Detectada una galaxia formada 200 millones de años tras el Big Bang

La galaxia MACS1149-JD data de la reionización, una etapa aún poco conocida pero fundamental para trazar la historia del universo

Source: Hubblesite.org

Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha hallado una galaxia que data de la reionización, una época del universo aún inexplorada (se encuentra fuera de la sensibilidad de los telescopios), pero cuyo conocimiento resulta esencial para trazar la historia cosmológica. El trabajo saldrá publicado en el próximo número de la revista Nature. El hallazgo, realizado con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, ha sido posible gracias al efecto de lente gravitatoria producido por un cúmulo de galaxias situado en la trayectoria de la luz de MACS1149-JD, la galaxia recién detectada, cuya luminosidad se vio magnificada.

La observación del universo lejano implica adentrarse en su pasado: debido al tiempo que la luz tarda en alcanzarnos, vemos el Sol cuando era ocho minutos más joven. Así, si la luz de una galaxia ha tardado en alcanzarnos 13.200 millones de años, estamos viéndola tal y como era en el universo primitivo (el universo tiene una edad estimada de 13.700 millones de años). Ese es el caso de MACS1149-JD, una galaxia muy débil que se halla entre las galaxias conocidas más distantes.

“La mayor parte de los objetos de este tipo que se conocen son extremadamente débiles y no se puede decir mucho sobre ellos más allá de que existen. Sin embargo, la luz que nos llega de MACS1149-JD está amplificada casi 15 veces por el efecto de lente gravitatoria del cúmulo que se encuentra en su camino y que actúa como una lupa cósmica. Esto nos permitirá estudiarlo en detalle con otros telescopios y, por tanto, caracterizar las propiedades de las primeras galaxias que aparecieron después del Big Bang”, señala el investigador del CSIC Txitxo Benítez, del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

El fin de la ‘era oscura’
“Calculamos que MACS1149-JD pudo formarse hace unos 13.500 millones de años, lo que la sitúa en una etapa verdaderamente interesante: se estima que las primeras estrellas surgieron entre los 100 y los 250 millones de años tras el Big Bang y que fueron las responsables de la reionización del medio interestelar, poniendo fin a la ‘era oscura’. La luz ultravioleta de aquellas primeras estrellas comenzó a ionizar los átomos de hidrógeno neutro que poblaban el universo (y que absorbían la radiación, de ahí la ‘era oscura’) y el universo fue, paulatinamente, haciéndose transparente a la radiación, es decir, observable”, añade el investigador del CSIC Alberto Molino, también del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

Este trabajo se enmarca en el proyecto CLASH (Cluster Lensing and Supernova survey With Hubble, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo principal reside en aportar luz sobre la materia y la energía oscuras. CLASH lleva a cabo un estudio en detalle de 25 cúmulos de galaxias. Uno de ellos, MACS J1149+2223, causante de la amplificación de la luz de MACS1149-JD, constituye una de las lentes más poderosas conocidas.

www.publico.es

With the combined power of NASA’s Spitzer and Hubble space telescopes, as well as a cosmic magnification effect, astronomers have spotted what could be the most distant galaxy ever seen. Light from the young galaxy captured by the orbiting observatories first shone when our 13.7-billion-year-old universe was just 500 million years old.

The far-off galaxy existed within an important era when the universe began to transit from the so-called cosmic dark ages. During this period, the universe went from a dark, starless expanse to a recognizable cosmos full of galaxies. The discovery of the faint, small galaxy opens a window onto the deepest, most remote epochs of cosmic history.

“This galaxy is the most distant object we have ever observed with high confidence,” said Wei Zheng, a principal research scientist in the department of physics and astronomy at Johns Hopkins University in Baltimore and lead author of a new paper appearing in Nature. “Future work involving this galaxy, as well as others like it that we hope to find, will allow us to study the universe’s earliest objects and how the dark ages ended.”

Light from the primordial galaxy traveled approximately 13.2 billion light-years before reaching NASA’s telescopes. In other words, the starlight snagged by Hubble and Spitzer left the galaxy when the universe was just 3.6 percent of its present age. Technically speaking, the galaxy has a redshift, or “z,” of 9.6. The term redshift refers to how much an object’s light has shifted into longer wavelengths as a result of the expansion of the universe. Astronomers use redshift to describe cosmic distances.

Unlike previous detections of galaxy candidates in this age range, which were only glimpsed in a single color, or waveband, this newfound galaxy has been seen in five different wavebands. As part of the Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble Program, the Hubble Space Telescope registered the newly described, far-flung galaxy in four visible and infrared wavelength bands. Spitzer measured it in a fifth, longer-wavelength infrared band, placing the discovery on firmer ground.

Objects at these extreme distances are mostly beyond the detection sensitivity of today’s largest telescopes. To catch sight of these early, distant galaxies, astronomers rely on gravitational lensing. In this phenomenon, predicted by Albert Einstein a century ago, the gravity of foreground objects warps and magnifies the light from background objects. A massive galaxy cluster situated between our galaxy and the newfound galaxy magnified the newfound galaxy’s light, brightening the remote object some 15 times and bringing it into view.

Based on the Hubble and Spitzer observations, astronomers think the distant galaxy was less than 200 million years old when it was viewed. It also is small and compact, containing only about one percent of the Milky Way’s mass. According to leading cosmological theories, the first galaxies indeed should have started out tiny. They then progressively merged, eventually accumulating into the sizable galaxies of the more modern universe.

These first galaxies likely played the dominant role in the epoch of reionization, the event that signaled the demise of the universe’s dark ages. This epoch began about 400,000 years after the big bang when neutral hydrogen gas formed from cooling particles. The first luminous stars and their host galaxies emerged a few hundred million years later. The energy released by these earliest galaxies is thought to have caused the neutral hydrogen strewn throughout the universe to ionize, or lose an electron, a state that the gas has remained in since that time.

“In essence, during the epoch of reionization, the lights came on in the universe,” said paper co-author Leonidas Moustakas, a research scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, Calif.

Astronomers plan to study the rise of the first stars and galaxies and the epoch of reionization with the successor to both Hubble and Spitzer, NASA’s James Webb Telescope, which is scheduled for launch in 2018. The newly described distant galaxy likely will be a prime target.

For more information about Spitzer, visit http://www.nasa.gov/spitzer  . For more information about Hubble, visit: http://www.nasa.gov/hubble  .

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and the European Space Agency. NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Md., conducts Hubble science operations and is the science and mission operations center for the James Webb Space Telescope. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, D.C.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/31/full/

CONTACT
J.D. Harrington
Headquarters, Washington
202-358-5241
j.d.harrington@nasa.gov

Whitney Clavin
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-4673
whitney.clavin@jpl.nasa.gov

Hallan dos planetas que orbitan alrededor de dos estrellas

Astrónomos de la Unión Astronómica Internacional han anunciado que la nave espacial Kleper ha descubierto el primer multisistema planetario circumbinario: dos planetas que orbitan alrededor de dos estrellas. El hallazgo ha sido publicado esta semana por la revista Science.

La nave espacial Kleper ha conseguido un nuevo descubrimiento, anunciado hoy por la Unión Astronómica Internacional (IAU, por sus siglas en inglés), que demuestra que los sistemas planetarios pueden formarse y sobrevivir incluso en un ambiente caótico alrededor de una estrella binaria.

El sistema, denominado Kepler-47, está formado por un par de estrellas que giran una alrededor de la otra cada 7,5 días.

El nuevo sistema planetario se encuentra a unos 5000 años-luz de distancia, en la constelación Cygnu

“Cada planeta transita alrededor de la estrella primaria, dando pruebas inequívocas de que los planetas son reales”, declaró Jerome Orosz, profesor asociado de astronomía en la Universidad Estatal de San Diego y autor principal del estudio.

La primera es similar al Sol, mientras que la segunda es una estrella diminuta 175 veces más débil.

Se aprueba la mayor colaboración astronómica de la historia para construir y lanzar el satélite Euclides

La Agencia Espacial Europea (ESA) acaba de aprobar formalmente la colaboración internacional de unos mil científicos de cien institutos de investigación

El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) participa en el desarrollo de uno de los dos instrumentos que incorporará el telescopio espacial Euclid

La misión, que se espera que sea  lanzada a finales de esta década, se propone descubrir la verdadera naturaleza de la materia y la energía oscura, con el cartografiado de dos mil millones de galaxias y el ‘universo oscuro’ que las rodea

 

La Agencia Espacial Europea (ESA) acaba de aprobar la mayor colaboración astronómica internacional  de la historia para ayudar a construir el satélite Euclid. Unos mil científicos de cien laboratorios europeos, con la colaboración de algunos estadounidenses, participan en este consorcio que estudiará el lado oculto del universo, cartografiando la distribución y evolución de dos mil millones de galaxias y de las enigmáticas energía y materia oscuras.

El proyecto Euclid acaba de pasar la última fase de selección  como parte del programa de la ‘ESA Cosmic Vision 2015-2025’, que formará toda una legión de físicos e ingenieros con el objetivo de construir y lanzar al espacio la nueva misión para finales de esta década. El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), junto con la Universidad Politécnica de Cartagena y el Instituto  de Ciencias del Espacio en Cataluña, participa  en el desarrollo de uno de los dos instrumentos que incorporará el telescopio espacial, la cámara y espectrógrafo para el infrarrojo cercano NISP.

Cygnus-X: Herschel nos muestra al ‘cisne’ en todo su esplendor

El cisne, visto por Herschel

Una caótica maraña de filamentos de polvo y gas conforma la matriz donde se está formando una nueva generación de estrellas masivas, tal y como se puede ver en esta impresionante imagen de Cygnus-X, tomada por el telescopio espacial Herschel de la ESA.

Cygnus-X es una región de formación de estrellas extremadamente activa, ubicada a unos 4,500 años-luz de la Tierra, en la constelación de Cygnus, el Cisne.
Gracias a la capacidad de Herschel para captar luz en la banda del infrarrojo lejano, los astrónomos pueden estudiar regiones como ésta, en las que las estrellas fueron calentando lentamente el polvo que las rodeaba, agrupándolo en densos cúmulos en los que se continuarán forjando nuevas estrellas.

Los tonos blancos marcan aquellas zonas en las que no hace mucho que se formaron nuevas estrellas a partir de nubes turbulentas de polvo y gas, como las que se pueden ver en la mitad derecha de la imagen.

En esa región, los filamentos de polvo y gas se entrelazan y colapsan, dando lugar a densos nudos en los que se formarán nuevas estrellas. Por otra parte, la inmensa radiación emitida por las estrellas recién nacidas es capaz de arrastrar el material que las rodea, creando una burbuja a su alrededor.

En el centro de la imagen, la intensa radiación y los fuertes vientos emitidos por las estrellas, que permanecen ocultas a estas longitudes de onda, han calentado y despejado parcialmente el medio interestelar, que brilla en un tono azulado.

La parte izquierda de la imagen está dominada por un gran pilar de gas, cuya forma recuerda al cuello de un cisne.

El cisne, visto por Herschel

La parte izquierda de la imagen está dominada por un gran pilar de gas, cuya forma recuerda al cuello de un cisne.

Cerca de la esquina inferior derecha se puede distinguir una inmensa burbuja de polvo y gas, que parece haber sido expulsada por una estrella súper masiva que se encuentra en su centro, aunque no se pueda ver directamente en esta imagen.

Las hileras de objetos rojos y compactos esparcidas por toda la imagen se corresponden con las semillas, todavía frías, de lo que terminará convirtiéndose en una nueva generación de estrellas.

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Esta imagen demuestra la extraordinaria capacidad de Herschel para estudiar el proceso de formación de las estrellas masivas, y de su influencia sobre el medio interestelar que las rodea, con un nivel de detalle sin precedentes en la banda del infrarrojo lejano.

http://www.esa.int

Agujeros negros

Gigantes oscuros con una fuerza tan inmensa que ni la luz puede escapar de ellos.

Con esta sencilla definición uno enseguida comprende que este post habla de agujeros negros, esos objetos que se han convertido en compañeros omnipresentes de todo artículo de divulgación sobre física por mérito propio. Y no es que los físicos tengamos un fetiche con el cuero y nos ponga sobremanera todo lo negro, si no que, debido a sus especiales características, los agujeros negros (AN) son excelentes laboratorios donde poner a prueba el desarrollo de nuevas teorías que busquen unificar la gravedad con el resto de interacciones del Universo. Por esta razón se han escrito miles de libros sobre agujeros negros que, sin embargo, siempre se quedan a medias (al menos los que yo he leído) y nunca cuentan aquello que de verdad tiene miga de los agujeros negros, algunas propiedades que han hecho que nos obsesionemos con ellos desde los años 70, esas cosas que quizás nunca se atrevieron a contarte sobre agujeros negros.

Lo que entra, no sale

Antes de nada, establezcamos algo de sintaxis.

Un agujero negro es, técnicamente, un cuerpo con una masa tan grande que su gravedad superficial no permite escapar ni siquiera la luz, razón por la que los observamos negros y de la que deriva su nombre. Si bien un AN tiene un tamaño definido, no ocurre lo mismo con la masa que genera el campo gravitatorio. Debido a que a partir de cierta distancia de un objeto la luz ya no va a escapar, un agujero negro bien puede ser una esfera de un tamaño u otro, o incluso no tener forma esférica, siempre que cumpla la condición de que su campo gravitatorio sea lo suficientemente intenso como para que a partir de una distancia se cumpla esta condición de velo.

 

A la “superficie” oscura que vemos a esa distancia, normalmente tomada como el radio efectivo del agujero negro, la denominamos horizonte de sucesos o simplemente horizonte y es la distancia a partir de la cual uno no puede escapar del AN, pues necesitaría moverse a una velocidad mayor que la de la luz para librarse de su atracción gravitatoria. Por ello, lo que entra en un agujero negro, no sale.

Visto en AbiertoHastaElAmanecer.ws

Completo:
Sobre agujeros negros

Una estrella engullida por un agujero negro supermasivo

Un equipo de astrónomos ha tenido el privilegio de presenciar, en tiempo real, cómo un agujero negro supermasivo engulle una estrella. Se trata de un evento excepcional en el cosmos que, según señalan los científicos en un artículo publicado en la revista ‘Nature’, sólo se produce, de media, una vez cada 10.000 años en una galaxia.

“Los agujeros negros son, de algún modo, como los tiburones. Se les considera, equivocadamente, máquinas que matan de forma permanente. En realidad, permanecen en calma durante la mayor parte de su vida. Pero ocasionalmente, una estrella se aventura demasiado cerca, y es ahí cuando se desencadena el frenesí carnívoro”, explica Ryan Chornock, investigador del centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian y coautor del estudio.

Los agujeros negros supermasivos tienen una masa de entre un millón y mil millones la de nuestro Sol, se encuentran en el centro de la mayor parte de las galaxias del Universo y se detectan gracias a la intensa radiación que emiten cuando aspiran el gas situado a su alrededor. Por ello, cuando su entorno es pobre en gas, su radiación es débil. De hecho, es particularmente difícil estudiar los agujeros negros ‘durmientes’ a menos que sean sorprendidos en pleno banquete. Que es precisamente lo que les ha ocurrido a los astrónomos Ryan Chornock y Suvi Gezari, de la Universidad John Hopkins.

Un fenómeno observado en 2010

El 31 de mayo de 2010 detectaron, gracias al telescopio Pan-STARRS 1, en Hawai, un resplandor en el corazón de una galaxia situada a 2.700 millones de años-luz. La luz fue haciéndose progresivamente más intensa, alcanzado su punto culminante el 12 de julio de ese año, antes de ir apagándose paulatinamente.

El agujero negro supermasivo observado tenía una masa tres millones de veces superior a la de nuestro Sol.

“Hemos observado el fin de una estrella y su digestión por parte de un agujero negro en tiempo real”, señala Edo Berger, uno de los astrónomos que ha participado en el estudio.

La estrella devorada por este agujero negro estaba tan cerca de él que las fuerzas generadas por el campo de gravidez de este ‘monstruo cósmico’ la han desmantelado literalmente. El gas que conformaba esta estrella ha sido aspirado por el agujero negro, provocando tal aumento de la temperatura que el fenómeno ha podido ser observado por los astrónomos.

http://www.elmundo.es

‘This computer simulation shows a star being shredded by the gravity of a massive black hole. Some of the stellar debris falls into the black hole and some of it is ejected into space at high speeds. The areas in white are regions of highest density, with progressively redder colors corresponding to lower-density regions. The blue dot pinpoints the black hole’s location. The elapsed time corresponds to the amount of time it takes for a sun-like star to be ripped apart by a black hole a million times more massive than the sun. (Credit: NASA; S. Gezari, The Johns Hopkins University; and J. Guillochon, University of California, Santa Cruz)’

Date- 2nd May 12 Source- http://www.nasa.gov/mission_pages/galex/galex20120502.html

Así sería un viaje a través de un agujero negro

Esto es lo que veríamos si consiguiéramos atravesar uno de estos túneles cósmicos, en los que el espacio y el tiempo se deforman hasta lo inverosímil

No se trata de la interpretación de un artista, sino de una rigurosa simulación realizada con una supercomputadora programada para seguir fielmente las reglas de la Relatividad General. El resultado, obtenido por el astrofísico Andrew Hamilton, de la Universidad de Colorado en Boulder, es un vídeo de lo que veríamos si pudiéramos viajar a través de un agujero negro hasta un lugar cualquiera del Universo. Un viaje alucinante donde los haya. Y muy lejos, por cierto, del alcance de la tecnología actual.

http://bcove.me/99ovgc2d

Supongamos que queremos ir hasta Andrómeda, la vecina más próxima a nuestra galaxia, la Vía Láctea. Andrómeda se encuentra a dos millones de años luz de distancia de nosotros, lo cual significa que incluso si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz (300.000 km./s), cosa que no podemos hacer, tardaríamos dos millones de años en llegar.

Sin embargo, la Física nos brinda otro modo (por lo menos en teoría) de alcanzar nuestro objetivo. Y ese modo no es otro que meternos de cabeza en un agujero negro, un lugar donde el espacio y el tiempo se deforman hasta lo inverosímil, para salir después por el otro extremo y emerger de un agujero blanco justo en el destino elegido.

Ahora, gracias a los esfuerzos de Hamilton (y aunque tal viaje no es posible con los medios actuales), podemos hacernos una idea bastante precisa de lo que veríamos si realmente pudiéramos atravesar uno de esos túneles espaciotemporales. Por supuesto, si nos zambulléramos de pie en un agujero negro de verdad nuestro cuerpo empezaría a estirarse como un espagueti, ya que la enorme gravedad tiraría de nuestros pies mucho más fuerte que de nuestra cabeza. Y eso si antes no quedamos vaporizados por los “chorros” energéticos que emanan del agujero. Pero Hamilton, en su visualización, da por hecho que el “viajero” está dotado de superpoderes y que sobrevivirá tranquilamente a la experiencia.

La imagen de todo el Universo

Lo primero que hay que hacer, pues, es dejarse atrapar por el agujero negro. La gravedad nos atraerá hacia él sin remedio hasta hacernos cruzar el horizonte de sucesos, el punto de no retorno y a partir del cual nada, ni siquiera la luz, puede dar marcha atrás.

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