sábado, 16 de marzo de 2019

Gaia y la futura interacción de Andrómeda con la Vía Láctea

Futuras trayectorias previstas para M31, M33 y la Vía Láctea tras el análisis
de los datos de la misión espacial ESA/Gaia. Crédito: ESA.
A todos nos suena eso de la "Vía Láctea", incluso puede que seas de los afortunados que la han disfrutado con sus propios ojos desde lugares muy oscuros. Probablemente también sepas que esa banda "neblinosa" o "lechosa" que cruza el firmamento está formada por miles de millones de estrellas y que no es otra cosa que la galaxia espiral en la que nos encontramos. Pero lo que tal vez a muchos de nosotros se nos escapa en su lugar real en el Cosmos. El Universo tiene aproximadamente 2 billones de las galaxias (2 millones de millones) y nuestra Galaxia, la Vía Láctea, no se encuentra sóla, sino que forma parte de un grupo de unas 60 galaxias denominado el Grupo Local. De estas ~60 galaxias del Grupo Local, sólo 2 son tan masivas (o más) que la Vía Láctea. Son la galaxia del Triángulo (M33) y la galaxia de Andrómeda (M31, visible a simple vista en los cielos de verano y otoño).

De la misma manera que los planetas giran alrededor del Sol, la gravedad mutua entre estos sistemas hace que "bailen" en el espacio intergaláctico. Sin embargo, lo hacen en un baile mucho más caótico que el movimiento ordenado de planetas, ya que no hay un claro astro masivo dominador entorno al cual orbitar. De hecho, es de sobra conocido que en unos cuantos miles de millones de años Andrómeda y nuestra Galaxia acabarán fusionando para formar una sóla galaxia... sin embargo, nuevos datos de la misión espacial Gaia están modificando las ideas que teníamos.

Gaia es un satélite de la ESA (Agencia Espacial Europea) que está estudiando estrellas, una a una, no sólo de nuestra Galaxia (principal objetivo) sino también de otros sistemas cercanos como M33 o M31. Gaia, además de medir el brillo de cada una de las estrellas, también estudia su movimiento exacto, lo que denominamos "movimiento propio". Con estas mediciones, y con la ayuda de simulaciones numéricas, investigadores del Space Telescope Science Institute en Baltimore han sido capaces de desvelar este complicado baile. Por una lado han visto que M33 orbita entorno a M31, pero que esto no lo ha hecho por mucho tiempo, se encuentra aún en su primer "paseo" a su alrededor. Además, han visto que sí, que M31 acabará chocando contra la Vía Láctea, pero que no lo hará como se pensaba "de cara", sino que será un evento un poco más suave que tendrá lugar dentro de 4500 millones de años, 600 millones de años después de lo que se pensaba. No obstante, podemos estar tranquilos. No sólo porque pocos de nosotros estarán ahí para contarlo ;), sino porque, aunque ambas galaxias colisionen, nosotros prácticamente no notaremos nada, sólo que el cielo nocturno será mucho más brillante y más poblado de estrellas de lo que solía ser habitual. Esto es así porque las distancias entre estrellas son muy grandes en comparación con el tamaño de cada estrella, así pues, choques estelares debido a fusiones de galaxias es un evento muy improbable.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/Gaia_clocks_new_speeds_for_Milky_Way-Andromeda_collision
http://adsabs.harvard.edu/abs/2019ApJ...872...24V

viernes, 1 de marzo de 2019

El parte meteorológico en Urano y Neptuno

Últimas imágenes obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble de Urano (izquierda)
y Neptuno (derecha). Podemos apreciar claramente el brillante casquete norte
en Urano y la tormenta oscura en Neptuno. Crédito: Hubble Space Telescope. 
Urano y Neptuno, localizados en órbita alrededor del Sol a 3000 y 4500 millones de kilómetro de éste, son los planetas más externos a nuestro Sistema Solar. Debido a su lejanía, y consecuente bajo brillo en el cielo, ambos planetas son los únicos planetas del Sistema Solar descubiertos por el ser humano mientras que el resto de planetas (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno) carecen de una "fecha de descubrimiento" al haber sido conocidos desde la antigüedad (son fácilmente observables a simple vista). Ambos son gigantes gaseosos que albergan en sus centros núcleos rocosos de los que sólo podemos obtener información por medio de modelos numéricos. Afortunadamente, su atmósfera sí es algo más fácil de estudiar. Diversos estudios desde Tierra y desde el espacio señalan que sus atmósferas son ricas en hidrógeno, helio y metano, así como poseen amoniaco y agua en forma de hielo. Sin embargo, sólo la sonda Voyager 2 de la NASA los ha estudiado desde la cercanía en 1986 (Urano) y 1989 (Neptuno).

Al igual que la atmósfera de la Tierra, la atmósfera de estos gigantes gaseosos es una "estructura viva", sometida a las leyes de la física y, por lo tanto, propensa a tormentas, vientos y variaciones estacionales. Aunque desde Tierra y con pequeños telescopios podemos distinguir el marcado color azulado de ambos planetas, un estudio pormenorizado de la climatología de estos planetas requiere los mayores telescopios. Así, nuestro presentador/a del tiempo particular en lo que a Urano y Neptuno respecta es el Telescopio Espacial Hubble, que desde 1990 observa anualmente el estado de las atmósferas de ambos planetas. Mientras que en la Tierra las estaciones, y por lo tanto cambios a largo plazo en la meteorología, duran del orden de meses, en los gigantes gaseosos, enormes y alejados del Sol, las "estaciones" duran décadas. En su último parte, Hubble ha descubierto un nuevo vórtice oscuro (tormenta oscura) en la atmósfera de Neptuno, el cuarto desde 1993, mientras que Urano sigue mostrando unas nubes brillantes enormes cubriendo todo su casquete norte. 

Con un diámetro de unos 11000 km, científicos aún se plantean cuál puede ser el origen de estas tormentas oscuras tan comunes en Neptuno. Sin embargo, imágenes como las capturadas recientemente por Hubble permiten pensar que se trata de zonas de material ascendente de las capas más internas que, al llegar a las capas más altas se congelan formando los cristales de metano congelado (nubes blancas al lado de la zona oscura). En el caso de Urano, científicos creen que la presencia del casquete blanco en el hemisferio Norte del planeta se debe a que en Verano, época en la que se encuentra el hemisferio Norte de Urano ahora mismo, la radiación solar incide directamente sobre esta zona provocando vientos que favorecen la formación de este fenómeno.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:

http://hubblesite.org/news_release/news/2019-06

sábado, 23 de febrero de 2019

Hubble también descubre galaxias "sin querer"

Imagen tomada con el Telescopio Espacial Hubble en la que se
pueden ver NGC6752 (estrellas brillantes) y Bedin I (elipses
verde y morada). Crédito. Bedin et al. 2019.
El Universo es enorme, mucho más grande de lo que nos podemos imaginar. Pero esta enorme cantidad de espacio no está vacía (como sabemos de primera mano). En el Universo podemos encontrar multitud de planetas, estrellas, asteroides, galaxias, cúmulos de galaxias... ¿Queréis números? Galaxias hay aproximadamente 2 billones, que son muchas, pero es que cada galaxia puede tener fácilmente 100000 millones de estrellas y alrededor de cada una de estas estrellas, varias decenas de planetas y miles de asteroides. Así pues, con tanto objeto por ahí repartido parece lógico encontrar alineaciones entre objetos. Seguro que me sabéis decir las alineaciones más conocidas. Exacto, los eclipses de Sol o Luna. Ésto no son más que alineaciones de Sol-Luna-Tierra (eclipse solar) o Sol-Tierra-Luna (eclipse lunar), es decir, momentos en los que los 3 astros dibujan una línea en el espacio. La historia que hoy nos ocupa está relacionada con una alineación de objetos también... pero con una alineación inesperada.

Entre el 7 y el 18 de septiembre de 2018 el telescopio espacial Hubble se encontraba observando NGC 6752, un cúmulo globular. ¿Su objetivo? Obtener una imagen lo más profunda posible de este cúmulo estelar para poder detectar sus estrellas más débiles. La sorpresa llegó cuando, mientras analizaban los datos, los astrónomos responsables de los datos, del Observatorio Astronómico de Padua, descubrieron "detrás" de este cúmulo globular una agrupación de estrellas débiles (ver imagen). Acababan de descubrir, sin querer, una nueva galaxia, a la que han denominado Bedin I. NGC6752 se encuentra a sólo 13000 años-luz de nosotros y es muy brillante debido a su cercanía. Justo detrás, e inadvertida hasta ahora debido al enorme brillo del cúmulo globular, está Bedin I, a 30 millones de años-luz, bastante más lejos y por lo tanto "oscurecida" que  NGC6752.

Este descubrimiento podría quedar en simple anécdota, pero nada más lejos de la realidad. Uno de los principales problemas en cosmología es que no vemos tantas galaxias enanas como las simulaciones predicen. Sin embargo, tal y como prueba este descubrimiento, esta discrepancia se debe a problemas observacionales. Mientras que detectar galaxias enanas en simulaciones es fácil, observar galaxias enanas en nuestro entorno es de una dificultad extremada. Afortunadamente, poco a poco vamos "acercando distancias" minimizando esta diferencia y comprobando que las teorías cosmológicas actuales son ciertas. Además, se ha demostrado que Bedin I se puede considerar un fósil de las primeras épocas del Universo en aislamiento durante los últimos 10000 millones de años.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:
http://hubblesite.org/news_release/news/2019-09
http://adsabs.harvard.edu/doi/10.1093/mnrasl/slz004

sábado, 9 de febrero de 2019

¿Otra galaxia sin materia oscura?

Imagen del telescopio espacial Hubble de la nueva candidata a
galaxia sin materia oscura (DF4) y sus cúmulos globulares.
Crédito: van Dokkum et al. 2019
Desde hace ya casi un siglo, astrónomos han ido coleccionando observaciones que parecen sugerir que necesitamos más materia de la que vemos. A esta materia, que sólo se manifiesta por medio del campo gravitatorio que crea a su alrededor pero que no es visible (ni emite ni absorbe luz), se le ha denominado materia oscura. Los astrónomos podemos observar la luz que viene de un objeto y, si conocemos su naturaleza, obtener una estimación de la cantidad de materia que ha producido dicha emisión. Además, si vemos cómo se mueven ciertos objetos (rotación de galaxias, movimiento de cúmulos alrededor de galaxias o movimientos de galaxias en cúmulos galácticos), podemos obtener también una estimación de la cantidad de materia que ha producido dicho movimiento (gravedad). Generalmente, dichas estimaciones NO coinciden, siendo la materia que no vemos (oscura) hasta un 85% de toda la materia del Universo. Pero, ¿Qué sucedería si ambas determinaciones coincidieran? Eso implicaría que, en los sistemas analizados, no habría necesidad de materia oscura.

En marzo del año pasado, un grupo de científicos de la Universidad de Yale propuso la existencia de una galaxia sin materia oscura. Una galaxia en la que materia visible y materia "dinámica" coinciden. Desde ese momento comenzó un debate que se ha manifestado en la publicación de más de 30 artículos científicos al respecto, tanto desmintiendo como apoyando el hallazgo. Uno de los principales puntos de conflicto es la distancia a la controvertida galaxia. Al igual que la luz que nos llega de una linterna depende de la potencia de la misma y de la distancia a nosotros, la luz que nos llega de una galaxia (y por tanto la masa que estimamos) depende de su distancia y de su masa (cantidad de estrellas que emiten). Así, otros estudiios sugieren que si la galaxia en cuestión estuviera un poco más cerca de lo que suponen en el estudio original, estaríamos hablando de una galaxia normal. 

La pasada semana la controversia recibió un empujón más al publicarse la segunda galaxia en la misma zona con nada o muy poca materia oscura. Galaxia que parece pertenecer al mismo grupo que la anterior y cuya cantidad de materia oscura volvería a valores razonables si se revisara correctamente la distancia que nos separa de ella. Estas galaxias y este estudio pueden servir para ilustrar lo viva que se encuentra la ciencia en la actualidad. Cada avance científico o cada conocimiento que añadimos a nuestros libros es el fruto de la pelea diaria de cientos y miles de científicos con sus datos, sus experimentos, sus observaciones y, sobretodo, su ingenio, con un solo objetivo en mente: movernos hacia un mundo mejor en el que comprendamos la naturaleza y el universo que nos rodea.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:
http://adsabs.harvard.edu/abs/2019arXiv190105973V
http://adsabs.harvard.edu/abs/2019arXiv190103711D

Descubrimiento de una galaxia enana por un astrónomo aficionado

Imagen-descubrimiento de la galaxia enana Donatiello I, obtenida
por Giuseppe Donatiello usando un refractor de 127 mm desde el
sur de Italia. Crédito: Martínez-Delgado et al. 2018.
Pues sí, las galaxias enanas parece que están de moda. Pero si nos paramos a pensarlo es algo totalmente lógido. Cada vez tenemos mejores instrumentos y telescopios más grandes, permitiéndonos explorar el régimen de los objetos más débiles, donde las galaxias enanas abundan. Además, son uno de los objetos astronómicos más interesantes. Para empezar, forman el tipo de galaxias más abundante del Universo, con lo que su estudio nos permite conocer una buena porción de éste. Además, según el modelo cosmológico hoy día aceptado (modelo de materia oscura fría con constante cosmológica, LCDM), la mayoría de las galaxias masivas se han formado a partir de la fusión de galaxias más pequeñas que se pudieron formar antes en la historia del Universo. Así, las galaxias enanas que hoy observamos son posiblemente las supervivientes de esta época en la que se formaron las galaxias más masivas, incluyendo nuestra Vía Láctea. Por si esto fuera poco, mientras que nuestro modelo cosmológico tiene un éxito rotundo a escalas grandes (dominado por materia oscura), es a escalas pequeñas (galaxias enanas) donde tiene más problemas. Así, analizar galaxias enanas es también clave para mejorar nuestras teorías cosmológicas del Universo como un todo. Y no sólo esto, hoy día sabemos que nuestro Grupo Local de galaxias tiene unas 38 galaxias enanas, 11 de ellas alrededor o en proceso de fusión con nuestra Galaxia. Sin embargo, su detección y estudio no es para nada sencillo.

En un mundo ideal tendríamos imágenes tan profundas como sea necesario de todo el cielo que nos rodea. Desgraciadamente, la cantidad de horas necesarias para realizar dichas observaciones y la cantidad del cielo por cubrir hace que, debido la gran demanda que sufren los telescopios profesionales, esto sea imposible. Pero aquí entran en juego los astrónomos aficionados y la noticia que hoy nos ocupa. Sin requisitos que cumplir a final de año para justificar la inversión realizada, los astrónomos aficionados podrían dedicar horas y horas a obtener una sóla imagen, lo más profunda posible, de una zona concreta del cielo. Y ésto es lo que hizo Giuseppe Donatiello, astrónomo aficionado italiano, descubridor de la galaxia enana Donatiello I. Tras cerca de dos horas observando la misma región del cielo, Donatiello descubrió una nubecita difusa donde nada debería haber. Astrónomos profesionales, liderados por el español David Martínez-Delgado, han confirmado utilizando datos del Gran Telescopio Canarias (GTC) y el Telescopio Nazionale Galileo (TNG) de La Palma su naturaleza como galaxia enana. Se trata de una galaxia enana formada por estrellas viejas que probablemente está vinculada a la galaxia NGC404, conocida como el fantasma de Mirach, por su cercanía a la segunda estrella más brillante de la constelación de Andrómeda. Así, y siguiendo con la tradición de "seres extraños" alrededor de Mirach, los autores del artículo han apodado a Donatiello I como el "duende de Mirach".

Esta noticia, sumada a la de hace unos meses del descubrimiento y observación en vivo de una explosión de supernova confirma la importancia de los aficionados a la astronomía en el desarrollo actual de esta disciplina.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:

sábado, 24 de noviembre de 2018

Gaia revela el movimiento de galaxias satélites alrededor de la Vía Láctea

Nuestra Galaxia, la Vía Láctea, vista por Gaia. Las flechas indican las velocidades
de las galaxias enanas cuyos movimientos y órbitas han sido estudiadas en el
artículo. Crédito ESA/Gaia/DPAC & T. Fritz
Una de las experiencias más enriquecedoras de las que el ser humano puede disfrutar es la observación, desde lugares oscuros, de la Vía Láctea. Esa banda neblinosa que en las noches de Verano cruza de Norte a Sur el cielo y que no es otra cosa que nuestra Galaxia. Formada por cientos de miles de millones de estrellas y grandes cantidades de gas y polvo, nuestra Galaxia es el resultado de miles de millones de años de evolución. Hoy creemos que, al igual que otras galaxias espirales en el Universo, nuestra Vía Láctea es en parte el resultado, entre otros procesos, de la fusión de pequeñas estructuras que denominamos galaxias enanas, algunas de las cuales aún orbitan a su alrededor. Sin embargo, nunca hemos tenido un conocimiento tal de nuestra Galaxia como el que estamos adquiriendo en los últimos años gracias a la misión de la ESA, Gaia. Hasta la fecha, Gaia ha observado la posición y brillo de más de 1600 millones de estrellas, así como movimientos en el plano del cielo de más de 1300 millones de estrellas, todas ellas miembros de nuestra Galaxia o de las galaxias enanas que la rodean.

Un reciente estudio, liderado por los investigadores Tobias Fritz y Giuseppina Battaglia del Instituto de Astrofísica de Canarias, ha permitido caracterizar las órbitas de 39 galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea haciendo uso de estos datos. Esto supone no sólo conocer su posición en estos momentos y su velocidad en 3D, sino también saber dónde se encontraban estas galaxias anteriormente, ofreciéndonos una película única del pasado de nuestra vecindad cósmica. Así, los investigadores han sido capaces de evidenciar que un número importante de estas galaxias satélite (tanto masivas como menos masivas) se encuentran orbitando en un plano, al igual que otros sistemas como M31 o CenA. Entre los hallazgos se encuentra también la explicación de las peculiares formas que algunos satélites muestran debido a la influencia que la Vía Láctea produjo en éstos cuando se encontraban cerca de la regiones internas de la Galaxia. De la misma manera, esta determinación de órbitas ha permitido encontrar que la mayoría de ellos se encuentran ahora próximos a su punto de máximo acercamiento al centro galáctico (pericentro), lo que probablemente sea debido a un sesgo observacional que nos impide detectar los satélites más lejanos. Además, este tipo de análisis ha permitido también determinar que nuestra Galaxia alberga una cantidad de materia oscura equivalente a unas 1.6 billones (1600000000000) de masas solares.

Y esto no es más que el comienzo de todo lo que podremos conocer sobre nuestra Galaxia, su sistema de satélites y nuestro pasado gracias a los datos de Gaia que día a día continúa agrandando su base de datos y censando la componente estelar de la Vía Láctea. En un futuro cercano, los espectaculares datos de Gaia se verán complementados por proyectos internacionales desde tierra firme que capturarán movimientos radiales y la composición química de estrellas demasiado débiles para ser observadas por Gaia. ¡Nos acercamos a una era en la que "veremos" nuestra Galaxia en más de 6 dimensiones!

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí y ha sido posible gracias a los rigurosos comentarios de los doctores Tobias Fritz y Giuseppina Battaglia del IAC.

Para más información:
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/iow_20181113
http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1480&lang=en
http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv180500908F

domingo, 18 de noviembre de 2018

Posible descubrimiento de la primera exoluna

Concepción artística que incluye la estrella Kepler-1625 (fondo),
el exoplaneta Kepler-1625b y su posible exoluna  (azul).
Crédito: NASA/ESA/L. Hustak
Desde el descubrimiento del primer exoplaneta (un planeta en órbita alrededor de una estrella distinta al Sol), hace 23 años, se han descubierto 3791 exoplanetas, con 2919 más aún por confirmar, en 2828 sistemas planetarios. Así, como es de imaginar, aunque la búsqueda y caracterización de exoplanetas sigue siendo importante, y nos permite conocer más sobre la formación de los planetas de nuestro Sistema Solar, es hora de dar el siguiente paso. ¿Cuál puede ser dicho paso? Las exolunas. Sabemos que Marte tiene 2 satélites (Deimos y Phobos) a su alrededor, 61 alrededor de Saturno, 27 alrededor de Urano, 14 alrededor de Neptuno y 79 son las lunas que rodean Júpiter; además de nuestra Luna alrededor de la Tierra, claro. Así pues, todo hace indicar que un buen número de esos 3791 exoplanetas confirmados podrían tener otros cuerpos orbitando a su alrededor (exolunas).

Un grupo de astrónomos de la Universidad de Columbia han analizado datos provenientes de los satélites espaciales Kepler y Hubble para encontrar lo que podrían ser indicios del descubrimiento de la primera luna en órbita alrededor de un planeta fuera de nuestro Sistema Solar. El sistema planeta-luna en cuestión se encontaría alrededor de la estrella Kepler-1625 a 8000 años-luz de la Tierra hacia la constelación del Cisne. Como muchos otros exoplanetas, éste se descubrió analizando curvas de luz de la estrella. Una estrella alrededor de la cual no gire ningún objeto mostrará siempre la misma cantidad de luz. Sin embargo, si entre nosotros y dicha estrella se cruza un cuerpo, observaremos rápidamente una bajada en la cantidad de luz recibida. La repetición en el tiempo de estas bajadas nos desvelarán la presencia de un exoplaneta en órbita a su alrededor así como nos permitirán conocer aspectos como su masa, distancia a la estrella y en ocasiones informaciones sobre su composición.

Así, la curva de luz de Kepler-1625 pronto mostró la presencia de un exoplaneta, el Kepler-1625b. Pero algo no cuadraba con los datos, parecía requerir de otro cuerpo, en órbita alrededor de Kepler-1625b, probablemente la primera exoluna observada hasta el momento. Análisis precisos de estos datos han revelado que, alrededor de Kepler-1625 (la estrella) orbita un cuerpo varias veces más masivo que Júpiter (Kepler-1625b, el exoplaneta), alrededor del cual, a su vez, orbita otro objeto de una masa cercana a la de Neptuno. Eso sí, debemos ser cautos. Con la cantidad actual de datos y la dificultad de los cálculos son muchas las incertidumbres que rodean este descubrimiento. Así, tendremos que esperar a que Hubble vuelva a estar operativo y tome más datos sobre este sistema para confirmar el descubrimiento de la primera exoluna.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Para más información:
http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv181002362T
https://www.nasa.gov/press-release/astronomers-find-first-evidence-of-possible-moon-outside-our-solar-system