Observatorio Europeo Austral Archive

El Observatorio ALMA mejora su habilidad para encontrar agua en el Universo

Con los nuevos receptores de Banda 5 recién instalados, ALMA ahora abre sus ojos a una nueva sección de este espectro de radio, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades de observación

OBSERVATORIO ALMA/DICYT Con la primera luz de su Banda 5, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, ha comenzado a observar en un nuevo rango del espectro electromagnético. Esto ha sido posible gracias a unos nuevos receptores, instalados en las antenas del telescopio, que pueden detectar las ondas de radio con longitudes de onda de 1,4 a 1,8 milímetros, un rango que ALMA no había explotado previamente. Esta actualización permite a los astrónomos detectar señales débiles de agua en el universo cercano.

ALMA observa las ondas de radio del Universo en el extremo de más baja energía del espectro electromagnético. Con los nuevos receptores de Banda 5 recién instalados, ALMA ahora abre sus ojos a una nueva sección de este espectro de radio, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades de observación.

Receptor de Banda 5 integrado en un Front End junto al resto de los receptores de otras bandas (3 a 10). Crédito: N. Tabilo – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

El científico a cargo del Programa Europeo de ALMA, Leonardo Testi, explica su importancia: “Los nuevos receptores harán mucho más fácil la detección de agua (un requisito previo para la vida tal y como la conocemos) en nuestro Sistema Solar y en regiones más distantes de nuestra galaxia y más allá. También permitirán a ALMA buscar carbono ionizado en el universo primordial”.

La ubicación única de ALMA, a 5.000 metros de altitud en el árido llano de Chajnantor (Chile), es el primer factor que hace que estas observaciones sean posibles. Como el agua también está presente en la atmósfera de la Tierra, los observatorios ubicados en entornos menos elevados y menos áridos tienen más dificultades para identificar el origen de la emisión que viene del espacio. Ahora, en esta longitud de onda, y gracias a la gran sensibilidad de ALMA y su alta resolución angular, pueden detectarse incluso débiles señales de agua en el universo local.

Los primeros receptores fueron construidos y entregados a ALMA en el primer semestre de 2015 por un consorcio formado por la Escuela de Investigación para la Astronomía de Holanda (NOVA, por su sigla en holandés), y el GARD, en colaboración con el Observatorio Nacional de Radioastronomía de EE. UU. (NRAO, por su sigla en inglés), que contribuyó aportando el oscilador local al proyecto. “El mayor desafío ha sido integrar, probar y preparar los nuevos receptores para los ensayos sin afectar las observaciones científicas de Ciclo 4 que se realizaban simultáneamente” explica Gianni Marconi, miembro del equipo, y agrega que “esto fue un éxito gracias al gran esfuerzo de todos los ingenieros y astrónomos de ALMA involucrados”. El proceso de integración para equipar las antenas con el nuevo receptor todavía se está llevando a cabo y será finalizado el próximo año, a tiempo para ofrecer esta nueva e importante ventana de observación a la comunidad científica en el próximo ciclo de observación.

Para probar los receptores recién instalados se llevaron a cabo observaciones de varios objetos, incluidas las galaxias en colisión Arp 220 (una enorme región de formación estelar localizada cerca del centro de la Vía Láctea) y una polvorienta supergigante roja próxima a explotar como supernova, lo que pondrá fin a su vida.

Para procesar los datos y comprobar su calidad, los astrónomos, junto con técnicos del Observatorio Europeo Austral (ESO, por su sigla en inglés) y del Centro Regional de ALMA (ARC, por su sigla en inglés) en Europa, se reunieron en el Observatorio Espacial de Onsala, en Suecia, para una “Semana Intensiva de Banda 5”, albergada por el nodo nórdico del ARC. Los resultados finales acaban de ponerse a disposición de la comunidad astronómica de todo el mundo de forma abierta.

Robert Laing, miembro del equipo en ESO, es optimista sobre las perspectivas para las observaciones de ALMA en la Banda 5: “Es muy emocionante ver los primeros resultados del ALMA en Banda 5 usando un conjunto limitado de antenas. En el futuro, la alta sensibilidad y la resolución angular de todo el conjunto de ALMA nos permitirán hacer estudios de agua en una amplia gama de objetos, incluyendo tanto estrellas en formación como evolucionadas, además de en el medio interestelar y en regiones cercanas a agujeros negros supermasivos”.

La mejor imagen de una oscura nube en la que nacen estrellas

El Observatorio Europeo Austral (ESO) ha facilitado la fotografía de una nube oscura en la que están naciendo estrellas. La nueva imagen fue obtenida con el telescopio MPG de 2,2 metros, instalado en el Observatorio La Silla, en Chile, y es la mejor de este objeto en luz visible.

En la parte izquierda se observa una oscura columna que parece una nube de humo. A la izquierda, resplandece un pequeño grupo de estrellas brillantes. A primera vista, estas dos protagonistas no pueden ser más diferentes entre sí, pero en realidad están estrechamente relacionadas.

regio oscura galaxiaLa nube contiene enormes cantidades de frío polvo cósmico y es una guardería en la que están naciendo nuevas estrellas. Es probable que el Sol se formara en una región de formación estelar similar hace más de cuatro mil millones de años.

Esta nube es conocida como Lupus 3 y se encuentra a unos 600 años luz de la Tierra en la constelación de Scorpius (El Escorpión). La sección mostrada en la imagen es de unos cinco años luz de tamaño.

Dado que las partes más densas de este tipo de nube se contraen bajo los efectos de la gravedad, como resultado se calientan y empiezan a brillar. Al principio, las nubes de polvo bloquean la  radiación, y solo pueden verse con telescopios que trabajen en longitudes de onda más largas que la luz visible, como el infrarrojo. Pero, a medida que las estrellas se calientan y aumentan su brillo, su intensa radiación y sus vientos estelares van limpiando de forma gradual las nubes de su alrededor hasta que emergen mostrándonos toda su belleza.

Por su parte, las brillantes estrellas a la derecha del centro de esta nueva imagen son un ejemplo perfecto de este tipo de pequeño grupo de estrellas jóvenes y calientes. Parte de su brillante luz azul se ha dispersado por los restos de polvo a su alrededor. Las dos estrellas más brillantes son lo suficientemente brillantes como para ser vistas fácilmente con un pequeño telescopio o con binoculares.

Se trata de estrellas jóvenes que aún no han comenzado a brillar por la fusión nuclear en sus centros y aún están rodeadas de gas brillante. Es probable que tengan menos de un millón de años de edad.

Pese a que no sean tan fácilmente visibles como las brillantes estrellas azules, los sondeos han descubierto muchas más objetos estelares muy jóvenes en esta región, que es una de las guarderías estelares de este tipo más cercanas al Sol.

Las regiones de formación estelar pueden ser enormes, como la Nebulosa de la Tarántula en la cual se están formando cientos de estrellas masivas. Sin embargo, se cree que la mayor parte de las estrellas de nuestra galaxia, y de otras galaxias, se han formado en regiones mucho más modestas como la que mostramos en esta imagen, en la que solo son visibles dos estrellas brillantes y donde se forman estrellas no muy pesadas.

Por esta razón, la región de Lupus 3 es “fascinante”, según el comunicado de ESO,  tanto para los astrónomos como para ilustrar de un modo muy hermoso las etapas tempranas de la vida de las estrellas.

Miden por primera vez la parte menos caliente de una estrella distinta al Sol

Un equipo internacional, con participación de la Universidad Autónoma de Madrid, ha descrito la ‘región de mínima temperatura’ de Alfa Centauri A, una estrella a poco más de 4 años luz de la Tierra. La medida es fundamental para el conocimiento de las atmósferas estelares y representa la primera que se hace a una estrella distinta al Sol.

Observaciones del sistema estelar Alfa Centauri, realizadas con el telescopio espacial Herschel y el telescopio APEX, han permitido a un consorcio internacional de científicos caracterizar por primera vez la ‘región del mínimo de temperatura’ en una estrella distinta a la nuestra.

Miden-por-primera-vez-la-parte-menos-caliente-de-una-estrella-distinta-al-Sol_image365_La región del mínimo de temperatura en una estrella posee un interés fundamental para el conocimiento de la  física básica de las atmosferas estelares, según explica Carlos Eiroa, profesor del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y uno de los científicos firmantes del estudio.

“Las atmósferas estelares están caracterizadas por una temperatura media, si bien de manera estricta presentan un gradiente de temperaturas. Inicialmente, la temperatura disminuye a través de la región atmosférica llamada ‘fotosfera’, hasta alcanzar un valor mínimo. Posteriormente la temperatura empieza de nuevo a aumentar. Esta inversión de la temperatura sólo puede ser observada directamente en el infrarrojo lejano”, añade el investigador.

Alfa Centauri es el sistema estelar más cercano a la Tierra. Está a unos 4,3 años luz de distancia y lo componen tres estrellas. La más brillante, Alfa Centauri A, es algo más luminosa, grande y vieja que el Sol. Fue en ella donde los científicos lograron caracterizar la región del mínimo de temperatura.

Respecto a los instrumentos que ha hecho posible la medición, uno es el telescopio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA), capaz de captar el infrarrojo lejano. Otro es el telescopio APEX, uno de los instrumentos que tiene el Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile y que opera a longitudes de onda milimétricas y submilimétricas.

Los resultados fueron publicados en la sección Letters de la revista Astronomy and  Astrophysics por el consorcio DUst around NEarby Stars (DUNES), un equipo internacional de aproximadamente 50 científicos liderado por Carlos Eiroa. Su objetivol es encontrar y caracterizar discos ‘exozodiacales’ (similares al cinturón de Kuiper) en sistemas planetarios distintos al nuestro.

En Alfa Centauri B, la segunda estrella que compone el sistema estelar, se ha encontrado recientemente el exoplaneta más cercano a la Tierra conocido hasta ahora.