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Un saco de carbón cósmico que se se encenderá en el futuro

La nebulosa Saco de Carbón se encuentra a 600 años luz de distancia, en la constelación de Crux (la Cruz del Sur). La silueta de este enorme y oscuro objeto contrasta sobre la banda luminosa y estrellada de la Vía Láctea y, por esta razón, la nebulosa se conoce en el hemisferio sur desde que nuestra especie existe

El primero en dar a conocer la existencia de la nebulosa Saco de Carbón a Europa, en 1499, fue el explorador español Vicente Yáñez Pinzón. Más tarde, la nebulosa obtuvo el sobrenombre de Nube Oscura de Magallanes, un juego de palabras dado su negro aspecto en comparación con el brillante resplandor de las dos nubes de Magallanes, que son en realidad galaxias satélite de la Vía Láctea. Estas dos galaxias son claramente visibles en el cielo austral y llamaron la atención de los europeos durante las exploraciones de Fernando de Magallanes en el siglo XVI. Sin embargo, la Saco de Carbón no es una galaxia. Como otras nebulosas oscuras, en realidad es una nube interestelar de polvo tan espesa que impide que la mayor parte de la luz de las estrellas del fondo llegue a los observadores.


En esta nueva imagen, captada por la cámara Wide Field Imager (instalada en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile), las manchas oscuras casi bloquean la luz de un rico campo de estrellas. Las áreas de color son pequeñas partes de una enorme nebulosa oscura conocida como Saco de Carbón, uno de los objetos más destacados de este tipo, visible a simple vista. Dentro de millones de años, trozos de esta nebulosa se prenderán, casi como su homónimo combustible fósil, con el brillo de numerosas estrellas jóvenes

Un número significativo de las partículas de polvo que hay en las nebulosas oscuras tienen sobre su superficie capas de agua congelada, nitrógeno, monóxido de carbono y otras moléculas orgánicas simples. Los granos resultantes impiden en gran parte que la luz visible pase a través de la nube cósmica. Para hacerse una idea de cuán oscura es la nebulosa Saco de Carbón, en 1970, el astrónomo finlandés Kalevi Mattila publicó un estudio estimando que esta nebulosa tiene sólo un 10% de la luminosidad de la Vía Láctea circundante. Sin embargo, sí que deja pasar algo de la luz de las estrellas de fondo, tal y como podemos comprobar en esta nueva imagen ESO y en otras observaciones llevadas a cabo por telescopios modernos.

La poca luz que consigue atravesar la nebulosa no llega hasta nosotros sin haber sufrido algunos cambios. La luz que vemos en esta imagen se ve más roja de lo que debería ser. Esto se debe a que el polvo de las nebulosas oscuras absorbe y dispersa la luz azul de las estrellas más que la roja, haciendo que la estrella se vea varios tonos más rojiza de lo que es en realidad.

Dentro de millones de años, los días oscuros de la nebulosa Saco de Carbón llegarán a su fin. Las densas nubes interestelares como esta contienen un montón de polvo y gas, el combustible para formar nuevas estrellas. A medida que el material perdido en la nebulosa vaya uniéndose bajo la mutua atracción de la gravedad, irán naciendo estrellas que se “encenderán” y las “pepitas” de carbón de este saco empezarán a «quemarse», casi como si ardieran a causa de una llama.

Información adicional

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

 

 

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces:
Fotos del Observatorio La Silla de ESO
Fotos del Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros
Fotos tomadas con el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros

Fuente: ESO. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La enigmática materia oscura: ¿Es el "sistema operativo" de nuestro universo?

Un investigador de la Fundación Vasca para la Ciencia (Ikerbasque) que trabaja en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, piensa que así es

¿Es la materia oscura el «sistema operativo» del Universo? Tom Broadhurst, un investigador en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, piensa que así es. Ha participado junto a científicos de la Universidad Nacional de Taiwán en un trabajo de investigación que explora en profundidad la materia oscura fría y propone nuevas respuestas sobre la formación de las galaxias y de la estructura del Universo. Estas predicciones se están contrastando con datos proporcionados por el telescopio espacial Hubble.

En la cosmología, la materia oscura fría es una forma de la materia cuyas partículas se mueven lentamente en comparación con la luz, e interactúan débilmente con la radiación electromagnética. Se estima que sólo una pequeña fracción de la materia en el Universo es materia bariónica, que forma las estrellas, los planetas y los organismos vivos. El resto, que comprende más del 80%, es la materia oscura y la energía oscura.

La teoría de la materia oscura fría ayuda a explicar cómo evolucionó el universo desde su estado inicial a la actual distribución de galaxias y cúmulos, la estructura del universo a gran escala. En cualquier caso, la teoría no ha podido explicar satisfactoriamente ciertas observaciones, pero la nueva investigación de Broadhurst y sus colegas arroja nueva luz a este respecto.

Como explicó el investigador, «guiado por las simulaciones iniciales de la formación de galaxias en este contexto, hemos reinterpretado la materia oscura fría como un condensado de Bose-Einstein«. Así, «los bosones ultraligeros que forman el condensado comparten la misma función de onda cuántica, por lo que se forman patrones de perturbación a escalas astronómicas, en forma de ondas de gran escala».

Esta teoría se puede utilizar para indicar que todas las galaxias en este contexto deben tener en su centro grandes ondas estacionarias de materia oscura denominadas solitones, lo que explicaría los desconcertantes núcleos observados en las galaxias enanas comunes.

La imagen en la parte superior de la página muestra una comparación de los perfiles de densidad radial de las galaxias con la que han creado los investigadores poniendo el solitón en el centro de cada galaxia con un halo que lo rodea. Los solitones son más amplios pero tienen menos masa en las galaxias más pequeñas.

La imagen de la izquierda abajo muestra una comparación de la distribución de la materia que es muy similar a gran escala entre la ola de materia oscura, el foco de esta investigación, y la partícula usual de materia oscura.

La imagen de la derecha muestra que en las galaxias la estructura es muy diferente en interpretación de la onda, que se ha dejado fuera de esta investigación; la investigación predice el solitón de materia oscura en el centro rodeado por un extenso halo de materia oscura en forma de grandes «puntos», que son las ondas de densidad fluctuando lentamente. Esto conduce a muchas predicciones y resuelve el problema de los desconcertantes núcleos en las galaxias más pequeñas.

La investigación también hace que sea posible predecir que en este contexto las galaxias se forman relativamente tarde, en comparación con la interpretación de partículas estándar de la materia oscura fría. El equipo está comparando estas nuevas predicciones con las observaciones del telescopio espacial Hubble.

Los resultados son muy prometedores, ya que abren la posibilidad de que la materia oscura pudiera ser considerado como un fluido cuántico muy frío que gobierna la formación de la estructura a través de todo el universo.

 

 

Esta no era la primera publicación de Thomas Broadhurst en la prestigiosa revista Nature. En 2012, participó en un trabajo de investigación sobre una galaxia de la época de la reionización, una etapa en el universo temprano no explorado previamente, y que podría ser la galaxia más antigua descubierta. Esta investigación abre nuevas posibilidades para llevar a cabo investigaciones sobre las primeras galaxias en emerger después del Big Bang.

Broadhurst tiene un doctorado en Física por la Universidad de Durham (Reino Unido). En 2010, fue reclutado por Ikerbasque y lleva a cabo su trabajo en el departamento de Física Teórica de la UPV/EHU. Su línea de investigación se centra en la cosmología observacional, la materia oscura y la formación de las galaxias.

Fuente: Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Misteriosas explosiones de energía cósmica permitirán la creación de una imagen 3-D del Universo

Ojalá el cálculo de la distancia entre la Tierra y las galaxias lejanas fuera tan fácil como extender una cinta métrica. Ahora, los investigadores de la UBC están proponiendo una nueva forma de calcular las distancias en el cosmos utilizando unas explosiones misteriosas de energía

Los investigadores de la Universidad de Columbia Británica (UBC = University of British Columbia ) proponen una nueva manera de calcular distancias cosmológicas utilizando las ráfagas de energía también conocidas como estallidos rápidos de radio. El método permite que los investigadores posicionen galaxias distantes en tres dimensiones y mapeen el cosmos.

«Hemos introducido la idea de utilizar estos nuevos fenómenos para estudiar objetos cosmológicos en el universo», dijo Kiyoshi Masui, un becario postdoctoral en la UBC y erudito global en el Instituto Canadiense de Investigación Avanzada. «Creemos que vamos a ser capaces de utilizar estos destellos para armar una imagen de cómo las galaxias se propagan a través del espacio.»

Algún fenómeno astrofísico desconocido está causando estos estallidos de energía, que aparecen como unos breves destellos de ondas de radio. Si bien se han registrado sólo 10 explosiones rápidas de radio, los científicos creen que podría haber miles de ellas por día.

Mientras estas explosiones rápidas de radio viajan hacia la Tierra, se dispersan y llegan en momentos diferentes en función de sus longitudes de onda. Los investigadores proponen usar el retraso entre los tiempos de llegada de las diferentes frecuencias para cartografiar el cosmos. La cantidad de dispersión de la señal que llega a la Tierra da a los científicos una idea de cuántos electrones, y por extensión, la cantidad de material, incluyendo estrellas, gas y materia oscura, están entre la Tierra y el origen de la explosión.

El radiotelescopio CHIME (Experimento Canadiense de Mapeado de Intensidad de Hidrógeno = Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) de Canadá podría ofrecer el primer conjunto regular de datos de explosiones rápidas de radio. El proyecto es una colaboración entre las universidades canadienses UBC, McGill y la Universidad de Toronto y se encuentra actualmente en construcción en el Observatorio Radio Astrofísico de Dominion en Penticton, Canadá.

«CHIME tiene el potencial de ver decenas a cientos de estos eventos por día para que podamos armar un catálogo de eventos», dijo Kris Sigurdson, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía, que también forma parte del proyecto CHIME. «Si son cosmológicas, podemos usar esta información para crear un catálogo de las galaxias».

Este método podría ser una manera eficaz para construir una imagen tridimensional del cosmos. La herramienta también podría ser utilizada para mapear la distribución de material en el universo y mejorar nuestra comprensión de cómo evolucionó.

 

 

Para medir la distancia a los objetos lejanos y mapear el espacio, los científicos suelen utilizar el corrimiento al rojo de la luz, una técnica basada en la comprensión de que nuestro universo se está expandiendo. Cuanto más lejos está un objeto de la Tierra, más rápido se mueve. La nueva investigación ofrece a los científicos una manera diferente para trazar cómo se distribuye la materia en el universo.

Con este nuevo método, los científicos utilizan la información de las explosiones de radio de una manera similar a cómo se utilizan las señales de radio con fecha y hora de los satélites GPS para localizar nuestra ubicación en la Tierra. Sin embargo, en este sistema de posicionamiento cosmológico se utiliza la información en sentido inverso para ubicar el lugar donde están viniendo las señales de radio.

Fuente: Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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