Mes: mayo 2024

Con aportaciones de la NASA, la misión complementará los estudios sobre la energía oscura que realizará el próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la agencia.

La misión Euclid, dirigida por la ESA (Agencia Espacial Europea) con contribuciones de la NASA, ha publicado cinco nuevas imágenes que muestran la capacidad del telescopio espacial para explorar dos misterios cósmicos a gran escala: la materia oscura y la energía oscura. La materia oscura es una sustancia invisible cinco veces más común en el universo que la materia “normal”, pero de composición desconocida. “Energía oscura” es el nombre que recibe la fuente desconocida que hace que el universo se expanda cada vez más rápido.

De aquí a 2030, Euclid creará un mapa cósmico que cubrirá casi un tercio del cielo, utilizando un campo de visión mucho más amplio que el de los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA, diseñados para estudiar áreas más pequeñas con mayor detalle. De este modo, los científicos podrán cartografiar la presencia de materia oscura con mayor precisión que nunca. También podrán utilizar este mapa para estudiar cómo ha cambiado la fuerza de la energía oscura a lo largo del tiempo.

Las cinco nuevas imágenes muestran vistas de distintos tamaños -desde una región de formación estelar en la Vía Láctea hasta cúmulos de cientos de galaxias- y fueron tomadas poco después del lanzamiento de Euclid en julio de 2023 como parte de su programa de observaciones tempranas. La misión publicó cinco imágenes de ese programa el año pasado como anticipo de lo que Euclid ofrecería, antes de que los científicos hubieran analizado los datos.

Los planificadores de la misión del próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA utilizarán los hallazgos de Euclid para informar sobre el trabajo complementario de Roman sobre la energía oscura. Los científicos utilizarán Roman, con su mayor sensibilidad y nitidez, para ampliar el tipo de ciencia que permite Euclid mediante el estudio de galaxias más débiles y distantes.

Messier 78, esta es una de las nebulosas más brillantes en nuestro cielo y es un sitio de formación estelar activa. ESA/ Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

NGC 6744, una galaxia espiral barrada que actualmente forma estrellas a un ritmo notable dentro de nuestro universo local. Esta galaxia a menudo es llamada doble de nuestra propia galaxia de la Vía Láctea debido a sus similitudes. ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

El cúmulo galaxia Abell 2764. Los cúmulos de galaxias como este se encuentran entre las estructuras más grandes y masivas del universo, mantenidas juntas por la gravedad. Se compone de cientos a miles de galaxias y gas caliente que interactúan en un halo de materia oscura. ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

Galaxias en el Grupo de Dorado son capturadas por Euclides en medio de la formación, evolución, e incluso fusionándose con sorprendente detalle. ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

El cúmulo de la galaxia Abell 2390. Euclides revela una impresionante exhibición de más de 50.000 galaxias, algunas representan una impresionante variedad de lentes gravitacionales. ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

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Con el aspecto de una reluciente geoda cósmica, un trío de deslumbrantes estrellas resplandece desde la cavidad hueca de una nebulosa de reflexión, en esta nueva imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA.

El sistema estelar triple está formado por la estrella variable HP Tau, HP Tau G2 y HP Tau G3. HP Tau es conocida como una estrella T Tauri, un tipo de estrella variable joven que aún no ha iniciado la fusión nuclear pero que está empezando a evolucionar hacia una estrella alimentada por hidrógeno similar a nuestro Sol.

Las estrellas T Tauri suelen tener menos de 10 millones de años -en comparación, nuestro Sol tiene unos 4.600 millones de años- y a menudo se encuentran aún envueltas en las nubes de polvo y gas de las que se formaron. Como todas las estrellas variables, el brillo de HP Tau cambia con el tiempo. Se sabe que las estrellas T Tauri presentan fluctuaciones de brillo tanto periódicas como aleatorias. Las variaciones aleatorias pueden deberse a la naturaleza caótica de una estrella joven en desarrollo, como inestabilidades en el disco de acreción de polvo y gas que rodea a la estrella, material de ese disco que cae sobre la estrella y se consume, y llamaradas en la superficie de la estrella. Los cambios periódicos pueden deberse a manchas solares gigantes que entran y salen del campo de visión. Curvándose alrededor de las estrellas, una nube de gas y polvo brilla con su luz reflejada. Las nebulosas de reflexión no emiten luz visible propia, sino que brillan cuando la luz de las estrellas cercanas rebota en el gas y el polvo, como la niebla iluminada por el resplandor de los faros de un coche.

HP Tau se encuentra a unos 550 años-luz de distancia, en la constelación de Tauro. El Hubble estudió HP Tau como parte de una investigación sobre los discos protoplanetarios, los discos de material alrededor de las estrellas que se fusionan en planetas a lo largo de millones de años.

Créditos: NASA, ESA, G. Duchene (Universidad de Grenoble I); Procesamiento de imágenes: Gladys Kober (NASA/Universidad Católica de América)

El cúmulo de galaxias SDSS J1038+4849 sonríe porque sabe que los telescopios no pueden ver directamente la materia oscura, pero nos ayudan a averiguar más sobre ella gracias a las lentes gravitacionales.

Cómo la gravedad deforma la luz: Obviamente, la gravedad es muy importante. Te mantiene pegado a la Tierra para que no salgas volando al espacio y, lo que es igual de importante, evita que el helado salga flotando del cucurucho. Hemos aprendido mucho sobre la gravedad en los últimos cientos de años, pero una de las cosas más extrañas que hemos descubierto es que la mayor parte de la gravedad en el universo proviene de una fuente invisible llamada “materia oscura”. Aunque nuestros telescopios no pueden ver directamente la materia oscura, pueden ayudarnos a averiguar más cosas sobre ella gracias a un fenómeno llamado lente gravitatoria.

La gravedad de la situación: Todo lo que tiene masa ejerce una atracción gravitatoria sobre el resto de las cosas que tienen masa. Esto se debe a que la masa deforma el espacio-tiempo, el tejido subyacente del universo. Cosas como las llamas, los donuts e incluso los clips deforman el espacio-tiempo, pero sólo un poco, ya que no son muy masivas. Los objetos más voluminosos, como los planetas, las estrellas y los agujeros negros, lo deforman mucho porque son mucho más masivos, pero sólo en su entorno local, ya que son compactos. Las distorsiones espacio-temporales que crean influyen en el movimiento de los objetos que pasan cerca de ellos.

Los grandes cúmulos de galaxias son tan masivos que su gravedad produce efectos bastante extraños. Cuando la luz pasa cerca de un objeto masivo, el espacio-tiempo se deforma tanto que curva la trayectoria que debe seguir la luz. La luz que normalmente atravesaría el cúmulo de galaxias se curva a su alrededor, produciendo imágenes intensificadas -y a veces múltiples- de la fuente. Este proceso, denominado lente gravitacional, convierte a los cúmulos de galaxias en gigantescas lupas intergalácticas que nos permiten vislumbrar objetos cósmicos que normalmente estarían demasiado lejos y serían demasiado débiles incluso para nuestros mayores telescopios.

El Hubble “ve” materia oscura:

Recapitulemos: la masa deforma el espacio-tiempo. A mayor masa, mayor deformación y mayores efectos de lente gravitatoria. De hecho, estudiando los objetos “lente”, podemos determinar la cantidad y la ubicación de la materia invisible que causa la distorsión.

Gracias a las lentes gravitacionales, los científicos han medido la masa total de muchos cúmulos de galaxias, lo que ha revelado que toda la materia que pueden ver no es suficiente para crear los efectos de deformación que observan. Hay más atracción gravitatoria que materia visible que la ejerza, ¡mucha más! Los científicos han dado el nombre de “materia oscura” a la materia invisible que explica esta diferencia. Es invisible a nuestros ojos y telescopios, ¡pero no puede ocultar su gravedad!

El desajuste entre lo que vemos y lo que sabemos que debe haber puede parecer extraño, pero no es difícil de imaginar. Usted sabe que la gente no puede flotar en el aire, así que ¿qué pasaría si viera a una persona que parece hacer precisamente eso? Sabrías de inmediato que debe haber cables que lo sostienen, aunque no pudieras verlos.

Este pase de diapositivas destaca cinco imágenes del telescopio espacial Hubble con galaxias fuertemente polarizadas. La trayectoria de la luz de estas galaxias se curva alrededor de los objetos masivos debido a su fuerte gravedad, creando estas imágenes distorsionadas.
NASA, ESA, Hubble, J. Lotz, Equipo HFF, Andrew Fruchter, Equipo ERO, K. Sharon y E. Ofek

Roman intensificará la búsqueda: Bautizado con el nombre de la primera astrónoma jefe de la NASA, la “madre del telescopio espacial Hubble”, el Nancy Grace Roman Space Telescope tendrá un campo de visión al menos 100 veces mayor que el del Hubble, pudiendo medir la luz de mil millones de galaxias durante su vida útil. Este observatorio también podrá bloquear la luz de las estrellas para ver directamente exoplanetas y discos de formación planetaria, completar un censo estadístico de los sistemas planetarios de nuestra galaxia y resolver cuestiones esenciales en los ámbitos de la energía oscura, los exoplanetas y la astrofísica infrarroja.

El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman llevará estas observaciones de lentes gravitacionales a un nivel superior. Roman será lo suficientemente sensible como para utilizar una versión mucho más sutil del mismo efecto, llamada lente gravitacional débil, para ver cómo los cúmulos más pequeños de materia oscura deforman la apariencia de las galaxias distantes. Observando los efectos de lente a esta pequeña escala, los científicos podrán completar más lagunas en nuestra comprensión de la materia oscura.

El amplio campo de visión de Roman será al menos 100 veces mayor que el del Hubble, manteniendo la misma asombrosa calidad de imagen. También será más eficiente y tomará imágenes más rápidamente, por lo que el mapa de lentes de Roman será casi mil veces mayor que el del Hubble. Roman recogerá tantos datos en su primer año que permitirá a los científicos realizar estudios en profundidad que habrían llevado cientos de años con telescopios anteriores.

Esta simulación muestra una lente gravitatoria que se mueve contra un campo de galaxias de fondo. El objeto que pasa entre la cámara y las galaxias del fondo deforma el espacio debido a su gravedad. El espacio deformado curva la trayectoria de la luz de las galaxias del fondo, haciendo que aparezcan distorsionadas y más brillantes. Frank Summers (STScI)

Las observaciones con lentes gravitatorias débiles de Roman nos permitirán mirar aún más atrás en el tiempo de lo que el Hubble es capaz de ver. Los científicos creen que la estructura subyacente de materia oscura del universo desempeñó un papel fundamental en la formación y evolución de las galaxias al atraer la materia normal. Ver cómo se distribuía la materia oscura en el universo desde sus primeras etapas hasta el presente ayudará a los científicos a desentrañar cómo ha evolucionado a lo largo del tiempo y, posiblemente, proporcionará pistas sobre cómo puede seguir evolucionando. No sabemos qué nos deparará el futuro, pero Roman nos ayudará a averiguarlo.

Más información: https://go.nasa.gov/44PG7BU

MDSCC se suma a la celebración y la conservación de las abejas en su día oficial, que se conmemora cada 20 de Mayo.

Este año, la celebración ha coincidido con el rescate de 40.000 ejemplares de abejas (unos 4 kilos aprox.) de un enjambre situado en la antena DSS65.

Fotografía del enjambre en la antena.

El hallazgo se produjo durante las labores de mantenimiento de la antena. Cuando se detectó la presencia del enjambre comenzaron las labores de rescate. Primero se solicitó ayuda a los Bomberos de la Comunidad de Madrid, que no consiguieron su propósito, dada la complicada ubicación del enjambre en la estructura de la antena. Tras el primer intento, se contactó con un apicultor especializado: Sergio Tadeo (Enjambresmadrid.es), que finalmente, en la madrugada del 23 de Abril, ejecutó con éxito la labor de salvamento de todas la abejas y su reina a la cabeza. Gracias a Sergio, el enjambre ha sido trasladado a un lugar seguro donde las abejas están perfectamente atendidas.

Vídeo tomado por el apicultor, Sergio Tadeo.

El instrumento de infrarrojo medio (MIRI), gestionado hasta su lanzamiento por NASA-JPL, ayudó a revelar por primera vez las estructuras, a pequeña escala, del borde de la nebulosa.

El telescopio espacial James Webb de la NASA, ha captado las imágenes infrarrojas más nítidas hasta la fecha, de una porción ampliada de uno de los objetos más distintivos de nuestros cielos, la nebulosa Cabeza de Caballo. Estas observaciones muestran la parte superior de la “crin de caballo”, o borde de esta icónica nebulosa, bajo una luz totalmente nueva, captando la complejidad de la región con una resolución espacial sin precedentes.

Las nuevas imágenes de Webb muestran parte del cielo en la constelación de Orión (“El Cazador”), en el lado occidental de una densa región conocida como la nube molecular Orión B. De entre las turbulentas olas de polvo y gas surge la nebulosa Cabeza de Caballo, también conocida como Barnard 33, que se encuentra a unos 1.300 años-luz de distancia.

La nebulosa se formó a partir del colapso de una nube interestelar de material y brilla porque está iluminada por una estrella caliente cercana. Las nubes de gas que rodean la Cabeza de Caballo ya se han disipado, pero el pilar que sobresale está formado por gruesos cúmulos de material y, por tanto, es más difícil de erosionar. Los astrónomos calculan que a Cabeza de Caballo le quedan unos 5 millones de años antes de desintegrarse. La nueva vista de Webb se centra en el borde iluminado de la parte superior de la distintiva estructura de polvo y gas de la nebulosa.

La nebulosa Cabeza de Caballo es una conocida región de fotodisociación o PDR. En una región de este tipo, la luz ultravioleta (UV) procedente de estrellas jóvenes y masivas crea una zona cálida y mayoritariamente neutra de gas y polvo entre el gas totalmente ionizado que rodea a las estrellas masivas y las nubes en las que nacen. Esta radiación UV influye enormemente en la química de estas regiones y actúa como una importante fuente de calor.

Estas regiones se producen donde el gas interestelar es lo suficientemente denso como para permanecer mayoritariamente neutro, pero no lo suficientemente denso como para impedir la penetración de la luz UV de las estrellas masivas. La luz emitida por estas PDR constituye una herramienta única para estudiar los procesos físicos y químicos que impulsan la evolución de la materia interestelar en nuestra galaxia y en todo el universo, desde la primera época de vigorosa formación estelar hasta nuestros días.

Debido a su proximidad y a su geometría casi de canto, la nebulosa Cabeza de Caballo es un objetivo ideal para que los astrónomos estudien las estructuras físicas de las PDR y la evolución molecular del gas y el polvo dentro de sus respectivos entornos, así como las regiones de transición entre ellos. Se considera una de las mejores regiones del cielo para estudiar cómo interactúa la radiación con la materia interestelar.

Gracias a los instrumentos MIRI y NIRCam de Webb, un equipo internacional de astrónomos ha revelado por primera vez las estructuras a pequeña escala del borde iluminado de la Cabeza de Caballo. A medida que la luz ultravioleta evapora la nube de polvo, las partículas de polvo son barridas fuera de la nube, arrastradas con el gas calentado. Webb ha detectado una red de finos rasgos que trazan este movimiento. Las observaciones también han permitido a los astrónomos investigar cómo el polvo bloquea y emite luz, y comprender mejor la forma multidimensional de la nebulosa.

Si la estrella impacta directamente contra un agujero negro masivo, entonces la estrella cae por completo y todo desaparece. Sin embargo, lo más probable es que la estrella se acerque lo suficiente como para que la gravedad del agujero negro arrastre sus capas exteriores, o desintegre la estrella. Entonces, la mayor parte del gas de la estrella no cae en el agujero negro. Estas perturbaciones estelares pueden ser tan brillantes como una supernova y cada vez se descubren más gracias a los estudios automatizados del cielo. En la ilustración, una estrella acaba de atravesar un enorme agujero negro y desprende gas que continúa orbitando. El borde interior de un disco de gas y polvo que rodea al agujero negro se calienta por la perturbación y puede brillar mucho después de que la estrella desaparezca.

Aún se desconocen muchos detalles, pero las observaciones están proporcionando nuevas pistas. En 2014, los telescopios robóticos terrestres del All Sky Automated Survey for SuperNovae (Proyecto ASAS-SN) registraron una potente explosión, a la que siguieron observaciones realizadas por instrumentos como el satélite Swift de la NASA en órbita terrestre. El modelado por ordenador de estas emisiones se ajusta a una estrella que está siendo desgarrada por un agujero negro supermasivo lejano. Los resultados de una colisión de este tipo se muestran en la ilustración. El agujero negro se representa como un pequeño punto negro en el centro. A medida que la materia cae hacia el agujero, colisiona con otra materia y se calienta. Alrededor del agujero negro hay un disco de acreción de materia caliente que solía ser la estrella, con un chorro que emana del eje de giro del agujero negro.

Black Hole Accreting with Jet (APOD: 2024 May 07)

Illustration Credit: NASA, Swift, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

http://auroresimonnet.com/about-me/

http://www.phys-astro.sonoma.edu/

Starship Asterisk* • APOD Discussion Page