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NOTICIAS DE ASTROFÍSICA GALÁCTICA VIII

Galaxia activa:

NUEVA IMAGEN DE LA GALAXIA ESPIRAL M 77
Es la galaxia activa más cercana.

(6 Julio, 2017 - ESO/CA) Utilizando la cámara FORS2 del telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, ubicado en Antofagasta, Chile, un grupo de astrónomos ha captado una magnífica imagen de la galaxia espiral barrada Messier 77 (NGC 1068). La nueva imagen muestra su belleza, destacando sus brillantes brazos cruzados por nubes de polvo,, pero no desvela la naturaleza turbulenta de esta galaxia.

Imagen: Galaxia espiral barrada Messier 77 (NGC 1068). También vemos, en primer plano, una estrella de la Vía Láctea junto al centro de la galaxia, mostrando los típicgos picos de difracción. Además, pueden verse en sus bordes galaxias más pequeñas y más lejanas. Crédito: VLT/ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

Se trata de una gigantesca galaxia de 170 mil años luz de diámetro ubicada a 47 millones de años luz de nosotros que podemos ver con un telescopio de al menos 150 mm de diámetro en la constelación de Cetus, en el Ecuador Celeste al sur de Piscis, en un sector del cielo alejado de la Vía Láctea y que nos permite observar el espacio profundo.

Esta nueva imagen es producto de la combinación de observaciones realizadas en en diferentes longitudes de onda, representadas por los colores azul, rojo, violeta y rosado (hidrógeno alfa). Cada longitud de onda muestra una característica diferente: por ejemplo, los puntos rosados de hidrógeno alfa muestran las estrellas calientes y jóvenes que se están formando en los brazos espirales, mientras que en rojo vemos las finas estructuras filamentosas, parecidas a hilos, del gas que rodea a Messier 77 [1].

Esta pintoresca galaxia espiral parece tranquila, pero hay más de lo que parece. Messier 77 () es una de las galaxias activas más cercanas, unos de los objetos más espectaculares y energéticos del universo. Sus núcleos suelen ser lo suficientemente brillantes como para eclipsar a todo el resto de la galaxia. Las galaxias activas están entre los objetos más brillantes del universo y emiten luz en la mayoría de longitudes de onda (si no todas), desde los rayos gamma y rayos X hasta las microondas y las ondas de radio. Messier 77 se clasifica, además, como una galaxia Seyfert de tipo II, caracterizada por ser particularmente brillante en longitudes de onda infrarrojas.

El responsable de esta impresionante luminosidad es el intenso chorro de radiación que emana del “motor” central, el disco de acreción que rodea a un agujero negro supermasivo. La materia que cae hacia el agujero negro se comprime y se calienta a temperaturas increíbles, haciendo que irradie una cantidad tremenda de energía.

Ubicación:

Constelación: Cetus
Ascención Recta: 2h 42m 40.7s
Declinación: -00° 00' 48?[1]

Imagen arriba: Impresionante vista de las grandes galaxias espirales NGC 1055 (vista de canto en la parte superior derecha) y Messier 77 en dirección a la constelación Cetus. Las dos galaxias tienen más de 100.000 años luz de diámetro y son los miembros principales de un pequeño grupo de galaxias que hay a unos 60 millones de años luz de distancia. A esta distancia, M77 es uno de los objetos más remotos del catálogo de Charles Messier y está separada del universo isla NGC 1055 por unos 500.000 años luz. El campo de visión de la imagen tiene el tamaño de la Luna llena en el cielo. En primer plano se ven varias estrellas de la Vía Láctea (con picos de difracción) así como galaxias de fondo más distantes. Crédito: Dieter Willasch (Astro-Cabinet). (Haga click en la imagen para agrandar).

Origen: APOD.




Expulsado:

DESCUBREN AGUJERO NEGRO EXPULSADO DE SU GALAXIA
Ondas gravitacionales podrían estar detrás del insólito caso de un agujero negro fugitivo que escapa de su galaxia.

(24 Mayo, 2017, NASA/ESA/CA) Un grupo de astrónomos cree haber descubierto el primer caso de un agujero negro supermasivo que ha sido expulsado fuera del centro de una galaxia por la impresionante energía de las ondas gravitacionales.

Imagen video: El punto brillante con la cruz dentro de la mota de gases difusos brillantes en el cuasar, no es una estrella de nuestra galaxia que quedó en el campo visual, sino que es producto de las brillantes emisiones de energía que emite la materia de la galaxia anfitriona al caer en espiral al agujero negro fugitivo.

El grupo lidereado eado por el Dr. Marco Chiaberge del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, observó a un agujero negro de una masa de más de 1 mil millones de soles escapando de una galaxia ubicada a 8 mil millones de años en el cuasar 3C 186, un objeto muy brillante en ondas de radio.

Los investigadores estiman que para lograr la expulsión de un agujero negro de esas proporciones se necesitaría una fuente de energía de dimensiones colosales, equivalente a la energía de 100 millones de supernovas explotando simultáneamente. La explicación más plausible de esta inmensa energía propulsora es que fue el monstruo objeto fue pateado por las ondas gravitatorias desencadenadas por la fusión de dos agujeros negros en el centro de la galaxia anfitriona.

Observando el cuasar con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA se pudo determinar que mostraba las huellas que este objeto era el resultado de la unión de dos galaxias masivas donde todavía se pueden observar nébulas de emisión en forma de arcos de gases, las huellas producidos por un tirón gravitacional entre dos galaxias colisionando. Esta evidencia sugiere una posible unión entre el sistema 3C 186 y otra galaxia, cada una con agujeros negros centrales masivos que posiblemente se han fusionado.

Los astrónomos calcularon que el agujero negro se está moviendo tan rápido que viajaría de la Tierra a la luna en tres minutos. Eso es lo suficientemente rápido para que el agujero negro escape de la galaxia anfitriona en 20 millones de años para luego vagar eternamente por el universo.

Fuente:
- Manuscrito Astronomy & Astrophysics No. 3c186_edited_final. March 27, 2017: "The puzzling case of the radio-loud QSO 3C 186: a gravitational wave recoiling black hole in a young radio source?" Dr. Marco Chiaberge et al.


Sorpresa:

EN EL PASADO LA MATERIA OSCURA TENÍA MENOS PODER
Observaciones de galaxias distantes llevadas a cabo con el VLT sugieren que estaban dominadas por materia ordinaria.

(15 de Marzo de 2017 - ESO/CA) Nuevas observaciones indican que, durante la época de mayor formación de galaxias, hace unos 10.000 millones de años, las galaxias masivas con formación estelar estaban dominadas por materia bariónica o "normal". Lo que se contradice con lo que vemos en las galaxias actuales, en las que domina la misteriosa materia oscura. Este sorprendente resultado se obtuvo utilizando el VLT (Very Large Telescope), de ESO, y sugiere que la materia oscura en el universo temprano fue menos influyente que en la actualidad. La investigación se presenta en cuatro artículos científicos, uno de los cuales se ha publicado hoy en la revista Nature.

Imagen: Comparación de la rotación del disco en las galaxias espirales en el universo distante y en el universo actual. (Ilustración: ESO.). (Haga click en la imagen para agrandar).

Vemos la materia normal como brillantes estrellas, refulgente gas y nubes de polvo. Pero la elusiva materia oscura no emite, absorbe o refleja la luz y sólo puede ser observada a través de sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura explica por qué las partes exteriores de las galaxias espirales cercanas giran más rápido de lo que se esperaría si sólo estuvieran compuestas por la materia normal que podemos ver directamente [1].

Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Garching, Alemania), ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, [2] para medir la rotación de seis galaxias masivas con formación estelar en el universo distante en el momento de máxima formación de galaxias, hace 10.000 millones de años.

Lo que descubrieron es intrigante: a diferencia de las galaxias espirales del universo actual, las regiones exteriores de estas galaxias distantes parecen girar más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, sugiriendo que hay menos materia oscura de lo esperado.

"Sorprendentemente, las velocidades de rotación no son constantes, sino que disminuyen de dentro hacia fuera en las galaxias", comenta Reinhard Genzel, autor principal del artículo de Nature. "Probablemente haya dos causas para esto. En primer lugar, la mayoría de estas galaxias masivas tempranas está fuertemente dominada por materia normal, por lo que la materia oscura juega un papel mucho menos importante que en el Universo Local. En segundo lugar, estos discos tempranos fueron mucho más turbulentos que las galaxias espirales que vemos en nuestra vecindad cósmica".

Ambos efectos parecen ser más marcados a medida que los astrónomos miran más lejos y más atrás en el tiempo, en el universo temprano. Esto sugiere que entre los 3.000 y 4.000 millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en discos planos y rotantes, mientras que los halos de materia oscura alrededor de ellos eran mucho más grandes y estaban más dispersos hacia las zonas exteriores. Al parecer, la materia oscura necesitó miles de millones de años más para condensarse, por lo que su efecto dominante sólo se ve hoy en día.

Esta explicación es consistente con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y más compactas que las galaxias actuales.

Las seis galaxias mapeadas en este estudio formaban parte de una muestra mayor de cien discos de galaxias distantes con formación estelar cuyas imágenes fueron obtenidas por los instrumentos KMOS y SINFONI, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. Además de las mediciones de galaxias individuales descritas anteriormente, se ha creado una curva de rotación promedio combinando las señales más débiles de las demás galaxias. Esta curva, fruto de la composición, también mostró la misma tendencia decreciente de la velocidad a medida que se alejaban de los centros de las galaxias. Además, dos estudios de más de 240 discos de galaxias con formación estelar apoyan estos resultados.

Un modelo detallado muestra que, en promedio, mientras la materia normal suele representar aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias, en los desplazamientos al rojo más elevados, la materia normal domina completamente la dinámica de las galaxias.

Notas:
[1] El disco de una galaxia espiral gira en una escala temporal de cientos de millones de años. Los núcleos de las galaxias espirales tienen una alta concentración de estrellas, pero la densidad de materia luminosa disminuye hacia la periferia. Si la masa de una galaxia estuviera formada solo por materia normal, entonces las regiones exteriores más alejadas del centro deberían girar más lentamente que las regiones densas del centro. Pero las observaciones de galaxias espirales cercanas nos muestran que sus partes internas y externas en realidad giran, aproximadamente, a la misma velocidad. Estas "curvas de rotación planas" indican que las galaxias espirales deben contener grandes cantidades de materia no luminosa en un halo de materia oscura que rodea al disco galáctico.

[2] Los datos analizados fueron obtenidos con los espectrómetros de campo integral KMOS y SINFONI, instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO (Chile) en el marco de los sondeos KMOS3D y SINS/zC-SINF. Es la primera vez que se lleva a cabo un estudio tan completo de la dinámica de un gran número de galaxias que abarca el intervalo de desplazamiento al rojo de z~0,6 a 2,6, o 5.000 millones de años de tiempo cósmico.

Nota de CA: Una buena analogía es que las galaxias espirales actuales giran como un disco rígido, como un CD, donde todas las estrellas rotan al unísono con lo que su velocidad de rotación aumenta a medida que se aleja del centro debido a la presencia de Materia Oscura en el halo que las rodea; mientras que las galaxias lejanas giraban como lo hacen los planetas del Sistema Solar, donde a los más lejanos del centro (Sol) les toma más tiempo hacer su revolución.

Enlaces:

Publicación original.



No era supernova:

SORPRENDEN AGUJERO NEGRO DEVORADO UNA ESTRELLA
Un evento superluminoso confundido con supernova fue explicado como un agujero negro devorando a una estrella. Los telescopios del VLT en Chile ayudan a reinterpretar esta brillante explosión.

(16 Diciembre, 2016 - ESO/CA) Hasta hace poco, se creía que ASAAAN-15lh, un punto de luz extraordinariamente luminoso captado el año 2015 en una galaxia lejana, era la supernova más brillante jamás vista. Pero ahora, nuevas observaciones realizadas desde varios observatorios, incluyendo los de ESO en Chile, han puesto en duda esta clasificación. En su lugar, un grupo de astrónomos propone que la fuente fue un evento aún más extremo y extraordinario: un agujero negro en veloz rotación destrozando a una estrella que pasó demasiado cerca.

Imagen: Esta ilustración muestra un agujero negro supermasivo que gira velozmente rodeado por un disco de acreción. Este delgado disco de material en rotación está formado por los restos de una estrella similar al Sol que fue destrozada por las fuerzas de marea del agujero negro. Los choques entre los restos y el calor generado por la acreción desencadenaron una explosión de luz, que fue confundida con la explosión de una supernova.

En el año 2015, el sondeo ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae, un sondeo automatizado de todo el cielo en busca de supernovas) detectó un evento, bautizado como ASASSN-15lh, que se registró como la supernova más brillante jamás vista. Fue clasificada como supernova superluminosa, la explosión de una estrella extremadamente masiva al final de su vida. Era dos veces más brillante que la anterior poseedora del récord y, en su apogeo, era 20 veces más brillante que la luz total de la Vía Láctea entera.

Un equipo internacional, liderado por Giorgos Leloudas, del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) y el Centro de Cosmología Oscura (Dinamarca), ha llevado a cabo más observaciones de la galaxia lejana en la que tuvo lugar la explosión (situada a unos 4.000 millones años luz de la Tierra) y ha propuesto una nueva explicación para este extraordinario evento.

"Tras el evento observamos la fuente durante 10 meses y hemos llegado a la conclusión de que la explicación no encaja con una supernova extraordinariamente brillante. Nuestros resultados indican que el evento fue causado, probablemente, por un agujero negro supermasivo que gira a mucha velocidad a medida que destruye a una estrella de baja masa", explica Leloudas.

En este escenario, las fuerzas gravitatorias extremas de un agujero negro supermasivo, situado en el centro de la galaxia anfitriona, han desgarrado a una estrella similar a nuestro Sol que se hallaba demasiado cerca (un evento denominado “evento de disrupción de marea” que hasta ahora solo se ha observado unas diez veces). En el proceso, la estrella fue espaguetificada (estirada)" y los choques entre los restos y el calor generado por la acreción desencadenaron una explosión de luz. Esto dio al evento la apariencia de una explosión de supernova muy brillante, a pesar de que la estrella no se habría convertido en una supernova por sí misma dado que no tenía suficiente masa.

El equipo basa sus nuevas conclusiones en observaciones llevadas a cabo con una selección de telescopios, tanto en tierra como en el espacio. Entre ellos están los del VLT (Very Large Telescope) en el Observatorio Parannal de ESO en Chile; el telescopio NTT (New Technology Telescope) en el Observatorio La Silla también de ESO en Chile; y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA [1]. Las observaciones con el NTT se realizaron como parte del sondeo PESSTO de ESO (Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects, sondeo espectroscópico público de ESO de objetos transientes).

"Hay varios aspectos independientes a las observaciones que sugieren que este evento fue, en efecto, una alteración producto de la marea y no una supernova superluminosa", explica el coautor Morgan Fraser, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), -ahora en la University College de Dublín (Irlanda)-.

En particular, los datos revelaron que el evento pasó por tres fases distintas durante los 10 meses de observaciones de seguimiento. El conjunto total de los datos es más parecido a lo que se espera de una interrupción de marea que a una supernova superluminosa. Además, se ha observado un rebrote de brillo en luz ultravioleta, así como un aumento de temperatura, lo cual reduce la probabilidad de que se trate de una supernova. Por otro lado, el evento ha tenido lugar en un lugar — una galaxia roja, masiva y pasiva— que no es el habitual para estos eventos de explosión de supernova superluminosa, que suelen acontecer en galaxias enanas con formación estelar.

Aunque el equipo afirma que es muy poco probable que sea un evento de supernova, aceptan que un evento clásico de interrupción de marea tampoco es una explicación adecuada. Uno de los miembros del equipo, Nicholas Stone, de la Universidad de Columbia (EE.UU.), explica: "El evento de interrupción de marea que proponemos no puede explicarse con un agujero negro supermasivo que no gire. Nosotros argumentamos que ASASSN-15lh fue un evento de interrupción marea derivado de un tipo muy particular de agujero negro".

La masa de la galaxia anfitriona implica que el agujero negro supermasivo que se encuentra en su centro tiene una masa de, al menos, 100 millones de veces la del Sol. Un agujero negro de esta masa normalmente sería incapaz de interferir en estrellas más allá de su "horizonte de sucesos", el límite a partir del cual nada es capaz de escapar de su atracción gravitatoria. Sin embargo, si el agujero negro es de un tipo particular que gira rápidamente — un supuesto agujero negro de Kerr—, la situación cambia y este límite no se aplica.

"Incluso con todos los datos recogidos no podemos afirmar con un 100% de certeza que el evento ASASSN-15lh fuera un evento de interrupción de marea", concluye Leloudas. "Pero es, de lejos, la explicación más probable".

Notas

[1] Además de los datos del Very Large Telescope de ESO, el NTT (New Technology Telescope) y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, el equipo utilizó observaciones del Telescopio Swift de la NASA, el LCOGT (Las Cumbres Observatory Global Telescope, el conjunto Australia Telescope Compact Array, el satélite XMM_Newton de la ESA, el espectrógrafo de amplio campo WiFeS (Wide-Field Spectrograph) y el Telescopio de Magallanes.

Información adicional

Este trabajo de investigación se presenta en el artículo científico titulado “The Superluminous Transient ASASSN-15lh as a Tidal Disruption Event from a Kerr Black Hole”, por G. Leloudas et al., que aparece en la nueva revista Nature Astronomy.

Enlaces

  • Artículo científico
  • Fotos del VLT
  • Publicación original.



    Nos miran desde arriba:

    CHOQUE DE GALAXIAS FORMA OJOS EN EL COSMOS
    Con radiotelescopios de ALMA estudian choque de galaxias que genera masiva formación de estrellas con forma ocular.

    (5 Noviembre, 2016 - ALMA/CA) Un equipo de astrónomos descubrió, gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un tsunami de estrellas y gas estrellándose contra el disco de una galaxia en espiral conocida como IC 2163. La enorme ola de material generada recientemente, cuando IC 2163 rozó otra galaxia en espiral llamada NGC 2207, produjo unos deslumbrantes arcos en forma de ojos donde se desarrolla una intensa actividad de formación estelar.

    Imagen: Violentos procesos de formación de estrellas generan deslumbrantes estructuras con forma de ojos en las galaxias IC 2163 (izquierda) y NGC 2207 (derecha). Las que no hace mucho se rozaron y desataron un tsunami de estrellas y gas en IC 2163 que dio origen a una deslumbrante estructura en forma ocular. Se trata de la imagen del monóxido de carbono (naranja) captada por ALMA que reveló el movimiento del gas en estas estructuras, que aquí aparece superpuesta a una imagen del par de galaxias (azul) captada por el telescopio Hubble. Créditos: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ Telescopio espacial Hubble de la ESA. Haga click para descargar imagen.

    “Si bien las colisiones galácticas de este tipo no son raras, solo se conocen unas pocas galaxias con estructura en forma ocular”, explica Michele Kaufman, quien se desempeñaba como astrónoma en la Universidad Estatal de Ohio (Columbus, EE. UU.) y es la autora principal de un artículo publicado hoy en la revista The Astrophysical Journal.

    Kaufman y sus colegas señalan que la escasez de estructuras con características similares en el universo observable probablemente se deba a su naturaleza efímera. “Los ojos galácticos duran solo algunas decenas de millones de años, un período extremadamente corto en la vida de una galaxia. Encontrar una en una etapa tan temprana de formación representa una oportunidad excepcional para estudiar lo que sucede cuando una galaxia roza otra”, comenta Kaufman.

    Estas galaxias en plena interacción se encuentran a unos 114 millones de años luz de la Tierra, en dirección de la constelación del Can Mayor. En esta ocasión las extremidades de sus brazos se rozaron en lo que parece haber sido el primer encuentro de una futura fusión.

    Gracias a la notable sensibilidad de ALMA, los astrónomos realizaron las mediciones más detalladas a la fecha del desplazamiento del monóxido de carbono presente en los finos párpados de la galaxia. El monóxido de carbono delata la presencia de gas molecular, el combustible de los procesos de formación estelar.

    Los datos obtenidos revelan que, en la porción externa de los ojos de IC 2153, el gas se desplaza hacia dentro a más de 100 kilómetros por segundo. Sin embargo, el gas rápidamente pierde velocidad y su movimiento se vuelve más caótico, hasta cambiar de trayectoria y alinearse con la rotación de la galaxia en vez de mantener una carrera errática hacia el centro.

    Tsunami de estrellas y gas genera deslumbrante estructura en forma de ojos en galaxias.

    Imagen con anotaciones de deslumbrantes estructuras en forma ocular rebosantes de estrellas en la galaxia IC 2163, generadas por un tsunami estelar a raíz de una colisión lateral con la galaxia NGC 2207 (a la derecha se observa una parte de su brazo de espiral). Imagen del monóxido de carbono (naranja) generada por ALMA que reveló el movimiento del gas en estas estructuras, aquí superpuesta a una imagen de la galaxia (azul) captada por el telescopio Hubble. Créditos: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ Telescopio espacial Hubble de la ESA.

    “Lo que se observa en esta galaxia es muy similar a las olas que cabalgan hacia la orilla hasta entrar en contacto con aguas poco profundas que le hacen perder fuerza y descargar toda su agua sobre la arena”, explica Bruce Elmegreen, científico del T.J. Watson Research Center de IBM en Yorktown Heights (Nueva York) y coautor del artículo.

    “No solo se observa una rápida desaceleración del gas a medida que este se desplaza desde la zona externa hacia el interior de los ojos, sino que también percibimos que, mientras más rápido se desacelera, más denso se vuelve el gas molecular”, agrega Kaufman. “Esta medición directa de la compresión muestra cómo el encuentro de dos galaxias da nacimiento a nuevos cúmulos estelares y genera estas deslumbrantes estructuras en forma de párpado".

    Los modelos informáticos habían predicho que estos ojos podían evolucionar si las galaxias interactuaran de una manera bien específica. “Estas pruebas de que se produjo una fuerte colisión en los ojos es increíble. Está bien tener teorías y simulaciones que indican que debería haber sucedido, pero tener pruebas reales basadas en observaciones es genial”, celebra Curtis Struck, profesor de astrofísica de la Universidad Estatal de Iowa, en Ames y coautor del artículo.

    “ALMA nos demostró que las velocidades del gas molecular en los ojos coinciden con las predicciones de los modelos informáticos”, explica Kaufman. “Antes no era posible poner a prueba las simulaciones de esta forma”.

    Los astrónomos creen que este tipo de colisión entre galaxias era común en el Universo joven, cuando las galaxias estaban más cerca unas de otras. Pero en ese entonces los discos galácticos generalmente eran más grumosos e irregulares, por lo que probablemente intervinieron otros procesos en la formación de estructuras oculares similares.

    Los autores continúan estudiando este par de galaxias, y actualmente comparan las propiedades (como la ubicación, la edad y la masa) de los cúmulos estelares observados anteriormente con el telescopio espacial Hubble de la NASA con las propiedades de las nubes moleculares observadas con ALMA. De esa forma, esperan entender mejor las diferencias entre las nubes moleculares y los cúmulos estelares presentes en los ojos y en otras partes del par de galaxias.

    Esta investigación apareció en un artículo titulado Ocular Shock Front in the Colliding Galaxy IC 2163 ('Choque ocular en la galaxia en colisión IC 2163') de M. Kaufman et al., publicado en The Astrophysical Journal.

    Publicación original.


    Asombroso:

    DESCUBREN NUBES RODEANDO A LOS CUASARES
    El telescopio VLT de ESO detecta inesperados halos gigantes alrededor de cuásares distantes.

    (26 Octubre, 2016 - ESO/CA) Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto brillantes nubes de gas alrededor de cuásares distantes. Esta es la primera vez que todos los cuásares de un sondeo han mostrado estos halos, cuyas firmas inconfundible fueron recogidas por el instrumento MUSE, un instrumento de segunda generación instalado en el telescopio Yepún (U4) del Very Large Telescope de ESO. Las propiedades de los halos de este sorprendente hallazgo están en desacuerdo con las teorías actualmente aceptadas de la formación de la galaxia en el universo temprano.

    Imagen: Este mosaico de algunos de los 19 cuásares observados. Cada cuásar está rodeado por un brillante halo de gas. Es la primera vez que un sondeo de cuásares muestra este tipo de halos brillantes alrededor de todos los cuásares observados. Crédito: ESO/MUSE/Borisova et al.

    Un equipo internacional de astrónomos, liderado por un grupo del ETH (Swiss Federal Institute of Technology, Instituto Federal Suizo de Tecnología) en Zúrich (Suiza), ha utilizado las capacidades únicas del instrumento MUSE, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, para estudiar el gas que se encuentra alrededor de distantes galaxias activas, formadas a menos de 2.000 millones de años después del Big Bang. Estas galaxias activas, llamadas cuásares, contienen agujeros negros supermasivos en sus centros, los cuales consumen estrellas, gas y otros materiales a una velocidad extremadamente alta. Esto, a su vez, provoca que el centro de la galaxia emita enormes cantidades de radiación, haciendo de los cuásares los objetos más luminosos y activos del universo.

    Se estudiaron 19 cuásares, seleccionados entre los más brillantes que son observables con MUSE. Estudios anteriores demostraron que alrededor del 10% de todos los cuásares estudiados estaban rodeados por halos compuestos de un gas conocido como medio intergaláctico (WHIM por sus siglas en inglés, Warm–Hot Intergalactic Medium). Estos halos se extienden hasta 300.000 años luz de distancia de los centros de los cuásares. Este nuevo estudio, sin embargo, ha desvelado una sorpresa al haber detectado grandes halos alrededor de los 19 cuásares observados — muchos más que los dos halos que, por estadística, se esperaban observar. El equipo sospecha que esto se debe al enorme aumento en la capacidad de observación de MUSE con respecto a instrumentos similares anteriores, pero será necesario llevar a cabo más observaciones para determinar si éste es el caso.

    "Todavía es demasiado pronto para decir si esto se debe a nuestra nueva técnica de observación o si los cuásares de nuestra muestra son algo peculiares. Así que todavía hay mucho que aprender; estamos iniciando una nueva era de descubrimientos", afirm al aautora Elena Borisova, de ETH Zúrich.

    El objetivo original del estudio era analizar los componentes gaseosos del universo a las escalas más grandes, una estructura denominada a veces como red cósmica, en la que los cuásares forman brillantes nodos [1]. Normalmente, los componentes gaseosos de esta red son muy difíciles de detectar, por lo que los halos luminosos de gas que rodean a los cuásares proporcionan una oportunidad casi única para estudiar el gas que hay dentro de esta estructura cósmica a gran escala.

    Los 19 halos recién detectados también revelaron otra sorpresa: están formadas por gas intergaláctico relativamente frío, a aproximadamente 10.000 grados centígrados. Esta revelación entra en conflicto con los modelos actualmente aceptados sobre la estructura y la formación de las galaxias, que sugiere que el gas, estando tan cerca de las galaxias, debería tener temperaturas de más de un millón de grados.

    El descubrimiento muestra el potencial del instrumento para la observación de este tipo de objetos [2]. Sebastiano Cantalupo, coautor de este trabajo, está muy entusiasmado con el nuevo instrumento y las oportunidades que brinda: "Hemos explotado las capacidades únicas de MUSE en este estudio, que allanará el camino para futuros sondeos. Combinado con una nueva generación de modelos teóricos y numéricos, este enfoque seguirá ofreciéndonos una nueva ventana para el estudio de la formación de la estructura cósmica y la evolución de las galaxias".

    Notas

    [1] La red cósmica es la estructura del universo a gran escala. Está compuesta por delgados filamentos de material primordial (sobre todo de gas hidrógeno y helio) y de materia oscura que conecta a las galaxias, y abarca los abismos entre ellas. El material de esta red puede alimentar a las galaxias a través de los filamentos y desencadenar su crecimiento y evolución.

    [2] MUSE es un espectrógrafo de campo integral y combina capacidades espectrográficas y de imagen. Es un instrumento de segunda generación instalado en el telescopio Yepún (U4) del VLT.
    Puede observar grandes objetos astronómicos en su totalidad de una sola vez y medir, para cada píxel, la intensidad de la luz en función de su color o longitud de onda.

    Enlaces
    Artículo científico.

    Videos
    Brillantes halos alrededor de cuásares distantes

    Video eso1638a
    Brillantes halos alrededor de cuásares distantes

    3D animation of quasar halo

    Video eso1638b.

    3D animation of quasar halo
    solo en inglés


    Perforan Zona Vedada de la VL:

    ESTUDIAN EL CENTRO DE LA VÍA LÁCTEA
    Astrónomos de la Universidad Andrés Bello y la Universidad Católica de Chile, encuentran restos de un antiguo cúmulo globular de estrellas con el telescopio VISTA.

    (19 Octubre, 2016 - ESO/CA) Cuando miramos el cielo hacia la región comprendida entre la cola de Escorpio y la flecha de Sagitario, miramos en la dirección del centro de nuestra galaxia, una gigantesca masa de estrellas antiguas, llamado Bulbo Galáctico, alrededor de la cual orbita nuestro Sistema Solar y todas las estrellas del disco de la Vía Láctea. Si no fuera porque las nubes de gases y polvo cósmico de los Brazos de Carina-Sagitario y Centauro nos tapan la visión del Bulbo, lo veríamos brillar más que la Luna Llena.

    Actualmente el desarrollo para la astronomía de los detectores CCD, en infrarrojo de los últimos años, le han permitido a los astrónomos ver a través de las nubes de polvo cósmico que oscurecen la visión. En el Observatorio de Cerro Paranal, ubicado en el norte de Chile, funciona desde hace cuatro años, un telescopio de 4 metros premunido con el mejor detector del mundo en esta banda del espectro electromagnético, el VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) con el que el Reino Unido aportó al Observatorio Europeo Austral.

    Por primera vez, utilizando el telescopio infrarrojo VISTA de ESO, se ha descubierto, en el centro de la Vía Láctea, la presencia de estrellas antiguas de tipo RR Lyrae. Estas se encuentran normalmente en poblaciones estelares antiguas de más de 10.000 millones de años de edad. Su descubrimiento sugiere que el bulbo galáctico de la Vía Láctea probablemente creció a través de la fusión de cúmulos de estrellas primordiales. Estas estrellas pueden ser incluso los restos del cúmulo estelar más viejo y masivo de toda la Vía Láctea, un auténtico superviviente.

    Imagen arriba: Captada con el telescopio de rastreo infrarrojo VISTA, la imagen muestra la parte central de la Vía Láctea. La capacidad de VISTA de observar en el infrarrojo nos permite ver a través del polvo cósmico para estudiar las estrellas cercanas al centro galáctico. Crédito: ESO/VVV Survey/D. Minniti.

    Un equipo dirigido por Dante Minniti (Universidad Andrés Bello, Santiago, Chile) y Rodrigo Contreras (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile) ha utilizado observaciones realizadas con el telescopio de rastreo infrarrojo VISTA que forman parte del sondeo público de ESO Variables en la Vía Láctea (VVV), el cual estudia minuciosamente la parte central de la Vía Láctea. Observando la luz infrarroja (que nos permite ver a través del polvo cósmico que impide la vista en el rango de la luz visible), y aprovechando las excelentes condiciones del Observatorio Paranal de ESO, el equipo pudo obtener la visión más clara obtenida hasta el momento de esta región. Encontraron una docena de viejas estrellas RR Lyrae en el corazón de la Vía Láctea que no se conocían previamente.

    Nuestra Vía Láctea tiene un centro densamente poblado — una característica común en muchas galaxias de tipo espiral como la nuestra, pero única en tanto en cuanto está lo suficientemente cerca como para poder estudiarlo en profundidad. Este descubrimiento de estrellas RR Lyrae proporciona una evidencia consistente que ayuda a los astrónomos a decidir entre dos teorías principales sobre cómo se forman los bulbos galácticos.

    Las estrellas RR Lyrae suelen encontrarse en los cúmulos globulares. Se trata de estrellas variables en las que el brillo fluctúa regularmente. Observando el período de cada ciclo de aumento y disminución de brillo en una RR Lyrae, y midiendo el brillo de la estrella, los astrónomos pueden calcular su distancia [1].

    Desafortunadamente, estas excelentes indicadoras de distancia suelen permanecer ocultas por el polvo o se pierden debido a que hay estrellas jóvenes cercanas que brillan mucho más. Por lo tanto, localizar estrellas RR Lyrae justo en el superpoblado corazón de la Vía Láctea no fue posible hasta que se llevó a cabo el sondeo público VVV en luz infrarroja. Aun así, el equipo afirmó que la tarea de localizar estrellas RR Lyrae entre una multitud de las estrellas más brillantes fue "abrumadora".

    Sin embargo, su esfuerzo fue recompensado con la identificación de una docena de estrellas RR Lyrae. Su descubrimiento indica que los vestigios de antiguos cúmulos globulares se encuentran dispersos en el centro del bulbo de la Vía Láctea.

    Rodrigo Contreras, explica: "Este descubrimiento de estrellas RR Lyrae en el centro de la Vía Láctea tiene importantes implicaciones en la formación de núcleos galácticos. La evidencia apoya el escenario en el que el bulbo se creó a partir de la fusión de unos pocos cúmulos globulares".

    La teoría de que los bulbos galácticos se forman a partir de la fusión de cúmulos globulares es refutada por quienes afirman que estos bulbos son el fruto de una rápida acumulación de gas. El descubrimiento de estas estrellas RR Lyrae, que casi siempre se encuentran en cúmulos globulares, es una evidencia importante de que el bulbo de la Vía Láctea se formó a través de la fusión. Por extensión, todos los bulbos galácticos similares podrían haberse formado del mismo modo.

    Estas estrellas no son solo una prueba para apoyar una importante teoría de la evolución galáctica, sino que también es probable que tengan más de 10.000 millones de años, lo que significa que, pese a ser tenues, son las tenaces supervivientes del que podría ser el cúmulo de estrellas más antiguo y masivo dentro de la Vía Láctea.

    Notas
    [1] Las estrellas RR Lyrae, tal como las Cefeidas, otras estrellas variables regulares, muestran una relación directa entre el tiempo que demoran en cambiar de brillo y su luminosidad. Los periodos más largos implican estrellas más brillantes. Esta relación de periodo-luminosidad puede utilizarse para deducir la distancia de una estrella a partir de de su periodo de variación, que indica su brillo real, y su brillo aparente, es decir el brillo con la que la vemos.

    Imagen arriba: Esta carta celeste muestra la ubicación donde se han descubierto las estrellas RR Lyrae cercanas al centro galáctico — señaladas con un círculo rojo, en la constelación de Sagitario (el arquero). En este mapa se muestran las estrellas que pueden verse a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas. Crédito: ESO, IAU y Sky & Telescope.



    A 135 mil años luz:

    CÚMULO GLOBULAR EN NUBE DE MAGALLANES
    La extraordinaria resolución del Telescopio Espacial Hubble permite observar un cúmulo globular ubicado en otra galaxia.


    (28 Junio, 2016 - NASA/CA) Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA muestra el cúmulo globular NGC 1854, un conjunto de estrellas rojas, blancas y azules ubicado en la Gran Nube de Magallanes (LMC), uno de nuestros vecinos cósmicos más cercanos y una galaxia satélite de la Vía Láctea. Encontramos a esta galaxia vecina, en la constelación austral de Dorado (El dorado). NGC 1854 se encuentra a unos 135.000 años-luz de distancia.

    La Gran Nube de Magallanes es un semillero de vigorosa formación estelar. Rica en gas y polvo interestelar, la galaxia es el hogar de aproximadamente 60 cúmulos globulares y 700 cúmulos estelares abiertos. Agrupaciones estelares que son frecuentemente objeto de la investigación astronómica.

    Como la Gran Nube de Magallanes y su hermana pequeña, la Pequeña Nube de Magallanes, son los únicos sistemas que se sabe contienen agrupaciones en todas las etapas de la evolución. Hubble las utiliza a menudo para estudiarlas los cúmulos con sus cámaras de extremadamente alta resolución que pueden resolver las estrellas individualmente, incluso en núcleos de hacinamiento de los cúmulos, revelando su masa, tamaño y grado de evolución.

    Todo gracias a la extraordinaria resolución del Telescopio Espacial Hubble, que al observar desde una órbita ubicada a 540 kilómetros de altura evita el borroneo causado por la atmósfera. Una proeza inmensa, considerando que en su órbita alrededor de la Tierra, el Hubble se desplaza a 27 300 kilómetros por hora y debe mantenerse observando al objetivo durante varios minutos.



    A la vista de todos:

    DESCUBREN GALAXIA VECINA DE LA VÍA LÁCTEA
    Una cercana galaxia de tipo enana permanecía sin ser vista en el sector más oscuro del cielo: La débil constelación de Crater.


    (18 Abril, 2016 - CA) Un equipo de astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge del Reino Unido, dirigidos por el astrónomo chileno Gabriel Torrealba, ha anunciado el descubrimiento de una nueva galaxia en las vecindades de la Vía Láctea.

    No se trata esta vez de una galaxia pequeña escondida detras de las estrellas de nuestra Galaxia, sino de una gran galaxia de tipo enana que había pasado desapercibida en uno de los sectores más oscuros del cielo ante la vista de todos. En Crater, una pequeña constelación al sur de Leo.

    Imagen: Representacion artística de Crater 2 si brillara miles de veces mas de lo que realmente brilla. La luna está puesta de referencia para mostrar el tamaño. Crédito: V. Belokurov, S. Koposov & G. Torrealba, IOA Cambridge, VST Atlas, Simon C. Smith. (Haga click en la imagen para agrandar).

    Sus descubridores la llamaron Crater 2 por su ubicación, y la encontraron revisando las imágenes tomadas por el VLT Survey Telescope (VST) para su estudio ATLAS.

    El VST, es un telescopio sinóptico de 2,6 metros ubicado en el Observatorio VLT de Paranal de ESO, en el norte de Chile. Está equipado con la cámara CCD OmegaCAM, de 16k x 16k píxeles por lado, con un campo de visión de un grado y una muy alta resolución. Se dedica exclusivamente a examinar el firmamento buscando objetos que después pueden son observados por el VLT. El programa ATLAS pone las imágenes obtenidas a disposición del público para su estudio.

    Torrealba, de 28 años, realiza su doctorado en la Universidad de Cambridge después de haber estudiado astronomía en la P. Universidad Católica de Chile. Junto a su equipo rastrearon a través de los datos de ATLAS usando un algoritmo de detección de densidad estelar que desarrollaron en base a un trabajo anterior de Sergey Koposov, uno de los autores del descubrimiento.

    La galaxia Crater 2 tiene unos 7 mil años luz de extensión y es el cuarto satélite de la Vía Láctea en tamaño, sólo superada por las galaxias Nubes de Magallanes, Grande y Pequeña, y la Enana de Sagitario.

    ¿Cómo entonces es posible que nadie, entre los millones de observadores del cielo que han posado sus ojos por ese sector del cielo, se haya dado cuenta que allí existe una galaxia que cubre un área del cielo 8 veces mayor que la Luna?

    Torrealba nos explica: "Crater 2 es muy luminosa en relacion a otras enanas!, es su brillo superficial el que es particularmente bajo. Es poco luminosa en relacion a su tamaño".

    El estudio reveló que a pesar de su cercanía, está a 391 mil años luz de distancia del Sol, y tamaño, esta galaxia es una de las galaxias enanas menos luminosas descubiertas hasta ahora. Al parecer este tipo de galaxias son muy comunes en el Universo.

    El artículo destaca que Cráter 2 parece estar alineada con la enigmática Galaxia Globular de Cráter, el par de enanas ultra-débiles Leo IV y Leo V, y la galaxia enana clásica León II. "Tal disposición no es probablemente accidental y, de hecho, se puede considerar como la evidencia de la existencia de una acumulación del Grupo Crater-Leo".

    Aunque Torrealba nos aclara: "La relacion Crater/Leo esta lejos de ser confirmada!, es intrigante la cercania y distribucion, pero se necesitan más datos de como se estan moviendo para poder confirmar su relacion".

    El artículo con el descubrimiento aparecerá en la revista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y ya está disponible en su versión digital, véalo haciendo click aquí.

    Imagen: NGC 147, un ejemplo de galaxia de tipo enana esferoidal poco luminosa del Grupo Local. Crédito: Ole Nielsen/Wikipedia. (Haga click en la imagen para agrandar).

    Imagen: Constelación de Crater, con la posición de la galaxia enana Crater 2. El Sur está arriba. Crédito: ESO/UIA. (Haga click en la imagen para agrandar).

    Posición:
    AR - a (J2000): 11h 49,24' (177,31 grados +- 0,03)
    Dec - d (J2000): -18,413 grados +-0,03

    En el Horno:

    UNA BELLEZA DE GALAXIA
    El VLT nos muestra esta hermosa galaxia espiral cercana, una joya del hemisferio sur.


    (1 Febrero, 2016 - ESO) Esta imagen de la semana, de ESO, muestra la galaxia espiral NGC 986 en la constelación de Fornax (el horno). La galaxia, que fue descubierta en 1826 por el astrónomo escocés James Dunlop, no suele ser fotografiada debido a que está muy cerca del famoso y rico cúmulo de galaxias de Fornax. Lo cual es una lástima, ya que esta galaxia no solo es un gran objeto de estudio científico, sino que también es muy hermosa.

    Imagen arriba: Esta imagen obtenida por el instrumento FORS, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal, al norte de Chile, proviene del Programa Joyas cósmicas de ESO, una iniciativa de divulgación que pretende producir imágenes de objetos interesantes, enigmáticos o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO, con un fin educativo y divulgativo. Crédito: ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

    La galaxia está a unos 56 millones años luz de distancia de nosotros y la vemos, casi de frente. Esto nos permite apreciar sus dos brazos espirales principales y también una estructura en forma de barra central, compuesta por estrellas y polvo, que la pone entre las galaxias espirales barradas, como nuestra Vía Láctea.

    Los sondeos astronómicos han demostrado que cerca de dos tercios de todas las galaxias espirales contienen una barra, incluyendo la Vía Láctea. Esto hace de NGC 986 el lugar perfecto para estudiar la estructura de las galaxias y averiguar más acerca de nuestra propia galaxia, ya que, para nosotros, es difícil estudiarla desde dentro.

    Tiene magnitud visual 10,8 y se encuentra en el hemisferio sur del cielo, en un sector alejado de la Vía Láctea, entre las estrellas Rigel Orionis y Achernar. En el cielo ocuppa apenas 3,8 minutos, por lo que solo es posible observarla con telescopios medianos y cielos oscuros y despejados. En esta época la podemos observar al comienzo de la noche.

    Posición:
    RA: 2° 33' 34,05"
    Dec: -39° 2' 47,61"


    Con el VLT:

    OBSERVAN LAS PRIMERAS ESTRELLAS FORMADAS EN EL UNIVERSO
    El VLT descubre CR7 la galaxia lejana más brillante, con población estelar de tipo III. CR7 sería por el futbolista portugués Cristiano Ronaldo.


    (18 Junio, 2015 - ESO) Utilizando el Very Large Telescope de la ESO en Paranal, comuna de Taltal, Chile, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto la galaxia más brillantes encontradas hasta ahora en el universo temprano, encontrando evidencias de que contiene ejemplares de la primera generación de estrellas. Objetos masivos, brillantes y puramente teóricos hasta ahora, que fueron los creadores de los primeros elementos más pesados que el helio de la historia del Universo, elementos necesarios para formar las estrellas que nos rodean hoy en día, de los planetas que las orbitan y de la vida tal y como la conocemos. Una de las galaxias recién descubierta, bautizada como CR7, es tres veces más brillante que la galaxia distante más brillante conocida hasta ahora.

    Imagen arriba: Impresión artística de la brillante galaxia temprana CR7. Una galaxia muy lejana descubierta utilizando el Very Large Telescope de la ESO y otros instrumentos ubicados en la superficie y el espacio. Es la galaxia más brillante encontrada hasta ahora en el universo temprano y hay fuertes evidencias de que en su interior existen cúmulos de la primera generación de estrellas formadas en el Universo. Crédito: ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

    Comprobar la existencia de galaxias tan lejanas con esa primera población estelar constituye una de las mayores proezas científicas de lo últimos tiempos, considerando que estas se encuentran en los límites del Universo observable, cuando recién habían pasado 800 millones de años de su historia y este salía de la época de oscuridad que siguió a la época de la Recombinación, ocurrida unos 377 mil años después del Big Bang. Los fenómenos estudiados en la galaxia CR7 ocurrieron hace 12 mil 800 millones de años, y producto de la expansión del Universo se alejan de nosotros a una velocidad cercana a la de la luz, por lo que la luz visible emitida por esas primeras estrellas se encuentra muy corrida al rojo y ya no es posible detectarla como luz visible.

    Para estudiar CR7 los astrónomos aprovecharon que el mismo corrimiento al rojo desplaza una potente línea de emisión que genera el hidrógeno cuando es ionizado (llamada Lyman Alfa) que ocurre en el ultravioleta, hacia el infrarrojo, observándola en esa frecuencia con instrumentos sensibles a esa radiación.

    Estrellas de Población III

    Los astrónomos han teorizado durante mucho tiempo sobre la existencia de una primera generación de estrellas — conocida como estrellas de Ppoblación III — que nacieron del hidrógeno y helio formado en el Big Bang [1]. Todos los elementos químicos más pesados que el helio (como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro, que son esenciales para la vida) se forjaron en el interior de las estrellas. Esto significa que las primeras estrellas debieron haberse formado a partir de los únicos elementos que existían antes de las estrellas: hidrógeno, helio y trazas de litio.

    Estas estrellas de población III habrían sido enormes (varios cientos o hasta mil veces más masivas que el Sol ­— ardientes y efímeras) y habrían acabado explotando como supernovas después de tan solo unos dos millones años fertilizando sus alrededores con los elementos pesados formados en la explosión. Pero hasta ahora la búsqueda de la prueba de su existencia no había encontrado ninguna evidencia clara [2].

    La Investigación

    Un equipo dirigido por David Sobral, del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, la Universidad de Lisboa (Portugal) y el Observatorio de Leiden (Países Bajos), ha utilizado el Very Large Telescope (VLT de ESO) para mirar hacia el universo más antiguo, hacia un periodo conocido como de la "reionización" que tuvo lugar aproximadamente 800 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía apenas el 5,8 por ciento de su edad actual. En lugar de llevar a cabo un estudio profundo y limitado de un área pequeña del cielo, ampliaron su alcance para producir el sondeo más amplio de galaxias muy lejanas jamás elaborado.

    Este extenso estudio se hizo utilizando el VLT con ayuda del Observatorio W. M. Keck y del telescopio Subaru, así como del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. El equipo descubrió — y confirmó — una serie de galaxias muy jóvenes asombrosamente brillantes. Una de ellas, bautizada como CR7 [3], era un objeto excepcionalmente raro, sin duda la galaxia más brillante nunca observada en esa etapa en el universo [4]. Con el descubrimiento de CR7 y de otras galaxias brillantes, el estudio ya suponía un éxito, pero una nueva revisión proporcionó más noticias emocionantes.

    Los instrumentos X-shooter y SINFONI, del VLT, descubrieron en CR7 una potente emisión de helio ionizado pero — crucial y sorprendentemente — ninguna señal de elementos más pesados en una brillante zona de la galaxia. Esto significaba que el equipo había descubierto la primera evidencia válida de la existencia de cúmulos de estrellas de población III que habían ionizado el gas dentro de una galaxia en el universo temprano [5].

    "El descubrimiento desafiaba nuestras expectativas desde el comienzo", afirma David Sobral, "ya que no esperábamos encontrar una galaxia tan brillante. Entonces, al descubrir la naturaleza de CR7 paso a paso, comprendimos que no sólo habíamos descubierto la galaxia lejana más luminosa, sino que también nos dimos cuenta de que cumplía todas y cada una de las características esperadas de estrellas de población III. Esas estrellas fueron las que formaron los primeros átomos pesados que, en última instancia, nos ha permitido estar aquí. Realmente no hay nada más emocionante que esto".

    Dentro de CR7 se encontraron cúmulos de estrellas más azules y un poco más rojas, indicando que la formación de estrellas de población III había tenido lugar por oleadas, tal y como se había predicho. Lo que el equipo observó de forma directa fue la última oleada de estrellas de población III, sugiriendo que tales estrellas deben ser más fáciles de encontrar de lo que se pensaba previamente: residen entre estrellas normales, en las galaxias más brillantes, no sólo en las galaxias más tempranas, más pequeñas y más tenues, que son tan débiles que son extremadamente difíciles de estudiar.

    Jorryt Matthee, segundo autor del artículo, concluyó: "siempre me he preguntado de dónde venimos. Incluso siendo niño quería saber de dónde provienen los elementos: el calcio de mis huesos, el carbono de mis músculos, el hierro de mi sangre. Descubrí que estos se formaron primero en los inicios del universo, por la primera generación de estrellas. Con este notable descubrimiento estamos empezando a ver estos objetos por primera vez".

    Está previsto llevar a cabo observaciones con el VLT, ALMA y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA para confirmar, más allá de toda duda, que lo que se ha observado son estrellas de población III y buscar e identificar otros ejemplos.

    Notas
    [1] El nombre población III surgió porque los astrónomos ya habían clasificado a las estrellas de la Vía Láctea como población I (estrellas como el Sol, ricas en elementos más pesados y formando el disco) y población II (estrellas más viejas, con un bajo contenido en elementos pesados y encontradas en el halo y el bulbo de la Vía Láctea y en cúmulos globulares de estrellas).

    [2] Encontrar estas estrellas es muy difícil: han debido tener una vida extremadamente breve y habrían brillado en un tiempo en el que el universo era en gran parte opaco a su luz. Resultados anteriores incluyen los siguientes estudios: Nagao, et al., 2008, donde no se detectó helio ionizado; De Breuck et al., 2000, donde se detectó helio ionizado, pero junto con carbono y oxígeno, así como claras firmas de un núcleo galáctico activo; y Cassata et al., 2013, donde se detectó helio ionizado, pero de un ancho equivalente o una intensidad muy bajos, y junto con carbono y oxígeno.

    [3] El apodo de CR7 es la abreviatura de COSMOS Redshift 7, donde COSMOS es un programa de exploración del espacio profundo del Telescopio Espacial Hubble, y Redshift es una medida de su ubicación en términos de tiempo cósmico. Cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más lejana es la galaxia y más atrás en la historia del universo se ve. A1689-zD1, una de las galaxias más antiguas jamás observadas, por ejemplo, tiene un corrimiento al rojo de 7.5.
    El apodo fue inspirado por el gran futbolista portugués, Cristiano Ronaldo, conocido como CR7.

    [4] CR7 es tres veces más brillante que el anterior titular, Himiko, que se pensó era la única de su tipo en esa época tan temprana. Las galaxias polvorientas, en etapas mucho más tardías en la historia del universo, pueden irradiar una energía total mayor que la de CR7 en forma de radiación infrarroja desde el polvo templado. La energía que proviene de CR7 es, en su mayor parte, luz visible y ultravioleta.

    [5] El equipo considera dos teorías alternativas: que la fuente de la luz era o bien un AGN o bien estrellas Wolf-Rayet. La falta de elementos pesados y de otras evidencias, refutan firmemente ambas teorías. El equipo también considera que la fuente puede ser un agujero negro de colapso directo, que son en sí mismos objetos exóticos y excepcionales puramente teóricos. La falta de una línea ancha de emisión y el hecho de que las luminosidades del hidrógeno y el helio fueran mucho mayores de lo predicho para este tipo de agujeros negros indican que esto, también, es poco probable. La falta de emisión de rayos X refutaría aún más esta posibilidad, pero se necesitan observaciones adicionales.


    En el sur:

    DESDE PARANAL DESCUBREN NUEVO TIPO DE CÚMULOS GLOBULARES
    Son los "cúmulos globulares oscuros" y contendrían más materia oscura que sus semejantes estelares.


    (13 Mayo, 2015 - ESO/CA) Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, instalado en Cerro Paranal, Chile, un grupo de científicos de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), ha descubierto una nueva clase de cúmulos globulares de estrellas "oscuros" orbitando alrededor de la gigantesca galaxia elíptica Centaurus A. Los misteriosos objetos se parecen a los cúmulos normales de estrellas, pero contienen mucha más masa y pueden albergar cantidades inesperadas de materia oscura o contener agujeros negros masivos — cuya presencia, en ambos casos, es inesperada e inexplicable.

    Imagen: Cúmulos globulares en la galaxia elíptica, NGC 5128 (Centaurus A), en azul los cúmulos globulares normales y en rojo los recientemete descubiertos cúmulos globulares "oscuros", en verde los que muestran propiedades similares a las galaxias enanas. Crédito: ESO.

    Imagen a la izquierda: Cúmulo globular Omega Centauro o NGC 5139, ubicado también el la constelación de Centauro y a 15.800 años luz de la Tierra. Este cúmulo, con unos diez millones de estrellas contiene un agujero negro en su interior. Crédito: ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

    Los cúmulos globulares de estrellas son enormes bolas de cientos de miles de estrellas que orbitan alrededor de la mayoría de las galaxias. Están entre los sistemas estelares más viejos conocidos del universo y han sobrevivido a casi todo el proceso de crecimiento y evolución de la galaxia.

    Matt Taylor, estudiante de doctorado de la PUC y titular de una beca de ESO, es el autor principal del nuevo estudio. Él mismo nos presenta la escena: "Los cúmulos globulares y sus estrellas son claves para entender la formación y evolución de las galaxias. Durante décadas, los astrónomos han creído que las estrellas que componen un determinado cúmulo globular compartían la misma composición química y tenían la misma edad, pero ahora sabemos que son criaturas más extrañas y complicadas de lo que parecían".

    Esta galaxia elíptica, rodeada por una oscura banda de polvo, es uno de los objetos más interesantes del cielo que un aficionado puede observar, con binoculares o un telescopio pequeño, recibe su nombre debido a que es una poderosa fuente de emisiones en radio.

    La galaxia elíptica Centaurus A (también conocida como NGC 5128) es la galaxia gigante más cercana a la Vía Láctea y se sospecha que alberga unos 2.000 cúmulos globulares. Muchos de estos glóbulos son más brillantes y más masivos que los más o menos 150 que orbitan la Vía Láctea.

    Matt Taylor y su equipo han hecho los estudios más detallados hasta ahora de una muestra de 125 cúmulos globulares de estrellas alrededor de Centaurus A usando el instrumento FLAMES, instalado en Very Large Telescope de ESO, en el Observatorio Paranal, al norte de Chile [1].

    Usaron estas observaciones para deducir la masa de los cúmulos [2] y comparar este resultado con el brillo de cada uno de los cúmulos.

    Para la mayoría de los cúmulos del nuevo sondeo, los más brillantes tenían más masa, tal como se esperaba (si un cúmulo contiene más estrellas tiene mayor brillo total y más masa total). Pero algo extraño apareció en algunos de los cúmulos globulares: eran muchas veces más masivos de lo que parecían. Y aún más extraño: cuanto más masivos eran estos inusuales cúmulos, mayor era la fracción de material oscuro que contenían. Algo en estos cúmulos era oscuro y masivo y estaba oculto. Pero ¿de qué se trataba?

    Había varias posibilidades. ¿Podrían los cúmulos oscuros contener agujeros negros, u otros restos estelares oscuros en sus núcleos? Esto podría explicar parte de la masa oculta, pero el equipo concluye que esto no explicaría toda la historia. ¿Qué pasa con la materia oscura? Se considera que los cúmulos globulares están prácticamente desprovistos de esta sustancia misteriosa pero, quizás, por alguna razón desconocida, algunos cúmulos han conservado aglomeraciones significativas de materia oscura en sus núcleos. Esto explicaría las observaciones, pero no encaja en la teoría convencional.

    El coautor, Thomas Puzia, añade: "Nuestro descubrimiento de cúmulos estelares con masas inesperadamente altas para la cantidad de estrellas que contienen, sugiere que puede haber múltiples familias de cúmulos globulares, con diferentes historias de formación. Aparentemente, algunos cúmulos estelares tienen toda la pinta de ser cúmulos globulares del montón, pero, en este caso, las apariencias engañan, y es posible que haya gato encerrado".

    Estos objetos siguen siendo un misterio. El equipo también participa en un estudio más amplio de otros cúmulos globulares en otras galaxias y hay algunas pistas intrigantes que indican que dichos cúmulos oscuros también se pueden encontrar en otros lugares.

    Matt Taylor resume la situación: "¡Nos hemos tropezado con una clase nueva y misteriosa de cúmulo estelar! Esto demuestra que todavía tenemos mucho que aprender sobre todos los aspectos relacionados con la formación de cúmulos globulares. Es un resultado importante y ahora tenemos que encontrar más ejemplos de cúmulos oscuros alrededor de otras galaxias".

    Notas
    [1] Hasta ahora, los astrónomos sólo han estudiado de forma detallada cúmulos estelares que se encuentran en el Grupo Local. Las distancias relativamente pequeñas permiten medidas directas de sus masas. Mirando a NGC 5128, que es una galaxia elíptica masiva y aislada, a las afueras del Grupo Local, a unos 12 millones de años-luz de distancia, fueron capaces de estimar las masas de cúmulos globulares en un entorno completamente diferente llevando a VLT/FLAMES hasta sus límites.
    [2] Las observaciones de FLAMES proporcionan información sobre los movimientos de las estrellas en los cúmulos. Esta información orbital depende de la fuerza del campo gravitacional y, por lo tanto, puede utilizarse para deducir la masa del cúmulo — los astrónomos llaman a esos cálculos masas dinámicas. La capacidad de captación de luz de un Telescopio Unitario del VLT, con un espejo de 8,2 metros, y la capacidad de FLAMES para observar más de 100 cúmulos simultáneamente, han sido fundamentales para obtener los datos necesarios para el estudio.

    Información adicional:
    Esta investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system”, por M. Taylor et al., que aparece en la revista Astrophysical Journal.

    Imagen: La carta celeste muestra la localización de la peculiar galaxia Centaurus A (NGC 5128) en la constelación de Centaurus. La galaxia elíptica Centaurus A destaca en un círculo rojo, es bastante brillante y puede verse con un telescopio de aficionado pequeño o incluso con binoculares. La banda oscura también se ve claramente en algunos telescopios de mayor tamaño. En la carta se destaca también la ubicación del cúmulo globular Omega Centauro o NGC 5139.

    Coordenadas:
    RA: 13h 25m 32.01s
    Dec: -43° 1' 35.83"


    En un Cuasar:

    REVELAN CON ALMA INTENSO CAMPO MAGNÉTICO PRÓXIMO A AGUJERO NEGRO DE UN CUASAR
    Desvelando los misteriosos mecanismos que entran en juego en el borde del horizonte de sucesos.


    (16 de Abril, 2015 - ALMA/CA) Un estudio realizado con el conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) de San Pedro de Atacama, Chile, ha revelado la existencia de un campo magnético extremadamente potente (más que ningún otro fenómeno detectado hasta ahora en el núcleo de una galaxia) muy cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo residente en un cuasar, una galaxia activa lejana.

    Esta nueva observación ayuda a los astrónomos a comprender tanto la estructura y la formación de estos masivos habitantes de los centros de las galaxias como los dobles chorros de plasma a alta velocidad que pueden expulsar sus polos. Los resultados aparecen en la revista Science del 17 de abril de 2015.

    Imagen Arriba: Ilustración de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia activa. Crédito: ESO.

    Los agujeros negros supermasivos, a menudo con masas de miles de millones de veces la del Sol, están situados en el corazón de casi todas las galaxias del universo. Estos agujeros negros pueden atraer enormes cantidades de materia, la cual forma a su alrededor un disco circundante. Mientras que la mayor parte de esta materia cae al agujero negro, cierta cantidad puede escapar momentos antes de la captura, siendo lanzada hacia el espacio a velocidades cercanas a la de la luz como parte de un chorro de plasma. No se comprende muy bien cómo ocurre este fenómeno, aunque se cree que los fuertes campos magnéticos, que actúan muy cerca del horizonte de sucesos, desempeñan un papel crucial en este proceso, ayudando a la materia a escapar de las fauces abiertas de la oscuridad.

    Hasta ahora sólo se había demostrado la existencia de débiles campos magnéticos muy lejos de los agujeros negros (a varios años-luz) [1]. En este estudio, sin embargo, astrónomos de la Universidad Tecnológica de Chalmers y del Observatorio Espacial de Onsala, en Suecia, han utilizado el conjunto ALMA para detectar señales directamente relacionadas con un fuerte campo magnético muy cercano al horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo de una galaxia activa distante llamada PKS 1830-211.

    Este campo magnético se encuentra, precisamente, en el lugar desde el cual la materia es, repentinamente, impulsada lejos del agujero negro en forma de chorro. El equipo midió la fuerza del campo magnético estudiando la forma en que se polarizaba la luz a medida que esta se alejaba del agujero negro.

    "La polarización es una característica importante de la luz y se utiliza mucho en la vida diaria, por ejemplo en las gafas de sol o en las gafas 3D en el cine," afirma Iván Martí-Vidal, autor principal de este trabajo. "Cuando se produce de forma natural, la polarización puede utilizarse para medir los campos magnéticos, ya que la luz cambia su polarización cuando viaja a través de un medio magnetizado. En este caso, la luz que detectamos con ALMA había viajado a través de material muy cercano al agujero negro, un lugar lleno de plasma altamente magnetizado".

    Los astrónomos aplicaron una nueva técnica de análisis que habían desarrollado para los datos de ALMA y descubrieron que la dirección de la polarización de la radiación proveniente del centro de PKS 1830-211 había rotado [2]. Se trata de las longitudes de onda más cortas jamás utilizadas en este tipo de estudio, lo cual permite estudiar las regiones muy cercanas al agujero negro central [3].

    "Hemos encontrado señales claras de la rotación de la polarización cientos de veces mayores que las más altas halladas hasta ahora en el universo", señala Sebastien Muller, coautor del artículo. "Nuestro descubrimiento es un paso de gigante en cuanto a la frecuencia de observación, gracias al uso de ALMA, y en términos de distancia al agujero negro, donde se ha estudiado el campo magnético — hablamos del orden de sólo unos pocos días-luz de distancia del horizonte de sucesos. Estos resultados y los futuros estudios, nos ayudarán a comprender qué está pasando en las inmediaciones de los agujeros negros supermasivos."

    Imagen Arriba: En esta imagen del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA podemos ver la iamagen óptica del cuasar (galaxia activa) PKG 1830-211. Se muestra como un objeto ordinario parecido a una estrella, difícil de distinguir entre las verdaderas estrellas, mucho más cercanas, que hay en esta imagen. Es sin embargo muy brillante en ondas de radio y recientes observaciones de ALMA muestran los dos componentes de esta lejana lente gravitatoria, que en esta composición de imágenes está marcada en rojo. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/I. Martí-Vidal.

    Imagen de ALMA del cuasar (galaxia activa) reflejado gravitacionalmente PKS 1830-211 a 250 GHz, tomada el 30 de junio de 2014. Izquierda, en la polarización XX; centro, en la polarización YY; derecha, la diferencia entre las polarizaciones.

    Video Haciendo zoom en la galaxia activa reflejada gravitacionalmente (AGN) PKS 1830-211 de ESO. Como se ve ALMA puede enfocarse en un objeto extraordinariamente pequeño y lejano, medio tapado por las nubes del centro de la Vía Láctea, pero que es muy brillante en las ondas milimétricas que observa ALMA, gracias a que la galaxia está de frente.

    Notas
    [1] Se han detectado campos magnéticos mucho más débiles en las cercanías del relativamente inactivo agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Observaciones recientes han revelado también débiles campos magnéticos en la galaxia activa NGC 1275, detectados en longitudes de onda milimétricas.

    [2] Los campos magnéticos generan la rotación Faraday, que hace que la polarización rote de diferentes maneras en diferentes longitudes de onda. La manera en que esta rotación depende de la longitud de onda nos da información sobre el campo magnético de la zona.

    [3] Las observaciones de ALMA se hicieron en una longitud de onda de, aproximadamente, un milímetro, mientras que las investigaciones anteriores se hicieron en longitudes de onda de radio mucho más largas. Sólo la luz de las longitudes de onda milimétricas puede escapar de la región cercana al agujero negro, ya que las radiaciones de onda más largas son absorbidas.

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