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Científicos revelan la cantidad de hidrógeno que existe en galaxias distantes

Publicado el junio 18, 2013| Dejar un comentario
Radio telescopio Parkes

El telescopio Parkes se encuentra en la provincia de New South Wales en Australia y fue utilizado para llegar a las conclusiones que se desprenden de esta investigacón /Crédito: http://www.csiro.au

Investigadores del Centro Internacional para la Investigación en Radioastronomía que se encuentra en Australia, han probado una nueva técnica que les otorgará una imagen más clara de la historia del universo y que será utilizada en la próxima generación de radiotelescopios como el que actualmente se construye en este país: el Square Kilometre Array (SKA).

Los detalles de la nueva técnica han sido publicados en la revista de la Sociedad Real de Astronomía y, quien encabeza la investigación,  Jacinta Delhaize, se ha dedicado a estudiar galaxias distantes con la finalidad de determinar una de sus más importantes propiedades: ¿cuánto hidrógeno contienen?

Los astrónomos utilizan radiotelescopios para observar galaxias y otros objetos distantes; cuando lo hacen en realidad están observando el pasado del universo: cómo era este hace miles de millones de años. Esto les permite comparar el estado presente del cosmos con su historia y así trazar un mapa sobre cómo ha cambiado con el transcurso del tiempo.

“Las galaxias distantes y jóvenes se ven muy diferentes a las galaxias cercanas lo que significa que a lo largo del tiempo han cambiado y evolucionado”, afirma Delhaize. “El reto es intentar descifrar qué propiedades físicas de las galaxias han cambiado y cómo y cuando sucedió esto”.

Delhaize resalta el hecho de que una de las piezas que componen el rompecabezas para comprender las galaxias es el hidrógeno el cual se encuentra en la mayoría de las galaxias.

“El hidrógeno es el ladrillo fundamental mediante el cual se creó el universo, es de lo que se forman las estrellas y lo que mantiene viva a las galaxias”, dice.

A esto hay que añadir que, en el pasado, las estrellas se formaron de manera más rápida de lo que lo hacen las galaxias actualmente. Los investigadores creen que las galaxias, en el pasado, tenían más hidrógeno lo que explicaría por qué la taza de formación estelar era más rápida en aquel entonces.

Para llegar a esta última conclusión, Delhaize y sus supervisores (ella es estudiante de doctorado) observaron cuánto hidrógeno existía en las galaxias distantes pero, desafortunadamente, la señales de radio que emite el hidrógeno son tan débiles que resulta casi imposibles de detectarlas directamente. Pero, gracias a la nueva técnica que han desarrollado, medir la cantidad de hidrógeno se les ha hecho una tarea más fácil.

Así, para recabar suficiente información para su investigación, Delhaize y sus colegas combinaron señales débiles de miles de galaxias para luego combinar dichas señales y así crear una señal más fuerte.

“Lo que tratamos de lograr apilando señales es algo parecido a detectar un débil susurro en una sala de gente gritando. Cuando combinas miles de susurros estos pueden escucharse en una sala muy ruidosa, tal y como sucede cuando combinas las señales de radio de miles de galaxias”.

Delhaize utilizó el radiotelescopio Parkes que se encuentra en Australia y con el que pudo lograr estudiar una gran sección del cielo durante 87 horas, recabando señales de hidrógeno sobre un volumen sin precedentes de espacio que llegó a ser de dos mil millones de años hacia el pasado.

“El telescopio Parkes observó una gran sección del cielo en una sola vez, por lo que fue muy rápido a la hora de estudiar el campo tan amplio que elegimos para observar”.

Delhaize comentó también que observar tal volumen de espacio significó que el telescopio pudo calcular de forma muy precisa el promedio de hidrógeno que existe en las galaxias a una cierta distancia de la Tierra y que corresponde a un periodo particular en la historia del universo. Además,  esto provee información que puede ser utilizada en simulaciones sobre la evolución del universo y en descubrir cómo las galaxias se formaron y fueron cambiando conforme transcurría el tiempo.

Afortunadamente la nueva generación de radiotelescopios como el Square Kilometre Array (SKA) serán capaces de observar aún porciones mucho más grandes del Universo con una mayor resolución.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Science Alert.

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Publicado en Astronomía

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Un nuevo proyecto buscará encontrar ondas gravitatorias en 2017

Publicado el mayo 15, 2013| Dejar un comentario

ondas gravitatorias

La gravedad tiene un poder de largo alcance que se hace evidente a través de la deformación de la curvatura del espacio y el tiempo, tal y como lo predigo Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad. Eventos cosmológicos extremos como el surgimiento de las estrellas de neutrones o de los agujeros negros son capaces de producir ondas de gravedad, las cuales son extremadamente débiles para ser detectadas a través de los instrumentos actuales.

Así, para el astrónomo del Instituto Carnegie, Mani Kasliwal, en los próximos cinco años los instrumentos de detección sí serán capaces de probar que el espacio y el tiempo se arruga y deforma en forma de ondas gravitatorias, las cuales fueron predichas hace casi 100 años por Albert Einstein, pero que aún no han sido observadas directamente.

Pero esto podría cambiar pronto cuando se pongan en marcha los instrumentos más sensibles de detección. “Hay mucha actividad y emoción en el campo de la gravedad ahora mismo”, afirmó Kasliwal. “El momento realmente se está construyendo ahora”.

Para medir la presencia de una pequeña señal de ondas de gravedad se requiere de un detector interferométrico que sea capaz de medir una parte en 1021 (esto significa una millonésima parte de un nanómetro en un kilómetro de longitud). Estos eventos gravitatorios son muy raros y ocurren una vez cada 10,000 años por galaxia.

Una versión avanzada de un detector así ha sido diseñado para encontrar ondas de gravedad de forma periódica (aproximadamente cientos de eventos anualmente). Esto comenzará a partir de 2017.

Pero este heroico experimento será en cierto modo desilusionaste ya que los interferómetros gravitatorios solamente serán capaces de “escuchar” el paso de las ondas y detectar si algo pasa, pero serán completamente “ciegos” en lo que respecta al hecho de observar la fuente de su origen. Para localizar el origen de dichas ondas será necesaria la colaboración entre físicos y la comunidad astronómica, quienes realizarán frecuentes simulaciones alrededor del mundo con interferómetros ultra sensibles, que son artefactos muy grandes en forma de L que funcionan midiendo el tiempo que tarda un fotón (producido por un láser), en llegar de un lugar a otro del aparato. Los astrofísicos esperan que recabando información de varios lugares, los investigadores serán capaces de determinar la dirección desde donde las ondas han viajado y quizá saber de dónde provienen.

Kasliwal ha reportado que el nuevo inteferómetro estará en funcionamiento en 2017.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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Publicado en Física, Astronomía

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Un cometa muy brillante pasará por la Tierra en Noviembre de 2013

Publicado el abril 30, 2013| 1 comentario

Cometa ISON

El próximo noviembre podremos ser partícipes de un maravilloso fenómeno astronómico y es que, a partir de ese mes, el cometa ISON (C/2012 S1) será visible en los cielos terrestres con una luminosidad sin igual ya que algunos astrónomos han predicho que será tan brillante como la Luna y que, inclusive, podría ser visible a la luz del día.

Fueron los astrónomos amateurs de origen ruso, Vitali Nevski y Artyom Novichonok, quienes lo descubrieron en Septiembre de 2012, utilizando un telescopio  de 0.4 metros de diámetro que pertenece a la Red Óptica Científica Internacional (ISON, por sus siglas en inglés). El nombre que se le ha dado al cometa viene, precisamente, del nombre que se le ha dado al proyecto.

De acuerdo con Matthew Knight del Observatorio Lowell de la NASA, a pesar de que ISON se encuentra a una gran distancia (actualmente está dentro de la órbita de Júpiter), presenta un gran brillo. Esto se debe a que su núcleo tiene de 1 a 10 kilómetros de diámetro.

Se espera que para el 28 de noviembre de 2013, el cometa llegue a su máxima aproximación al Sol al estar a 1,2 millones de kilómetros de éste.

Trayectoria Cometa ISON

Aquí se describe la trayectoria del cometa C/2012 S1 (ISON) que pasará muy cerca de la Tierra en noviembre de 2013. Actualmente se encuentra cerca del planeta Júpiter. /Crédito: space.com

Por otro lado, es interesante señalar que, por lo regular, los cometas son bautizados por el nombre de la persona(s) que los descubrieron: tal es caso del cometa Shoemaker-Levy 9 que se estrelló en Júpiter en 1994 o del cometa Hale-Bopp que hizo brillar los cielos del Hemisferio Norte de la Tierra en 1997.

Sin embargo, el caso del cometa ISON ha sido una excepción a la regla porque su nombre ha sido elegido en función del proyecto y no del de sus descubridores. El argumento que dan los científicos para este cambio es que muchos objetos podrían llevar el mismo nombre lo que llevaría a la confusión a la hora de clasificarlos.

ISON tiene la misma órbita que el Gran Cometa de 1680.

En el momento de su descubrimiento, a finales de Septiembre de 2012, el cometa ISON se encontraba a 1000 millones de kilómetros de la Tierra en la constelación de Cáncer.

A 939 millones de kilómetros del Sol, el cometa brillaba con una magnitud de 18.8 (esto es 100,000 veces más lejos de lo que el ojo humano puede ver). Esta magnitud hace alusión a una escala que los astrónomos utilizan para medir que tan luminosos son los objetos en el cielo (los objetos más brillantes tienen números más pequeños).

Great-Comet-of-1680

Ésta es una representación artísica del Gran Cometa de 1680, que pudo asombrar a todo el mundo por su luminosidad. De hecho, el propio Isaac Newton lo pudo observar. /Crédito: Extracto del libro The History of Kingston de Marius Shoonmaker, 1888, página 70.

“El aspecto más fascinante de este nuevo cometa concierne a su órbita preliminar, que tiene un gran parecido con la órbita del Gran Cometa de 1680”, comentó el columnista Joe Rao en un artículo de Septiembre de 2012 para la revista Space.com

“Aquel cometa de 1680 montó un gran espectáculo ya que podía verse tanto a la luz del día como por la noche. Conforme se alejaba del Sol, dejaba una maravillosa y brillante estela de luz que, en los atardeceres, se extendía por todo el firmamento durante los atardeceres”.

Preparándose para un espectáculo en el cielo.

Con menos de un año de que el cometa se aproxime a la Tierra, la NASA y otras organizaciones están muy ocupadas haciendo planes sobre cómo observarlo.

En este sentido, las dos naves gemelas STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) de la NASA, se encuentran realizando observaciones desde la órbita del Sol. Esto debería permitir a ambos naves realizar excelente tomas cuando el cometa se aproxime al astro rey en noviembre de 2013.

Durante el periodo en el que el cometa ISON se encuentre más cerca del Sol, los astrónomos podrán observar emisiones de rayos ultravioleta, tal y como ha sido posible detectwr recientemente con el cometa Lovejoy.

Tal vez lo más importante de todo es que no representará ningún peligro para la Tierra ya que, en su punto más cercano, seguirá estando a unos 64 millones de kilómetros de nosotros (que es la mitad de la distancia que existe entre la Tierra y el Sol).

Y, lo que los científicos aún no saben con certeza, es si ISON impactará con el Sol en su largo viaje al centro del Sistema Solar. Esto estará por verse en unos cuantos meses.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Space.com

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Un sistema de dos estrellas confirma que la Teoría de la Relatividad sigue siendo válida

Publicado el abril 26, 2013| Dejar un comentario
Sistema Binario

Representación artística del sistema binario descubierto a 7,000 años luz de la Tierra, que está formado por una estrella de neutrones (el círculo más grande) y enana blanca (el círculo más pequeño) Ambas estrellas, y por los efectos de la gravedad, producen la curvatura del espacio-tiempo (representada en color verde). /Crédito: Science World Report.

Un sistema binario, formado por una estrella de neutrones y una enana blanca, ha permitido a los científicos poner a prueba la Teoría General de la Relatividad.

Los dos astros se encuentran a 7,000 años luz de la Tierra y giran muy cerca el uno del otro a una velocidad de dos horas y media.

Respecto al pulsar podemos decir que es una estrella de neutrones que tiene dos veces la masa del Sol, pero cuya fuerza de gravedad es 300 mil millones de veces más poderosa que la que produce la Tierra,  mientras que la enana blanca es una estrella muy densa, que está muriendo.

Ambos objetos fueron descubiertos recientemente por el Telescopio de Green Bank de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos y de ellos se han podido realizar observaciones tanto en ondas de radio como en luz visible.

En este tipo de sistemas estelares las órbitas comienzan a decaer conforme pasa el tiempo —ambos objetos se acercan el uno al otro— generando poderosas ondas de gravedad, las cuales llevan la energía que ha sido producida por el acercamiento entre ambos objetos.

Y midiendo con mucha precisión el tiempo que tardan en llegar los pulsos de radio que emite el pulsar, los astrónomos son capaces de determinar la cantidad de radiación gravitacional que se produce.

“La presencia de este par de estrellas, que hasta ahora nos resultaban tan inusuales, resulta de sumo interés porque nos sirve como laboratorio para probar los límites de una de las teorías más importantes de la física: la Teoría General de la Relatividad de Einstein”, afirmó el profesor de la Universidad de Toronto, Marten van Kerwijk, y quien es de los miembros del equipo de investigación.

La Teoría General de la Relatividad afirma que la gravedad es consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo que, a su vez, se produce por la presencia de masa y materia. Cuando dos cuerpos tienen mucha masa, y cuando son tan masivos y se encuentran tan cerca el uno del otro, pueden llegar a provocar `arrugas´  en la curvatura espacio-temporal.

El resultado de esta atracción gravitatoria entre dos objetos se traduce en pérdida de energía, en un movimiento cada vez más lento de las estrellas y la reducción del periodo orbital entre ellas. Esto ya había sido predicho por Albert Einstein.

Además, el estudio de este peculiar sistema otorga más confianza a los científicos para poder afirmar que la teoría del genial físico alemán es una muy buena descripción de la naturaleza. Sin embargo, y como dice Marten van Kerwijk, “la Relatividad aún no es una teoría completa porque presenta inconsistencias cuando se contrasta con la mecánica cuántica”.

El estudio completo ha aparecido publicado en la revista Science y, desde el siguiente enlace, se puede ver un resumen en inglés: http://www.sciencemag.org/content/340/6131/1233232

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Traducido y editado por Julio García.

Referencias: 

1. UPL.COM

2. Science World Report.

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Publicado en Astronomía, Física

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Las estrellas enanas blancas podrían ser la llave maestra para detectar vida en otros planetas

Publicado el abril 24, 2013| Dejar un comentario

Estrella enana blanca

Las estrellas enanas blancas tienen su origen cuando una estrella del tamaño del Sol, o hasta 10 veces más grande que este, ha dejado de producir suficientes reacciones termonucleares en su interior para seguir emitiendo luz y calor.

Hasta hace poco se creía que, una vez que una estrella se convertía en enana blanca, dejaba de albergar, de poder dar sustento, a planetas habitables.

Pero ahora dos investigadores, uno de Harvard y el otro de la Universidad de Tel Aviv, han mostrado que, utilizando tecnología avanzada que estará disponible en las próximas décadas, será posible detectar biomarcadores que se encuentren en estos planetas —incluyendo oxígeno y metano— que indicaría la presencia de vida.

De hecho han podido demostrar que el telescopio James Webb, que será lanzado al espacio por la NASA en 2018, será capaz de detectar oxígeno y agua en la atmósfera de un planeta como la Tierra que podría orbitar una estrella enana blanca.

“En la búsqueda de huellas biológicas extraterrestres, las primeras estrellas que deberemos de estudiar serán enanas blancas”, dice el profesor Maoz de la Universidad de Harvard.

Además, la abundancia de elementos pesados que actualmente se han observado en la superficie de las enanas blancas, sugiere que los planetas rocosos orbitan un puñado de éstas. Los investigadores estiman que de 500 enanas blancas estudiadas —y que se encuentran cerca de la Tierra— todas podrían tener al menos un planeta habitable.

Telescopio James Webb

Esta es una imagen artística del Telescopio James Webb que será lanzado al espacio en 2018 para detectar y estudiar planetas como la Tierra /Crédito: NASA.

En este sentido, las características únicas de las enanas blancas las hacen idóneas para detectar planetas pequeños en comparación con estrellas como el Sol. Esto se debe a que, al no emitir tanta luz como una estrella normal, el tránsito de un planeta en torno a la órbita de una enana blanca se hace más fácil de reconocer, además de que es mucho más sencillo para los astrónomos estudiar su atmósfera.

Cuando un planeta como la Tierra orbita una estrella normal, “la dificultad de detectarlo radica en la extrema debilidad de la señal, la cual está oculta en el resplandor de la estrella madre. La novedad de nuestra idea es que, si la estrella madre es una enana blanca, cuyo tamaño es comparable con el tamaño de la Tierra, la luminosidad y el resplandor se reduce notoriamente, y podemos entonces contemplar sin problemas el biomarcador del oxígeno, afirma el profesor Maoz.

Con el fin de estimar el tipo de datos que proveerá y será capaz de observar el Telescopio James Webb, los investigadores crearon un “espectro sintético”, el cual es una réplica de un planeta inhabitado del tamaño de la Tierra que orbita una supuesta enana blanca. Y con esto pudieron demostrar que el telescopio será capaz de captar señales de oxígeno y agua.

Así, la presencia de biomarcadores de oxígeno podría ser una señal crítica de la presencia de vida extraterrestre en otro planeta.

La atmósfera de la Tierra, por ejemplo, está compuesta por 21% de oxígeno el cual es producido enteramente por la vida como resultado de la fotosíntesis. Sin la existencia de plantas, una atmósfera, la que sea, no podría tener oxígeno.

El telescopio James Web será un instrumento ideal para cazar señales de vida en otros planetas debido a que estará diseñado para observar en la región de infrarrojos del espectro de la luz, donde esos biomarcadores son prominentes.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Phys.org

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Publicado en Astronomía, Exobiología

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