Se publican los datos para elaborar el primer mapa de la Vía Láctea oculta

Se publican los datos para elaborar el primer mapa de la Vía Láctea oculta
La colaboración internacional SDSS-III, en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), publica las observaciones de 60.000 estrellas de nuestra galaxia. La tecnología desarrollada en el proyecto ha permitido llegar a las partes de la Vía Láctea ocultas por el polvo interestelar.

El grupo de astrónomos que integra la colaboración internacional Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), acaba de publicar las características desconocidas hasta ahora de 60.000 estrellas de nuestra galaxia. Esta nueva serie de datos de acceso abierto, y libre descarga en internet, permitirán explorar la parte 'oculta' de la Vía Láctea y ayudarán a entender cómo se formó.

Se trata de los primeros datos publicados por el proyecto Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) que, como parte de SDSS-III, supone un esfuerzo investigador colectivo para crear un mapa completo de la composición química de las estrellas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. Con este objetivo, en el proyecto se ha desarrollado uno de los más eficientes espectrógrafos para luz infrarroja del mundo.

La solución que ha aportado el espectrógrafo de alta resolución de APOGEE es observar este área en el infrarrojo, una luz invisible al ojo humano pero capaz de penetrar el velo de polvo que oscurece el centro de nuestra galaxia. Esta habilidad para explorar zonas previamente ocultas permite a APOGEE ambicionar el objetivo de trazar un mapa completo de la composición química de todas las regiones de la Vía Láctea. La espectroscopía realiza mediciones sobre la cantidad de luz emitida por una estrella en cada longitud de onda, o lo que es lo mismo, en cada color.

Lejos de las luces de la ciudad, la Vía Láctea aparece como una banda luminosa que cruza el cielo cubierta por 'cortinas' oscuras. Esta banda es el disco y el bulbo o núcleo galáctico y las cortinas son el polvo que impide a los astrónomos ver todas las partes de la Galaxia. Cuanto más cerca se encuentra una estrella del centro, una mayor parte de su luz es apagada por el polvo. Por este motivo, los estudios previos sobre las estrellas de la Vía Láctea han estado limitados por la capacidad de medir de forma consistente las estrellas de esta zona polvorienta.

“Esta es la más completa colección de espectros de estrellas en el infrarrojo nunca realizada”, explica el director del proyecto APOGEE, Steve Majewski, de la Universidad de Virginia. “El total de sesenta mil estrellas analizadas suponen casi diez veces más que el número de espectros de alta resolución en el infrarrojo obtenidos hasta ahora por todos los telescopios del mundo. Seleccionadas de todas las diferentes partes de la Galaxia, desde la periferia casi vacía hasta el centro envuelto en polvo, estos espectros nos permitirán descorrer la cortina que cubre la parte oculta de la Vía Láctea”, añade Majewski.

El espectro de una estrella es una de las mejores herramientas para aprender sobre ella: nos habla de detalles clave, como la temperatura, el tamaño de la estrella y los elementos que se encuentran en su atmósfera. Es como si consiguiéramos las huellas dactilares de alguien en lugar de solo conocer su altura y su peso.

Para llegar a la meta fijada en el proyecto de analizar 100.000 estrellas en solo tres años, el instrumento APOGEE observa 300 estrellas distintas de forma simultánea, lo que agiliza en cientos de veces la velocidad de recolección de datos si se compara con los instrumentos habituales, que analizan las estrellas de una en una. ·

Esta ingente cantidad de datos no puede ser analizada con métodos convencionales. “Los métodos clásicos de análisis de espectros se basan en gran medida en el trabajo manual e interactivo de una persona”, cuenta Carlos Allende Prieto, científico líder de SDSS-III en el IAC y responsable del software de análisis de los espectros de APOGEE. “No podíamos contar con cien investigadores durante tres años para hacer el trabajo en este caso, así que tuvimos que escribir programas para ordenador que se comportaran como humanos, e incluso nos superaran en esta particular tarea”, explica el investigador del IAC.

¿Cómo nació la Vía Láctea?

Las preguntas sobre cómo se formó nuestra galaxia han sido objeto de especulación científica y debate durante cientos de años. El mapa de todas las estrellas de la Galaxia que pretende obtener el experimento APOGEE proporcionará información crucial para resolver cuestiones centrales sobre cómo se produjo este proceso a lo largo de miles de millones de años de historia.

La Vía Láctea tiene en la actualidad tres partes principales: un bulbo con alta densidad de estrellas en el centro, el disco plano en el que nosotros vivimos, y el halo, una estructura esferoidal que, con una densidad estelar muy baja, envuelve la galaxia y se extiende a lo largo de cientos de miles de años luz. Las estrellas en estas tres partes tienen distintas edades y composiciones, lo que significa que se formaron en momentos diferentes y bajo condiciones diversas a lo largo de la historia de nuestra galaxia. Los resultados obtenidos ayudarán a desbloquear esta historia: la clave es conocer las composiciones y los movimientos de las estrellas en cada región.

Estrellas ‘viejas’ y energía oscura

Los datos que se publican ahora también proporcionan una sólida base para investigar un amplio rango de cuestiones sobre las mismas estrellas. Por ejemplo, el investigador del IAC Szabolcs Mészáros, además de realizar las calibraciones de las medidas de APOGEE, está estudiando las estrellas evolucionadas en decenas de cúmulos, grupos de estrellas que comparten localización y edad. ”Los datos de APOGEE nos permiten ver los cambios que se producen en la química de las estrellas en las fases finales de su vida”, afirma Mészáros.

El paquete de datos hecho público, y etiquetado como Data Release 10, también incluye otros 670.000 espectros de otro proyecto de SDSS-III conocido como Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Estos otros espectros proceden de galaxias y cuásares formados cuando nuestro universo era mucho más joven, justo cuando la misteriosa energía oscura estaba comenzando a influir sobre la expansión del mismo. Los nuevos espectros que obtenga BOSS y los espectros adicionales que continuará obteniendo SDSS-III hasta su fin a mediados de 2014, ayudarán a la comunidad científica en la misión de entender qué puede ser la energía oscura.

SDSS-III es un proyecto de seis años (2008-2014) sobre estrellas cercanas, la Vía Láctea y el cosmos distante. El telescopio de 2,5 metros ubicado en el Observatorio Apache Point, en Nuevo México, lleva a cabo cada noche las observaciones que alimentan tanto el espectrógrafo óptico de BOSS como el infrarrojo de APOGEE.

El acceso público a toda la información obtenida es un aspecto fundamental de este proyecto. La nueva serie de datos está disponible para la comunidad científica y el público interesado para su libre descarga en: http://www.sdss3.org/dr10.

IAC

“El asteroide que quería ser cometa”

"El asteroide que quería ser cometa"
Los cometas siempre han llamado la atención del ser humano por su aparición cíclica, lo cual ha generado muchas preguntas ¿de dónde vienen?, ¿de qué están compuestos?, y ¿por qué tienen cola? Precisamente esa cola es lo que hemos utilizado para distinguir a los cometas de los asteroides, siendo los asteroides objetos rocosos y los cometas objetos helados. Formados, por tanto, por hielo, roca y polvo, cuando el cometa se acerca al Sol y aumenta su temperatura, su núcleo sublima material volátil, creando una especie de atmósfera denominada cabellera o coma. El azote de los vientos solares hace que esa coma se desprenda del cometa, generando la cola.

Pero no todos los cometas tienen el mismo origen. Hasta hace pocas décadas se creía que todos los cometas procedían o bien de la Nube de Oort o bien del Cinturón de Kuiper. La Nube de Oort es una zona que se encuentra en los confines del Sistema Solar y que habría sido generada por los restos de la formación de nuestra estrella y sus planetas. Debido a la gran distancia a la que se encuentra, los cometas procedentes de esa zona tienen unas órbitas elípticas muy alargadas y con periodos de miles de años. Sin embargo, sabemos que hay cometas con periodos menores. En los años 60 del siglo pasado, Gerard Kuiper teorizó sobre la existencia de otra zona, más allá de Neptuno, que podría contener cometas. En 1980 Julio A. Fernández demostró que los cometas de corto período deberían venir de esa región y poco después, en los años 90, se descubrieron los primeros objetos en la región transneptuniana, por lo que finalmente esa zona se bautizó con el nombre de Cinturón de Kuiper.

Sin embargo ahora sabemos que no todos los cometas provienen de una de estas dos zonas.

El seis de octubre del año 2012 el sondeo Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System) descubría el cometa P/2012 T1 (PANSTARRS)1. Por su órbita, se determinó que pertenecía al Cinturón Principal de Asteroides, que se encuentra mucho más cerca de nosotros, entre las órbitas de los planetas Marte y Júpiter. Pero, ¿qué tienen que ver los asteroides en todo esto? Pues al parecer no todos son objetos rocosos sin actividad.

A finales de los años 90 del siglo pasado se descubría el primer asteroide activado (como se han denominado) que mostraba claramente una cola de polvo. Este asteroide que quería ser cometa fue bautizado con el nombre de 133P/Elst-Pizarro, y desde entonces se han descubierto otros 9 objetos de este tipo.

"Dentro de esta categoría, - afirma Fernando Moreno (investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía), autor principal de un trabajo que ha estudiado las características de P/2012 T1 (PANSTARRS)- se han identificado tentativamente dos tipos: asteroides activados por eventos impulsivos, como pueden ser una colisión con otro asteroide o una ruptura rotacional, y los llamados Main-Belt Comets (MBCs), cuya actividad parece estar ligada a sublimación de volátiles, como en el caso de los cometas: de ahí su nombre". Nuestro cometa parece pertenecer a este segundo grupo.

Se cree que tienen un cierto contenido de agua, aunque menos que los demás cometas, pero todavía no se ha detectado emisión gaseosa en ningún MBC (sólo pequeñas cantidades de agua o de cianuro), aunque también es cierto que debido a su pequeño tamaño y a la gran distancia que nos separa de ellos la detección espectroscópica con la instrumentación actual resulta muy complicada.

El interés de su estudio radica en que esos objetos constituyen el eslabón perdido entre los asteroides y los cometas, entre los medios rocosos y los medios helados. Además, estos objetos podrían tener una gran importancia por haber podido contribuir a la presencia de agua en la Tierra.

Natalia Ruiz Zelmanovitch | IAC

ALMA arroja luz sobre el misterio de las galaxias masivas desaparecidas

ALMA arroja luz sobre el misterio de las galaxias masivas desaparecidas 
Nuevas observaciones del telescopio ALMA en Chile han proporcionado a los astrónomos la mejor visión obtenida hasta el momento de cómo puede la fuerte formación estelar arrancar el gas de una galaxia y dejar a las futuras generaciones de estrellas sin el combustible necesario para formarse y crecer. Las impactantes imágenes muestran enormes chorros de gas molecular eyectados por las regiones de formación estelar en la cercana Galaxia del Escultor. Estos nuevos resultados ayudan a explicar la extraña escasez de galaxias muy masivas en el universo. El estudio se publica en la revista Nature.

Las galaxias — sistemas como nuestra Vía Láctea que contienen cientos de miles de millones de estrellas— son las piezas básicas del cosmos. Una de las metas más ambiciosas de la astronomía contemporánea es comprender la forma en la que las galaxias crecen y evolucionan, siendo la formación estelar una de las cuestiones clave: ¿qué determina el número de nuevas estrellas que se formarán en una galaxia?

La Galaxia del Escultor, también conocida como NGC 253, es una galaxia espiral situada en la constelación austral del Escultor (Sculptor). A una distancia de unos 11,5 millones de años luz de nuestro Sistema Solar es uno de nuestros vecinos intergalácticos más próximos, y la galaxia con estallido de formación estelar más cercana visible desde el hemisferio sur. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) los astrónomos han descubierto humeantes columnas de gas denso y frío huyendo del centro del disco galáctico.

“Con la extraordinaria resolución y precisión de ALMA, podemos ver claramente, y por primera vez, concentraciones masivas de gas frío expulsadas por ondas expansivas de intensa presión creadas por las estrellas jóvenes” afirma Alberto Bolatto, de la Universidad de Maryland (EE.UU.), autor principal del artículo. “La cantidad de gas que medimos nos proporciona muestras evidentes de que algunas galaxias en crecimiento lanzan más gas del que absorben. Es posible que estemos viendo un ejemplo actual de algo muy común que ocurría en el universo temprano”.

Estos resultados pueden ayudar a explicar por qué los astrónomos han encontrado tan pocas galaxias altamente masivas en el cosmos. Los modelos por ordenador muestran que las galaxias más viejas y rojas deberían tener mucha más masa y más estrellas que lo que observamos actualmente. Al parecer los vientos galácticos o los escapes de gas son tan fuertes que privan a la galaxia del combustible necesario para la formación de la siguiente generación de estrellas.

“Estas características trazan un arco que se alinea casi perfectamente con los bordes de los escapes de gas caliente ionizado observados anteriormente”, señala Fabian Walter, investigador en el Instituto de Astronomía Max Planck (Heidelberg, Alemania), y uno de los coautores del artículo. “Ahora podemos ver, paso a paso, la progresión de cómo el estallido pasa a convertirse en gas escapando”.

Los investigadores han determinado que enormes cantidades de gas molecular —cerca de diez veces la masa de nuestro Sol al año, o posiblemente mucho más— estaba siendo eyectado de la galaxia a velocidades de entre 150.000 y cerca de 1.000.000 de kilómetros por hora. La cantidad total de gas eyectado sumaría más gas que el que realmente se empleó en la formación de las estrellas de la galaxia en el mismo tiempo. A estos niveles, la galaxia podría quedarse sin gas en tan solo unos 60 millones de años.

“Para mí, este es un ejemplo excelente de cómo la nueva instrumentación da forma al futuro de la astronomía. Hemos estado estudiando la región de estallidos de formación estelar llamada NGC 253 y otras galaxias cercanas con estallidos de formación estelar durante casi diez años. Pero antes de ALMA, no había forma de ver este tipo de detalles” declara Walter. El estudio utiliza una configuración inical de ALMA con solo 16 antenas. “¡Es emocionante pensar qué podrá mostrarnos ALMA de este tipo de fenómenos con su conjunto completo de 66 antenas!”, añade Walter.

Más estudios con el conjunto completo de ALMA nos ayudarán a determinar el destino final del gas expulsado por el viento, lo cual nos revelará si los vientos provocados por los estallidos de formación estelar reciclan el material que forma a las estrellas o realmente se lo arrebatan al entorno.

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ESO

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