lunes, 20 de marzo de 2017

Cosmo Noticias 20-03-17




Posted: 13 Mar 2017 08:00 AM PDT


Ilustración artística de la joven y remota galaxia A2744_YD4. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Nicolas Laporte, del University College de Londres, ha utilizado ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar la galaxia A2744_YD4, la más joven y más alejada vista por ALMA. Se sorprendieron al descubrir que esta joven galaxia contiene una gran cantidad de polvo interestelar formado por la muerte de una generación anterior de estrellas.
Posteriores observaciones de seguimiento realizadas con el instrumento X-shooter, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, confirmaron la enorme distancia que nos separa de A2744_YD4. Vemos la galaxia como era cuando el universo tenía sólo 600 millones de años, durante el período en el que se estaban formando las primeras estrellas y galaxias.
“A2744_YD4 no es solo la galaxia más lejana observada hasta ahora por ALMA, sino que la detección de tanto polvo indica que esta galaxia ya había sido contaminada por supernovas tempranas”, comenta Nicolas Laporte.
El polvo cósmico se compone, principalmente, de silicio, carbono y aluminio en granos diminutos de tamaños de una millonésima de centímetro. Los elementos químicos de estos granos se forjan dentro de las estrellas y son esparcidos por el cosmos cuando las estrellas mueren. Hoy en día, este polvo es abundante y es un elemento clave en la formación de estrellas, planetas y moléculas complejas; pero en el universo temprano, antes de que murieran las primeras generaciones de estrellas, era escaso.
Las observaciones de la polvorienta galaxia A2744_YD4 fueron posibles porque esta galaxia se encuentra detrás de un cúmulo de galaxias masivas llamado Abell 2744. Debido a un fenómeno llamado de lentes gravitacionales, el cúmulo actuó como un gigante “telescopio” cósmico, ampliando la galaxia A2744_YD4 aproximadamente unas 1,8 veces, permitiendo al equipo penetrar en nuestro universo temprano.
Las observaciones de ALMA también detectaron la brillante emisión del oxígeno ionizado de A2744_YD4. Esta es la más distante y, por lo tanto, la detección más temprana de oxígeno en el universo, superando otro resultado de ALMA de 2016.
La detección de polvo en el universo temprano proporciona nueva información sobre cuándo explotaron las primeras supernovas y, por consiguiente, sobre la época en la que las primeras estrellas calientes iluminaron el universo con su luz. Medir los tiempos de este “amanecer cósmico” es uno de los santos griales de la astronomía moderna, y puede investigarse indirectamente a través del estudio del polvo interestelar temprano.
El equipo estima que A2744_YD4 contiene una cantidad de polvo equivalente a 6 millones de veces la masa de nuestro Sol, mientras que la masa estelar total de la galaxia –la masa de todas sus estrellas–, fue de 2.000 millones de veces la masa de nuestro Sol. El equipo también midió la tasa de formación estelar en A2744_YD4 y descubrió que las estrellas se forman a un ritmo de 20 masas solares por año, en comparación con una sola masa solar por año en la Vía Láctea.
“Esta tasa no es inusual para una galaxia tan lejana, pero arroja luz sobre a qué velocidad se formó el polvo en A2744_YD4”, explica el coautor del estudio Richard Ellis (ESO y University College de Londres). “Sorprendentemente, el tiempo necesario es de tan solo unos 200 millones de años, por lo que estamos observando esta galaxia poco después de su formación”.


Esta imagen está dominada por una espectacular vista del rico cúmulo de galaxias Abell 2744. Pero, más allá de esta agrupación, hay una galaxia muy débil llamada A2744_YD4 (en el recuadro). Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA, ESA, ESO y D. Coe (STScI)/J. Merten (Heidelberg/Bologna).
Esto significa que la etapa importante de formación estelar comenzó aproximadamente 200 millones de años antes de la época en que la galaxia está siendo observada. Se trata de una gran oportunidad para que ALMA ayude a estudiar la época en la que “se encendieron” las primeras estrellas y galaxias, la época más temprana estudiada. Nuestro Sol, nuestro planeta y nuestra existencia son el resultado –13.000 millones de años más tarde– de esta primera generación de estrellas. Mediante el estudio de su formación, vidas y muertes, exploramos nuestros orígenes.
“Con ALMA, las perspectivas de realizar observaciones más profundas y extensas de galaxias similares en estas primeras épocas son muy prometedoras”, afirma Ellis.
Y Laporte concluye: “Poder hacer medidas de este tipo en el futuro ofrece la emocionante posibilidad de trazar la formación temprana de las estrellas y estudiar la creación de los elementos químicos más pesados yendo aún más atrás, retrocediendo al universo temprano”.
El artículo “Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z = 8.38 Gravitationally Lensed Galaxy” fue publicado en la edición del 10 de marzo de 2017 de The Astrophysical Journal Letters.
Fuente: ESO
Posted: 15 Mar 2017 08:00 AM PDT


Ilustración artística de una vela impulsada por haces de radio generados en la superficie de un planeta. Las fugas de estos pulsos podrían verse en el cielo como FRBs. Crédito: M. Weiss/CfA.
¿Son pulsos de radio los causantes de una de las señales más misteriosas del espacio? Un nuevo artículo realizado por Manasvi Lingam y Avi Loeb del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica indica que los estallidos rápidos de radio (FRB, por sus siglas en inglés) podrían tener su origen en pulsos de radio extraterrestres que son usados como faros o para impulsar velas extraterrestres.
La fuente de los FRBs, que son pulsos de ondas de radio que duran milisegundos pero son increíblemente brillantes, ha intrigado y desconcertado a los astrónomos durante años y en realidad no es la primera vez que se ha sugerido extraterrestres como explicación.
¿Qué? ¿Encontraron extraterrestres?
No. No hay evidencia de que otra civilización genere los FRBs. Esta nueva investigación no dice que alguien encontró extraterrestres ni que ellos causen los FRBs. En su lugar, toma un escenario donde estas misteriosas señales proceden de civilizaciones extragalácticas como punto de partida, y se pregunta cómo podría ser posible.
Dado que no sabemos lo que realmente causa los FRBs, este estudio simplemente añade otra idea al grupo. Muchos astrónomos creen que es poco probable, pero Loeb afirma que vale la pena investigarlo.
“Decidir lo que es probable antes de tiempo limita las posibilidades. Es valioso dar ideas y dejar que los datos sean los jueces”, indicó Loeb en un comunicado.
Si fueran extraterrestres, ¿cómo funcionaría?
Según Lingam y Loeb, las señales de FRB podrían venir de enormes transmisores de radio fuera de nuestra galaxia. Si fueran alimentados por luz estelar, estos transmisores extraterrestres necesitarían tener dos veces el tamaño de la Tierra. ¿Por qué hacer el esfuerzo de construir un transmisor de radio del tamaño de un planeta? Si los extraterrestres estuvieran intentando señalar que se encuentran allí fuera, esta parece una de las maneras más difíciles e ineficientes de hacerlo.
En su lugar, tal vez están usando estos poderosos haces de radio para impulsar velas de luz (conocidas también como velas solares), lo que empujaría la nave rebotando la luz en una gran vela reflectora. Una vela que requiere un haz tan poderoso como un FRB sería mucho más grande que cualquiera que hayamos considerado construir en la Tierra. Dicha vela solar extraterrestre podría transportar casi un millón de toneladas (como comparación, la Estación Espacial Internacional tiene una masa de aproximadamente 420 toneladas).
Si hubiera muchas civilizaciones extraterrestres con colosales cruceros, podría haber muchos haces de radio poderosos propagándose por el cielo, cada uno siguiendo el camino de una vela. Cuando la trayectoria del haz se cruce con la de la Tierra, veríamos un brillante pero breve estallido de ondas de radio.
Si los estallidos rápidos de radio no son señales extraterrestres, ¿qué son?
Dado que los FRBs probablemente se originan extremadamente lejos, deben venir de fuentes extraordinariamente energéticas y brillantes. Así que la mayoría de las explicaciones propuestas involucran a los objetos más extremos del Universo, estrellas de neutrones y agujeros negros.
Una teoría sostiene que cuando una estrella de neutrones y un agujero negro se orbitan acercándose en espiral, sus campos magnéticos generan electricidad al interactuar, iluminando el área con ondas de radio. Justo antes que los dos gigantes se fusionen, esas luces destellan causando los estallidos de radio que vemos.
O tal vez los FRBs proceden de estrellas de neutrones en proceso de convertirse en agujeros negros. Si una supernova deja una estrella de neutrones de alta masa, sólo su rápida rotación evitaría que colapse inmediatamente en un agujero negro. Sin embargo, eventualmente la estrella de neutrones tiene que ceder ante la gravedad. Cuando lo haga, su campo magnético puede separarse, liberando un estallido de energía, quizá en forma de un FRB.

¿Podría ser algo más?
Un FRB parece repetirse, lo que pone en duda la idea de que proceden de eventos cataclísmicos de una sola ocurrencia. La repetición podría apuntar a “algo como un púlsar con esteroides”, una fuente en rotación que ocasionalmente emite estallidos de ondas de radio en nuestra dirección, dijo Jason Hessels del Instituto de Radio Astronomía de Países Bajos, quien fue parte del equipo que descubrió el FRB que se repite.
También es posible que los FRBs sean causados por una combinación de cosas, o por algo que nadie ha pensado aún. Solo hemos visto 17 FRBs únicos hasta ahora, así que es difícil decir con seguridad qué es lo que los causa.
Entonces… ¿todavía podrían ser extraterrestres?
Bueno, nadie ha probado que no pueden ser extraterrestres o que definitivamente es alguna otra fuente… Así que, técnicamente, sí, podrían ser extraterrestres. ¿Cuán probable es? No podemos saberlo.
El artículo “Fast Radio Bursts from Extragalactic Light Sails” ha sido aceptado para ser publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Fuente: New Scientist
Posted: 16 Mar 2017 08:00 AM PDT


Representación de la rotación del disco de las galaxias en el universo temprano (derecha) y en la actualidad (izquierda). Crédito: ESO.
Vemos la materia normal como brillantes estrellas, refulgente gas y nubes de polvo. Pero la elusiva materia oscura no emite, absorbe o refleja la luz y sólo puede ser observada a través de sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura puede explicar por qué las partes exteriores de galaxias espirales cercanas giran más rápido de lo que se esperaría si sólo estuvieran compuestas por la materia normal que podemos ver directamente.
Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Garching, Alemania), ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, para medir la rotación de seis galaxias masivas con formación estelar en el universo distante en el momento de máxima formación de galaxias, hace 10.000 millones de años.
Lo que descubrieron es intrigante: a diferencia de las galaxias espirales del universo actual, las regiones exteriores de estas galaxias distantes parecen girar más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, sugiriendo que hay menos materia oscura de lo esperado.
“Sorprendentemente, las velocidades de rotación no son constantes, sino que disminuyen de dentro hacia fuera en las galaxias”, comenta Reinhard Genzel, autor principal del artículo. “Probablemente haya dos causas para esto. En primer lugar, la mayoría de estas galaxias masivas tempranas está fuertemente dominada por materia normal, por lo que la materia oscura juega un papel mucho menos importante que en el Universo Local. En segundo lugar, estos discos tempranos fueron mucho más turbulentos que las galaxias espirales que vemos en nuestra vecindad cósmica”.
Ambos efectos parecen ser más marcados a medida que los astrónomos miran más lejos y más atrás en el tiempo, en el universo temprano. Esto sugiere que entre los 3.000 y 4.000 millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en discos planos y rotantes, mientras que los halos de materia oscura alrededor de ellos eran mucho más grandes y estaban más dispersos hacia las zonas exteriores. Al parecer, la materia oscura necesitó miles de millones de años más para condensarse, por lo que su efecto dominante sólo se ve hoy en día.
Esta explicación es consistente con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y más compactas que las galaxias actuales.
Un modelo detallado muestra que, en promedio, mientras la materia normal suele representar aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias, en los desplazamientos al rojo más elevados, la materia normal domina completamente la dinámica de las galaxias.
El artículo “Strongly baryon-dominated disk galaxies at the peak of galaxy formation ten billion years ago” es publicado en la edición del 16 de marzo de 2017 de la revista Nature.
Fuente: ESO

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