento de su fragmentación”, afirma Moreno (IAA-CSIC). Esta investigación, junto con los hallazgos cada vez más frecuentes de algún tipo de actividad en asteroides, indica que esta región del Sistema Solar es más activa de lo que se creía.

Un equipo internacional capta por primera vez las etapas iniciales de una supernova

Cristina G. Pedraz/DICYT   Un equipo internacional de investigadores, entre ellos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ha realizado la primera observación de las etapas iniciales de una supernova, denominada iPTF13dqy (SN2013fs), tan solo tres horas después de la explosión, lo suficientemente pronto como para determinar lo que sucedió justo antes de su destrucción. Los resultados de esta observación han sido publicados ayer en la revista ‘Nature Physics’.

Una supernova es una estrella que, por una causa u otra, ha explotado liberando al medio interestelar de su galaxia el material que tenía en su interior. Al explotar la estrella su brillo aumenta enormemente, hasta el punto de poderse observar incluso en galaxias muy lejanas. Sin embargo, este tipo de eventos astrofísicos son difíciles de investigar observacionalmente y el porqué y el cómo las estrellas explotan como supernovas es una de las cuestiones aún pendientes de resolver en la astrofísica.

En los últimos años, iniciativas como Intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), un estudio automatizado de amplio alcance para la exploración sistemática del cielo, han permitido mejorar la comprensión de la diversidad de las supernovas por colapso de núcleo. El 6 de octubre de 2013, la iPTF descubrió un evento en una galaxia llamada NGC 7610, una galaxia espiral relativamente cercana, a unos 160 millones de años luz. Poco después, el equipo internacional de investigadores que ahora publica sus hallazgos en ‘Nature Physics’, capitaneado por Ofer Yaron, analizó la información recuperada para averiguar lo que había sucedido.

Los astrofísicos clasifican generalmente las supernovas en dos tipos: las que provienen de la muerte de una estrella masiva (más de unas 10 veces la masa del Sol) que, al final de su vida explotan al colapsar su núcleo (supernova de tipo II), o la explosión de una estrella enana blanca, que al agregar materia de una estrella compañera, se desestabiliza provocando una explosión termonuclear (supernova de tipo Ia).

Los investigadores determinaron que el evento detectado era una estrella supergigante roja que explotó en una supernova de tipo II. También encontraron evidencia de que la estrella estaba rodeada por un disco de materia que había sido creado en el año anterior a su explosión. En sus últimos días, la estrella había estado eyectando rápidamente gran cantidad de material, perdiendo masa antes del colapso.

Como el tipo II es la forma más común de supernovas, las observaciones realizadas por Yaron y sus colegas podrían extrapolarse al modo general en que explotan estrellas. No obstante, detallan, “futuras observaciones de espectroscopia flash de una muestra más grande de eventos de este tipo permitiría determinar exactamente hasta qué punto es tan común es este fenómeno, aportando evidencias más fuertes de las etapas finales de la evolución de las estrellas masivas”.

Referencia bibliográfica
Yaron, O., Perley, D. A., Gal-Yam, A., Groh, J. H., Horesh, A, et al. (2017). “Confined dense circumstellar material surrounding a regular type II supernova”. Nature physics.
http://nature.com/articles/doi:10.1038/nphys4025

Científicos determinan la órbita de Próxima Centauri después de 100 años

UCHILE/DICYT El interés en Alfa Centauri, nuestro sistema solar más próximo, ha aumentando fuertemente desde el descubrimiento de Próxima b, el exoplaneta ubicado en zona habitable más cercano a la Tierra. Dicho planeta orbita la tercera estrella del sistema, Próxima Centauri, la que a su vez es la más cercana al Sol.

Tres astrónomos, Pierre Kervella, Frédéric Thévenin y Christophe Lovis, han llegado a la conclusión de que las tres estrellas efectivamente forman un sistema único. En el siglo transcurrido desde su descubrimiento, la baja emisión de luz de Próxima Centauri ha hecho muy difícil medir la velocidad con la que se acerca o aleja de la Tierra. “Nuestro trabajo demostró que Próxima está unida gravitacionalmente a las estrellas Alfa Centauro A y B formando un sistema triple”, explicó Kervella, quien procesó la información espectroscópica.

Resultados inesperados

La nuevos datos, obtenidos con el buscador de planetas de ESO-Harps, sugieren de manera contundente que Próxima Centauri y el dúo Alfa Centauri tienen la misma edad (aproximadamente 6 mil millones de años), y de esta forma proporciona una estimación bastante precisa de la edad del planeta en órbita, Próxima b.
Los astrónomos especulan que el planeta puede haberse formado alrededor de Próxima Centauri en una órbita más extendida y luego fue llevado a su posición actual, muy cercano a su estrella anfitriona, como resultado de la estrecha trayectoria de Próxima Centauri con respecto a sus parientes de Alfa Centauri. De manera contraria, el planeta pudo haberse formado alrededor del sistema Alfa Centauri, y más tarde pudo haber sido atraído por la gravedad de Próxima Centauri. Si una de estas hipótesis es correcta, es posible que el planeta alguna vez se encontrase congelado, y que luego de un proceso de deshielo, tuviese ahora agua líquida en su superficie.

Este estudio fue presentado en un artículo de la revista ‘Astronomy and Astrophysics’.

El equipo que realizó este trabajo está compuesto por Pierre Kervella, investigador de la Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía (UMI-FCA) y del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) y del Observatorio de París; Frédéric Thévenin, del Observatorio de la Costa Azul, Francia; y Christophe Lovis, del Observatorio Astronómico de la Universidad de Ginebra, Suiza.

Nuevos datos de dos asteroides lejanos apuntan al posible “Planeta Nueve”

En el año 2000, se descubrió en nuestro sistema solar el primero de una nueva clase de objetos lejanos, orbitando alrededor del Sol más allá de Neptuno: los “objetos transneptunianos extremos” (ETNOs, por sus siglas en inglés). Sus órbitas están muy alejadas en comparación con la terrestre. Nosotros orbitamos al Sol a una distancia media de una unidad astronómica (UA, 150 millones de km) y los ETNO lo hacen a más de 150 UA. Para hacerse una idea de su lejanía, la órbita de Plutón se encuentra a unas 40 UA y lo más cerca que pasa del Sol (perihelio) son 30 UA. Este descubrimiento marcó un punto de inflexión en el estudio del Sistema Solar exterior y, hasta la fecha, se han identificado un total de 21 objetos transneptunianos extremos.

Representación esquemática de las órbitas de seis de los siete objetos transneptuanianos extremos (ETNOs) utilizados para plantear la hipótesis del “Planeta Nueve”. En línea roja discontinua se muestra la órbita de este posible planeta. Crédito: Wikipedia.

Recientemente, varios trabajos han sugerido que las propiedades dinámicas de los ETNO podrían explicarse mejor si existiese uno o más planetas de varias masas terrestres orbitando a cientos de unidades astronómicas. En concreto, en el año 2016, los investigadores Brown y Batygin usaron las órbitas de siete de estos ETNO para predecir la existencia de una supertierra, girando en torno al Sol a unas 700 UA, en el rango de masas de planetas subneptunianos. A esta idea se la conoce como la hipótesis del Planeta Nueve y es uno de los temas de actualidad en el campo de las ciencias planetarias. Sin embargo, debido a su lejanía, la luz que nos llega de estos cuerpos es muy débil y, hasta hoy, de los 21 objetos transneptuanianos extremos conocidos, sólo uno, Sedna, había sido observado mediante espectroscopía.

Ahora, un equipo de investigación liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid, ha dado un paso más para caracterizar físicamente estos cuerpos y confirmar o refutar dicha hipótesis mediante el estudio de dos de ellos. Los científicos han llevado a cabo las primeras observaciones espectroscópicas de 2004 VN112 y 2013 RF98, ambos particularmente interesantes desde el punto de vista dinámico, pues sus órbitas son casi idénticas y sus polos orbitales presentan una separación angular extremadamente pequeña. Esto sugiere un origen común y sus órbitas actuales podrían ser resultado de una interacción en el pasado con el hipotético Planeta Nueve. El estudio, publicado recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propone que este par de objetos transneptunianos extremos fue un asteroide binario que se desligó tras acercarse a un planeta más allá de Plutón.

Para llegar a esas conclusiones, hicieron las primeras observaciones espectroscópicas hasta la fecha de 2004 VN112 y 2013 RF98 en el rango visible. Se realizaron, en colaboración con los astrónomos de soporte Gianluca Lombardi y Ricardo Scarpa, usando el espectrógrafo OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). Identificar los asteroides fue muy laborioso dado que, al estar tan lejos, su desplazamiento aparente en el cielo es muy lento. Después midieron sus magnitudes aparentes (su brillo intrínseco observado desde la Tierra) y, además, recalcularon la órbita de 2013 RF98, la cual estaba pobremente determinada: los investigadores encontraron el objeto a más un minuto de arco de la posición predicha por las efemérides. Estas observaciones han ayudado a mejorar su órbita y han sido publicadas por el Minor Planet Center (MPEC 2016-U18: 2013 RF98), organismo responsable de la identificación de planetas menores (cometas y asteroides), así como de sus medidas y posiciones orbitales.

En cuanto a sus composiciones, el rango visible del espectro puede aportar cierta información. Mediante su pendiente espectral, se sabe si pueden tener hielos puros en su superficie, como es el caso de Plutón, así como carbono altamente procesado. También puede indicar la posible presencia de silicatos amorfos, como en el caso de los asteroides Troyanos de Júpiter. Los valores obtenidos de 2004 VN112 y 2013 RF98 son prácticamente idénticos y similares a los observados mediante fotometría de otros dos objetos transneptunianos extremos, 2000 CR105 y 2012 VP113. En cambio, Sedna, el único que había sido observado espectroscópicamente hasta la fecha, presenta unos valores muy diferentes a los demás de su clase. Estos cinco objetos forman parte del grupo de los siete utilizados para plantear la hipótesis del Planeta Nueve, lo que sugiere que todos deben tener una región de origen común, salvo Sedna, que se cree que proviene de la zona interna de la nube de Oort.

“Dado que las pendientes espectrales similares observadas del par 2004 VN112 – 2013 RF98 sugieren un origen físico común -explica Julia de León, primera autora de la investigación y astrofísica del IAC-, nos planteamos la posibilidad de que hubieran sido en su día un asteroide binario que quedó desligado por un encuentro con un objeto más masivo”. Para validar esta hipótesis, el equipo hizo miles de simulaciones numéricas, para ver cómo se separan los polos orbitales con el tiempo. Los resultados de las mismas sugieren que un posible Planeta Nueve, con una masa de entre 10 y 20 masas terrestres orbitando el Sol a una distancia media de entre 300 y 600 UA, podría haber desviado el par 2004 VN112 – 2013 RF98  hace unos 5 a 10 millones de años. De esta forma, se explicaría cómo estos dos asteroides, en un principio girando uno alrededor del otro, fueron separando sus órbitas poco a poco al haberse acercado a un objeto mucho más masivo en un determinado momento.

Artículo:
Visible spectra of (474640) 2004 VN112 – 2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4m GTC: evidence for binary dissociation near aphelion among the extreme trans-Neptunian objects”, por Julia de León, Carlos de la Fuente Marcos y Raúl de la Fuente Marcos. Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slx003
Referencia: Mon Not R Astron Soc Lett (2017) 467 (1): L66-L70.

Un vídeo de la EEI muestra por primera vez los chorros azules desde el espacio

Su existencia lleva años debatiéndose: huidizas descargas eléctricas en la alta atmósfera con nombres peculiares como espectros rojos, chorros azules, duendes o elfos. Aunque han sido detectadas por pilotos, resultan difíciles de estudiar, ya que se producen por encima de las tormentas eléctricas.

Durante su misión en la Estación Espacial Internacional en 2015, el astronauta de la ESA Andreas Mogensen estaba encargado de fotografiar este tipo de tormentas con la cámara más sensible del complejo orbital en busca de estos breves fenómenos.

Ahora, el Instituto Nacional del Espacio de Dinamarca ha publicado los resultados, que confirman la aparición de numerosos destellos azules de longitud kilométrica a unos 18 km de altitud, incluyendo un chorro azul pulsante que llegó a alcanzar 40 km. Un vídeo grabado por Andreas mientras sobrevolaba la Bahía de Bengala desde la ISS, a 28.800 km/h, muestra por primera vez claramente estos fenómenos eléctricos.

Estos fenómenos ya se habían detectado mediante satélites, pero su ángulo de visión no resulta adecuado para recopilar datos de la escala de estos chorros azules y otras descargas azules de menor impacto. Por el contrario, la baja órbita de la ISS es perfecta para capturar espectros y chorros.

En su búsqueda de cumulonimbos —torres de nubes que se extienden hacia la alta atmósfera—, Andreas grabó un vídeo de 160 segundos con 245 destellos azules procedentes de la parte superior de una de estas torres, desprendida de la tormenta desatada en la Bahía de Bengala.

Las descargas y chorros azules son ejemplos de una parte poco comprendida de nuestra atmósfera. Las tormentas eléctricas llegan a la estratosfera y afectan a la forma en que la atmósfera nos protege de la radiación.

Este experimento confirma que la ISS constituye una base de operaciones idónea para observar estos fenómenos. A modo de seguimiento, se está preparando el Monitor de Interacciones Atmósfera-Espacio, que se lanzará a lo largo de este año y se instalará fuera del laboratorio europeo Columbus, para vigilar de forma continua las tormentas y recopilar información sobre estos ‘eventos luminosos transitorios’.

Como explica Andreas: “No todos los días se puede registrar en película un nuevo fenómeno meteorológico, así que estoy encantado con el resultado y, sobre todo, con que la idea de que los investigadores pronto podrán estudiar estas misteriosas tormentas eléctricas con mayor detalle”.