Detectan vientos cósmicos de 200 millones de kilómetros por hora cerca de un agujero negro

Recreación artística de vientos cósmicos en el entorno de un agujero negro. NASA

• EL MUNDO/EUROPA PRESS
• Madrid

23/03/2016 19:17

Astrofísicos de la Universidad de York han descubierto los vientos más rápidos jamás detectados hasta ahora en longitudes de onda ultravioleta, cerca de un agujero negro supermasivo. "Estamos hablando de velocidades del 20% de la velocidad de la luz, que es más de 200 millones de kilómetros por hora. Eso es equivalente a un huracán de categoría 77", explica Jesse Rogerson, quien dirigió la investigación como parte de su tesis de doctorado en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de York.

"Pero tenemos razones para creer que hay vientos de quásar que son incluso más rápidos", añade este científico en un comunicado difundido por la universidad británica.

Los astrónomos conocen la existencia de los llamados vientos cuásar desde finales de los años sesenta. Al menos uno de cada cuatro cuásares los tienen. Los cuásares son los discos de gas caliente que se forman alrededor de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias masivas. Son más grandes que la órbita de la Tierra alrededor del Sol y más calientes que la superficie del sol, generando suficiente luz para ser visto a través del universo observable.

"Los agujeros negros pueden tener una masa que es miles de millones de veces más grande que el sol, sobre todo porque capturan cualquier material que se aventura demasiado cerca", explica por su parte Patrick Hall, supervisor de Rogerson. "Pero a medida que la materia forma espirales hacia el agujero negro, una parte es arrastrada por el calor y la luz del cuásar. Estos son los vientos que estamos detectando."

Rogerson y su equipo utilizaron datos de un gran sondeo del cielo conocido como Sloan Digital Sky Survey para identificar nuevas eyecciones desde los cuásares. Después de la detección de unos 300 ejemplos, se seleccionaron aproximadamente 100 para una exploración más profunda, recogiendo datos con telescopios gemelos del Observatorio Gemini en Hawai y Chile, en el que Canadá tiene una importante participación.

"No sólo se confirma el viento ultravioleta más rápido jamás observado, sino que también descubrimos un nuevo viento en el mismo cuásar que se mueve más lentamente, a sólo 140 millones de kilómetros por hora", dice Hall. "Tenemos la intención de seguir viendo este cuásar para ver qué sucede después."

Gran parte de esta investigación está dirigida a una mejor comprensión de las eyecciones desde los cuásares y por qué ocurren. "Los vientos de cuásar desempeñan un papel importante en la formación de las galaxias", afirma Rogerson.

"Cuando se forman las galaxias, estos vientos arrojan el material hacia el exterior e impiden la creación de estrellas. Si estos vientos no existieran o fueran menos potentes, veríamos muchas más estrellas en las galaxias grandes de las que hay realmente". Los hallazgos han sido publicados en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

Fuente: http://www.elmundo.es/ciencia/2016/03/23/56f2d729268e3e69118b467b.html

"Pronto sabremos de qué se compone la materia oscura"

El físico y divulgador Carlo Rovelli.

• LAURA FERNÁNDEZ
• Barcelona
• @laura_fernandez

12/03/2016 05:19

La física no es siempre una historia de éxitos. Es un lento caminar en la oscuridad viendo como de vez en cuando algo ilumina el camino. Un camino que, por otro lado, bajo otra luz, podría parecer completamente distinto. Por el momento, lo que sabemos de la materia, dice Carlo Rovelli, ilustre físico teórico, ilustre también amante de la filosofía, experto, estudioso, de la física cuántica, y uno de los fundadores de la llamada 'gravedad cuántica de bucles', es que "un puñado de tipos de partículas elementales, que vibran y fluctúan de continuo entre el existir y el no existir, pululan en el espacio incluso cuando parece que no hay nada, y se combinan entre sí hasta el infinito como las letras de un alfabeto cósmico para contar la inmensa historia de las galaxias, las innumerables estrellas, los rayos cósmicos, la luz del sol, las montañas, los bosques, las risas de los niños en las fiestas y el negro y estrellado cielo nocturno".

Pero ¿cómo hacer entender al ciudadano de a pie todo eso? Rovelli prueba suerte con el intensísimo y deslumbrante Siete breves lecciones de física (Anagrama). Un ensayo clarificador hasta el punto de que el ex director del CERN, Rolf Dieter Heuer, llegó a decir de él que es el libro que "todos querríamos haber escrito".

En Siete breves lecciones de física, Rovelli se aproxima, de la forma más simple posible, a cosas tan complejas como la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, la mecánica cuántica, el cosmos (o la arquitectura del universo), la gravedad cuántica (o el intento de construir una síntesis de los grandes descubrimientos del siglo XX) y la probabilidad y el calor de los agujeros negros.

Por último, echa un vistazo, o analiza, desde dentro, pues no hay otra forma posible, al papel que ocupa el ser humano en todo eso, en un mundo tan en extremo abstracto como el que propone la física. Y sale airoso. ¿Su secreto? "Lo único que he hecho ha sido escribir una historia de amor, la de mi pasión por la física", dice. Menciona a menudo la palabra 'belleza' porque, dice, la belleza es inherente a la ciencia.

"La ciencia es conflicto y confusión, pero también es imaginación, ardor, pasión, porque la ciencia no es sólo el conjunto de cosas que hemos descubierto sino la aventura de seguir descubriéndolas", dice. También dice que su absoluta devoción por la física nació tarde, ya en la universidad, cuando cayó en la cuenta de que la Humanidad "es como un muchacho que, a medida que crece, descubre que el mundo es como pensaba. La Humanidad se ha hecho una imagen del mundo que le permite vivir en él, pero que no tiene nada que ver con lo que es realmente", sentencia.

En su libro se resume todo lo descubierto hasta la fecha, y con ello, aproxima al lector principalmente a los avances que se han hecho en el mundo de la física en el siglo XX, ¿con qué cree que estarán relacionados los principales descubrimientos del siglo XXI?

Pues creo que donde más posibilidades hay de descubrir algo nuevo es en el campo de la gravedad cuántica y con respecto al tiempo. Tampoco tardaremos en saber en qué consiste la materia oscura.

Cuando dice que descubriremos más cosas del tiempo, ¿a qué se refiere exactamente? ¿Viajes en el tiempo?

No exactamente. A lo que me refiero es a la explosión de agujeros negros y algo que hoy está todavía en pañales: la gravedad cuántica de bucles. La posibilidad de que nuestro universo puede haber nacido del rebote de un universo anterior. El tiempo que ha mediado entre uno y otro rebote puede haber sido de un milisegundo para la materia, y de 14.000 millones de años para nosotros, porque el tiempo avanza muy lentamente aquí abajo, y pasa muy rápido ahí arriba.

Cuando habla de nuestro universo se refiere a todas las galaxias que lo componen, que son muchas, y, en esas galaxias hay infinidad de planetas como el nuestro...

Sí, y es un descubrimiento que se ha hecho hace poco. Que todas las estrellas que vemos tienen planetas. Hay 100.000 millones de estrellas en 100.000 millones de galaxias y cada una de ellas está rodeada de planetas, igual que nuestro Sol. Así que somos pequeñísimos en la inmensidad. No somos especiales. Y, aunque no hay forma de probarlo, es muy probable que no estemos solos. Digamos que no somos algo extraño en el universo.

Es partidario usted de la teoría de Heisenberg, y opina que la realidad es interacción.

Sí. No hay nada fijo en el mundo, todo es relacional. Lo es en la física, pero también en la ciencia en general, y en otras disciplinas, como la filosofía, en la biología y la psicología. Cuando el psicoanalista analiza a alguien no lo hace de forma aislada sino que lo pone en relación con aquellos que lo rodean. En biología, una proteína no es nada en sí misma sino que es en relación con los demás componentes de un sistema, de la misma forma que los animales son lo que son porque forman parte de una red de relaciones. Veo las cosas como nudos en una red de relaciones.

¿En qué sentido su formación humanista le completa como científico?

Estudié cinco años de griego y ocho de latín, historia, filosofía, historia del arte... La cultura clásica es utilisíma para un científico. La ciencia no es únicamente técnica, es una manera de entender el mundo, y en ese sentido, cuanto más amplios sean nuestros instrumentos culturales, mejor lo entenderemos.

Parece que hubiera una crítica velada en su libro a Stephen Hawking, dando a entender que su fama tiene más que ver con haber podido seguir haciendo física de calidad pese a sus graves problemas de salud que con sus aportaciones, ¿es así?

Stephen Hawking es un científico fascinante pero está claro que no es Newton. La crítica es, en cualquier caso, a la prensa, que ensalza su trabajo, que es un buen trabajo, pero no es el trabajo de un Einstein. No estoy de acuerdo con algunas de sus máximas, no estoy de acuerdo con él, por ejemplo, cuando dice que la filosofía ha muerto.

Muestra cierto temor a que se desconfíe de la ciencia.

Sí, desde hace unos años parece que el concepto de ciencia está en crisis. Entre la gente y entre la cultura más elevada. La cultura más elevada la considera un saber parcial, haciendo suya la máxima de Heidegger. La gente de la calle puede llegar a pensar que la ciencia es un relato como cualquier otro, y equipararlo al religioso, y eso es peligroso. No ver la diferencia entre ellos es un error peligroso.

No es nada halagüeño en cuanto a la supervivencia de nuestra especie, una de las conclusiones del libro es que no tardaremos en extinguirnos.

Bueno, lo cierto es que hemos fastidiado bien el planeta, y ya estamos sufriendo las consecuencias del cambio climático. Pero esa conclusión sólo es mi forma de decir: 'Espabilad'. O más bien: 'Hagamos algo'.

Por último, ¿qué le pareció el descubrimiento de las ondas gravitacionales?

Maravilloso. Algo hermosísimo. Estaba en Estados Unidos, dando clase en una universidad, cuando se puso en marcha la sonda que debía captarlas. Mostré mis dudas desde el principio e incluso un miembro del equipo vino a verme para preguntarme por qué creía que no iba a funcionar. No acababa de creerme que alguien hubiese convencido a otro alguien para utilizar sus fondos así. Me dijeron que en cinco años, a lo sumo 10, habría resultado. Han tardado 25 años en detectarlas pero lo han hecho, y es maravilloso.

Fuente:http://www.elmundo.es/ciencia/2016/03/12/56e2cbd7ca4741ce748b4573.html

Detección de las ondas gravitacionales: Una herramienta para 'oír' el Universo

Recreación artística de la colisión de dos agujeros negros LIGO

11/02/2016 21:30

Los rumores eran ciertos. Después de décadas de trabajo, la comunidad científica celebra por fin la esperadísima detección de las ondas gravitacionales que Albert Einstein predijo hace un siglo en su Teoría de la Relatividad General. Era la única parte que no había sido detectada de forma directa. Pero el Observatorio gravitacional de interferometría láser LIGO (que comprende dos observatorios en EEUU en Livingston y Hanford) no es la única gran infraestructura científica construida para seguir el rastro a las ondas gravitacionales.

Hay otros proyectos muy ambiciosos en marcha, tanto observatorios terrestres como espaciales, para detectar este fenómeno, que los científicos definen como ondulaciones del espacio-tiempo generadas por la fusión de agujeros negros, explosiones de supernovas y otros sucesos muy violentos que ocurren en el Universo. Así, las ondas detectadas el pasado 14 de septiembre, y cuyo anuncio se ha producido este jueves, se originaron en el choque de dos agujeros negros situados a más de mil millones de años luz de la Tierra.

Entre esos grandes proyectos científicos en marcha están los observatorios terrestres VIRGO (en Italia) y KAGRA (en Japón), así como el futuro observatorio espacial eLISA, que la Agencia Espacial Europea planea mandar al espacio en los años 30.

Pero ahora que su existencia ha sido demostrada directamente, ¿cuál es el siguiente objetivo? ¿qué se va a hacer en esos detectores? "La detección de las ondas gravitacionales va a suponer una revolución en la física. Pero nuestra idea no es parar ahí. Va a ser una nueva herramienta para la astronomía, la astrofísica, la cosmología e incluso la física fundamental porque nos va a permitir estudiar objetos, como agujeros negros, de una forma diferente a la que se consigue con otros métodos que usan diferentes tipos de luz", explica en conversación telefónica Carlos Sopuerta, investigador principal del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEC) en la misión LISA Pathfinder de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Detectar ondas gravitacionales desde el espacio

El satélite LISA Pathfinderfue lanzado al espacio el pasado 3 de diciembre -casualmente pocos días después de que se celebrara el centenario de la Teoría de la Relatividad General de Einstein- con el objetivo precisamente de ensayar la tecnología y evaluar si es viable la construcción de ese ambicioso observatorio espacial que será eLISA.

La ESA aportará mil millones de euros a esta futura gran misión científica , que comenzó a gestarse en los años 80. Por otro lado, los países miembros de la agencia europea aportarán instrumentos y financiación y la NASA, con la que originalmente se iba a construir de forma conjunta esa misión pero que finalmente la abandonó por cuestiones presupuestarias, también ha mostrado su interés en realizar aportaciones a eLISA.

Por lo que respecta a Lisa Pathfinder, Sopuerta señala que todo marcha según lo previsto. Ya se encuentra en su zona de trabajo, el punto de Lagrange L1, situado a 1,5 millones de kilómetros de distancia de la Tierra. La próxima semana se liberarán las dos masas que viajan en la nave (dos pequeños cubos macizos de oro y platino de dos kilos cada uno) que son el corazón del experimento de caída libre que se va a a llevar a cabo. Un láser muy preciso medirá la distancia entre ambos cubos para detectar cualquier distorsión.

Sopuerta asegura que los objetivos del futuro observatorio espacial eLISA y de los observatorios terrestres como LIGO, VIRGO o KAGRA son distintos: "Ocurre lo mismo que con la luz. Hay distintos tipos de luz (visible, infrarroja, ondas de radio, etc) y hacemos astronomía con todas ellas. Pero necesitamos un telescopio diferente para cada tipo de luz", compara.

Los observatorios terrestres LIGO, VIRGO o KAGRA podrán estudiar ondas gravitacionales que se produzcan en sistemas binarios, por ejemplo, que tengan dos agujeros negros, dos estrellas de neutrones o bien un agujero negro y una estrella de neutrones: "Tienen que ser agujeros negros de origen estelar, es decir, que han sido el resultado de la muerte de una estrella. Cuando explota, si es lo suficientemente masiva, puede convertirse en un agujero negro. Otras se convierten en una estrella de neutrones. Los observatorios terrestres también pueden detectar explosiones de supernovas, púlsares o detectar ecos del Universo primitivo", enumera el investigador.

Por su parte, el objetivo principal del futuro observatorio espacial eLISA serán lossistemas binarios de agujeros negros que tengan un millón de veces la masa de nuestro sol: "Son agujeros negros muy diferentes que no proceden de la formación estelar, sino de la colisión de galaxias, porque sabemos que a lo largo de la Historia del Universo las galaxias han sufrido colisiones entre ellas. Y sabemos que en en el centro de la mayor parte de las galaxias hay un agujero negro que tiene entre 4 y 5 millones de veces la masa del sol", señala Sopuerta.

"Vivimos un momento histórico", señala emocionado Iván Lloro, responsable deLISA Pathfinder en el IEEC. "Se inicia la era de la astronomía gravitacional porque por primera vez en la Historia tenemos disponibles telescopios que pueden observar esa radiación".

"Los observatorios terrestres como LIGO, VIRGO o KAGRA sólo pueden observar la banda de frecuencias por encima de 1 Hz debido al ruido sísmico que produce la propia Tierra en los equipos de medida. Sin embargo se sabe que las fuentes de ondas gravitacionales más interesantes se encuentran en la banda entre 1 mHz y 1 Hz (como por ejemplo, agujeros negros supermasivos orbitando entre ellos). Y aquí es donde entra LISA PathFinder y, su objetivo, eLISA, que será el primer telescopio de ondas gravitacionales en el espacio que será, además, el primero en ser capaz de observar en dicha banda de frecuencias", explica Lloro.

La concepción de la misión eLISA entraña una gran complejidad. Aunque el diseño definitivo no está decidido, la última propuesta consiste, básicamente, en tener tres naves espaciales situadas en una constelación triangular, es decir, como si fueran un triángulo equilátero y a una distancia de un millón de kilómetros. "En cada vértice hay una nave, y entra ellas irán enviándose luz láser", resume Carlos Sopuerta .

Y el histórico anuncio de este jueves de la detección de las ondas gravitacionales de forma directa en LIGO, asegura, no cambia sus planes ni la importancia de este gran proyecto europeo: "Contábamos con que lanzaríamos la misión 10 o 20 años después de que se localizaran en los observatorios terrestres. Nuestra justificación para lanzar este observatorio espacial no era detectar primero las ondas gravitacionales, sino hacer una astronomía diferente", asegura.

Iván Lloro confía en que "LISA PathFinder demostrará este año que la tecnología para construir eLISA es posible y funciona. Ya no queda argumento lógico alguno para demorar la construcción de la misión eLISA y escuchar al Universo en todo su esplendor", asegura.

Fuente: http://www.elmundo.es/ciencia/2016/02/11/56bcb56b46163f89498b45df.html

Máxima expectación ante el posible hallazgo de las ondas gravitacionales

La detección de ondas gravitacionales puede dar lugar a una nueva era de la Astronomía – Science

 Científicos a cargo del detector LIGO harán un importante anuncio este jueves sobre los resultados de sus investigaciones.

Ya es oficial. Pasado mañana, jueves, los científicos a cargo del detector LIGO (Observatorio de Interferometría láser de Ondas Gravitacionales) celebrarán una rueda de prensa para llevar a cabo un importante anuncio sobre la primera detección directa de estas pequeñas deformaciones en el tejido espaciotemporal, predichas por Albert Einstein hace ya cien años y que hasta ahora no habían podido ser observadas. El anuncio, de realizarse, puede ser calificado como “histórico”.

Si todo va según lo esperado, estaremos ante el pistoletazo de salida para una nueva era de la Astronomía. Una en la que los científicos podrán utilizar lasondas gravitacionales para estudiar con mucho más detalle cómo se producen los eventos más extremos y violentos del Universo, midiendo las distorsiones en el espacio que emanan de ellos. El hallazgo, además, sería la evidencia definitiva de que el Universo, justo después del Big Bang, sufrió una etapa de “inflación”, durante la cual, y apenas en una fracción de segundo, se expandió exponencialmente, aumentando miles de veces su tamaño en apenas un instante.

¿Pero qué son exactamente las ondas gravitacionales? ¿Y para qué sirven? La teoría de la relatividad general de Einstein podría resumirse en dos afirmaciones: La materia dice al espacio y al tiempo cómo curvarse; y el espacio y el tiempo curvados le dicen a la materia cómo moverse. Si sujetamos una sábana por las cuatro esquinas y después colocamos sobre ella una pelota, el tejido de la sábana se curvará debido al peso de la pelota. Cuanto mayor sea el balón, mayor será la deformación de la sábana. Otras pelotas más pequeñas colocadas en la sábana caerán, inevitablemente, hacia la pelota más grande, deslizándose por la pendiente provocada por ella. Es, ni más ni menos, que otra forma de describir la gravedad.

Einstein publicó su teoría en noviembre de 1915, y apenas unos meses más tarde, en la primavera de 1916, se dio cuenta de otra sutil consecuencia de vivir en un espaciotiempo distorsionado por la materia. Y es que la relatividad general permite la existencia de ondas gravitacionales, pequeñas ondulaciones rítmicas que se propagan por el espacio a la velocidad de la luz.

Durante mucho tiempo, los físicos no han estado seguros de si estas hipotéticas ondulaciones eran algo real o si, por el contrario, no eran más que una curiosidad matemática dentro de la teoría. Pero a partir de la década de los ochenta empezaron a obtenerse evidencias indirectas que apuntaban a que esas ondas existían de verdad.

Las ondas gravitacionales son emitidas por cuerpos en órbita y por masas de materia aceleradas. Y un buen número de investigadores de todo el mundo se esfuerzan actualmente para detectarlas directamente. Una vez conseguido, los científicos esperan poder utilizar estas ondas para “escuchar” algunos de los eventos más violentos del Universo, como la explosión de supernovas o la fusión de agujeros negros y de estrellas de neutrones. E incluso el Big Bang.

Así, y de la misma forma en que la astronomía convencional utiliza la luz y otras formas de radiación electromagnética para obtener información de objetos distantes, la “astronomía de ondas gravitacionales” interpretará la información que contienen esas pequeñas distorsiones en el espacio tiempo. Hasta ahora, todo lo que sabemos sobre estrellas y galaxias lejanas procede únicamente de la información que los astrónomos logran arrancarle a la luz que llega hasta nosotros. A partir de ahora, podríamos tener otra fuente de información completamente nueva e independiente de la radiación. Las posibilidades de conocimiento, pues, se multiplican.

Como ondas en el agua

Como se ha dicho, las ondas gravitacionales se propagan a través del espacio. Y lo hacen de una forma parecida a como lo hacen las ondas en el agua. En un estanque, por ejemplo, cada punto de la superficie oscila, lo que hace que ésta se eleve y decienda continua y rítmicamente. La oscilación se va propagando y moviéndose por todo el estanque. Lo mismo sucede con las ondas gravitacionales en el espacio.

Y esas oscilaciones son, precisamente, lo que buscan los cazadores de ondas gravitacionales. Solo que no hay partículas ni gotas de agua flotando en el espacio. En su lugar, los detectores tratan de medir las masas con grandes espejos suspendidos y combinados con rayos laser, para detectar los pequeños cambios en las distancias que se producen como consecuencia de las ondas gravitacionales.

Este jueves, pues, los investigadores del detector LIGO explicarán al mundo sus hallazgos. Puede ser un anuncio histórico, que cambie para siempre la Astronomía y nuestra forma de estudiar y comprender el Universo que nos rodea

Fuente: http://abcblogs.abc.es/nieves/public/post/maxima-expectacion-ante-el-posible-hallazgo-de-las-ondas-gravitacionales-16916.asp/

Tainá: la galaxia que no debería existir

La galaxia Tainá tras el cúmulo MACS J0416-2403. NASA/ESA/INFANTE ET AL.

04/02/2016 10:19
La galaxia Tainá, descubierta recientemente, ya estaba bien formada cuando el universo tenía el 3% de su edad actual, esto es, unos 400 millones de años tras el Big Bang. Sin embargo, según las teorías de formación y evolución del universo, las galaxias debieron empezar a formarse mucho después, unos 1000 millones de años tras el Big Bang. Los astrónomos buscan explicaciones para reconciliar la teoría con este nuevo hallazgo.

En los confines del universo

Tenemos la suerte de vivir en una edad de oro de la astrofísica, en la que nuestros potentes observatorios nos permiten explorar galaxias lejanísimas acercándonos a los orígenes del universo. La radiación que llega hoy a nuestros telescopios partió de esta galaxias hace miles de millones de años y, debido a que la velocidad de la luz no es infinita, podemos contemplar estas galaxias tal y como eran en los momentos iniciales del universo, poco después del Big Bang.
Un equipo internacional de astrónomos encabezado por Leopoldo Infante de la Universidad Católica de Chile, en el participa el joven investigador madrileño Alberto Molino (ahora trabajando en la Universidad de Sao Paulo) viene realizando un gran esfuerzo por localizar galaxias progresivamente más lejanas. En un trabajo reciente han utilizado los telescopios espaciales Hubble y Spitzer para explorar la zona del cielo en torno al gran cúmulo de galaxias denominado MACS J0416-2403. Este cúmulo no es extremadamente distante: se encuentra a 'tan sólo' unos 4000 millones de años luz de distancia desde la Tierra y, por tanto, el equipo de astrónomos no estaba interesado en el cúmulo propiamente dicho. Sin embargo, el cúmulo es muy masivo: en una zona de unos 3 millones de años de luz de radio en torno a su centro, encierra unos 1000 billones de veces la masa de nuestro Sol. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, esta enorme masa actúa como una potentísima lente gravitacional distorsionando y amplificando la luz de las galaxias que se encuentran situadas a distancias mucho mayores tras el cúmulo.
Infante y su equipo han sumado así la potencia de los telescopios espaciales a la amplificación (de hasta unos 20 aumentos) proporcionada por el cúmulo MACS J0416-2403 que cumple aquí las funciones de un gigantesco 'telescopio' natural. Y mediante esta técnica han descubierto 22 galaxias en los confines del universo conocido, entre las que destaca, por sus características extraordinarias, una galaxia debilísima.

Esquema del efecto de lente gravitatoria NASA/R.BACHILLER

Recién nacida

La galaxia recién descubierta es masiva y compacta, y está repleta de estrellas gigantes azuladas, lo que indica que la estamos contemplando en plena actividad de formación estelar. En cuanto a su masa y tamaño resulta parecida a la Gran Nube de Magallanes (la galaxia satélite de la Vía Láctea, situada a unos 160.000 años luz de distancia, que resulta espectacular en los cielos del hemisferio sur), pero el contenido estelar de la nueva galaxia es muchísimo más joven. A partir de estas observaciones se estima la distancia al objeto, o mejor dicho, el tiempo que ha viajado la luz desde que salió de la galaxia hasta alcanzar al telescopio. Resulta que la luz de esta galaxia ha viajado durante 13.400 millones de años.
Como la edad del universo es de 13.800 millones de años, nos encontramos con que estamos contemplando esta galaxia tal y como era 400 millones de años tras el Big Bang, esto es un 3 % de la edad actual del universo. La juventud de esta galaxia llevó a los astrónomos a bautizarla como Tainá, término que significa 'recién nacida' en el idioma aimara que hablan algunos pueblos andinos.
El descubrimiento de esta galaxia viene a sumarse a otros previos del mismo tipo. Por ejemplo, tal y como informó ElMundo.es un equipo liderado por el portugués David Sobral descubrió hace unos meses la galaxia CR7, observada tal y como era cuando el universo tenía 800 millones de años tras el Big Bang, y el astrónomo británico Richard Ellis también ha localizado recientemente otras galaxias a distancias comparables.

Recreación de la galaxia CR7. D.SOBRAL

Inconsistencia de la teoría

Según las teorías más aceptadas de formación y evolución de galaxias, éstas se forman a partir de las grandes estructuras que resultan tras el crecimiento de las débiles fluctuaciones que se producen poco después del Big Bang y que dejaron su huella en el fondo cósmico de microondas. Este proceso lleva su tiempo: se predice que las galaxias deben comenzar a formarse unos 1000 millones de años tras el Big Bang y que la máxima producción de estrellas en tales galaxias tiene lugar una vez transcurridos otros 1000 millones de años. Por lo tanto, según la teoría, galaxias como Tainá, ya bien formadas y con una rica población estelar, no deberían existir en el universo primitivo.
Resulta por ello imprescindible comprobar y refinar la medida de la distancia a esta galaxia tan pronto como haya la instrumentación que permita obtener su espectro (indispensable para obtener el 'redshift' espectroscópico, más fiable que el fotométrico obtenido hasta ahora). Pero, aún así, los astrónomos ya se encuentran buscando explicaciones y correcciones en la teoría que permitan evolucionar más rápidamente a las galaxias primitivas. Una posibilidad es que la materia oscura, que debe jugar un papel muy importante en la constitución de las grandes estructuras en el universo joven, fuese aún más abundante en aquella época, o que estuviese distribuida de forma que acelerase la formación de las galaxias.
Pero, por el momento, lo que parece más urgente y conveniente es perseverar en estos trabajos de localización de galaxias más y más remotas. El lanzamiento del nuevo telescopio espacial James Webb en 2018 (el sucesor del Hubble) y la construcción del Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) en Atacama (Chile), que debería culminar hacia el año 2023, posibilitarán la detección de numerosas de estas galaxias, que son extremadamente débiles, y medir sus distancias con fiabilidad. Seguiremos así dando nuevos pasos en la búsqueda de nuestros orígenes.

Fuente: http://www.elmundo.es/ciencia/2016/02/04/569ccb2122601d3d1d8b4669.html

Los rayos gamma del centro galáctico no parecen tener origen en la materia oscura

Artículo publicado por Catherine Zandonella el 4 de febrero de 2016 en la Universidad de Princeton

Los estallidos de rayos gamma procedentes del centro de nuestra galaxia no es probable que sean señales de materia oscura, sino de otro fenómeno astrofísico, unas estrellas de rotación rápidas llamadas púlsares de milisegundos, de acuerdo con dos nuevos estudios, uno de un equipo con sede en la Universidad de Princeton y el MIT, y otro con sede en los Países Bajos.

Anteriores estudios sugerían que los rayos gamma procedentes de densas regiones del espacio en el interior de la galaxia de la Vía Láctea podrían estar causados por la colisión de partículas de materia oscura. Pero usando nuevos métodos de análisis estadístico, los dos equipos de investigación encontraron, de forma independiente, que las señales de rayos gamma no tienen las características esperadas para las procedentes de materia oscura. Ambos equipos informan de sus conclusiones en la revista Physical Review Letters.

Exceso de rayos gamma Crédito: Christoph Weniger, Universidad de Amsterdam

“Nuestros análisis sugieren que lo que estamos viendo es la prueba de una nueva fuente de rayos gamma en el centro de la galaxia”, señala Mariangela Lisanti, profesora adjunta de física en Princeton. “Ésta es una región muy compleja del cielo, y existen otras señales astrofísicas que podrían confundirse con señales de materia oscura”.

El centro de la Vía Láctea se cree que contiene materia oscura debido a que es el hogar de una densa concentración de masa, incluyendo densos cúmulos de estrellas y un agujero negro. Un hallazgo concluyente de colisiones de materia oscura en el centro galáctico sería un gran avance hacia la confirmación de nuestro comprensión del universo. “Encontrar pruebas directas de estas colisiones sería interesante debido a que nos ayudaría a comprender las relaciones entre la materia oscura y la materia común”, explica Benjamin Safdi, investigador de posdoctorado en el MIT que recibió su doctorado en 2014 en Princeton.

Para poder asegurar si las señales proceden de la materia oscura o de otras fuentes, el equipo de investigación de Princeton/MIT se enfocó en técnicas de procesamiento de imágenes. Observaron el aspecto que deberían tener los rayos gamma si procedieran de la colisión de las teóricas partículas de materia oscura conocidas como WIMPs. Para el análisis, Lisanti, Safdi y Samuel Lee, antiguo investigador de posdoctorado en Princeton, que actualmente trabaja en el Insituto Broad, junto a sus colegas Wei Xue y Tracy Slatyer del MIT, estudiaron imágenes de rayos gamma captadas por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, que ha estado cartografiando rayos-X desde 2008.

Las partículas de materia oscura se cree que forman aproximadamente el 85 por ciento de la masa del universo, pero nunca se ha detectado directamente. La colisión de dos WIMPs, de acuerdo con el ampliamente aceptado modelo de materia oscura, provoca su aniquilación generando rayos gamma, que son la forma de energía más alta de la luz en el universo.

De acuerdo con este modelo, las partículas de luz, o fotones, de alta energía deberían distribuirse homogéneamente entre los píxeles de las imágenes captadas por el telescopio Fermi. Por contra, otras fuentes como las estrellas en rotación conocidas como púlsares, liberan estallidos de luz que se muestran como píxeles aislados y brillantes.

Los investigadores aplicaron su método de análisis estadístico a imágenes recopiladas por el telescopio Fermi y encontró que la distribución de fotones era agrupada en lugar de homogénea, lo que indicaba que era improbable que los rayos gamma estuviesen provocados por las colisiones de partículas de materia oscura.

Qué son exactamente estas fuentes es algo que se desconoce, comenta Lisanti, pero una posibilidad es que sean estrellas en rotación muy viejas conocidas como púlsares de milisegundo. Señala que sería posible explorar la fuente de rayos gamma usando otros tipos de estudios del cielo que implican a los radiotelescopios.

Douglas Finkbeiner, profesor de astronomía y física en la Universidad de Harvard, que no estuvo implicado en el actual estudio, señala que aunque el hallazgo complica la búsqueda de materia oscura, nos lleva hacia otras áreas de investigación. “Nuestra labor como astrofísicos es caracterizar lo que vemos en el universo, no lograr un resultado deseado y predeterminado. Por supuesto que sería genial encontrar materia oscura, pero comprender qué está pasando y hacer nuevos descubrimientos es apasionante”.

De acuerdo con Christoph Weniger de la Universidad de Amsterdam y autor principal del estudio con sede en los Países Bajos, este hallazgo es una situación en la que todos ganan: “Ya sea encontrando miles de púlsares de milisegundo en la próxima década, lo que arrojaría luz sobre la historia de la Vía Láctea, o no encontrando nada. En el último caso, la explicación de la materia oscura para el exceso de rayos gamma sería mucho más obvia”.

Fuente: http://www.cienciakanija.com/2016/02/08/los-rayos-gamma-del-centro-galactico-no-parecen-tener-origen-en-la-materia-oscura/

Se localizan nuevas galaxias satélite de materia oscura en la Vía Láctea

Artículo publicado por Robert Sanders el 7 de enero de 2016 en UC Berkeley

Tres brillantes estrellas pulsantes en la periferia de la Vía Láctea podrían ser balizas de una galaxia enana invisible que los astrónomos predijeron que estaría allí basándose en los efectos del gas en nuestra galaxia.

Materia oscura alrededor de la Vía Láctea Crédito: ESO

La predicción fue la primera en confirmarse de las procedentes del campo de la galactosismología, que usa las ondulaciones en la distribución de gas de hidrógeno en el plano de la Vía Láctea para deducir la presencia de galaxias satélite invisibles, miles de las cuales pueden estar merodeando alrededor, o a través, de la Vía Láctea. La técnica la desarrollaron la antigua becaria de posdoctorado de la UC Berkeley Sukanya Chakrabarti, actualmente profesora adjunta de astronomía en el Instituto Rochester de Tecnología (RIT), y su mentor en la UC Berkeley, Leo Blitz, profesor de astronomía.

Chakrabarti ofreció una charla sobre las estrellas, conocidas como variables cefeidas, y su conexión con la galaxia predicha en una rueda de prensa el 7 de enero en el congreso de la Sociedad Astronómica Americana en Kissimmee, Florida. Ella es la autora de un artículo sobre las variables cefeidas enviado a la revista Astrophysical Journal Letters.

Aunque algunas de las galaxias satélite de la Vía Láctea están ocultas a nuestra visión por el polvo, muchas son invisibles debido a que están compuestas en gran medida por materia oscura, una misteriosa sustancia predominante en la materia del universo: el 85 por ciento de toda la materia del universo es materia oscura. Allí donde se concentra, la materia normal – mayormente gas – se agrupa y condensa en las estrellas y galaxias que podemos ver. Mientras que la materia normal en la Vía Láctea es lo suficientemente grande como para producir miles de millones de estrellas brillantes, la materia normal en las galaxias dominadas por la materia oscura es, aparentemente, demasiado pequeña como para producir suficientes estrellas que la hagan visible a larga distancia.

Chakrabarti pensó en buscar efectos que tienen estas galaxias sobre la distribución del gas en la galaxia, y usarlos para fijar sus posiciones. Del mismo modo que los sismólogos analizan las ondas que viajan a través de la Tierra para deducir las propiedades del interior de nuestro planeta, ella usa las ondas del disco galáctico para cartografiar la estructura interior y la masa de las galaxias.

“Hemos realizado avances significativos en este nuevo campo de la galactosismología, a partir del cual se puede deducir el contenido de materia oscura de las galaxias enanas, dónde se hallan, así como las propiedades del interior de las galaxias mediante la observación de las perturbaciones en el disco de gas”, comenta.

Las cefeidas como varas de medir

En 2009, Chakrabarti y Blitz usaron estas técnicas para predecir la existencia de una galaxia satélite enana en la dirección de la constelación Norma, y el año pasado, ella y su equipo usaron el Telescopio Géminis Sur, en Chile, y los Telescopios Magallanes para buscar estrellas  en la región que podría ser parte de la galaxia. Encontraron tres estrellas pulsantes, conocidas como variables cefeidas, usadas normalmente como varas de medir distancia, y que están aproximadamente a la misma distancia del Sol: 300 000 años luz.

Usando análisis espectroscópicos pudieron demostrar que las estrellas también tienen aproximadamente la misma velocidad, y que se mueven demasiado rápidamente como para ser parte de nuestra galaxia. Se desplazan a 200 kilómetros por segundo respecto del centro galáctico, mientras que la velocidad media de una estrella de la Vía Láctea tiene una velocidad radial de apeas 12 kilómetros por segundo.

Muy probablemente, estas estrellas marcan la posición de una galaxia enana dominada por la materia oscura, explica Chakrabarti, mucho más allá del borde del disco de la Vía Láctea, que termina a 60 000 años luz.

“La velocidad radial de las variables cefeidas es la última prueba que estábamos buscando”, señala. “Inmediatamente se puede concluir que no son parte de nuestra galaxia”.

“Estas observaciones básicamente confirman que la galaxia que predijo Sukanya, pero que no podemos ver, se encuentra ahí”, apunta Blitz.

El equipo de Chakrabarti también incluye a Rodolfo Angeloni del Telescopio Géminis Sur; Ken Freeman del Observatorio Monte Stromlo de la Universidad Nacional Australiana en Canberra; el antiguo posdoctorado de la UC Berkeley Josh Simons, ahora en la Institución Carnegie de Washington; el científico investigador de RIT Benjamin Sargent; y el estudiante graduado de RIT Andrew Lipnicky.

Para más detalles, puedes leer la nota de prensa del Observatorio Géminis y una antigua publicación de la UC Berkeley sobre la técnica predictiva de Chakrabarti.

Fuente:  http://www.cienciakanija.com/2016/01/13/se-localizan-nuevas-galaxias-satelite-de-materia-oscura-en-la-via-lactea/