ALMA localiza galaxias tempranas en tiempo récord

Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
Esta imagen muestra acercamientos de una selección de esas galaxias. Las observaciones de ALMA, en rangos submilimétricos, se muestran en naranja/rojo y dejan ver una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center

Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano. ALMA es tan potente que, en solo unas horas, ha podido observar estas galaxias tantas veces como lo han hecho todos los telescopios de su tipo del mundo entero durante un periodo de más de una década.

El estallido de nacimientos estelares más fértil del universo temprano tuvo lugar en galaxias distantes que contenían gran cantidad de polvo cósmico. Estas galaxias tienen una importancia clave para nuestro conocimiento de la formación y evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo, pero el polvo las oscurece y hace difícil su identificación con telescopios de luz visible. Para lograrlo, los astrónomos deben utilizar telescopios que observen la luz en longitudes de onda más largas, en torno a un milímetro, como hace ALMA.

“Los astrónomos han esperado este tipo de datos durante una década. ALMA es tan potente que ha revolucionado la forma en que observamos esas galaxias, incluso cuando el conjunto del telescopio aún no había terminado de completarse, como fue el caso de estas observaciones”, afirma Jacqueline Hodge (Instituto Max-Planck de Astronomía, Alemania) autora principal del artículo que presenta los resultados de ALMA.

Un equipo de astrónomos ha utilizado el nuevo conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para localizar la ubicación de 100 de las galaxias con mayor formación estelar del universo temprano.
El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), pero las observaciones no eran lo suficientemente precisas como para identificar estas galaxias de manera inequívoca en imágenes tomadas en otras longitudes de onda. ALMA necesitó tan solo dos minutos por galaxia para localizar a cada una de ellas en una diminuta región 200 veces más pequeña que la amplia mancha de APEX, y con una sensibilidad tres veces mayor.
Esta imagen muestra seis de las galaxias captadas en las nuevas y precisas observaciones de ALMA (en color rojo). Los grandes círculos rojos indican las regiones en las que las galaxias fueron detectadas por APEX. Este telescopio, más antiguo, no era lo suficientemente preciso para localizar e identificar estas galaxias, y en cada círculo aparecen numerosos candidatos. Las observaciones de ALMA, en el rango submilimétrico, se muestran sobre una imagen infrarroja de la región vista por la cámara IRAC, instalada en el telescopio espacial Spitzer (en azul).
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), APEX (MPIfR/ESO/OSO), J. Hodge et al., A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center

El mejor mapa que se había hecho hasta el momento de esas polvorientas galaxias distantes se llevó a cabo utilizando el telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) operado por ESO. APEX llevó a cabo un sondeo de una parte del cielo del tamaño de la Luna llena [1], y detectó 126 galaxias de este tipo. Pero, en sus imágenes, cada estallido de formación estelar aparecía como una mancha más o menos difusa, tan amplia que cubría más de una galaxia (lo cual podía comprobarse estudiando imágenes más precisas tomadas en otras longitudes de onda). Al no saber exactamente cuál de esas galaxias estaba formando estrellas, los astrónomos veían obstaculizados sus estudios sobre formación estelar en el universo temprano.

HERSCHEL DEMUESTRA QUE EL AGUA HALLADA EN JÚPITER PROCEDE DEL IMPACTO DE UN COMETA

Title Jupiter G impact evolution
Released 04/02/2002 2:21 pm
Copyright R. Evans, J. Trauger, H. Hammel and the HST Comet Science Team
Description
This mosaic of WFPC-2 images shows the evolution of the G impact site on Jupiter (the 21 comet fragments of Shoemaker-Levy 9 were each assigned a corresponding letter to identify the impact site; G represents the 7th fragment to strike the planet. It was also the largest impact.).
The images from lower right to upper left show: the impact plume at 07/18/94 07:38 UT (about 5 minutes after the impact); the fresh impact site at 07/18/94 at 09:19 UT (1.5 hours after impact); the impact site after evolution by the winds of Jupiter (left), along with the L impact (right), taken on 07/21/94 at 06:22 UT (3 days after the G impact and 1.3 days after the L impact); and further evolution of the G and L sites due to winds and an additional impact (S) in the G vicinity, taken on 07/23/94 at 08:08 UT (5 days after the G impact).
Over 15 years later, ESA’s Herschel space observatory has linked water in Jupiter’s upper atmosphere to the impact of comet Shoemaker-Levy 9. Read full story: Herschel links Jupiter’s water to comet impact

 

Lugar de impacto G del cometa Shoemaker-Levy 9

 

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha resuelto el misterio sobre el origen del agua presente en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter, aportando pruebas concluyentes que indican que procede del impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en julio de 1994.

Durante aquella espectacular colisión, una cadena de 21 fragmentos del cometa se precipitaron sobre el hemisferio sur de Júpiter a lo largo de toda una semana, dejando unas oscuras cicatrices en la atmósfera del planeta que fueron visibles durante varias semanas.

Este imponente suceso fue la primera observación directa de una colisión fuera de nuestro propio planeta. Fue seguido en directo por astrómonos aficionados y profesionales de todo el mundo con la ayuda de telescopios en tierra y con el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble.

 

El Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA fue lanzado en 1995 y fue el primero en detectar y estudiar la presencia de agua en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter. Por aquel entonces ya se presentó la hipótesis de que el agua podría proceder del cometa Shoemaker-Levy 9, pero faltaban pruebas que la respaldasen.

Se esclarece la evolución química del universo a lo largo de los últimos diez mil millones de años

Un estudio, liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), analiza veinte mil galaxias comprendidas en el muestreo zCOSMOS. Concluye que las galaxias más distantes tienen menor proporción de elementos pesados que las del universo local, lo que confirma el modelo jerárquico de formación de galaxias

Existe un enorme abismo entre la composición química del universo primigenio, prácticamente formado por hidrógeno (93%) y helio (7%) y la composición actual, con proporciones variables de una larga lista de elementos (carbono, oxígeno, hierro, nitrógeno…). El estudio de la evolución química de las galaxias resulta esencial para la comprensión de la historia del universo, y un reciente estudio liderado por Enrique Pérez Montero (IAA-CSIC) ha despejado dudas al respecto: las galaxias más distantes, -y, por lo tanto, más jóvenes- tienen menor proporción de elementos pesados que las del universo local, confirmando así el modelo que afirma que las grandes galaxias se formaron a partir de la fusión de otras más pequeñas.

Fueron las estrellas las que, a través de las reacciones nucleares que se producen en su centro, operaron el cambio y aumentaron la proporción de metales (en astrofísica, los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio). “Es como una fábrica, un enorme horno en el que el hidrógeno da lugar a elementos más pesados, que se liberan al medio a través de vientos y de expulsión de material en las explosiones de supernova”, apunta Enrique Pérez Montero, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

El universo local (2 Mass Survey)

CERN: LHC Virtual Visit

CERN: LHC Virtual Visit

LHC – the aim of the exercise: To smash protons moving at 99.999999% of the speed of light into each other and so recreate conditions a fraction of a second after the big bang. The LHC experiments try and work out what happened.

The Large Hadron Collider (LHC) sits in a circular tunnel 27 km in circumference. The tunnel is buried around 50 to 175 m. underground. It straddles the Swiss and French borders on the outskirts of Geneva.

The first collisions at an energy of 3.5 TeV per beam took place on 30th March 2010.

The LHC is designed to collide two counter rotating beams of protons or heavy ions. Proton-proton collisions are foreseen at an energy of 7 TeV per beam.

Nueva explicación sobre las ‘pocas’ galaxias satélite de la Vía Láctea

Las galaxias enanas más lejanas del grupo al que pertenece la Vía Láctea se mueven tan rápido que su gas ‘desaparece’ durante el viaje. Este es el mecanismo que plantean investigadores de la colaboración internacional CLUES para explicar por qué la Vía Láctea tiene un número de galaxias satélite de este tipo menor al esperado. Las simulaciones se han llevado a cabo en el supercomputador MareNostrum del CNS-BSC de Barcelona.

La comunidad científica asume que la materia oscura y las galaxias se agrupan en el universo formando una intrincada red de filamentos y zonas vacías que se asemejan a la tela de una araña: la ‘telaraña cósmica’ (cosmic web, en inglés).

Las simulaciones numéricas indican que se deben de formar un número gigantesco de galaxias enanas. Unas acaban siendo atraídas por otras más masivas y se fusionan con ellas, pero otras consiguen sobrevivir y orbitan como satélites de las galaxias más grandes.

Una galaxia como la Vía Láctea debería tener diez veces más galaxias satélites enanas de las que se han descubierto hasta la fecha, según los cálculos. Ahora, miembros de la colaboración internacional Constrained Local UniversE Simulations (CLUES) ha estudiado este problema mediante el análisis de simulaciones. El objetivo, reproducir la formación de nuestro universo más cercano.

Para ello, los investigadores han utilizado las medidas de las posiciones y velocidades de las galaxias más cercanas a nosotros que se encuentran a una distancia de hasta un centenar de millones de años luz. A partir de estos datos, se recrean las condiciones donde se supone que la Vía Láctea, y su galaxia hermana, la galaxia de Andrómeda se empezaron a formar hace unos 10 mil millones de años.

Cosmólogos españoles proponen universos sin Big Bang

Investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña han retomado un modelo que propuso Einstein en los años 20 para plantear geometrías ‘teleparalelas’ del universo. Algunas de sus propuestas contemplan universos primitivos donde el Big Bang no existe. Los detalles se acaban de publicar en la revista Physical Review Letters.

¿Por qué la expansión del universo es acelerada, en lugar de ser decelerada como predice la teoría de la relatividad? ¿Por qué, al contrario de lo que apuntan los modelos cosmológicos, el universo no presenta singularidades, es decir, zonas del espacio-tiempo donde no se pueden definir magnitudes físicas relacionadas con los campos gravitatorios, como la curvatura?

Son preguntas que tratan de responder Jaime Haro y Jaume Amorós, investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña, en un trabajo que publica esta semana la revista Physical Review Letters.

Algunas de las soluciones halladas muestran un universo primitivo en el cual el Big Bang no existe. Evoluciona hasta nuestro universo actual, en el que una pequeña constante cosmológica actúa contra la gravedad para acelerar la expansión del universo. El valor de esta constante es 10^-52 m^-2.

 

“Es difícil explicar a un público no experto los resultados de nuestro estudio”, reconoce Haro a SINC, “pero el problema consiste en implementar correctamente la cosmología de Einstein para que coincida con los datos experimentales que poseemos hoy en día”.

En los años 20 del siglo pasado Albert Einstein introdujo un modelo, el teleparalelismo –una geometría descrita con ecuaciones de estado de agregación de la materia–, con el que intentó unificar infructuosamente la gravitación y el electromagnetismo.

“Ese modelo solo funciona para un rango de energía intermedio –ni muy alto ni muy bajo–, por lo que hay que introducir una diminuta constante cosmológica que domina sobre la materia actual, y así el universo puede expandirse de forma acelerada”, dice Haro, “aunque para grandes energías la cosa es mucho más complicada y especulativa”.

LA NASA PARTICIPARÁ EN LA MISIÓN DE LA ESA PARA ESTUDIAR EL LADO OSCURO DEL UNIVERSO

Los dos instrumentos científicos de este telescopio espacial de 1.2 metros de diámetro, que será puesto en órbita en el año 2020, cartografiarán la forma, el brillo y la distribución tridimensional de dos mil millones de galaxias, cubriendo más de un tercio del firmamento y remontándose hasta el primer cuarto de la historia del Universo.

Los científicos esperan encontrar respuestas a una cuestión clave para comprender la evolución y el destino del Universo: el papel que juegan la ‘materia oscura’ y la ‘energía oscura’.

La materia oscura es invisible, pero su atracción gravitatoria está frenando la expansión del Universo. La energía oscura, sin embargo, parece estar acelerándola.