SPHERE revela una fascinante colección de discos alrededor de estrellas jóvenes

Nuevas imágenes del instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope de ESO, nos muestran, con más detalle que nunca, los discos polvorientos que hay alrededor de estrellas jóvenes. Estos presentan una extraña variedad de formas, tamaños y estructuras, incluyendo los efectos de lo que probablemente sean planetas aún en formación.

El instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, permite a los astrónomos suprimir la brillante luz de estrellas cercanas con el fin de obtener una mejor visión de las regiones que las rodean. Esta colección de nuevas imágenes de SPHERE es sólo una muestra de la gran variedad de discos polvorientos que se encuentran alrededor de estrellas jóvenes.

Estos discos son completamente diferentes en tamaño y forma: algunos contienen brillantes anillos, otros anillos oscuros, y algunos incluso se asemejan a hamburguesas. Su aspecto también difiere notablemente dependiendo de su orientación en el cielo (desde disco circulares, que vemos de cara, a estrechos discos vistos casi de canto). 

Esta observación de SPHERE es el descubrimiento de un disco de canto alrededor de la estrella GSC 07396-00759, miembro de un sistema múltiple de estrellas, incluido en la muestra de DARTTS-S. Curiosamente, y pese a que son de la misma edad, este nuevo disco parece ser más evolucionado que el disco rico en gas que hay alrededor de la estrella T Tauri en el mismo sistema.Crédito:

ESO/E. Sissa et al.

La tarea principal de SPHERE es descubrir y estudiar exoplanetas gigantes que orbitan estrellas cercanas usando detección visual directa. Pero el instrumento es también una de las mejores herramientas existentes para obtener imágenes de los discos que hay alrededor de estrellas jóvenes, regiones donde pueden estar formándose planetas. Estudiar este tipo de discos es fundamental para investigar la relación entre las propiedades de disco y la formación y la presencia de planetas.

Muchas de las estrellas jóvenes que se muestran a continuación provienen de un nuevo estudio de estrellas T Tauri, un tipo de estrellas que son muy jóvenes (tienen menos de 10 millones de años de edad) y que varían en brillo. Los discos que hay alrededor de estas estrellas contienen gas, polvo y planetesimales -los cimientos de los planetas y los progenitores de los sistemas planetarios-.

Estas imágenes también muestran el aspecto que podría tener nuestro propio Sistema Solar en las primeras etapas de su formación, hace más de 4.000 millones de años.

La mayoría de las imágenes mostradas fueron obtenidas como parte del sondeo DARTTS-S (siglas de Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE, discos alrededor de estrellas T Tauri con SPHERE). Las distancias de los objetivos oscilan entre 230 y 550 años luz de la Tierra. En comparación, la Vía Láctea tiene un tamaño de unos 100.000 años luz, por lo que estas estrellas están relativamente cerca de la Tierra. Pero, incluso a esta distancia, es muy difícil obtener buenas imágenes de la débil luz reflejada por los discos, ya que son opacados por la deslumbrante luz de sus estrellas madre.

Otra nueva observación de SPHERE es el descubrimiento de un disco de canto alrededor de la estrella GSC 07396-00759, detectada por el sondeo SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets, sondeo infrarrojo de SPHERE para la búsqueda de exoplanetas). Esta estrella roja es miembro de un sistema múltiple de estrellas que también está incluido en la muestra de DARTTS-S, pero, curiosamente, y pese a que son de la misma edad, este nuevo disco parece ser más evolucionado que el disco rico en gas que hay alrededor de la estrella T Tauri en el mismo sistema. Esta desconcertante diferencia en los plazos de evolución de los discos alrededor de dos estrellas de la misma edad es otra razón por la cual los astrónomos están deseosos de saber más sobre los discos y sus características.

Los astrónomos han utilizado SPHERE para obtener muchas otras imágenes impresionantes, así como para otros estudios que incluyen la interacción de un planeta con un disco, los movimientos orbitales dentro de un sistema y el tiempo de evolución de un disco.

Los nuevos resultados de SPHERE, junto con los datos de otros telescopios como ALMA, están revolucionando la comprensión de los astrónomos sobre los entornos que hay alrededor de estrellas jóvenes y los complejos mecanismos implicados en la formación de planetas.

Nuevas imágenes del instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope de ESO, nos muestran, con más detalle que nunca, los discos polvorientos que hay alrededor de estrellas jóvenes. Estos presentan una extraña variedad de formas, tamaños y estructuras, incluyendo los efectos de lo que probablemente sean planetas aún en formación.

Crédito:ESO

ESO

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/04/sphere-revela-una-fascinante-coleccion.html 

Observan cómo un agujero negro devora una estrella

Un astro parecido al Sol es literalmente destrozado por la inmensa fuerza gravitatoria de un «monstruo» espacial en una lejana galaxia

Es una rara ocasión para la Ciencia. Un fenómeno que se ha podido observar apenas un puñado de veces en toda la historia de la Astronomía. Se trata de una estrella en el momento de ser devorada por un agujero negro. Un astro parecido al Sol literalmente destrozado por la inmensa fuerza gravitatoria de un "monstruo" espacial en una lejana galaxia, a cerca de mil millones de años luz de la Tierra.

Como se sabe, en el centro de prácticamente todas las grandes galaxias habita un agujero negro supermasivo, una zona de enorme densidad, que puede llegar a tener miles de millones de veces la masa del Sol y de cuya gravedad nada, ni siquiera la luz, consigue escapar.

Si una estrella tiene la desgracia de acercarse demasiado a uno de estos agujeros negros, el "tirón" gravitatorio será mucho más fuerte en la cara más cercana a él, de forma que la estrella se alargará y estirará como una goma, hasta que quede completamente destrozada en lo que los científicos llaman un "evento de disrupción de marea", TDE por sus siglas en inglés.


Justo después, el agujero negro empieza a tragarse grandes fragmentos de la estrella triturada. En el proceso, cada uno de ellos libera suficiente energía como para generar brillantes destellos que pueden llegar a durar meses, incluso años enteros.

Los agujeros negros, sin embargo, no tienen demasiadas ocasiones de darse un festín como este. De hecho, y a pesar de que la densidad de estrellas es mayor en los centros galácticos, en una galaxia típica algo así puede ocurrir, como máximo, una vez cada diez mil años.

Y ahora, un equipo de astrónomos liderados por Ben Shappee, de la Universidad de Hawaii, creen que están siendo testigos de este inusual y violento proceso. Y así lo han anunciado hace apenas unos días en The Astronomer´s Telegram, un sitio web donde se suelen publicar muchas observaciones de fenómenos cósmicos.

A primera vista, una estrella siendo devorada por un agujero negro puede parecer una supernova, dado que ambas producen súbitos y brillantes destellos luminosos en el cielo. Por eso, cuando los investigadores detectan un posible TDE, lo primero que hacen es tomar la mayor cantidad de datos posible para determinar con la mayor exactitud el tipo de fenómeno que están observando.

En el centro de la galaxia

En este caso, se dan una serie de factores que llevan a los investigadores a pensar que, efectivamente, se trata de uno de esos raros episodios de "alimentación" de un agujero negro. En primer lugar, el evento parece estar sucediendo en el centro mismo de la galaxia, un requisito imprescindible para una disrupción de marea. Además, su luz es muy azul, lo cual significa que es extremadamente caliente, al contrario de las supernovas, que tienden a enfriarse en breve tiempo a medida que se expanden. Por último, no hay rastro de los elementos pesados que suelen absorber una parte de la luz emitida por una supernova.

Shappee, sin embargo, cree que aún cabe la posibilidad de que se trate de una supernova, y no de un TDE. Por eso, continúan observando y recopilando datos. En estos momentos, el evento está llegando a su máximo brillo, por lo que queda aún suficiente tiempo para seguir recopilando pruebas. Algunas tipos raros de supernova, en efecto, han demostrado ser capaces de producir señales similares a las detectadas. Por suerte, la confirmación final no tardará mucho en llegar.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/04/observan-como-un-agujero-negro-devora.html

Detectan un «tsunami» cósmico arrasando el espacio a 500.000 kilómetros por hora

Los rayos X han permitido analizar una ola de gas a 30 millones de grados de temperatura saliendo del cúmulo galáctico de Perseo

El observatorio Chandra de rayos X, de la NASA, le ha permitido a los astrónomos analizar un inmenso «frente frío» dejando atrás el cúmulo de galaxias de Perseo, situado a uno 240 millones de años luz de la Tierra. En un artículo publicado en Nature Astronomy, los científicos han reconstruido el perfil y el campo magnético que podría haber generado dicha «ola». Esta es básicamente una banda de gas súper caliente, con una extensión de dos millones de años luz y una antiguedad de 5.000 millones de años, que sale de la acumulación de galaxias de Perseo como si se tratara de un inmenso tsunami cósmico.

Este frente se puede apreciar en la imagen de arriba, elaborada con las observaciones en rayos X de varios telescopios. Ahí, se ve una banda clara que representa un frente de gas que sale del centro del cúmulo de Perseo a una velocidad de casi 500.000 kilómetros por hora. Se dice que es un frente frío porque, aunque está a 30 millones de grados centígrados de temperatura, el entorno está aún más caliente, a unos 80 millones de grados.

Lo más llamativo, según los astrónomos, es que a pesar de que está atravesando las turbulencias generadas por un agujero negro supermasivo, y de que tiene la tercera parte de la edad del Universo, el frente se mantiene aparentemente intacto y definido. La única explicación plausible es la presencia de un potentísimo campo magnético.


«El tamaño, la edad y la nitidez de este frente frío es notable», dice en un comunicado de la NASA Stephen Walker, científico en el Centro Espacial Goddard. «Todo lo relacionado con este sistema meteorológico cósmico es extremo».

El origen de esta formación está en el movimiento de los cúmulos de galaxias, enormes estructuras formadas por decenas de acumulaciones de estrellas vinculadas por la gravedad, y rodeadas de vastas nubes de gas súper caliente que emiten rayos X. Solo los súper cúmulos galácticos, formados por varios cúmulos, son estructuras mayores. La Vía Láctea, por ejemplo, está dentro del Grupo Local (un cúmulo galáctico) y forma parte del súper cúmulo de Laniakea.

Si la rotación de la Tierra provoca la aparición de frentes fríos en la atmósfera terrestre, el movimiento de los cúmulos también crea violentas colisiones, capaces de generar turbulencias de escalas cósmicas, como la observada ahora en Perseo.

 

Imagen cercana del frente frío-NASA/CXC/GSFC/S.Walker, ESA/XMM, ESA/ROSAT

A pesar de su antigüedad y de haber atravesado regiones influidas por la gravedad de un agujero negro supermasivo, este frente tiene unos bordes muy definidos: «De alguna forma, en medio de ese bombardeo, el frente frío ha sobrevivido intacto», dice John ZuHone, coautor del estudio y científico en el Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge (EE.UU.). «En vez de haber sido erosionado o de haberse suavizado, se ha dividido en dos frentes nítidos y bien distinguibles».

Un descomunal escudo magnético

Jeremy Sanders, otro de los coautores e investigador en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) sospecha que esto es fruto de la presencia de potentes campos magnéticos. Estos se generarían por el movimiento a altísimas velocidades de las partículas ionizadas del gas. «Parece que los campos magnéticos han actuado como un escudo contra las otras fuerzas del cúmulo», propone.

Las observaciones del Chandra y los modelos matemáticos les han permitido analizar la naturaleza y fuerza de dichos campos magnéticos. Gracias a eso, han podido estimar su potencia: equivalen a un campo magnético un millón de veces más potente que el imán de una nevera, y se extienden 10 veces más allá del límite del frente frío.

Esta formación gaseosa hipercaliente se detectó en 2012, gracias al telescopio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y el alemán ROSAT, pero, ahora, con el Chandra, ha sido posible estudiar con detalle su forma. Comprenderlo aporta información sobre la materia en condiciones extremas y sobre la evolución y el comportamiento de las mayores estructuras del Universo.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/04/detectan-un-tsunami-cosmico-arrasando.html

Cómo detectar posibles civilizaciones extraterrestres con sus satélites

Uno de los métodos utilizados para descubrir exoplanetas es la huella que dejan cuando transitan por delante de su estrella. Usando la misma técnica, un investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias plantea la posibilidad de localizar hipotéticos cinturones de satélites artificiales alrededor de otros mundos con seres inteligentes. Eso sí, ellos también nos podría detectar a nosotros alrededor del año 2200 si para entonces la órbita geoestacionaria de la Tierra está repleta de satélites.

La comunidad científica tiene esperanzas de encontrar vida en otras partes del universo gracias a la nueva generación de telescopios gigantes en construcción. A través de ellos, se espera analizar en detalle las atmósferas de otros planetas. Actualmente ya se dedican grandes esfuerzos a la investigación de lo que se conoce como 'biomarcadores', evidencias observacionales que podrían detectarse en otros planetas y que nos permitirían afirmar con certeza que existe vida.

Sin embargo, una cosa es localizar formas de vida y otra muy distinta, civilizaciones inteligentes o con capacidad tecnológica. En este contexto, el investigador Héctor Socas del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) plantea un método para buscar esa inteligencia no humana usando tecnologías que ya tenemos.

Desde los años 80 se han efectuado búsquedas de señales de radio procedentes de otras civilizaciones, hasta ahora sin éxito. Esto no es sorprendente considerando que estas emisiones procedentes de una sociedad como la nuestra serían indetectables a distancias interestelares, salvo que fueran intencionadamente focalizadas en la dirección del receptor.

En la literatura científica se ha propuesto buscar otros tecnomarcadores, como las populares 'esferas de Dyson', que serían hipotéticas megaestructuras artificiales construidas alrededor de una estrella para recoger su luz y alimentar las necesidades energéticas de una civilización muchísimo más avanzada que la nuestra.

El cinturón de Clarke

La propuesta de Socas, que detalla en la revista The Astrophysical Journal, plantea un nuevo tecnomarcador, cuya peculiaridad reside en que estaría producido por conocimientos y métodos accesibles hoy y centrados en una región del espacio muy interesante llamada 'cinturón de Clarke', en homenaje a Arthur C. Clarke, escritor que trató sobre el uso de órbitas geoestacionarias para telecomunicaciones. A su alrededor, a unos 36.000 km de altura, orbitan los satélites geoestacionarios utilizados en un gran número de aplicaciones prácticas.

El estudio detalla cómo podrían distinguirse cinturones artificiales y anillos naturales alrededor de los exoplanetas

En la investigación se muestran diferentes simulaciones de 'exocinturones de Clarke', para determinar cuál sería la huella que dejarían cuando el planeta al que rodea transitara por delante de su estrella disminuyendo su brillo, uno de los métodos habituales con los que se detectan exoplanetas.

Las condiciones óptimas de observación se dan en planetas que orbitan en torno a estrellas enanas rojas, las más idóneas para su búsqueda. Además, el artículo detalla cómo podrían distinguirse, mediante observaciones, estos cinturones artificiales y los anillos naturales, como los que tiene Saturno.

De esta manera, los actuales proyectos espaciales, cuya misión es descubrir tanto exoplanetas como sus lunas y anillos, servirían para detectar este marcador. "Es una búsqueda que nos sale gratis", explica Socas, que añade: "Simplemente tenemos que mantener los ojos abiertos, por si acaso detectamos estas huellas en los datos".

De momento el cinturón de Clarke de la humanidad (nuestros satélites geoestacionarios y geosíncronos) está demasiado despoblado como para ser detectable a distancias interestelares, al menos con nuestra capacidad de observación actual. Aproximadamente dos tercios de los satélites que existen se encuentran en la región llamada 'órbita baja', que comprende los primeros cientos de kilómetros de altura y es donde la basura espacial resulta un problema importante.

"Es como si alguien te hubiera regalado un billete de lotería. Sabes que lo más probable es que no te haya tocado pero, ya que lo tienes, lo compruebas por si acaso", explica Socas

La órbita de Clarke se encuentra más alta y está más despoblada, acogiendo un tercio de los satélites en un espacio mucho mayor. Sin embargo, los datos de la publicación muestran que, a lo largo de las últimas décadas, la densidad de satélites en esta órbita ha ido aumentando exponencialmente. De continuar este ritmo, en el año 2200 nuestro cinturón de Clarke sería detectable desde otras estrellas.

¿Debemos mandar mensajes al espacio?

El proceso podría acelerarse si se abarata el acceso a la órbita con los nuevos cohetes reutilizables o mediante la construcción de un futuro ascensor espacial. Sin embargo, también podría ralentizarse si el avance tecnológico dictara otras necesidades.

En cualquier caso, existe un debate abierto sobre si la humanidad debería enviar activamente mensajes al espacio o si, por el contrario, debería escuchar discretamente sin revelar su presencia. "En este contexto, el aumento exponencial de nuestra población de satélites puede acabar convirtiéndose en una señal que nos delate, queramos o no. Es un elemento a tener en cuenta en este debate", señala Socas.

Ante la pregunta de si se descubrirá algún día un exocinturón de Clarke y, por tanto, una civilización extraterrestre, el investigador indica: “Parece poco probable, pero no cuesta nada mirar. Es como si alguien te hubiera regalado un billete de lotería. Sabes que lo más probable es que no te haya tocado pero, ya que lo tienes, lo compruebas por si acaso".

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/04/como-detectar-posibles-civilizaciones.html

Los agujeros negros supermasivos «crean» planetas rocosos como la Tierra

Sus violentas emisones de energía pueden transformar mundos gaseosos similares a Neptuno en otros parecidos al nuestro, según una nueva investigación

Un equipo de investigadores del Centro de Astrofísica Harvard Smithsonian en California y la Northwestern University en Illinois han descubierto que los planetas gaseosos similares a Neptuno que hay cerca del centro de la Vía Láctea han sido "transformados" en mundos rocosos similares a la Tierra por las violentas emisiones de energía del agujero negro que ocupa el centro galáctico.

El hallazgo, recién publicado en The Astrophysical Journal Letters, ha sido posible gracias a la combinación de simulaciones informáticas con datos del descubrimiento de exoplanetas y observaciones en rayos X y ultravioleta de numerosas estrellas y agujeros negros.

"Resulta algo descabellado pensar que los agujeros negros puedan configurar el destino evolutivo de un planeta -afirma Howard Chen, que ha dirigido la investigación- pero ese puede ser el caso de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia".

En su investigación, Chen y su equipo examinaron con cuidado los alrededores del agujero negro supermasivo más cercano, Sagitario A*, la "bestia" de cuatro millones de masas solares que se encuentra en el centro de nuestra Vía Láctea.

Como es sabido, el material que cae dentro del agujero negro durante sus periodos de "alimentación", genera violentas llamaradas de rayos X e ultravioleta. De hecho, telescopios de rayos X como el observatorio Chandra, de la NASA, o el XMM Newton de la Agencia Espacial Europea han captado numerosas evidencias de brillantes estallidos generados por Sagitario A* en un periodo que abarca desde hace unos seis millones de años hasta hace poco más de un siglo.

"Nos preguntamos que efecto tendrían estos arrebatos de Sagitario A* sobre los planetas cercanos -dice John Forbes, otro de los autores del estudio-. Y nuestro trabajo demuestra que el agujero negro podría cambiar drásticamente la vida de esos planetas".

En concreto, los autores de la investigación consideraron los efectos que provocaría el enorme agujero negro en planetas con masas comprendidas entre la de la Tierra y la de Neptuno y que se encontraran a menos de 70 años luz del agujero negro. 

Y hallaron que los rayos X y la radiación ultravioleta podrían barrer, literalmente, una buena parte de la gruesa atmósfera gaseosa de esos planetas cercanos. E incluso, en algunos casos, eliminarla por completo, dejando desnudos y a la vista los núcleos rocosos de esos mundos, muchos de ellos más masivos que nuestro planeta, y que reciben el nombre de supertierras.

"Estas supertierras son uno de los tipos más comunes de planetas descubiertos por los astrónomos fuera de nuestro Sistema Solar -afirma Avi Loeb, otro de los autores-. Nuestro trabajo demuestra que, en el entorno adecuado, esos mundos podrían haberse formado de formas muy extrañas". Los investigadores están convencidos de que la acción de los agujeros negros es, de hecho, la forma más común en que las supertierras se forman en el corazón de muchas galaxias.

Un desafío insuperable

Sin embargo, y a pesar de que muchos de estos planetas se encuentran en las zonas habitables de sus estrellas (a la distancia precisa para que su temperatura superficial permita la existencia de agua líquida), el entorno en el que se encuentran sería un desafío prácticamente insuperable para cualquier forma de vida que pudiera surgir en ellos. Las explosiones de supernovas y los estallidos de rayos gamma, en efecto, dañarían en estos mundos la química de cualquer atmósfera que hubieran podido conservar. Por no hablar de que sucesivos estallidos del agujero negro podrían terminar por destruir por completo a las atmósferas supervivientes.

Para colmo, estos mundos estarían también a la merced de graves perturbaciones gravitatorias, provocadas por el paso de una estrella, que podrían empujarlos lejos de sus soles y terminar así con las posibilidades de vida. Este tipo de encuentros se dan con frecuencia en las proximidades de un agujero negro supermasivo como Sagitario A*, ya que la región está superpoblada de estrellas.

A este respecto, los investigadores han calculado que en un radio de 70 años luz alrededor del centro galactico la separación media entre estrellas es de "apenas" entre 75 y 750 millones de km, mientras que en nuestra región de la galaxia la estrella más cercana al Sol se encuentra a más de 40.000 millones de km de distaancia.

"En general -afirma Loeb- se acepta que las regiones más internas de la galaxia no son favorables par la vida. Sin embargo, y a pesar de tods los inconvenientes, en ese entorno estelar tan denso la posibilidad de panspermia, donde la vida se transmite por contacto interestelar o interplanetario, sería mucho más común. Y este proceso podría dar a la vida una oportunidad de luchar para surgir y perdurar".

Detectar directamente estos planetas no es una tarea sencilla y supone, de hecho, un desafío formidable, tanto por la distancia del centro galáctico (26.000 años luz desde la Tierra), como por la superpoblación de estrellas y el bloqueo de la luz por parte de enormes masas de polvo y gas.

A pesar de ello, la tarea se podrá acometer gracias a la próxima generación de grande telescopios terrestres, que será desplegada dentro de unos años.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/03/los-agujeros-negros-supermasivos-crean.html

15 frases célebres que nos deja Stephen Hawking

El astrofísico afirmaba que el futuro de la humanidad a largo plazo pasaba por salir de la Tierra

Stephen Hawking ha fallecido esta madrugada a los 76 años dejando huérfana a la ciencia moderna de uno de sus grandes cerebros. Él fue el autor de buena parte de los descubrimientos de la astrofísica moderna como son la nueva teoría del espacio-tiempo o la radiación de los agujeros negros.

Decían de Hawking que tenía una mente maravillosa atrapada en un cuerpo discapacitado. Su enfermedad neurodegenerativa progresiva le condenó a estar postrado en una silla especial para él. En 1985 perdió la voz y desde entonces se comunica a través de un sintetizador de voz. Gracias a este ordenador pudo seguir ofreciendo conferencias y divulgando sus conocimientos. Creía que el futuro de la humanidad estaba en el espacio y sus augurios eran un tanto catastróficos.

Hawking deja para la historia infinidad de frases célebres, aquí os ofrecemos una breve selección

- “No le tengo miedo a la muerte, pero yo no tengo prisa en morir. Tengo tantas cosas que quiero hacer antes”.

- “Si los extraterrestres nos visitaran, ocurriría lo mismo que cuando Cristóbal Colón desembarcó en América y nada salió bien para los nativos americanos.

- “Me he dado cuenta que incluso las personas que dicen que todo está predestinado y que no podemos hacer nada para cambiar nuestro destino, siguen mirando a ambos lados antes de cruzar la calle”.

- “La inteligencia es la habilidad de adaptarse a los cambios”.

- “Los robots podrían llegar a tomar el control y se podrían rediseñar a sí mismos”.

- “La humanidad tiene un margen de mil años antes de autodestruirse a manos de sus avances científicos y tecnológicos”.

- “Para sobrevivir como especie, a la larga debemos viajar hacia las estrellas, y hoy nos comprometemos con el próximo gran avance del hombre en el cosmos”.

- “La próxima vez que hablen con alguien que niegue la existencia del cambio climático, díganle que haga un viaje a Venus. Yo me haré cargo de los gastos”.

- “Einstein se equivocaba cuando decía que ‘Dios no juega a los dados con el universo’. Considerando las hipótesis de los agujeros negros, Dios no solo juega a los dados con el universo: a veces los arroja donde no podemos verlos”.

- “La vida sería trágica si no fuera graciosa”.

- “El peor enemigo del conocimiento no es la ignorancia, es la ilusión del conocimiento”.

- “La raza humana necesita un desafío intelectual. Debe ser aburrido ser Dios y no tener nada que descubrir”.

- “Dado que existe una ley como la de la gravedad, el Universo pudo y se creó de la nada. La creación espontánea es la razón de que haya algo en lugar de nada, es la razón por la que existe el Universo, de que existamos. No es necesario invocar a Dios como el que encendió la mecha y creó el Universo”.

- “La voz que utilizo es la de un antiguo sintetizador hecho en 1986. Aún lo mantengo debido a que todavía no escucho alguna voz que me guste más y porque a estas alturas ya me identifico con ella”.

- “Solo somos una raza de primates en un planeta menor de una estrella ordinaria, pero podemos entender el universo”.

Y de regalo... “Nada puede existir para siempre”.

Fuente: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180314/441513778310/frases-celebres-stephen-hawking.html

El gran problema de la física que deja Stephen Hawking

El científico británico exploró el corazón de los agujeros negros e hizo contribuciones importantes para unificar la teoría cuántica y la relatividad

14 MAR 2018 - 19:03 CET

Stephen Hawking en su despacho de la Universidad de Cambridge en 2011. SARAH LEE AFP

En sus memorias, Breve historia de mi vida, Stephen Hawking recuerda que pasados sus años de estudiante tuvo que elegir un campo de estudio en el que ganarse la vida como científico. En la universidad había sido un estudiante vago, malísimo en matemáticas, pero también convencido de que las personas más listas de su generación se dedicaban a la física. Finalmente, escogió la física teórica porque en ella podía hacerse un nombre con una idea gestada “en una tarde, o antes de irse a dormir”, escribió con sorna.

Las dos grandes contribuciones científicas de Hawking tienen que ver con los agujeros negros. La teoría general de la relatividad de Einstein predice la existencia de estos objetos formados a partir de estrellas colapsadas que concentran tanta masa, densidad y presión que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su empuje gravitatorio y es engullida para siempre. En 1974 Hawking propuso que los agujeros negros no son tan negros después de todo, pues emiten radiación en forma de calor. Al final sí hay cosas que pueden escapar a un agujero negro, concretamente lo que pasó a llamarse radiación Hawking. Eventualmente todos los agujeros negros acaban desintegrándose en una gran explosión, pero normalmente los objetos de este tipo son tan grandes que tardarían en desaparecer más de 13.700 millones de años, la edad del universo. La teoría de la radiación Hawking se centraba en agujeros mucho más pequeños formados a partir de fluctuaciones en los orígenes del universo. Estos sí pudieron desintegrarse “produciendo tanta energía como un millón de bombas atómicas”, escribió el científico.

Lo más importante es que este fenómeno se debía a efectos cuánticos, con lo que conectaba las teorías de lo muy pequeño con las leyes de Einstein que sirven para describir el universo a grandes escalas. La unificación de esas dos teorías es el gran problema de la física que Hawking quiso resolver y no pudo.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo

La radiación de Hawking nunca ha sido observada y, más de 40 años después, su posible detección es un asunto que enfrenta a los expertos. “Desde el punto de vista teórico su propuesta es muy robusta, aunque probablemente nunca se pueda confirmar, debido a que esos agujeros negros no sobrevivieron a los comienzos del universo”, opina el cosmólogo Viatcheslav Mukhanov

Lo que sí se ha podido probar es otra predicción que Hawking hizo en 1982 de forma independiente al equipo de Mukhanov y Gennady Chibisov. Los físicos propusieron que el origen de las galaxias está en pequeñas fluctuaciones cuánticas, semillas microscópicas de las que floreció la estructura macroscópica del universo. En 2013, el satélite Planck realizó el mapa más detallado del fondo cósmico de microondas, la radiación más antigua del universo. En sus imágenes se apreciaban pequeñas diferencias de temperatura cuya explicación más plausible eran las fluctuaciones cuánticas predichas por Hawking y sus colegas rusos, un descubrimiento por el que Hawking y Mukhanov recibieron el premio Fronteras del Conocimiento BBVA en 2016.

“Es impresionante que estos trabajos teóricos han tenido o están teniendo verificación experimental”, opina Luis Álvarez-Gaumé, cosmólogo del laboratorio europeo de física de partículas CERN. “La parte cosmológica con satélites como Planck y WMAP, y la parte de agujeros negros gracias a la detección de fusiones de agujeros negros a través de ondas gravitacionales. Ambas verificaciones hubiesen merecido un premio Nobel”, asegura.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo, además de llegar a ser el científico más famoso del mundo. “Tenía una capacidad increíble para crear y ordenar las ideas en su cabeza. Después trabajaba con estudiantes y colegas que escribían una fórmula en la pizarra, él la miraba, decía si estaba de acuerdo y les contaba qué había que hacer después”, recuerda el astrónomo Martin Rees. Rees conoció a Hawking en Cambridge cuando era un estudiante dos años mayor que él y ya tenía dificultades para mantener el equilibrio y hablar. “Pensaban que ni siquiera viviría lo suficiente como para terminar la tesis, pero asombrosamente ha vivido hasta los 76 años”, ha recordado el astrónomo en declaraciones a Science Media Centre.

Hawking siguió haciendo ciencia y publicando estudios hasta hace pocos meses. En uno de sus trabajos recientes revisaba las teorías sobre el horizonte de sucesos de los agujeros negros, el punto de no retorno más allá del cual nada puede escapar. El físico aseguró que los agujeros negros no existen, en el sentido de que, en contra de lo que se pensó durante décadas, sí hay cosas que pueden escapar al horizonte de sucesos.

Hawking contaba que poco después de que le diagnosticaran su enfermedad, a los 21 años, ingresado en un hospital, vio morir a un joven de leucemia en la cama de al lado. “Siempre que cometo la tentación de compadecerme a mí mismo recuerdo a ese chico”, escribió.

Fuente: https://elpais.com/elpais/2018/03/14/ciencia/1521048554_495814.html

Descubren cuándo aparecieron las primeras estrellas de la historia del universo

• Una señal ancestral muestra que el universo temprano estaba más frío de lo esperado.

• Según algunos científicos, la interacción entre la materia oscura y la materia normal podría explicar esta observación.

Oscuro y mucho más frío de lo que se pensaba. Así era el universo en su más tierna infancia, solo 180 millones de años después de la gran explosión, el Big Bang, con la que comenzó todo. Esa es la conclusión a la que ha llegado un equipo internacional de astrónomos que ha captado una señal procedente del cosmos primigenio, según publican hoy en la revista Nature. Sus resultados muestran cuándo podrían haberse encendido las primeras estrellas.

"Nuestra medición indica que estas primeras estrellas y galaxias se estaban formando alrededor de 180 millones de años después del Big Bang"

La señal fue detectada desde un recóndito lugar del oeste de Australia, en pleno desierto, donde se sitúa el Observatorio Radioastronómico de Murchison. Allí se localiza el instrumento EDGES, la colaboración entre el MIT y la Universidad Estatal de Arizona que lleva varios años trabajando para encontrar una pista procedente del cosmos primigenio. El objetivo no es otro que determinar cómo era el universo antes de vivir su particular amanecer, es decir, antes de que la luz ultravioleta de las primeras estrellas penetrara en el hidrógeno primordial que existía en forma de gas. Este elemento químico es el más abundante en el cosmos, al crearse durante los procesos que tuvieron lugar después del Big Bang.

"La señal coincide en muchos aspectos con las predicciones teóricas sobre las primeras estrellas y galaxias en el universo temprano. Nuestra medición indica que estas primeras estrellas y galaxias se estaban formando alrededor de 180 millones de años después del Big Bang", explica a Hipertextual Raúl Monsalve, investigador del Centro de Astrofísica de la Universidad de Colorado Boulder y uno de los autores del trabajo publicado en Nature. "Encontrar esta minúscula señal ha abierto una nueva ventana al universo temprano", destaca el astrónomo Judd Bowman, líder de la investigación. "Los telescopios no pueden obtener directamente la imagen de estas estrellas ancestrales, pero lo que capta se transforma en señales de radio que llegan del espacio", añade el profesor de la Universidad de Arizona.

Crédito: CSIRO Australia

Cómo han captado la señal del universo temprano 

Según aclara Monsalve a Hipertextual, el instrumento EDGES "no mide directamente las primeras estrellas, sino la radiación emitida por el gas de hidrógeno, del cual se forman estas estrellas". En particular, como los telescopios convencionales no pueden detectar el hidrógeno neutro y frío de las primeras etapas de la historia del cosmos, los científicos se centran en estudiar la emisión a 21 cm. Como explican desde la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco, el hidrógeno neutro sí puede emitir cierto tipo de "luz" que los radiotelescopios pueden captar.

 La señal sugiere que el universo estaba mucho más frío de lo esperado durante ese período

Una vez que las estrellas se encendieron por primera vez en el universo primigenio y su luz ultravioleta penetró el gas de hidrógeno primordial, consiguieron alterar su estado de excitación. Esa transición es precisamente lo que se denomina emisión a 21 cm; un cambio que provocaría que el hidrógeno absorbiera fotones del fondo de microondas dejando una huella que se puede detectar en la actualidad en el rango de las radiofrecuencias por debajo de los 200 MHz. El trabajo publicado en Nature muestra que la señal detectada es más grande de lo que las teorías predecían hasta ahora. El resultado podría explicarse, de acuerdo con una de las hipótesis, pensando en el que el gas de hidrógeno "haya estado más frío que lo esperado en ese período".

 

Crédito: N.R.Fuller, National Science Foundation.

El inesperado papel de la materia oscura 

"Si el gas de hidrógeno estaba más frío que lo esperado, hay que analizar cómo pudo pasar. Una alternativa es que la materia oscura haya interactuado con el gas en formas que hasta ahora no se habían considerado", comenta a Hipertextual Raúl Monsalve. Esa es precisamente la idea que defiende un segundo trabajo publicado en Nature, que apunta a la posible interacción entre la materia normal y la materia oscura, una misteriosa forma llamada así porque no emite radiación y que constituye el 26% del universo. 

La materia oscura podría haber interactuado con la materia normal, una posibilidad que explicaría por qué el hidrógeno estaba más frío de lo esperado

En el caso de que la hipótesis de este segundo estudio sea correcta, la medición realizada con el instrumento EDGES, "de forma inesperada", según Monsalve, "puede entregar información única acerca de este tipo de materia". Específicamente puede ofrecer datos más precisos "sobre la masa y la velocidad de las partículas de la materia oscura, así como la posibilidad de que dichas partículas posean una pequeña carga eléctrica", cuenta el investigador consultado por Hipertextual.

Las investigaciones publicadas hoy, no obstante, son solo el principio. "Nos queda mucho por saber del universo temprano. Por ejemplo, características específicas de las primeras estrellas y galaxias, como su masa y tiempo de vida", asegura Raúl Monsalve. Aunque probablemente nunca veremos estas estrellas ancestrales, sino que podremos estudiarlas y caracterizarlas gracias a las mediciones sobre este hidrógeno primordial. "Con EDGES estamos tratando de lograr mediciones aún mas precisas para caracterizar esta época en detalle", concluye el científico de la Universidad de Colorado Boulder.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/03/descubren-cuando-aparecieron-las.html

Improved Hubble Yardstick Gives Fresh Evidence for New Physics in the Universe

Astronomers have used NASA's Hubble Space Telescope to make the most precise measurements of the expansion rate of the universe since it was first calculated nearly a century ago. Intriguingly, the results are forcing astronomers to consider that they may be seeing evidence of something unexpected at work in the universe.

That's because the latest Hubble finding confirms a nagging discrepancy showing the universe to be expanding faster now than was expected from its trajectory seen shortly after the big bang. Researchers suggest that there may be new physics to explain the inconsistency.

"The community is really grappling with understanding the meaning of this discrepancy," said lead researcher and Nobel Laureate Adam Riess of the Space Telescope Science Institute (STScI) and Johns Hopkins University, both in Baltimore, Maryland.

This illustration shows three steps astronomers used to measure the universe's expansion rate (Hubble constant) to an unprecedented accuracy, reducing the total uncertainty to 2.3 percent. The measurements streamline and strengthen the construction of the cosmic distance ladder, which is used to measure accurate distances to galaxies near to and far from Earth. The latest Hubble study extends the number of Cepheid variable stars analyzed to distances of up to 10 times farther across our galaxy than previous Hubble results.

Credits: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Riess's team, which includes Stefano Casertano, also of STScI and Johns Hopkins, has been using Hubble over the past six years to refine the measurements of the distances to galaxies, using their stars as milepost markers. Those measurements are used to calculate how fast the universe expands with time, a value known as the Hubble constant. The team’s new study extends the number of stars analyzed to distances up to 10 times farther into space than previous Hubble results.

But Riess's value reinforces the disparity with the expected value derived from observations of the early universe's expansion, 378,000 years after the big bang — the violent event that created the universe roughly 13.8 billion years ago. Those measurements were made by the European Space Agency's Planck satellite, which maps the cosmic microwave background, a relic of the big bang. The difference between the two values is about 9 percent. The new Hubble measurements help reduce the chance that the discrepancy in the values is a coincidence to 1 in 5,000.

Planck's result predicted that the Hubble constant value should now be 67 kilometers per second per megaparsec (3.3 million light-years), and could be no higher than 69 kilometers per second per megaparsec. This means that for every 3.3 million light-years farther away a galaxy is from us, it is moving 67 kilometers per second faster. But Riess's team measured a value of 73 kilometers per second per megaparsec, indicating galaxies are moving at a faster rate than implied by observations of the early universe.

The Hubble data are so precise that astronomers cannot dismiss the gap between the two results as errors in any single measurement or method. "Both results have been tested multiple ways, so barring a series of unrelated mistakes," Riess explained, "it is increasingly likely that this is not a bug but a feature of the universe."

Explaining a Vexing Discrepancy

Riess outlined a few possible explanations for the mismatch, all related to the 95 percent of the universe that is shrouded in darkness. One possibility is that dark energy, already known to be accelerating the cosmos, may be shoving galaxies away from each other with even greater — or growing — strength. This means that the acceleration itself might not have a constant value in the universe but changes over time in the universe. Riess shared a Nobel Prize for the 1998 discovery of the accelerating universe.

Another idea is that the universe contains a new subatomic particle that travels close to the speed of light. Such speedy particles are collectively called "dark radiation" and include previously-known particles like neutrinos, which are created in nuclear reactions and radioactive decays. Unlike a normal neutrino, which interacts by a subatomic force, this new particle would be affected only by gravity and is dubbed a "sterile neutrino."

Yet another attractive possibility is that dark matter (an invisible form of matter not made up of protons, neutrons, and electrons) interacts more strongly with normal matter or radiation than previously assumed.

Any of these scenarios would change the contents of the early universe, leading to inconsistencies in theoretical models. These inconsistencies would result in an incorrect value for the Hubble constant, inferred from observations of the young cosmos. This value would then be at odds with the number derived from the Hubble observations.

Riess and his colleagues don't have any answers yet to this vexing problem, but his team will continue to work on fine-tuning the universe's expansion rate. So far, Riess's team, called the Supernova H0 for the Equation of State (SH0ES), has decreased the uncertainty to 2.3 percent. Before Hubble was launched in 1990, estimates of the Hubble constant varied by a factor of two. One of Hubble's key goals was to help astronomers reduce the value of this uncertainty to within an error of only 10 percent. Since 2005, the group has been on a quest to refine the accuracy of the Hubble constant to a precision that allows for a better understanding of the universe's behavior.

Building a Strong Distance Ladder

The team has been successful in refining the Hubble constant value by streamlining and strengthening the construction of the cosmic distance ladder, which the astronomers use to measure accurate distances to galaxies near to and far from Earth. The researchers have compared those distances with the expansion of space as measured by the stretching of light from receding galaxies. They then have used the apparent outward velocity of galaxies at each distance to calculate the Hubble constant.

But the Hubble constant's value is only as precise as the accuracy of the measurements. Astronomers cannot use a tape measure to gauge the distances between galaxies. Instead, they have selected special classes of stars and supernovae as cosmic yardsticks or milepost markers to precisely measure galactic distances.

Among the most reliable for shorter distances are Cepheid variables, pulsating stars that brighten and dim at rates that correspond to their intrinsic brightness. Their distances, therefore, can be inferred by comparing their intrinsic brightness with their apparent brightness as seen from Earth.

These Hubble Space Telescope images showcase two of the 19 galaxies analyzed in a project to improve the precision of the universe's expansion rate, a value known as the Hubble constant. The color-composite images show NGC 3972 (left) and NGC 1015 (right), located 65 million light-years and 118 million light-years, respectively, from Earth. The yellow circles in each galaxy represent the locations of pulsating stars called Cepheid variables.

Credits: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU)

Astronomer Henrietta Leavitt was the first to recognize the utility of Cepheid variables to gauge distances in 1913. But the first step is to measure the distances to Cepheids independent of their brightness, using a basic tool of geometry called parallax. Parallax is the apparent shift of an object's position due to a change in an observer's point of view. This technique was invented by the ancient Greeks who used it to measure the distance from Earth to the Moon.

The latest Hubble result is based on measurements of the parallax of eight newly analyzed Cepheids in our Milky Way galaxy. These stars are about 10 times farther away than any studied previously, residing between 6,000 light-years and 12,000 light-years from Earth, making them more challenging to measure. They pulsate at longer intervals, just like the Cepheids observed by Hubble in distant galaxies containing another reliable yardstick, exploding stars called Type Ia supernovae. This type of supernova flares with uniform brightness and is brilliant enough to be seen from relatively farther away. Previous Hubble observations studied 10 faster-blinking Cepheids located 300 light-years to 1,600 light-years from Earth.

Scanning the Stars

To measure parallax with Hubble, the team had to gauge the apparent tiny wobble of the Cepheids due to Earth's motion around the Sun. These wobbles are the size of just 1/100 of a single pixel on the telescope's camera, which is roughly the apparent size of a grain of sand seen 100 miles away.

Therefore, to ensure the accuracy of the measurements, the astronomers developed a clever method that was not envisioned when Hubble was launched. The researchers invented a scanning technique in which the telescope measured a star's position a thousand times a minute every six months for four years.

The team calibrated the true brightness of the eight slowly pulsating stars and cross-correlated them with their more distant blinking cousins to tighten the inaccuracies in their distance ladder. The researchers then compared the brightness of the Cepheids and supernovae in those galaxies with better confidence, so they could more accurately measure the stars' true brightness, and therefore calculate distances to hundreds of supernovae in far-flung galaxies with more precision.

Another advantage to this study is that the team used the same instrument, Hubble's Wide Field Camera 3, to calibrate the luminosities of both the nearby Cepheids and those in other galaxies, eliminating the systematic errors that are almost unavoidably introduced by comparing those measurements from different telescopes.

"Ordinarily, if every six months you try to measure the change in position of one star relative to another at these distances, you are limited by your ability to figure out exactly where the star is," Casertano explained. Using the new technique, Hubble slowly slews across a stellar target, and captures the image as a streak of light. "This method allows for repeated opportunities to measure the extremely tiny displacements due to parallax," Riess added. "You're measuring the separation between two stars, not just in one place on the camera, but over and over thousands of times, reducing the errors in measurement."

The team's goal is to further reduce the uncertainty by using data from Hubble and the European Space Agency's Gaia space observatory, which will measure the positions and distances of stars with unprecedented precision. "This precision is what it will take to diagnose the cause of this discrepancy," Casertano said.

The team's results have been accepted for publication by The Astrophysical Journal.

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, D.C.

For more about Hubble, visit: www.nasa.gov/hubble

For additional imagery to this story, visit: https://media.stsci.edu/news_release/news/2018-12 

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Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Last Updated: Feb. 22, 2018

Editor: Karl Hille