Gran Telescopio Canarias Archive

El Gran Telescopio de Canarias estrena el MEGARA

El próximo lunes 24 de julio tendrá lugar la primera luz de MEGARA, el nuevo instrumento del Gran Telescopio Canarias (GTC) que permitirá estudiar, con un detalle sin precedentes, la composición química y la dinámica de las galaxias en diferentes épocas del universo. MEGARA ha sido construido por un consorcio de instituciones nacionales e internacionales, encabezado por la Universidad Complutense de Madrid y en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

MEGARA, acrónimo de Multi-Espectrógrafo en GTC de Alta Resolución para Astronomía, busca cubrir un nicho único en la instrumentación actual, ya que permitirá resolver problemas científicos hasta ahora inabordables. “Todos los que hemos trabajado en este proyecto estamos entusiasmados con la posibilidad de ofrecer las capacidades únicas de MEGARA, y hacer del GTC la herramienta de referencia de los próximos años”, apunta el investigador principal, Armando Gil de Paz (UCM).

MEGARA será capaz de estudiar estrellas individuales fuera de nuestra galaxia, e incluso podrá analizar cómo se movían las estrellas y el gas hace más de diez mil millones de años, cuando se formaron las primeras galaxias. Para ello utilizará la tecnología más avanzada en fibras ópticas y en elementos dispersores, lo que se conoce como redes holográficas.

El uso de estas tecnologías en un instrumento con la capacidad de MEGARA de resolver la luz en sus componentes de energía, combinado con los diez metros de diámetros del espejo del GTC, sitúan a este instrumento a la vanguardia de la tecnología de observación astronómica. El desarrollo de MEGARA ha supuesto todo un reto, debido al gran número y complejidad de sus subsistemas, pero el proyecto se ha completado en un tiempo récord de menos de tres años.

Esto ha sido posible gracias al equipo de instituciones y empresas líderes en sus campos que han participado. “El IAA-CSIC ha desarrollado el programa de cálculo de las trayectorias de los posicionadores robóticos del modo de observación multiobjeto, que permitirá desplazar cada uno de los haces de fibra óptica a sus posiciones de observación en el plano focal con la precisión de veinticinco micras requerida”, señala Jorge Iglesias, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en el proyecto.

El proyecto MEGARA está cofinanciado por la empresa pública GRANTECAN S.A.y las instituciones del consorcio: Universidad Complutense de Madrid, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica e Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), quienes han contribuido con más del 60% del presupuesto y que por ello recibirán tiempo de observación una vez que comience a funcionar el instrumento.

Dos estrellas a punto de colisionar y generar una supernova

No corras a buscar tus prismáticos: “a punto de colisionar” en términos cósmicos significa, en este caso, dentro de setecientos millones de años. Existe la certeza de la colisión y el acercamiento es seguro e inevitable pero las fuerzas implicadas en la colisión de dos estrellas moribundas de un tamaño similar a nuestro Sol son tan inmensas que las medidas humanas de tiempo o espacio pierden su sentido.Nebulosa planetaria Henize 2-428

Un equipo de astrónomos, liderado por investigadores españoles y con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), ha descubierto que el núcleo de la nebulosa planetaria Henize 2-428 está formado no por una, sino por dos enanas blancas que, tras expulsar la corteza estelar en forma de nube de gas, se disponen a fundirse en un abrazo mortal. Dentro de 700 millones de años, estas estrellas inertes de masa parecida a la del Sol colisionarán la una con la otra, superando entonces la masa crítica por encima de la cual una enana blanca explota como supernova.

El descubrimiento confirma la posibilidad de formación de supernovas de tipo Ia a partir de la fusión de dos estrellas moribundas, hasta ahora una vía sólo contemplada en modelos teóricos. Este tipo de supernovas, además de ser uno de los eventos explosivos más energéticos, actúan como “medidores de distancias” y han sido una piedra angular en el descubrimiento de la expansión acelerada del Universo.

El secreto de Henize-2-428

 Las estrellas como nuestro Sol o unas pocas veces más masivas acaban sus días como nebulosas planetarias, expulsando al medio interestelar su propia corteza, una espectacular nube de gas que el núcleo inerte de la estrella ilumina durante varios miles de años. Este núcleo, que pasa a llamarse “enana blanca”, carece de reacciones nucleares y lo único que impide que la estrella colapse bajo su enorme gravedad es la presión que ejercen sus electrones, ahora arrancados de los átomos de los que formaban parte.

Sin embargo, es la nebulosa, una espectacular nube de gas de un año-luz de tamaño y dotada de un anillo central y dos lóbulos a la manera de un diábolo o reloj de arena, la que inicialmente atrajo la atención de los investigadores.

“Buscábamos responder a la cuestión, aún a debate, de cómo se forma una nebulosa bipolar a partir de una estrella que esencialmente es esférica”, afirma Miguel Santander, del Observatorio Astronómico Nacional (OAN/CSIC) y primer autor del presente estudio. Según una hipótesis cada vez más popular, la presencia de una estrella compañera aportaría suficiente momento angular como para que la envoltura estelar fuera expulsada favoreciendo unas direcciones sobre otras y dando lugar a una nebulosa con un alto grado de simetría. El estudio de la variación periódica de la intensidad luminosa proveniente del núcleo de Henize 2-428 confirmó esta hipótesis revelando que el objeto central, en realidad, está formado por dos estrellas girando la una en torno a la otra a una velocidad tal que completan una órbita cada poco más de 4 horas.

Pero las variaciones luminosas escondían una sorpresa. “La forma de la curva de luz sugería que ambas estrellas (y no solo una de ellas, como es habitual en estos casos) se encuentran distorsionadas por el tirón gravitatorio de la compañera”, afirma Pablo Rodríguez Gil, investigador del IAC/ULL y segundo autor del estudio. Además, los espectros  “indicaban que la estrella compañera sería una versión casi gemela de la principal”.

El paso siguiente fue determinar las velocidades orbitales de ambas estrellas. Para medirlas de forma fiable, los investigadores tuvieron que recurrir a un telescopio de gran tamaño como el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

“Los datos de GTC, junto con los de la curva de luz, nos permitieron determinar las masas de ambas estrellas y su separación. Y aquí es donde vino la gran sorpresa”, dice Romano Corradi, investigador del IAC y otro de los autores. Cada una de las estrellas tiene casi la masa del Sol y están lo suficientemente cerca la una de la otra como para que, de acuerdo con la Teoría de la Relatividad General, se aproximen en espiral debido a la emisión de ondas gravitatorias y se fundan en una sola dentro de 700 millones de años. Esta estrella resultante será tan masiva que ni siquiera la presión de degeneración de sus electrones será suficiente para detener el colapso y la subsiguiente explosión como supernova. “Hasta ahora, la formación de supernovas de tipo Ia mediante la fusión de dos enanas blancas era algo exclusivo de la teoría”, explica David Jones, también investigador del IAC y coautor del artículo.

“Se trata de un sistema muy enigmático”, concluye Santander, “que tendrá repercusiones en el estudio de las supernovas de tipo Ia, ampliamente utilizadas para medir distancias y gracias a las cuales se descubrió que el Universo se expande cada vez más rápido, debido a algo que hemos dado en llamar energía oscura”.


Fuente: Instituto de Astrofísica de Canarias (http://www.iac.es/)

Disponible en Internet una base de datos con información sobre 470 millones de estrellas y galaxias

Se trata de uno de los mayores “volcados” de información científica realizado hasta la fecha y, en consecuencia, los datos facilitados no son accesibles de una manera sencilla ni comprensibles a los profanos. En esos datos hay incontables horas de observación y análisis de los espectros luminosos de millones de objetos celestes en cientos de noches de observación por lo que, además del hito en sí que supone la sistematización de toda esa información, permitirá que en el futuro se realicen incontables investigaciones con base en esos datos.

Mapa de galaxias

El Sloan Digital Sky Survey (SDSS), con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y otras cincuenta instituciones científicas internacionales, hace públicos todos sus datos, tras finalizar la tercera época del proyecto (SDSS-III). Esta base de datos constituye la decimosegunda entrega pública del proyecto (“Data Release 12” o “DR12”) e incluye información sobre 470 millones de estrellas y galaxias, lo que la convierte en una de las mayores de la historia de la Astronomía.

“El SDSS es uno de los consorcios científicos más productivos del mundo y complementa estupendamente a la instrumentación que tenemos disponible en nuestros observatorios”, señala Rafael Rebolo, director del IAC y usuario activo de los datos de SDSS. “Lo más asombroso de SDSS es el gran rango de investigación puntera que permite”, afirma Daniel Eisenstein, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en EEUU y Director de SDSS-III. “Hemos buscado planetas alrededor de estrellas cercanas, estudiado la evolución química de la Vía Láctea y medido los cambios en la expansión del Universo durante nueve mil millones de años.”

Tras una década de diseño y construcción, el SDSS comenzó a cartografiar el Cosmos en 1998, utilizando el telescopio de 2,5 metros de la Fundación Sloan en el Observatorio de Apache Point, en Nuevo México, EEUU. El proyecto ha tenido varias fases, siempre con el mismo telescopio, pero equipado con diferentes instrumentos de vanguardia. SDSS-III comenzó sus operaciones en julio de 2008 y se completó en junio de 2014, con un coste de 45 millones de dólares. La Colaboración SDSS-III incluye 51 instituciones y mil científicos en todo el mundo.

SDSS-III ha dedicado la mayoría de sus 2.000 noches de observaciones a obtener espectros: pasando la luz de estrellas y galaxias a través de un espectrógrafo conectado al telescopio por fibras ópticas, que divide la luz por longitudes de onda, de la misma manera que un prisma separa la luz blanca en los colores del arcoíris.

Observando en el infrarrojo cercano para poder penetrar a través de las nubes de polvo presentes en nuestra galaxia, el Experimento de Evolución Galáctica APO (APOGEE, por sus siglas en inglés) ha medido la composición química de 100.000 estrellas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. “Hacer un mapa de los elementos químicos presentes en una estrella es como leer su DNA”, dice Steve Majewski, de la Universidad de Virginia (EEUU), Investigador Principal de APOGEE, uno de los cuatro programas que engloba SDSS-III. El proyecto usa las lecturas de DNA estelar para investigar la historia de la Vía Láctea a partir de estrellas que se formaron hace miles de millones de años, pero que podemos observar hoy en día.

El programa informático que descifra el DNA estelar ha sido escrito por un pequeño equipo dentro del proyecto. “Los astrónomos siempre han hecho esto comparando los datos con estrellas de referencia cuya composición química es conocida”, afirma Carlos Allende Prieto, investigador del IAC y líder del equipo de desarrolladores. “Es la primera vez que hacemos algo tan grande. APOGEE ha analizado 15 elementos químicos en 100.000 estrellas, así que el único camino posible era diseñar software que hiciera el trabajo de forma automática”.

Además de las medidas químicas de APOGEE, DR12 incluye los datos de MARVELS (Multi-Object APO Radial Velocity Exoplanet Large-Area Survey). “MARVELS mide las minúsculas variaciones de velocidad que los planetas masivos o enanas marrones inducen en las estrellas en torno a las que orbitan”, explica Jonay González Hernández, investigador postdoctoral del programa Ramón y Cajal en el IAC. “MARVELS es un proyecto enorme, con observaciones para 3.000 estrellas. Hemos utilizado varios telescopios en La Palma para confirmar y complementar los datos de MARVELS, identificando nuevas enanas marrones.”

DR12 también presenta mapas tridimensionales de la estructura cósmica definida por galaxias e hidrógeno intergaláctico a partir de observaciones del programa BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey). “Estos mapas nos han permitido hacer la primera detección sólida de las huellas que dejaron las ondas de sonido presentes en el Universo poco después del Big Bang”, explica el profesor de la Universidad de La Laguna e investigador del IAC Ismael Pérez Fournon. El equipo de BOSS está empleando dichas huellas para trazar la expansión del Universo a través de nueve mil millones de años de historia cósmica con una precisión sin precedentes. Los resultados del análisis final se publicarán este mismo año.

El programa de Extensión de Sloan para la Exploración y Comprensión de la Galaxia (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration, o simplemente SEGUE), que comenzó en SDSS-II y se completó en SDSS-III, ha tomado espectros en luz visible de un cuarto de millón de estrellas en la Vía Láctea.  “Estas estrellas se distribuyen por toda la Galaxia y constituyen la mayor muestra de estrellas en las partes más lejanas del halo de nuestra galaxia, donde las estrellas más viejas y primitivas tienden a estar”, nos dice Emma Fernández Alvar, una estudiante del IAC que está acabando su tesis doctoral basada en estas observaciones.

DR12 alimentará estudios científicos en años venideros y pondrá toda la potencia de SDSS-III en las manos del público. “Una de las decisiones más importantes que tomamos al comienzo de SDSS fue que íbamos a hacer públicos todos nuestros datos, de modo que todo el mundo pudiera usarlos”, afirma Alex Szalay, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, EEUU, quien desarrolló las poderosas herramientas utilizadas por astrónomos y el público en general para acceder a los datos de SDSS a través de internet. “Hoy en día se habla continuamente de Big Data. El SDSS introdujo la astronomía del Big Data años antes de que se utilizara ese término”.

“Cruzar la línea de meta de DR12 es un logro extraordinario, y el mérito se reparte entre cientos de personas”, dice Eisenstein. “Pero el Universo es enorme, así que hay mucho más que observar”. El proyecto Sloan continúa a toda máquina con SDSS-IV, que comenzó en julio de 2014 a estudiar cosmología, galaxias y la Vía Láctea. “El IAC está profundamente implicado en esta nueva fase de SDSS y tenemos grandes aspiraciones para los próximos seis años del proyecto”, afirma Rebolo. Los objetos más interesantes identificados en SDSS serán observados con el Gran Telescopio CANARIAS, de 10,4 metros GTC, y otros telescopios del Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.


Fuente IAC (http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=907)