#Almería #Mujerescientíficas Nuevas claves sobre el proceso de formación de galaxias como la Vía Láctea

Artist's impression of the Milky Way (updated - annotated)
By NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt (http://www.eso.org/public/images/eso1339e/) [Public domain], via Wikimedia Commons

Investigadoras del departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada (UGR) han liderado un estudio que ofrece nuevos detalles sobre el proceso de formación de la estructura de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El estudio se basa en datos obtenidos en Calar Alto.

La investigadora de la Universidad de Granada Isabel Pérez ha encabezado una serie de estudios observacionales que muestran la distribución y características de las estrellas en las galaxias espirales barradas, como la Vía Láctea, permitiendo conocer así nuevos detalles del proceso de formación de este tipo de galaxias.

Uno de los elementos más comunes en estas galaxias espirales es la presencia de una barra, una acumulación de estrellas en forma alargada que determina la evolución lenta y secular que experimenta la galaxia tras la violenta fusión de estructuras que forma sus primeros componentes.

Además de estas estructuras alargadas, algunas galaxias (incluyendo la Vía Láctea) muestran los denominados bulbos en forma de caja o cacahuete (bulbos B/P, del inglés boxy/peanut), acumulaciones material cuya forma recuerda a estos objetos dependiendo del ángulo desde el que se observe la galaxia.

Las simulaciones apuntan a que la presencia de los mencionados bulbos B/P está íntimamente relacionada con la formación de una barra. Durante la evolución de una galaxia, existe material que se puede acumular en el centro generando una forma alargada. Esta estructura, bajo las condiciones idóneas, puede crecer hasta convertirse en una barra fuerte y acabar experimentando un rápido crecimiento vertical, una fase que se halla bien establecida teóricamente pero que aún presenta incertidumbres. La barra continuará evolucionando desde entonces radialmente, dejando en su zona central un bulbo B/P consecuencia de dicho aumento vertical repentino.

Durante estas fases, las estrellas se forman en diferentes localizaciones y se mueven de distinta manera. Como consecuencia, diferentes regiones o estructuras dentro de una galaxia podrían tener estrellas con distintas características. Los investigadores participantes en el proyecto han realizado estudios observacionales que muestran cómo se distribuyen y qué características tienen las estrellas en las galaxias espirales barradas, claves para confirmar este escenario y para determinar cuándo se formó la barra y el momento en el que tuvo lugar la inestabilidad vertical.

Más información en la web del Centro Astronómico Hispano – Alemán de Calar Alto en Almería.

 

#Almería Estudio sin precedentes de la atmósfera de un planeta extrasolar

 Concepción artística de WASP-19b. Fuente: ESO/M. Kornmesser

Concepción artística de WASP-19b. Fuente: ESO/M. Kornmesser

l objetivo, el exoplaneta WASP-19b, se cataloga como un “júpiter caliente”, un tipo de planeta masivo que, al contrario de los gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar, se halla muy próximo a su estrella. WASP-19b resulta especialmente exótico porque cuenta con una masa algo mayor que la de Júpiter pero es un 40% mayor -lo que lo sitúa casi en el rango de las estrellas de baja masa-, y es el planeta gigante con el periodo orbital más corto conocido: gira en torno a su estrella en apenas diecinueve horas y se estima que la temperatura de su atmósfera alcanza los mil setecientos grados centígrados.

“Se trata de un planeta muy interesante porque se encuentra muy cerca del límite de Roche, que constituye la distancia mínima a la que puede aproximarse de su estrella madre sin que sea destruido por las fuerzas de marea -añade Antonio Claret (IAA-CSIC)-. De hecho, ya hemos comenzado el estudio de este sistema desde el punto de vista teórico, para comprobar cómo evolucionan las mareas en condiciones tan extremas.

Cuando WASP-19b pasa por delante de su estrella, la luz de esta atraviesa la atmósfera del planeta y sufre pequeñas modificaciones. Un análisis cuidadoso de esa luz permite aislar la huella de los elementos químicos que componen la atmósfera del planeta, y así ha sido posible hallar pequeñas cantidades de óxido de titanio, agua y sodio, así como una especie de neblina que cubre el planeta.

El óxido de titanio tiene muchos usos en la Tierra. Es un ingrediente común en los filtros solares, ya que absorbe la radiación ultravioleta, y también se utiliza en pinturas y cosméticos. Pero en las atmósferas de planetas calientes como WASP-19b, el óxido de titanio absorbe calor: en cantidades suficientemente grandes, estas moléculas impiden que el calor se disperse a través de la atmósfera, dando lugar a una inversión térmica -la temperatura es más alta en la atmósfera superior, lo opuesto a la situación normal-. El ozono juega un papel similar en la atmósfera terrestre, donde provoca la inversión en la estratosfera.

La presencia de óxido de titanio en la atmósfera de WASP-19b puede tener efectos sustanciales sobre la estructura y circulación de la temperatura atmosférica, y su hallazgo abre la puerta a estudios muy detallados de las atmósferas exoplanetarias. Además, con vista al futuro, este estudio permitirá mejorar los modelos teóricos que se emplearán en el análisis de las atmósferas de planetas potencialmente habitables.

Fuente: IAA-CSIC.

 

#Cádiz Investigadores de la UCA participan en un proyecto de la NASA que agilizará la selección de futuros astronautas

Fotografía: NASA
Fotografía: NASA

Desde el departamento de Psicología se trabajará en analizar en profundidad los aspectos culturales emocionales y psicosociales que puedan influir en el comportamiento de las tripulaciones de próximas misiones espaciales

La National Aeronautics and Space Administration (NASA) ha puesto en marcha un importante proyecto internacional, coordinado desde la Universidad de Pensilvania a través del doctor David F. Dinges, que tiene como objetivo la creación de un Specialized Center of Research (NSCor), es decir, un centro especializado de la NASA, donde está previsto que se estudien biomarcadores y factores de riesgos relacionados con la adaptación y resiliencia en ambientes análogos de futuras misiones espaciales tripuladas.

En otras palabras, en este espacio se estudiarán aspectos emocionales y psicosociales de sujetos que van a permanecer durante un tiempo aislados en tres instalaciones diferentes para ayudar a crear diversos perfiles que facilite y agilice la selección de futuros astronautas. Para ello, se ha constituido un grupo de investigadores multidisciplinar que pertenecen a distintas instituciones tales como la NASA (Johnson Space Center), las universidades de Pensilvania, Harvard y Pittsburgh, dos laboratorios privados de EE.UU. (Draper Laboratory y Wyle Labs), la Agencia Espacial Alemana (DLR), diversas universidades alemanas, la Estación Antártica Alemana – Neumayer III y la Universidad de Cádiz.

La participación de la UCA en este trabajo ha sido posible gracias a la labor previa realizada por el doctor Gabriel González de la Torre, del departamento de Psicología y miembro del grupo de investigación de Inteligencia Emocional (HUM-843), quien ha participado anteriormente en proyectos I+D+i similares como Mars 500 y se encargará, durante los próximos cuatro años, de “analizar las diferencias culturales existentes entre los sujetos que participen en este estudio y en ver cómo éstas les afectan en el rendimiento y aspectos emocionales. Y es que en este proyecto habrá sujetos alemanes y americanos, quienes a su vez serán de diverso origen cultural”, como indica el profesor González de la Torre. “Queremos ver si el tema cultural influye en la convivencia entre ellos y en su rendimiento, por lo que evaluaremos todos los factores psicológicos que afecten a este aspecto de las personas que van a estar en ambientes de aislamiento durante este trabajo”, matiza el investigador de la UCA.

La finalidad de este estudio es encontrar biomarcadores que ayuden a seleccionar a aquellos sujetos que tienen un perfil más idóneo para misiones de larga duración, donde tienen que convivir en un espacio pequeño, en un ambiente de mucho estrés y con gente de diferente origen.

 

Estación Antártica Alemana Neumayer.
Estación Antártica Alemana Neumayer.

Para ello, está previsto que se lleven a cabo tres experimentos donde se aislarán a tres grupos de personas distintas. El primero de ellos se llevará a cabo en ICARUS, una instalación subterránea que está ubicada en la Universidad de Pensilvania y en la que se encerrará a varias personas durante unos días simulando una misión espacial. En este lugar, los sujetos estarán sometidos a diferentes pruebas y mediciones. El segundo ambiente, será HERA, un simulador que tiene la NASA en Houston, en el que se imita el interior de una nave espacial que hipotéticamente iría a Marte. En ella, se aislará también durante un tiempo a un grupo de personas al que se someterá a diferentes pruebas y exámenes psicológicos. Por último, está previsto que el tercer ambiente sea la Estación Antártica Alemana – Neumayer III, donde estarán diversos científicos alemanes realizando una serie de pruebas en un ambiente de aislamiento total.

El análisis de los datos obtenidos se llevará a cabo a través de reuniones periódicas en EE.UU. y, de forma muy especial, gracias al intercambio de datos constante que realizará entre todas las instituciones implicadas en el proyecto. “Uno de los problemas que podemos encontrarnos en relación con la ejecución de este trabajo es de carácter económico. La NASA, en estos proyectos  habitualmente no financia directamente a entidades que no son norteamericanas, por lo que nosotros necesitamos tener nuestros propios recursos económicos para poder desarrollar nuestra parte del proyecto”, como explica González de la Torre. Por ello, desde el departamento de Psicología de la UCA se ha solicitado financiación dentro de la última convocatoria del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica (Plan Nacional de I+D+i) y ya se está trabajando activamente en la búsqueda de distintas alternativas para sufragar los gastos derivados de esta investigación. El doctor de la Universidad de Cádiz ha conformado para tal objetivo un equipo internacional con expertos de nuestra propia Universidad, Europa y Estados Unidos.

Este proyecto “tiene también una serie de conclusiones aplicables en nuestro día a día aquí en la Tierra”, como subraya Gabriel González de la Torre. “Por ejemplo, establecer biomarcadores relacionados con el hecho de vivir en aislamiento, bajo una situación de estrés alto, puede ayudar a personas que por diversos motivos viven de esta forma (ya sea por intervención en desastres, tripulaciones aeronáuticas o militares y en enfermedades crónicas) a la hora de desarrollar métodos de autoevaluación donde el sujeto, que no tiene un médico o un psicólogo cerca, pueda ser capaz de ver cómo se encuentra él o ella misma y si tiene algún problema que necesite de atención. Estos sistemas de autoevaluación podrían establecerse a través de aplicaciones móviles y biosensores o a través de diversos formatos accesible para estas personas, entre otras cosas”, tal y como concluyen desde la UCA.

Más información en la web de la Universidad de Cádiz.

 

#Almería Primera detección de óxido de titanio en la atmósfera de un exoplaneta

An artist’s impression showing the exoplanet WASP-19b, in which atmosphere astronomers detected titanium oxide for the first time. In large enough quantities, titanium oxide can prevent heat from entering or escaping an atmosphere, leading to a thermal inversion — the temperature is higher in the upper atmosphere and lower further down, the opposite of the normal situation.

Ilustración que muestra al exoplaneta WASP-19b, en cuya atmósfera los astrónomos detectaron óxido de titanio por primera vez./ ESO/M. Kornmesser

 

Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, un grupo de astrónomos ha detectado, por primera vez, óxido de titanio en la atmósfera de un exoplaneta. Este descubrimiento sobre el planeta WASP-19b, catalogado como ‘Júpiter caliente’, ha sido posible gracias a las capacidades del instrumento FORS2 y ha proporcionado información sobre la composición química, la estructura de la temperatura y la presión de la atmósfera de este mundo insólito y muy caliente. Los resultados aparecen hoy en la revista Nature.

FORS2 ha suministrado información sobre la composición química, la temperatura y la presión atmosférica de este mundo insólito y muy caliente

El equipo, que cuenta con la participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y está dirigido por Elyar Sedaghati, ha examinado, con un nivel de detalle sin precedentes, la atmósfera del exoplaneta WASP-19b. Este extraordinario planeta tiene aproximadamente la misma masa que Júpiter, pero está tan cerca de su estrella que completa una órbita en sólo 19 horas y se estima que su atmósfera tiene una temperatura de unos 2.000 grados centígrados.

Cuando WASP-19b pasa por delante de su estrella, parte de la luz del astro atraviesa la atmósfera del planeta y deja huellas sutiles en la luz que finalmente llega a la Tierra. Utilizando el instrumento FORS2 del Very Large Telescope los investigadores fueron capaces de analizar esta luz y deducir que la atmósfera contenía pequeñas cantidades de óxido de titanio, agua y trazas de sodio, junto con una nube global de fuerte dispersión.

Un algoritmo que explora muchos millones de espectros

Sin embargo, “detectar estas moléculas no es tarea sencilla”, explica Sedaghati –recién graduado en la Universidad Técnica de Berlín, que pasó dos años como estudiante de ESO para trabajar en este proyecto–. “No sólo necesitamos datos de una calidad excepcional, sino que también es necesario realizar un análisis sofisticado. Para llegar a estas conclusiones, utilizamos un algoritmo que explora muchos millones de espectros que abarcan una amplia gama de composiciones químicas, temperaturas y propiedades de la nube”.

En la Tierra es raro ver óxido de titanio. Se sabe que existen en las atmósferas de estrellas frías. En las atmósferas de planetas calientes como WASP-19b actúa como un absorbente del calor. Si está presente en cantidades lo suficientemente grandes, estas moléculas evitan que el calor entre o salga a través de la atmósfera, provocando una inversión térmica, es decir, la temperatura es más alta en la atmósfera superior y más baja en zonas inferiores, lo contrario de lo habitual. El ozono desempeña un papel similar en la atmósfera de la Tierra, donde provoca inversión en la estratosfera.

“La presencia de óxido de titanio en la atmósfera de WASP-19b puede tener efectos importantes en la estructura de la temperatura y la circulación atmosféricas”, explica Ryan MacDonald, otro miembro del equipo y astrónomo en la Universidad de Cambridge (Reino Unido).

Más información en la web del SINC.

 

#Córdoba La fuerza que acelera la expansión del universo cambia con el tiempo

Créditos: De Credit:Image: European Space Agency & NASAAcknowledgements:Project Investigators for the original Hubble data: K.D. Kuntz (GSFC), F. Bresolin (University of Hawaii), J. Trauger (JPL), J. Mould (NOAO), and Y.-H. Chu (University of Illinois, Urbana)Image processing: Davide De Martin (ESA/Hubble)CFHT image: Canada-France-Hawaii Telescope/J.-C. Cuillandre/CoelumNOAO image: George Jacoby, Bruce Bohannan, Mark Hanna/NOAO/AURA/NSF – http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0602.html ([cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic0602a.jpg direct link])See also: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2006/10/image/a, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36216331
Un estudio internacional, publicado en Nature Astronomy y en el que participa un profesor de la UCO, revela que las propiedades que caracterizan a la misteriosa energía oscura han variado a lo largo de la historia
Algunos la llaman el motor del universo debido a que es la responsable de que el cosmos se expanda cada vez más rápido. Se la conoce como energía oscura y, a pesar de que representa casi tres cuartas partes de la composición del universo, poco se sabe de ella. Su hallazgo les valió el premio Nobel a sus descubridores hace seis años y, desde entonces, la comunidad científica no ha cesado en el empeño de descifrar su naturaleza. No en vano, detrás de sus secretos podrían esconderse pistas importantes sobre el origen y el destino del cosmos.

Su descubrimiento fue un auténtico punto de inflexión en la historia de la cosmología, ya que permitió saber que la velocidad de expansión del universo se estaba acelerando debido a la presión repulsiva que produce la energía oscura. Aunque su naturaleza es desconocida, se sabe que es inherente al propio espacio y que no interactúa con nada excepto con la gravedad, oponiéndose a ella. Además, hace unos días, la revista Nature Astronomy ha publicado que algunas de las propiedades que conforman su estado han variado a lo largo del tiempo. Concretamente, la relación entre la presión que ejerce y su densidad se ha visto modificada durante la historia del universo.
Uno de los responsables de este hallazgo es el profesor del Departamento de Física de la UCO, Antonio J. Cuesta, quien ha participado en un estudio liderado por el doctor Gong-Bo Zhao, del Observatorio Astronómico Nacional de China y del Instituto de Cosmología y Gravitación del Reino Unido. El equipo, coordinado mediante la colaboración internacional BOSS, ha llegado a esta conclusión después de haber estudiado la combinación de varios datos cosmológicos, entre ellos, la radiación de fondo de microondas, una forma de radiación electromagnética presente en todo el universo y conocida como “el eco del Big Bang”.Â
Obtener los resultados, en palabras de Cuesta, “no ha sido una tarea fácil”. Para ello, han tenido que medir con absoluta precisión el ritmo de expansión del universo en varios instantes de su historia, combinando informaciones que provienen de objetos muy cercanos y muy lejanos para reconstruir las distintas velocidades. Aunque existe la posibilidad de que esta variación en las propiedades de la energía oscura sea fruto de fluctuaciones artificiales en la adquisición de datos, esta opción, según apunta el profesor de la UCO, es poco probable debido a “la calidad y cantidad” de la información cosmológica obtenida.
Este nuevo concepto de la energía oscura como un ente dinámico y cambiante ha avivado una serie de teorías -todavía incipientes- que tratan de explicar este fenómeno y vislumbrar sus consecuencias. Por lo pronto, si se confirman algunos datos, la hipótesis del “Gran desgarramiento” como destino final del cosmos, propuesta por algunos teóricos de la astrofísica, podría adquirir peso. Si la relación entre la presión de la energía oscura y su densidad se estabiliza en el futuro en valores menores a -1, las galaxias podrían separarse entre sí hasta que el universo quedara finalmente desgarrado en una nada fría y oscura.
En cualquier caso, el nuevo hallazgo, no sólo ha abierto la puerta a nuevas teorías cosmológicas, sino que, además, ha dado un paso de gigante en la resolución de uno de los grandes misterios de la raza humana: entender el universo.

Más información en la web de la Universidad de Córdoba.

 

 

#Sevilla Identifican iglesias españolas dedicadas a la Virgen de la Asunción y alineadas con la salida del sol

Salida del Sol
Salida del Sol

Cuando se observa una iglesia desde el cielo se puede ver cómo su eje principal se orienta con respecto a los puntos cardinales, así como medir el ángulo que forma con el Norte, que recibe el nombre de acimut. “Esta orientación puede encerrar un mensaje que hasta ahora ha permanecido velado”, apunta José Mª Abril, catedrático de Física Aplicada de la Universidad de Sevilla, en su trabajo publicado en el Journal of Skyscape Archaeology.

En el estudio se han medido los acimuts de todas las iglesias parroquiales dedicadas a la Virgen de la Asunción en Andalucía, Extremadura, y los episcopados de Ciudad Real, Albacete, Cartagena y Orihuela (lo que aproximadamente se corresponde con el dominio musulmán a mediados del siglo XII). Cuando se representa la distribución de frecuencias encontramos iglesias orientadas en casi cualquier dirección, aunque con mayor densidad hacia el horizonte de levante. El hecho más sobresaliente es un pico muy intenso alrededor de los 75º.  Un grupo de iglesias (sobre el 10%) ha adoptado un patrón bien definido de orientación, que destaca claramente sobre la distribución continua de fondo.  “Es como si en un aparato de radio moviésemos el dial registrando siempre ruido de fondo hasta dar con una frecuencia donde se emite música”, explica el autor del estudio.

Para alcanzar estos resultados se han usado modelos digitales del terreno y cálculos astronómicos, que demuestran que estas iglesias se orientan al punto del horizonte local por donde se eleva el sol en la festividad de la Virgen de la Asunción (15 de agosto).  Pero hay que tener en cuenta el calendario juliano vigente en la fecha de su fundación, por lo que la mayoría de los alineamientos se producen entre el 24 y el 25 de agosto según el calendario actual. Encontramos estas iglesias en Extremadura (Arroyo de la Luz, Segura de León, Campanario, La Parra), Andalucía central (donde destaca el grupo de Castro del Río, Cañete de las Torres y Bujalance) y Ciudad Real (Puebla del Príncipe, Manzanares). La lista completa puede consultarse en el trabajo citado. Su cronología abarca desde principios del XIV hasta el XVII.

Dentro de las iglesias parroquiales dedicadas a San Francisco de Asís se ha identificado asimismo un grupo que se orienta hacia la puesta del sol en el día de su festividad.

Estos alineamientos pueden producir bellos efectos de iluminación, como los que se describen en el artículo para la parroquia de San Francisco en Bujalance.

Dentro de los complejos ritos para la fundación de una iglesia, en el siglo XIII se incorpora el de la colocación de la primera piedra, que incluía fijar una gran cruz en el lugar donde se alzaría el altar. Una variante del rito contemplaría velar la cruz en la vigilia de la festividad del santo titular, facilitando así un contexto para determinar de una manera práctica la dirección del orto solar.

Desde que en 1823 el poeta inglés William Wordsworth describiera esta práctica en un poema, diversos autores han tratado de encontrar evidencias empíricas de su aplicación real en iglesias medievales de distintas regiones de Europa, con escaso éxito. El profesor José Mª Abril muestra ahora su presencia en España dentro de la zona geográfica y el período histórico estudiado. “Su objeto no sería un mero ejercicio de astronomía aplicada, pero sin fuentes documentales las razones últimas aún se nos escapan, aunque  creemos que podrían escribir nuevas páginas en la historia del pensamiento”, afirma el investigador.

Más información en la Universidad de Sevilla.

 

#Granada El IAA encabezará dos de los cinco estudios más avanzados sobre agujeros negros supermasivos de 2018

Agujero Negro Fuente: ESO
Agujero Negro Fuente: ESO

 

Los agujeros negros son uno de los objetos más fascinantes del cosmos: concentraciones de materia con una fuerza gravitatoria tan intensa que ni la luz puede escapar. El Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) busca observar directamente su entorno inmediato, una región denominada horizonte de sucesos a partir de la que la luz sí escapa (y a partir de la que podemos obtener información), empresa a la que se ha sumado el observatorio ALMA y en cuyo marco se han seleccionado cinco proyectos para 2018, dos de ellos encabezados por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

El Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, de su nombre en inglés) es en realidad un telescopio virtual: se trata de un conjunto de antenas distribuidas por todo el mundo cuya señal se combina, de modo que funcionan como un telescopio con un diámetro equivalente a la distancia máxima entre antenas. En 2017 el observatorio ALMA sumaba sus sesenta y seis antenas al EHT, lo que aportaba al proyecto su enorme superficie colectora, de más de siete mil metros cuadrados.

Los agujeros negros que estudiarán EHT y ALMA generan los entornos más extremos que se conocen en el universo, lo que se conoce como núcleos activos de galaxias. Se trata de agujeros negros supermasivos, con hasta varios miles de millones de veces la masa del Sol, que se hallan rodeados de un disco de material que los alimenta (el disco de acrecimiento) y pueden liberar de forma continua más de cien veces la energía de todas las estrellas de una galaxia como la nuestra. Además, suelen mostrar chorros de partículas perpendiculares al disco que viajan a velocidades cercanas a la de la luz y se extienden más allá de la propia galaxia.

Los agujeros negros supermasivos desempeñan un papel fundamental en la formación y evolución de las galaxias (la mayoría de ellas, incluida la Vía Láctea, alberga uno), y constituyen un entorno único para el estudio de la gravedad en ambientes extremos. Así, el Telescopio del Horizonte de Sucesos espera, por ejemplo, poner a prueba la Teoría General de la Relatividad de Einstein, que predice la existencia de una “sombra” más o menos circular en torno al agujero negro, entender el fenómeno de la absorción de material alrededor de los agujeros negros o el mecanismo de formación de los chorros.

 

OJ287. EL MEJOR CANDIDATO A AGUJERO NEGRO SUPERMASIVO BINARIO

En septiembre de 2007 se cumplía una predicción emocionante. OJ287, un agujero negro supermasivo con unos dieciocho mil millones de masas solares (uno de los mayores conocidos), experimentaba un esperado destello, que seguía una tendencia registrada desde 1890 y que se halla salpicada de estallidos dobles cada doce años, aproximadamente.

La predicción se realizó considerando un modelo que propone que OJ287 es en realidad un agujero negro supermasivo binario. Según este modelo, otro agujero negro -unas cien veces menor- gira en torno a OJ287 y regularmente atraviesa su disco de acrecimiento, calentándolo y liberando burbujas de material que generan los destellos.

El acierto en la predicción, que contempla la pérdida de energía del sistema a través de ondas gravitatorias, afianzó el modelo de agujero negro binario (en el que, además, el menor iría cayendo sobre OJ287 hasta fusionarse con él en un intervalo de unos diez mil años), pero hace falta observar la región más interna del objeto para comprobarlo.

Uno de los cinco proyectos aceptados para la observación con el Telescopio del Horizonte de Sucesos y ALMA en 2018 busca, precisamente, comprobar si OJ287 es en efecto un agujero negro doble.  “Esperamos que estas observaciones nos permitan poner a prueba la teoría de la relatividad de Einstein en uno de los escenarios más extremos que nos podemos encontrar en el universo: un sistema binario de agujeros negros supermasivos destinados a fusionarse en uno solo. De confirmarse este escenario estaríamos ante un sistema capaz de emitir las ondas gravitacionales más intensas del universo”, apunta José Luis Gómez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el proyecto.

En primavera de 2018 gran parte de las grandes instalaciones de observación del mundo apuntarán a este objeto. Las grandes redes de antenas internacionales, tanto en tierra como en el espacio, tienen observaciones programadas y se espera obtener una imagen con una resolución de unos diez microsegundos de arco (visto desde la Tierra, estos diez microsegundos de arco corresponderían al tamaño de una moneda de un euro en la superficie de la Luna).

“Estas observaciones nos permitirán entender mejor cómo se forman los chorros relativistas, o poner a prueba el denominado teorema de no pelo de los agujeros negros, que afirma que toda la información sobre la materia que forma el agujero negro o que cae sobre él desaparece tras el horizonte de sucesos y permanece inaccesible; así, los agujeros negros se caracterizarían únicamente por su carga, masa, y momento angular”, señala Gómez (IAA-CSIC).

4C+01.28. CLAVE PARA ENTENDER CÓMO SE FORMAN LOS CHORROS

Cuando comenzaron a estudiarse las galaxias activas, en los años sesenta del siglo pasado, se acuñó el término cuásar, abreviatura de quasi-stellar radio sources (fuentes de radio cuasi estelares) para aludir a estos objetos puntuales, extremadamente lejanos y brillantes que, según sabemos hoy, responden a la existencia de un agujero negro supermasivo en un núcleo galáctico.

Sin embargo, años después hubo que acuñar un término para algunos que eran aún más brillantes. Se trata de los blázares (del inglés blazing quasi-stellar objetc, u objeto cuasi estelar resplandeciente), que muestran un brillo muy superior debido a que vemos el disco de frente y el chorro de partículas apunta en nuestra dirección.

4C+01.28, uno de los objetivos de la campaña de observación con el Telescopio del Horizonte de Sucesos para 2018, es un blázar que presenta una peculiaridad. “El chorro de 4C+01.28 muestra una doble estructura: una región interna, con el campo magnético alineado en una dirección, y otra externa -una especie de vaina-, con el campo alineado en la dirección  perpendicular a la anterior, alineada con la dirección del chorro relativista”, señala Antxon Alberdi, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que coordina el proyecto.

El estudio en detalle de este blázar permitirá discriminar entre los dos modelos que intentan explicar cómo se forman los chorros en las galaxias activas. Uno plantea que el chorro emerge del disco de acrecimiento que rodea el agujero negro; debido a la rotación del disco, las líneas de campo se “enrollan” formando una estructura helicoidal que confina y acelera las partículas que forman el chorro. Una estructura helicoidal, pero vista de frente como ocurre en 4C+01.28, explicaría las diferentes orientaciones del campo magnético que vemos en este blázar.

El segundo modelo, por su parte, sostiene que los chorros se forman en el propio agujero negro, y que la distinta orientación del campo magnético de la región más externa de 4C+01.28 puede explicarse por la interacción del material del chorro con el medio externo.

Para comprobar qué escenario es el correcto son necesarias observaciones muy precisas de la base del chorro y de cómo la luz está polarizada. La luz que recibimos del universo es el resultado de la superposición desordenada de muchas ondas electromagnéticas que vibran aleatoriamente, es decir, luz no polarizada. Bajo algunas circunstancias, como en entornos con campos magnéticos intensos, la luz vibra preferentemente en un plano, dando lugar a luz polarizada.

“Si el chorro emerge del disco de acrecimiento veremos una estructura más abierta y luz muy polarizada, en tanto que si es impulsado por el propio agujero negro la señal será más compacta, con mayor nivel de opacidad y menor grado de polarización”, apunta Alberdi (IAA-CSIC).

Más información en la web del IAA-CSIC.

 

#Granada El instrumento español IMaX analiza en detalle cómo se comporta el Sol en plena actividad

The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory - 20100819
By NASA/SDO (AIA) [Public domain], via Wikimedia Commons

La publicación estadounidense The Astrophysical Journal ha publicado un suplemento de diecisiete artículos sobre los resultados de la misión SUNRISE, un telescopio solar de un metro de diámetro que, durante sendos viajes de cinco días en globo circunvolando el Ártico, estudió la superficie del Sol con un detalle de unos cien  kilómetros, una resolución única. Si en su primer vuelo SUNRISE permitió analizar lo que se conoce como el Sol en calma, que mostró una actividad inesperada, el segundo vuelo ofreció una excelente vista de las regiones activas del Sol.

La actividad solar ha sido asociada a pequeñas edades de hielo en la Tierra o apagones a gran escala, como el que afectó a toda la provincia de Quebec (Canadá), debido a una tormenta solar en 1989. También puede deteriorar los satélites en órbita y producir cortes en las comunicaciones. “Vivimos en la atmósfera extendida de una estrella, el Sol, de modo que resulta imprescindible conocer su comportamiento e intentar predecirlo”, apunta Jose Carlos del Toro Iniesta, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que dirige y coordina la participación española en SUNRISE y cuyo grupo participa en catorce de los diecisiete artículos del suplemento.

 

EL CAMPO MAGNÉTICO: LA CLAVE DE LA ACTIVIDAD SOLAR

El Sol muestra un ciclo de once años a lo largo de los que la actividad, traducida en el número de manchas y de fenómenos violentos, asciende hasta alcanzar un máximo y disminuye después hasta el mínimo solar. El origen de esta actividad reside en el campo magnético, que se genera en el interior del Sol y constituye un vínculo con las capas externas y un medio de almacenamiento, transporte y liberación de energía a lo largo de la superficie y la atmósfera solar. Un campo magnético que, finalmente, determina lo que se conoce como el “clima espacial” de todo el Sistema Solar.

Pero aún no se comprenden del todo la estructura interna, las interacciones o los procesos físicos que gobiernan las estructuras magnéticas del Sol, y el instrumento IMaX está resultando extremadamente eficiente para ahondar en estas cuestiones.

REGIONES ACTIVAS, BOMBAS Y TUBOS MAGNÉTICOS

El campo magnético emerge hacia la superficie generalmente en forma de bucles, cuyos pies presentan polaridades opuestas. Este sería el origen de lo que se conoce como región activa, y en este segundo vuelo IMaX pudo observar, con alta resolución, los primeros pasos en la aparición de dos de ellas.

Así pudo describirse con extremo detalle cómo el campo magnético interactúa con el material de la superficie del Sol, arrastrándolo en su camino. Este material, que funciona como lastre, termina por caer siguiendo las líneas de campo magnético y forma cascadas a los pies del bucle, que anclan el campo magnético a la fotosfera, o superficie visible del Sol. Finalmente, se detecta un aumento del brillo y un descenso del flujo magnético, que los investigadores interpretan como una reconexión magnética, o reconstrucción del campo magnético solar.

Estas reconexiones magnéticas, que tienen lugar frecuentemente en el Sol y en las que la energía magnética se convierte en calor, generan a veces fenómenos más intensos, e IMaX detectó y analizó lo que se conoce como bomba de Ellermann, un aumento explosivo y localizado del brillo y la temperatura que se relaciona con las regiones activas jóvenes y aún en desarrollo.

Se cree que las bombas de Ellermann responden a reconexiones magnéticas y se observan como llamaradas que parecen arraigadas a la fotosfera. Sin embargo, los datos de IMaX y las simulaciones computacionales asociadas muestran que esos drásticos cambios en la arquitectura del campo magnético solar se producen a mayor altura, unos doscientos kilómetros por encima de la fotosfera.

Otro resultado destacable de IMaX analiza los tubos a través de los que emerge el campo magnético. En ocasiones, estos tubos pueden convertirse en circuitos por los que fluye el plasma solar, y deberían observarse como un par de concentraciones magnéticas con distintas polaridades unidas por una serie de líneas de campo magnético.

“La observación directa de estas líneas había resultado imposible hasta ahora, pero los datos adquiridos con IMaX han permitido no solo resolver la topografía magnética de un tubo en tres dimensiones, sino también seguir su evolución durante tres minutos”, destaca Jose Carlos del Toro Iniesta (IAA-CSIC). La reconstrucción muestra cómo el arco asciende mientras sus pies van separándose, y la secuencia finaliza cuando la estructura sobrepasa la fotosfera, lo que indica que muy posiblemente estas estructuras también puedan observarse en la cromosfera, o la envoltura externa del Sol.

“La misión SUNRISE, e IMaX concretamente, se han revelado como potentes herramientas para el estudio del Sol. Ya estamos preparando un tercer vuelo de la misión que tendrá lugar en 2021, con un nuevo IMaX+ y otro instrumento, el espectropolarímetro SCIP, adelanta Jose Carlos del Toro (IAA-CSIC). El primero seguirá siendo íntegramente español y el segundo lo hacemos con nuestros colegas japoneses de NAOJ.

SUNRISE, EL TELESCOPIO POLAR

La misión SUNRISE ha heredado las fortalezas de algunos de los mejores observatorios solares, como la Torre Solar Sueca (SST, Isla de la Palma) o el satélite HINODE, e introduce mejoras como la observación en el ultravioleta o la posibilidad de obtener un mapa en dos dimensiones del campo magnético al completo, además de su inigualable resolución. El empleo de un globo estratosférico le permite trabajar en condiciones similares a las de los satélites y evitar la degradación de las imágenes producida por las turbulencias de la baja atmósfera terrestre, pero con un coste y un tiempo de ejecución considerablemente menor. Además, su trayectoria circular por el Ártico le permite evitar los ciclos día y noche y observar el Sol de forma ininterrumpida durante toda la duración del vuelo, así como la generación de energía constante gracias a los paneles solares.

SUNRISE surcó el Ártico desde Suecia hasta alcanzar el norte de Canadá, donde la instrumentación fue recuperada. La misión es fruto de una colaboración entre la agencia espacial alemana DLR, la estadounidense NASA y el Programa Nacional del Espacio español.

EL PROYECTO IMaX

El Programa Nacional del Espacio español ha contribuido en SUNRISE con el diseño y elaboración del magnetógrafo IMaX y el análisis estructural y térmico del sistema a través de cinco instituciones: el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Grupo de Astronomía y Ciencias del Espacio (GACE) de la Universidad de Valencia, el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y el Instituto de microgravedad “Ignacio da Riva” de la Universidad Politécnica de Madrid.

IMaX (siglas inglesas de Imaging Magnetograph eXperiment, o magnetógrafo experimental con imagen) se ha diseñado para estudiar el campo magnético solar con una resolución sin precedentes y por periodos de varios días con una calidad de imagen constante, lo que permite avanzar de forma notable en el conocimiento del magnetismo solar, su evolución y sus efectos sobre el medio interplanetario. Este instrumento es precursor del magnetógrafo PHI (siglas inglesas de Polarimetric and Helioseismic Imager, imaginador polarimétrico y heliosísmico) para la misión Solar Orbiter de la ESA.

Más información en la web del Instituto de Astrofísica de Andalucía CSIC.

 

 

#Almería Científicos españoles y chinos analizan 50 agujeros negros supermasivos

BlackHole Lensing

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El observatorio hispano-alemán de Calar Alto, el mayor observatorio astronómico de Europa continental, ha firmado un acuerdo con la Universidad de Pekín para el desarrollo, desde el telescopio de 2,2 metros, de un estudio intensivo de los agujeros negros supermasivos situados en la región central de las galaxias. Estas zonas constituyen los denomimados núcleos activos de galaxias y se hallan entre los objetos más energéticos que existen en el universo.

El proyecto, que empleará el 60% del tiempo del telescopio y se extenderá hasta finales de 2019 (con una posible renovación hasta 2021), situará al observatorio en la vanguardia del estudio de los núcleos activos de galaxias y contribuirá a dotar de estabilidad presupuestaria a Calar Alto.

“La Universidad de Pekín se interesó en el observatorio de Calar Alto por la calidad de su cielo y de sus proyectos –apunta Jesús Aceituno, director del observatorio–. Calar Alto se ha especializado en la última década en el desarrollo de grandes sondeos astronómicos, como CALIFA o ALHAMBRA, que están siendo fundamentales para la astrofísica moderna. Hoy nos encontramos con la experiencia suficiente para abordar este proyecto ambicioso y de largo recorrido, que nos ayudará a entender mejor estos gigantescos agujeros negros así como las implicaciones que tienen en cosmología”.

Los núcleos activos de galaxias (o AGN, por su acrónimo en inglés) pueden emitir de forma continuada más de cien veces la energía de todas las estrellas de la Vía Láctea. Su estructura consiste en un agujero negro, de hasta miles de millones de masas solares, rodeado de un disco de gas que lo alimenta y que, en su proceso de caída, libera gran cantidad de energía.
Aunque se conocen y estudian desde hace décadas, los núcleos activos presentan numerosas cuestiones aún no resueltas, entre ellas el proceso físico de caída de material hacia el agujero negro o la relación entre la evolución del mismo y la de su galaxia anfitriona.

El proyecto que se desarrollará en Calar Alto estudiará un tipo específico de núcleos activos, que muestran una tasa de acrecimiento, o de absorción de material del disco, especialmente elevada.

Núcleos activos como candelas para medir distancias

“Estamos empleando el telescopio de 2,2 metros de Calar Alto para desarrollar un estudio intensivo de una muestra de unos cincuenta agujeros negro supermasivos que nos permitirá determinar sus propiedades fundamentales, entre ellas su masa”, apunta Jian-Min Wang, investigador de la universidad de Pekín que encabeza el estudio.

“Esto nos permitirá abordar las cuestiones abiertas en el estudio de las galaxias activas –añade–, y comprobar si pueden servirnos de candelas estándar para medir distancias en el universo”.

El observatorio de Calar Alto incluye tres telescopios situados en la Sierra de Los Filabres, al norte de Almería. Es operado conjuntamente por el Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) en Granada.

Fuente Agencia SINC.