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Las Nubes de Magallanes están conectadas por un puente de estrellas

Las nubes de Magallanes, las dos galaxias satélites más grandes de la Vía Láctea, se ven conectadas por un puente que se extiende a lo largo de 43.000 años luz

Un equipo internacional de astrónomos liderado por investigadores de la Universidad de Cambridge publica este hallazgo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y se basa en el censo estelar galáctico realizado por el Observatorio Espacial Europeo, Gaia.

Durante los últimos 15 años, los científicos han anticipado ansiosamente los datos de Gaia. La primera porción de información del satélite fue presentada hace tres meses y es de libre acceso. Este conjunto de datos de calidad sin precedentes es un catálogo de las posiciones y el brillo de mil millones de estrellas en nuestra galaxia de la Vía Láctea y sus alrededores.

Lo que Gaia ha enviado a la Tierra es único. La resolución angular del satélite es similar a la del Telescopio Espacial Hubble, pero dada su mayor campo de visión, puede cubrir todo el cielo en lugar de una pequeña porción de él. De hecho, Gaia utiliza el mayor número de píxeles para tomar imágenes digitales del cielo de cualquier instrumento espacial. Mejor aún, el Observatorio no tiene sólo un telescopio sino dos, compartiendo el plano focal de un metro de ancho.

A diferencia de los telescopios típicos, Gaia no solo apunta y mira: constantemente gira alrededor de su eje, barriendo todo el cielo en menos de un mes. Por lo tanto, no sólo mide las propiedades instantáneas de las estrellas, sino que también rastrea sus cambios con el tiempo. Esto proporciona una oportunidad perfecta para encontrar una variedad de objetos, por ejemplo estrellas que pulsan o explotan, incluso si esto no es para lo que el satélite fue diseñado principalmente.

El equipo de Cambridge se concentró en el área alrededor de las Nubes de Magallanes y usó los datos de Gaia para seleccionar estrellas pulsantes de un tipo particular: las llamadas RR Lyrae, muy antigua y no evolucionada químicamente. Como estas estrellas han estado alrededor desde los primeros días de la existencia de las Nubes, ofrecen una visión de la historia de la pareja. El estudio de las Nubes de Magallanes (LMC y SMC, respectivamente) siempre ha sido difícil ya que se extienden a lo largo de una gran área. Pero con la visión de todo el cielo de Gaia, esto se ha convertido en una tarea mucho más fácil.

Alrededor de la Vía Láctea, las nubes son los ejemplos más brillantes y más grandes de galaxias satelitales enanas. Conocidas por la humanidad desde los albores de la historia (y para los europeos desde sus primeros viajes al hemisferio sur) las Nubes de Magallanes han permanecido como un enigma hasta la fecha. A pesar de que las nubes han sido un elemento constante del cielo, los astrónomos sólo recientemente han tenido la oportunidad de estudiarlas en cualquier detalle.

La cuestión de si las nubes encajan o no en la teoría convencional de la formación de galaxias depende críticamente de su masa y del momento de su primer acercamiento a la Vía Láctea. Los investigadores del Instituto de Astronomía de Cambridge encontraron pistas que podrían ayudar a responder a ambas preguntas.

En primer lugar, las estrellas RR Lyrae detectadas por Gaia se utilizaron para trazar la extensión de la Gran Nube de Magallanes (LMC). Se encontró que la LMC poseía un «halo» de baja luminosidad difusa que se extendía hasta 20 grados desde su centro. La LMC sólo sería capaz de aferrarse a las estrellas a distancias tan grandes si era sustancialmente más grande de lo que se pensaba anteriormente, totalizando tal vez hasta una décima parte de la masa de toda la Vía Láctea.

Una sincronización exacta de la llegada de las nubes a la galaxia es imposible sin el conocimiento de sus órbitas. Desafortunadamente, las órbitas de los satélites son difíciles de medir: a grandes distancias, el movimiento del objeto en el cielo es tan minúsculo que es simplemente no observable durante una vida humana. En ausencia de una órbita, Vasily Belokurov y sus colegas encontraron lo siguiente mejor: una corriente estelar.

Corrientes de estrellas se forman cuando un satélite —una galaxia enana o un cúmulo de estrellas— comienza a sentir la fuerza de marea del cuerpo alrededor del cual orbita. Las mareas estiran el satélite en dos direcciones: hacia y lejos del anfitrión. Como resultado, en la periferia del satélite, dos aberturas se forman: pequeñas regiones donde la atracción gravitacional del satélite es equilibrada por la atracción del huésped. Las estrellas satélites que entran en estas regiones encuentran fácil abandonar el satélite por completo y comenzar a orbitar al huésped. Poco a poco, estrella tras estrella abandona el satélite, dejando una huella luminosa en el cielo, y revelando así la órbita del satélite.

«Las corrientes estelares alrededor de las nubes fueron predichas pero nunca observadas,» explica el Belokurov. «Después de haber marcado las posiciones de RR Lyrae en el cielo con Gaia, nos sorprendió ver una estrecha estructura en forma de puente que conecta las dos nubes. Creemos que al menos en parte este ‘puente’ está compuesto de estrellas despojadas de la nube pequeña por la grande. El resto puede ser realmente las estrellas de la LMC sacadas de ella por la Vía Láctea».

Los investigadores creen que el puente RR Lyrae ayudará a aclarar la historia de la interacción entre las nubes y nuestra galaxia.

«Hemos comparado la forma y la posición exacta del puente estelar de Gaia con las simulaciones por ordenador de las nubes de Magallanes cuando se aproximan a la Vía Láctea», explica Denis Erkal, coautor del estudio.





«Muchas de las estrellas en el puente parecen haber sido removidas de la Pequeña Nube de Magallanes (SMC) en la interacción más reciente, hace unos 200 millones de años, cuando las galaxias enanas pasaron relativamente cerca una de otra». Creemos que como resultado de ese evento, no sólo las estrellas, sino también el gas hidrógeno, se eliminó de la SMC. Al medir el desplazamiento entre los puentes de RR Lyrae y el hidrógeno, podemos poner restricciones sobre la densidad de la corona galáctica gaseosa».

Vasily Belokurov et al, Clouds, Streams and Bridges. Redrawing the blueprint of the Magellanic System withDR1, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016). DOI: 10.1093/mnras/stw3357

Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Emisora de desconcertantes ondas de radio FRB era una galaxia enana

Una de las señales de radio cósmicas que han mantenido preocupados a los astrónomos desde su detección hace 10 años finalmente fue ligada a una fuente, una antigua galaxia enana a 3.000 millones de años luz

Las ráfagas rápidas de radio (FRB, Fast Radio Burst en inglés = Ráfagas Rápidas de Radio), que parpadean sólo unos pocos milisegundos, crearon un revuelo entre los astrónomos porque parecían venir de fuera de nuestra galaxia, lo que significa que tendrían que ser muy poderosas para ser vistas desde la Tierra y porque ninguna de las primeros en ser observadas fueron vistas nuevamente.

Una explosión repetitiva fue descubierta en 2012, sin embargo, brindando la oportunidad a un equipo de investigadores de monitorear repetidamente su área del cielo con el telescopio Karl Jansky (Very Large Array, VLA) en Nuevo México y el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, con la esperanza de identificar su ubicación.







Nueve ráfagas

Gracias al desarrollo de datos de alta velocidad y software de análisis de datos en tiempo real por un astrónomo de la Universidad de California, Berkeley, el año pasado VLA detectó un total de nueve ráfagas durante un período de un mes, suficiente para localizarlo dentro de un décimo de un arcosegundo. Posteriormente, las matrices de interferómetro de radio europeas y americanas más grandes lo localizaron a un centésimo de un arcosegundo, dentro de una región de aproximadamente 100 años luz de diámetro.

Imágenes profundas de esa región tomadas con el Telescopio Gemini Norte en Hawai revelaron una galaxia enana ópticamente débil que el VLA posteriormente descubrió también que emite continuamente ondas de radio de bajo nivel, típico de una galaxia con un núcleo activo quizás indicativo de un agujero negro central supermasivo. La galaxia tiene una baja abundancia de elementos distintos del hidrógeno y el helio, sugestivos de una galaxia que se formó durante la edad media del universo.

Explosión de radio

El origen de una explosión de radio rápida en este tipo de galaxias enanas sugiere una conexión a otros eventos energéticos que se producen en galaxias enanas similares, dijo el coautor y astrónomo de la UC Berkeley, Casey Law, quien dirigió el desarrollo del sistema de adquisición de datos y creó el software de análisis para buscar FRB’s únicas.

En este tipo de galaxias también se producen estrellas explosivas extremadamente brillantes, llamadas supernovas superluminosas, y rayos gamma largos, y ambos están hipotéticamente asociados con estrellas de neutrones masivas, altamente magnéticas y de rotación rápida llamadas magnetares. Las estrellas de neutrones son objetos densos y compactos creados en explosiones de supernova, vistos principalmente como pulsares, porque emiten pulsos de radio periódicos mientras giran.

«Todos estos hilos apuntan a la idea de que en este ambiente, algo genera estos magnetares», dijo en un comunicado Law. «Podría ser creado por una supernova superluminosa o una explosión de rayos gamma larga, y luego más tarde, a medida que evoluciona y su rotación se ralentiza un poco, produce estos ráfagas de radio rápidas, así como emisión de radio continua impulsado por ese freno en la rotación. Se parece a los magnetares que vemos en nuestra galaxia, que tienen campos magnéticos extremadamente fuertes pero giran más como los pulsares ordinarios «.

En esa interpretación, dijo, las ráfagas rápidas de radio son como los berrinches de un niño pequeño. Sin embargo, esto es sólo una teoría. Hay muchos otras, aunque los nuevos datos descartan varias explicaciones sugeridas para la fuente de estas ráfagas.

«Somos los primeros en demostrar que esto es un fenómeno cosmológico, no es algo en nuestro patio trasero, y somos los primeros en ver dónde está sucediendo esta cosa, en esta pequeña galaxia, que creo que es una sorpresa», dijo Law. «Ahora nuestro objetivo es averiguar por qué sucede eso.»

Shami Chatterjee, de la Universidad de Cornell y otros astrónomos del equipo, presentaron sus hallazgos en la reunión de la American Astronomical Society en Grapevine, Texas, en la revista científica Nature, y en dos artículos complementarios que aparecerán en Astrophysical Journal Letters.

Fuente: Knowridge Science Report. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Descubren una de las galaxias muy alejadas más brillantes conocidas hasta hoy

Su hallazgo, a 11.400 millones de años luz, fue posible gracias a la ampliación de su brillo aparente que produjo una galaxia ubicada entre ella y la Tierra, que actúa como lente gravitacional y concentra la luz como una lupa.

Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL) ha descubierto una de las galaxias no activas más brillantes y luminosas conocidas hasta la fecha en el universo joven. El hallazgo de BG1429+1202 ha sido posible gracias a la “ayuda” de una galaxia elíptica masiva en la línea de visión a ese objeto, que actúa a modo de lente aumentando el brillo y distorsionando la imagen observada. Los resultados, publicados en Astrophysical Journal Letters, se enmarcan en el proyecto BELLS GALLERY, basado en el análisis de millón y medio de espectros de galaxias del Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

En el fenómeno de lente gravitatoria, predicho por la teoría de la Relatividad General de Einstein, la luz se desvía cuando pasa cerca de un objeto muy masivo. Para un observador distante, la masa de la galaxia elíptica actúa sobre la luz como una lente gigante. Resulta así una imagen mucho más brillante de la fuente, BG1429+1202, lo que permite ver detalles que de otra manera serían demasiado débiles para ser detectados.

“Este es uno de los pocos casos conocidos de galaxias –destaca Rui Marques Chaves, estudiante de doctorado del IAC-ULL y primer autor del artículo- con un brillo aparente muy alto y con una luminosidad intrínseca también muy alta. Las observaciones nos permitieron determinar sus propiedades principales en poco tiempo”.







Para estudiar este sistema de lente gravitatoria utilizaron dos telescopios del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma): el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) y el Telescopio William Herschel (WHT), este último del Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING). El mismo está formado por una galaxia elíptica masiva a una distancia de 5.400 millones de años luz y una galaxia detrás de ella, BG1429+1202, emisora en la línea Lyman alfa a 11.400 millones de años luz (cuando la edad del Universo era de aproximadamente 2.300 millones de años. La galaxia lente produce cuatro imágenes diferentes de la galaxia lejana, con un flujo luminoso total nueve veces superior al que tendría esta última si no hubiera ninguna lente natural en la línea de visión.

Alta luminosidad en el ultravioleta

Lo excepcional de BG1429+1202 es su muy alta luminosidad en la línea de emisión de Lyman alfa, una de las más brillantes en el rango ultravioleta, ya que otros casos similares conocidos de lentes cósmicas no muestran una emisión tan intensa. Aunque el efecto de lente gravitatoria se ha usado en muchos proyectos, el método de selección de galaxias Lyman alfa lejanas, amplificadas por galaxias lente, ha sido utilizado por primera vez en el proyecto BELLS GALLERY. “Analizamos del orden de un millón y medio de espectros de galaxias”, añade Yiping Shu, astrónomo del National Astronomical Observatories (NAOC), en Pekín (China), y primer autor de publicaciones previas del citado proyecto. “Fueron obtenidos con el telescopio Sloan del Observatorio Apache Point, en Nuevo México (EEUU), y detectamos emisión en la línea de Lyman alfa proveniente de galaxias a distancias mucho mayores que las lentes en 187 casos, de los cuales hemos observado 21 con el telescopio espacial Hubble. Estas observaciones de alta resolución angular confirman que la mayoría de estos objetos son lentes”.

El aumento del brillo aparente –el observado en el cielo visto desde la Tierra- de galaxias lejanas que se produce por las lentes gravitatorias permite obtener datos de mejor calidad. “Con telescopios como el WHT y el GTC -explica Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC-ULL y coordinador de este trabajo- podemos realizar estudios que sin la presencia de las lentes serían imposibles. En la práctica, es como si en vez de observar con un telescopio de 10 m como el GTC, estuviéramos observando ya con uno de los futuros telescopios gigantes, como el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) de 39 m o el Telescopio de Treinta Metros (TMT)”. “BG1429+1202 es tan brillante que se detecta incluso en las imágenes fotográficas del Digital Sky Survey”, añade Paloma Martínez Navajas, investigadora del IAC-ULL y otra de las autoras del estudio.

A pesar de los abundantes estudios anteriores de lentes gravitatorias basados en imágenes y espectros del proyecto Sloan Digital Sky Survey, BG1429+1202 había pasado desapercibia hasta este trabajo. “Hallazgos como BG1429 + 1202 demuestran que grandes compilaciones de datos astronómicos de cartografiados como el anterior pueden tener nuevas aplicaciones astrofísicas. En el National Optical Astronomy Observatory (NOAO), en Tucson, Arizona (EE.UU) estamos implementando herramientas de acceso abierto para apoyar este tipo de investigaciones utilizando observaciones públicas de la Dark Energy Camera y otros instrumentos, además de próximos datos de proyectos como el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) “, concluye Adam Bolton, subdirector dela NOAO y autor de este artículo.

Artículo: “Discovery of a very bright and intrinsically very luminous, strongly lensed Lya emitting galaxy at z = 2.82 in the BOSS Emission-Line Lens Survey”, por Rui Marques-Chaves (IAC-ULL), Ismael Pérez-Fournon (IAC-ULL), Yiping Shu (NAOC), Paloma I. Martínez-Navajas (IAC-ULL), Adam S. Bolton (NOAO y Univ. Utah), Christopher S. Kochanek (Ohio State Univ.), Masamune Oguri (Univ. Tokyo), Zheng Zheng (Univ. Utah), Shude Mao (Tsinghua Univ., NAOC y Univ. Manchester), Antonio D. Montero-Dorta (Univ. Utah), Matthew A. Cornachione (Univ. Utah), and Joel R. Brownstein (Univ. Utah) , 2017, ApJL, 834, L18.

Fuente: Solo Ciencia. Aportado por Eduardo J. Carletti

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