Un equipo de astrónomos de la Universidad de Texas en Austin, acaba de descubrir la galaxia más lejana. Ésta se llama z8_GND_5296 y se creó apenas 700 millones de años después del Big Bang. El descubrimiento ha sido posible gracias a las observaciones realizadas con el telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Keck que se encuentra en Hawaii.
Debido a que la galaxia se encuentra tan lejos de la Tierra, los científicos tuvieron que realizar un viaje al pasado, de 13 mil millones de años, para poder observarla cuando dicha galaxia aún era muy joven.
“El aspecto más emocionante de lo que hemos hecho es que podemos aprender cómo eran las cosas en el universo temprano”, afirma Steven Finkelstein, quien es el autor principal de este nuevo estudio que ha aparecido publicado en la revista Nature.
Los científicos han podido observar a z8_GND_5296 cuando ésta era aún muy joven. Actualmente dicha galaxia alberga en su interior estrellas muy viejas.
Por otro lado, para calcular la distancia a la que se encuentran las galaxias, los astrónomos utilizan el hidrógeno, de tal suerte que de 43 galaxias observadas, solamente en z8_GND_5296 pudieron percibir emisiones de hidrógeno.
Es posible que los científicos obtuvieran estos resultados mirando de forma profunda aquella “era del universo en el que éste era opaco debido a que la mayor parte del hidrógeno se encontraba entre las galaxias de forma neutra para luego pasar a ser un universo translúcido en el que la mayoría del hidrógeno está ionizado.
Otras de las extraordinarias características de z8_GND_5296, además de su edad, es que ha sido capaz de producir estrellas a una velocidad 150 veces mayor que la Vía Láctea. Así, mientras nuestra galaxia produce una o dos estrellas como el Sol cada año, z8_GND_5296 produjo alrededor de 300 estrellas cada año.
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.
Físicos teóricos de la Universidad de Cornell podrían haber encontrado una nueva manera de explicar la formación de las estrellas nova que son astros que de forma inesperada se vuelven muy brillantes.
En el corazón de la teoría para explicar este fenómeno hay un par de viejas y densas estrellas llamadas enanas blancas, que orbitan una alrededor de la otra de forma tan cercana que sus fuerzas gravitacionales crean violentos maremotos de plasma que se despedazan cerca de la superficie de las estrellas. El fenómeno es lo que los investigadores han bautizado como una marea inducida nova.
Si la teoría es correcta, representaría un gran paso para la astrofísica, comentó uno de los investigadores principales, Jim Fuller, quien además dijo que “es un problema importante porque hay muchas enanas blancas que se encuentran en forma de estrellas binarias.
En este sentido, el tipo de enanas blancas que Fuller y Lai han estado investigando orbitan tan rápido que son capaces de dar una vuelta completa en menos de media hora. Debido a que las enanas blancas son tan densas, la fuerza gravitacional que generan es tan poderosa que es capaz de empujarlas una hacia la otra en una espiral que se va apretando cada vez más. La gravedad deforma de manera tan poderosa a ambas estrellas, que increíblemente dejan de tener la tradicional forma esférica para pasar a tener forma ovalada y la fricción causada por dicha fuerza también genera un calor tan enorme, que es muchísimo más fuerte que el del Sol.
Por otra parte, ambos investigadores han teorizado también en el sentido de que el calor generado es depositado en la pequeña capa de hidrógeno que rodea a una enana blanca. Este elemento químico tan sólo representa el 0.01 por ciento de la masa de una enana blanca. Y debido a que el hidrógeno es volátil, es capaz de generar una poderosa reacción nuclear producto de la fricción entre las dos estrellas. Tal reacción nuclear desencadena a su vez una serie de explosiones atómicas. Estas reacciones se aceleran hasta que todo el hidrógeno es quemado y lo que vemos de ese proceso de combustión es el destello de una nova.
Eventualmente las novas dejan de producir reacciones nucleares, pero las enanas blancas continúan orbitando en espiral una conjunto a la otra durante mucho tiempo.
Hay que decir que tomará algo de tiempo probar que la teoría es correcta, debido a que las enanas blancas son notoriamente oscuras y por lo tanto difíciles de ver. El efecto de mareas gravitatorias que se produce entre enanas blancas y que, por consiguiente, genera una explosión nova ocurre solamente una vez cada cada muchas décadas y dura muy pocos días, “por lo que tenemos que observar en el lugar correcto en el tiempo correcto y tener suerte de ver una”, afirmó Fuller.
La investigación ha aparecido publicada en el último número de la revista Astrophysical Journal Letters y los investigadores que la llevaron acabo han tenido el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos y la NASA.
Impresión artística de la estrella HIP 11952 y los dos planetas que la orbitan similares a Júpiter /Fuente: http://www.astrobio.net
Un grupo de astrónomos europeos han descubierto un antiguo sistema planetario que probablemente sea superviviente de una de las etapas más tempranas del universo, hace unos 13 mil millones de años.
El sistema consiste en la estrella HIP 11952 y dos planetas que tienen periodos orbitales de 290 días y 7 días respectivamente. Mientras que los planetas se forman generalmente a partir de nubes que contienen elementos químicos pesados, esta estrella, y contradiciendo la regla, contiene muy pocos elementos pesados y sí mucho hidrógeno y helio. El sistema promete arrojar luz sobre formación planetaria en el universo bajo condiciones bastante diferentes de aquellas que ayudaron a la formación de sistemas planetarios como el nuestro donde sí intervinieron elementos pesados.
Por otro lado, es ampliamente aceptado y conocido que los planetas se forman a partir de discos de gas y polvo que giran alrededor de estrellas jóvenes. Pero centrándose en los detalles, muchas preguntas quedan en el aire, incluyendo aquellas que tienen que ver con qué es lo que realmente se necesita para que se forme un planeta. Con los ejemplos que se tienen actualmente de más de 750 planetas descubiertos que orbitan otras estrellas, los astrónomos tienen una idea más amplia de la diversidad existente entre los sistemas planetarios. Pero también ciertas tendencias han surgido ya que, estadísticamente, una estrella que contiene más metales (en términos de la astronomía el término incluye todos los elementos químicos que no sean hidrógeno y helio) tienen más probabilidades de tener un planeta.
Todos los elementos químicos que conocemos se sintetizan en el interior de las estrellas y se forman a partir de la fusión del hidrógeno en helio. /Fuente: http://jumanjisolar.com/
Esto sugiere una cuestión clave: que, en su origen, el universo casi no contenía elementos químicos salvo hidrógeno y helio, debido a que la mayoría de los elementos pesados se formaron a lo largo de mucho tiempo en el interior de las primeras estrellas para posteriormente ser arrojados hacia el espacio como estrellas masivas, terminando su vida a partir de una explosión gigante (supernova). Entonces: ¿que hay sobre la formación planetaria en las condiciones que prevalecían en aquel universo temprano hace unos 13 mil millones de años? Si, como hemos visto, las estrellas que poseen mayor riqueza de metales pesados tienen mayor probabilidad de formar planetas, ¿existiría la posibilidad también de que en estrellas con un bajo contenido de metales pesados la formación de planetas también fuera posible? Y si la respuesta fuera sí ¿en qué momento de la historia del universo debemos de revisar entonces para dar cuenta de los primeros planetas que se formaron?
Afortunadamente, y para tratar de dar respuesta a estas interrogantes, un grupo de astrónomos del Instituto de Astronomía Max-Planck en Heidelberg Alemania, han descubierto un sistema planetario que podría ayudar a dar respuestas a estas cuestiones. Como parte de un sondeo en estrellas con poco volúmen de metales pesados, los científicos identificaron dos planetas gigantes alrededor de la estrella HIP 11952 que se encuentra en la constelación de Cetus a unos 375 años de la Tierra. Por sí mismos, estos planetas (HIP 11952b y HIP 11952c) no son usuales. Lo que es inusual es el hecho de que orbiten una estrella con tan poca cantidad de metales pesados y, en particular, una estrella tan vieja.
Los nuevos planetas descubiertos pudieron haberse formado cuando la Vía Láctea apenas comenzaba su formación /Fuente: http://www.astrobio.net
Para los modelos clásicos, que favorecen la formación planetaria en estrellas ricas en metales que van más allá del hidrógeno y el helio, planetas que giren en torno a una estrella de este tipo es extremadamente raro y, como menciona Veronica Roccatagilata del Observatorio de Munich, “en 2010 encontramos el primer ejemplo de un sistema estelar pobre en metales de nombre HIP 13044. En ese entonces pensamos que podría ser el único caso; ahora parece que todo indica que hay más planetas girando en torno a estrellas poco ricas en metales de lo que esperábamos”.
HIP 13044 se volvió famoso como el “exoplaneta de otra galaxia” debido a que es muy probable que formara parte del llamado flujo estelar (el remanente de una galaxia que fue tragada por la Vía Láctea hace millones de años).
Comparado con otros sistemas exoplanetarios, HIP 11952 no es el único que es pobre en metales pesados, pero, sin lugar a dudas, es uno de los más viejos que se han encontrado hasta ahora ya que su edad se estima en unos 12,8 mil millones de años.
“Nos gustaría descubrir y estudiar más sistemas planetarios de este tipo ya que nos permitiría refinar nuestras teorías sobre formación planetaria. El descubrimiento de los planetas en HIP 11952 nos muestra que los planetas se han estado formando a través de la vida de nuestro universo”, afirmó Anna Pasquali del Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg y co-autora del estudio.
Estos son átomos de antihidrógeno chocando, en 2010, dentro del detector Alpha del Cern / Fuente: http://smbhax.com/
La versión de antimateria del átomo de hidrógeno, llamado antihidrógeno, podría develar sus secretos próximamente.
Los científicos esperan que el antihidrógeno tenga exáctamente las mismas propiedades que el hidrógeno, ya que, y después de 80 años de esperar, la prueba ha sido posible.
Un reporte publicado en la revista Nature ha mostrado el primer “espectro” de antihidrógeno atrapado, mostrando la energía requerida para cambiar los giros de sus positrones. Experimentos adicionales mostrarán si es, de hecho, como el hidrógeno o, por el contrario, posee algunas diferencias.
Hay que mencionar que cada partícula posee una antipartícula, la cual es idéntica en todos sus aspectos, excepto porque posee carga opuesta. Al electrón cargado negativamente se le llama positrón y al protón cargado negativamente se le denomina antiprotón. Juntos, un antiprotón y un positrón, forman al átomo más simple del universo: el antihidrógeno.
Una vez que el antiátomo es formado, debe ser puesto aparte de la materia ordinaria. Cuando una partícula y una antipartícula se encuentran, se destruyen mutuamente convirtiéndose en energía en un proceso llamado aniquilación.
Lo dicho arriba nos lleva al corazón mismo del más grande misterio sobre la antimateria, ya que, cuando el Universo se formó, cantidades iguales de materia y antimateria se debieron de haber producido; pero si ese fuera el caso, se debieron de haber aniquilado mutuamente desde entonces. Hasta el momento no se ha podido explicar por qué la materia predomina en el Universo.
Investigaciones recientes sugieren que hay una sutil diferencia en la forma en la que la antimateria trabaja; y los científicos detrás de la nueva investigación creen que su trabajo puede probar lo que es.
Momentos magnéticos.
La hazaña de atrapar un átomo de antihidrógeno fue realizada por elAparato de Antihidrógeno de Fïsica Láser (Alpha) del CERN. De hecho, en 2010, el equipo del Alpha reportó para la revista Nature que habían atrapado 38 átomos en una fracción de segundo; y en 2011 reportaron en la revista Nature Physics haber logrado el mismo truco sobre los 1,000 segundos.
Habiendo perfeccionado sus métodos, el equipo se ha movido ahora a analizar los anti-átomos. “Éste ha sido el objetivo de nuestro programa desde un principio”, ha explicado Jeffrey Hangst, uno de los científicos del detector Alpha.
“Más de 20 años de investigación nos han llevado a estos resultados, para ver si los átomos de antimateria son iguales a los átomos de materia, y ahora es posible hacer esto”, ha dicho en una entrevista a la BBC.
El truco consistía en hacer uso del “momento magnético” de los anti-átomos: una propiedad en la que ellos se comportan como algo parecido a diminutos imanes de barra.
Aplicando pulsos de energía de microondas, el equipo fue capaz de hacer que los imanes dieran vuelta, en un proceso que es muy parecido a lo que les sucede a los átomos de nuestro cuerpo cuando nos sometemos a un escanéo por Imágen por Resonancia Magnética.
Los análisis realizados sobre el antihidrógeno proveen a los investigadores de medidas precisas sobre cuánta energía se necesita para lograr ese cambio de giro, pero éste es solo el primer paso en lo que se convertirá en un largo programa para hacer pruebas con el antihidrógeno sometiéndolo a luz láser, lo que ayudará a mostrar una imágen completa de los niveles de energía dentro de cada átomo de antihidrógeno.
Por ahora, el equipo del Alpha está satisfecho por haber hecho las primeras medidas sobre un anti-átomo.
“Yo no sé cómo tomará el público este resultado, pero para nosotros es la cosa más grande que jamás hemos realizado”, ha dicho el doctor Hangst.
A continunación se puede ver un pequeño documental donde se explica con mayor profundidad lo que este descubrimiento representa:
Y en este otro una animación muy bien realizada sobre cómo se llevó a cabo el experimento:
