Los jets relativistas son fluidos de muy alta velocidad que se producen en las inmediaciones de los agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias activas
Esta mañana se ha inaugurado el congreso The Innermost Regions of Relativistic Jets and Their Magnetic Fields(Las regiones más internas de los jets relativistas y su campos magnéticos) que, a lo largo de toda esta semana, reúne en Granada a unos ciento treinta investigadores de todo el mundo.
Durante las jornadas se presentarán los últimos avances en el estudio de uno de los fenómenos más llamativos en el Universo, los jets relativistas. Se trata de fluidos de alta velocidad muy colimados que se generan como consecuencia del acrecimiento de material en torno a agujeros negros supermasivos (miles de millones más masivos que el Sol) situados en el centro de galaxias activas. El congreso está organizado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y cuenta con financiación europea a través del programa RadioNet.
El estudio de los jets relativistas ha experimentado un gran auge en los últimos años debido, por un lado, al lanzamiento del satélite de rayos gamma Fermi (NASA), que ha propiciado el estudio de estos objetos a lo largo de todo el espectro electromagnético y, por otro, al avance en las técnicas de observación de interferometría de muy larga base, capaces de observar estos objetos con una resolución angular mil veces mejor que la del telescopio espacial Hubble”, comenta José Luis Gómez, investigador del IAA y organizador del congreso.
Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han descubierto que la función gamma, una característica presente al inicio de la vida de las estrellas, desaparece durante su etapa adulta, pero que vuelve a emerger en sus etapas finales, cuando ya son estrellas de neutrones o enanas blancas. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.
Evolución de las estrellas según su masa. / NASA
En cierto sentido, las estrellas tienen ‘recuerdos’ de sus etapas iniciales. Así lo señala un estudio realizado por Antonio Claret, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) con la colaboración del físico Matthias Hempel de la Universidad de Basilea (Suiza).
A lo largo de su vida, las estrellas sufren cambios en su masa, presión, composición y estructura interna para, al agotar su combustible y dependiendo de su masa inicial, evolucionar hacia un objeto compacto como una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro.
Este mapa muestra la luz más antigua de nuestro universo, tal cual fue detectada por la misión Planck con la más alta precisión que se cuenta hasta el momento. Crédito de la imagen: ESA y Planck. Haga clic aquí para ver un video en idioma inglés relacionado con esta historia.
El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha elaborado el mapa más detallado hasta la fecha del fondo cósmico de microondas, la radiación fosilizada del Big Bang. Este nuevo mapa presenta características que desafían los cimientos de los modelos cosmológicos actuales.
Esta primera imagen está basada en los datos recogidos durante los primeros 15 meses y medio de observaciones de Planck, y es su primer mapa a cielo completo de la luz más antigua del Universo, grabada en el firmamento cuando éste apenas tenía 380.000 años.
Por aquel entonces, el Universo primigenio estaba formado por una sopa caliente de protones, electrones y fotonesque interactuaban a unos 2.700°C. La primera luz surgió cuando los protones y los electrones comenzaron a juntarse para formar átomos de hidrógeno. A medida que el Universo se continúa expandiendo, esta radiación se ha ido desplazando hacia las longitudes de onda de las microondas, el equivalente a una temperatura de 2,7 grados por encima del cero absoluto.
Este fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés) muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes de la historia del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día.
Investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña han retomado un modelo que propuso Einstein en los años 20 para plantear geometrías ‘teleparalelas’ del universo. Algunas de sus propuestas contemplan universos primitivos donde el Big Bang no existe. Los detalles se acaban de publicar en la revista Physical Review Letters.
¿Por qué la expansión del universo es acelerada, en lugar de ser decelerada como predice la teoría de la relatividad? ¿Por qué, al contrario de lo que apuntan los modelos cosmológicos, el universo no presenta singularidades, es decir, zonas del espacio-tiempo donde no se pueden definir magnitudes físicas relacionadas con los campos gravitatorios, como la curvatura?
Son preguntas que tratan de responder Jaime Haro y Jaume Amorós, investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña, en un trabajo que publica esta semana la revista Physical Review Letters.
Algunas de las soluciones halladas muestran un universo primitivo en el cual el Big Bang no existe. Evoluciona hasta nuestro universo actual, en el que una pequeña constante cosmológica actúa contra la gravedad para acelerar la expansión del universo. El valor de esta constante es 10-52 m-2.
“Es difícil explicar a un público no experto los resultados de nuestro estudio”, reconoce Haro a SINC, “pero el problema consiste en implementar correctamente la cosmología de Einstein para que coincida con los datos experimentales que poseemos hoy en día”.
En los años 20 del siglo pasado Albert Einstein introdujo un modelo, el teleparalelismo –una geometría descrita con ecuaciones de estado de agregación de la materia–, con el que intentó unificar infructuosamente la gravitación y el electromagnetismo.
Más de un centenar de científicos, algunos españoles, se han unido para detectar la escurridiza ‘luz de fondo extragaláctica’. Se trata del conjunto de fotones generados por todas las estrellas y agujeros negros del universo, y del que se puede deducir las emisiones estelares más antiguas. El estudio se ha elaborado con los datos del telescopio espacial Fermi de rayos gamma.
Un grupo internacional de investigadores ha podido diferenciar y caracterizar mejor la luz de las primeras estrellas dentro de la denominada ‘luz de fondo extragaláctica’ o EBL (por sus siglas en inglés: extragalactic background light).
“La EBL es el conjunto de fotones que generan, sobre todo, las estrellas, pero también todos los agujeros negros del universo”, explica a SINC Marco Ajello, del Deutsches Elektronen Synchrotron DESY (Alemania) y autor principal del trabajo que publica Science.
Digital Animator: Cruz deWilde (AvantGravity)
This animation tracks several gamma rays through space and time, from their emission in the jet of a distant blazar to their arrival in Fermi’s Large Area Telescope (LAT). During their journey, the number of randomly moving ultraviolet and optical photons (blue) increases as more and more stars are born in the universe. Eventually, one of the gamma rays encounters a photon of starlight and the gamma ray transforms into an electron and a positron. The remaining gamma-ray photons arrive at Fermi, interact with tungsten plates in the LAT, and produce the electrons and positrons whose paths through the detector allows astronomers to backtrack the gamma rays to their source.
This animation tracks several gamma rays through space and time, from their emission in the jet of a distant blazar to their arrival in Fermi’s Large Area Telescope (LAT). During their journey, the number of randomly moving ultraviolet and optical photons (blue) increases as more and more stars are born in the universe. Eventually, one of the gamma rays encounters a photon of starlight and the gamma ray transforms into an electron and a positron. The remaining gamma-ray photons arrive at Fermi, interact with tungsten plates in the LAT, and produce the electrons and positrons whose paths through the detector allows astronomers to backtrack the gamma rays to their source.
“La luz de las primeras estrellas masivas que alguna vez brillaron en el universo está incluida en la EBL, pero como tenemos bastante buen conocimiento del resto –de las estrellas ‘normales’ que podemos ver, por ejemplo, con telescopios ópticos–, somos capaces de restringir la luz de las primeras”, explica el investigador.
El equipo ha tenido que solventar el hecho de que los fotones de la luz de fondo extragaláctica no se pueden observar directamente, ya que se confunden con las emisiones en primer plano de nuestro sistema solar y las galaxias.
La ayuda de los ‘faros cósmicos’
La solución ha sido localizarlos de forma indirecta, con la ayuda de las fuentes de rayos gamma más numerosas: los blazars (núcleos galácticos muy activos con un agujero negro supermasivo central).
Los científicos han detectado los fotones de la EBL por sus efectos en los fotones de rayos gamma que emiten esos agujeros negros. Las observaciones se han efectuado con el telescopio espacial Fermi, específico para estudiar ese tipo de rayos.
“Hemos usado los blazars como ‘faros cósmicos’”“Hemos usado los blazars como ‘faros cósmicos’, de tal forma que al analizar cómo se atenúan los rayos gamma debido a la ‘niebla’ EBL, podemos cuantificar cuanta luz de fondo extragaláctica hay entre nosotros y esos objetos lejanos”, señala Ajello. “Como los blazars están distribuidos a través del universo, podemos medir la EBL en diferentes épocas”.
De esta forma, los científicos han podido caracterizar mejor la EBL dentro del espectro de luz (desplazamiento al rojo), así como la tasa de formación de la primera generación de estrellas. Con estos datos confían en poder comprender mejor la naturaleza de la formación estelar y la evolución de las galaxias.
Entre los más de un centenar de investigadores que han participado en este estudio, figuran dos españoles del Institut de Ciències de l’Espai (IEEE-CSIC) y la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA).
Markus Ackermann et al. “The Imprint of The Extragalactic Background Light in the Gamma-Ray Spectra of Blazars”. Science, 1 de noviembre de 2012.
Los cálculos de los astrónomos indican que la distancia media entre los astros en el universo es de 4.150 años luz.
“La luz visible y ultravioleta de las estrellas sigue viajando por el universo incluso después de que hayan dejado de brillar, lo que crea un campo de radiación fósil que podemos explorar utilizando los rayos gamma de fuentes lejanas”, dice el científico Marco Ajello.
Es una especie de niebla de luz estelar y un grupo de investigadores ha logrado medirla con la mayor precisión hasta la fecha gracias a un telescopio espacial, el Fermi, dedicado a las fuentes de rayos gamma. Así, han podido determinar que hay como media 1,4 estrellas en cielo por 100.000 millones de años luz cúbicos y que la distancia media entre una estrella y otra es de 4.150 años luz.
Los astrónomos denominan “fondo de luz extragaláctica” a la suma de toda la luz estelar en el cielo y para los rayos cósmicos ese fondo es como una niebla para la luz de un faro, explica la NASA. Ajello y sus colegas, liderados por M.Ackermann, han observado un tipo especial de faros cósmicos llamados blazar para explorar la niebla de luz estelar, y dan a conocer sus resultados en la revista Science.
Los blazar son galaxias que tienen en su centro agujeros negros supermasivos de los que parte de la materia que va cayendo en ellos sale disparada, acelerada casi a la velocidad de la luz en chorros con direcciones opuestas. Si uno de esos chorros está orientado hacia la Tierra, la galaxia resulta especialmente brillante cuando se observa desde aquí. Es decir, los blazar son en esta investigación los haces de la luz (en forma de rayos gamma) de los faros en la niebla (de la luz estelar).
El estudio, con 150 blazar, ha permitido calcular la atenuación de los rayos gamma (por los fotones de la luz de las estrellas que la emitieron antes) al recorrer diferentes distancias en el universo. Y han observado blazar en el cielo hasta distancias que corresponden al universo de hace 9.600 millones de años (el universo tiene ahora unos 13.700 millones de años). Así, con estos faros cósmicos han logrado estimar la densidad de la niebla y calcular la densidad media de estrellas, así como la distancia media entre ellas.
“Estos resultados del Fermi abren la posibilidad de acotar el primer período de formación estelar en el cosmos y, por tanto, despliegan el escenario para el futuro telescopio espacial James Webb: el Fermi nos está proporcionando una sombra de las primeras estrellas mientras que el James Webb las detectará directamente”, explica Volker Bromm, astrónomo de la Universidad de Texas, en el comunicado de la NASA.
El instrumento HARPS, de ESO, encuentra un exoplaneta tipo Tierra orbitando Alfa Centauri B
Esta impresión artística muestra al planeta orbitando a la estrella Alfa Centauri B, uno de los miembros del triple sistema estelar más cercano a la Tierra. Alfa Centauri B es el objeto más brillante en el cielo y el otro objeto que resplandece es Alfa Centauri A. Nuestro propio Sol puede verse arriba a la derecha. La diminuta señal del planeta se encontró con el espectrógrafo HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros, en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Crédito: ESO/L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)
Astrónomos europeos han descubierto un planeta con una masa similar a la de la Tierra orbitando una estrella en el sistema Alfa Centauri — el más cercano a la Tierra. También es el exoplaneta más ligero descubierto hasta el momento alrededor de una estrella de tipo Sol. El planeta fue detectado utilizando el instrumento HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Los resultados aparecerán online en la revista Nature, en su edición del 17 de octubre de 2012.
Este vídeo muestra un viaje imaginario desde la Tierra hasta el sistema Alfa Centauri. A medida que abandonamos el Sistema Solar, vemos las formas familiares de las constelaciones, incluyendo la Cruz del Sur (Crux) y las brillantes estrellas Alfa y Beta Centauri. En nuestro viaje hacia Alfa Centauri, pasamos junto a una estrella roja débil, Próxima Centauri, la estrella más cercana a la Tierra y el componente más débil de este sistema estelar triple. La parte final muestra a la brillante estrella doble formada por Alfa Centauri A y B con el Sol al fondo. Alfa Centauri B es conocida porque la orbita un planeta tipo Tierra, el exoplaneta más cercano al Sistema Solar. Crédito: ESO./L. Calçada/Nick Risinger (skysurvey.org). http://www.eso.org/public/spain/videos/eso1241a/
Alfa Centauri es una de las estrellas más brillantes de los cielos australes y el sistema estelar más cercano a nuestro Sistema Solar — se encuentra a tan solo 4,3 años luz de distancia. En realidad se trata de un sistema estelar triple, que consiste en dos estrellas similares al Sol orbitando cerca la una de la otra, designadas como Alfa Centauri A y B, y una estrella roja débil más distante conocida como Próxima Centauri [1]. Desde el siglo XIX, los astrónomos especulaban con la posibilidad de la existencia de planetas orbitando estos cuerpos, ya que sería el lugar más cercano en el que encontrar un huésped que pudiera albergar vida más allá del Sistema Solar, pero búsquedas de gran precisión no revelaban nada. Hasta ahora “Nuestras observaciones se prolongaron durante más de cuatro años, utilizando el instrumento HARPS, y han revelado una señal diminuta, pero real, que muestra un planeta orbitando Alfa Centauri B cada 3,2 días”, afirma Xavier Dumusque (Observatorio de Ginebra, Suiza, y Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, Portugal), autor principal del artículo. “¡Es un descubrimiento extraordinario y ha llevado nuestra tecnología hasta sus límites!” El equipo europeo detectó el planeta captando los pequeños bamboleos en el movimiento de la estrella Alfa Centauri B generados por el tirón gravitatorio del planeta que la orbita [2]. El efecto es diminuto — hace que la estrella se mueva hacia delante y hacia atrás no más de 51 centímetros por segundo (1,8 km/hora, más o menos la velocidad que alcanza un bebé cuando gatea). Es la precisión más alta alcanzada nunca con esta técnica.
El Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble nos vuelve a asombrar con una imagen de una galaxia cercana. Esta semana nos acerca a la NGC 4183, vista aquí sobre un hermoso telón de fondo salpicado por otras galaxias más lejanas.
Esta galaxia se encuentra a unos 55 millones de años luz de nuestro Sol y tiene una extensión de cerca de 80 000 años luz, un poco más pequeña que la Vía Láctea. La NGC 4183 pertenece al grupo de la Osa Mayor y se ubica en la constelación de Canes Venatici (‘Los Perros Cazadores’ o ‘Los Lebreles’).
La galaxia NGC 4183 presenta una estructura espiral abierta y un núcleo apenas perceptible. Desafortunadamente, desde la Tierra la vemos de canto, lo que nos impide apreciar sus brazos espirales en toda su magnitud. No obstante, esta imagen nos muestra su disco galáctico con un asombroso nivel de detalle.
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Manuel
A View of Mercury From Afar
This image of Mercury, acquired by the Mercury Dual Imaging System (MDIS) aboard NASA's MESSENGER mission on April 23, 2013, allows us to take a step back to view the planet. Prior to the MESSENGER mission, Mercury's surface was often compared to the surface of Earth's moon, when in fact, Mercury and the moon are very different. This image in particular highlights many basins near Mercury's terminator, including Bach crater. Many craters with central peaks and the nearby bright rays of Han Kan crater are also evident. Once per week, MDIS captures images of Mercury's limb, with an emphasis on imaging the southern hemisphere limb. These limb images provide information about Mercury's shape and complement measurements of topography made by the Mercury Laser Altimeter (MLA) of Mercury's northern hemisphere.Image Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington Read More
