Una dieta baja en sodio, clave para la longevidad de las estrellas

Los astrónomos esperan que estrellas como el Sol expulsen la mayor parte de sus atmósferas al espacio durante la fase final de sus vidas. Pero nuevas observaciones de un enorme cúmulo estelar llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO han demostrado — contra todo pronóstico — que la mayor parte de las estrellas estudiadas sencillamente nunca alcanza esa fase. El equipo internacional ha descubierto que la mejor forma de predecir cómo acaban sus vidas es conociendo la cantidad de sodio de las estrellas.

Durante mucho tiempo se pensó que la forma en que evolucionan y mueren las estrellas era un campo bien comprendido. Detallados modelos predecían que las estrellas con una masa similar a la del Sol tendrían un periodo, hacia el final de sus vidas  — denominado de rama gigante asintótica o AGB [1] — en el que pasaría por una explosión final del núcleo y gran parte de su masa sería expulsada en forma de gas y polvo hacia el exterior.

Este material expelido [2] forma nuevas generaciones de estrellas y, este ciclo de pérdida de masa y renacimiento, es vital para explicar la evolución química del universo. Este proceso es a su vez el que proporciona el material requerido para la formación de planetas — e incluso los ingredientes para la vida orgánica.

Pero cuando el experto australiano en teoría estelar Simon Campbell, del Centro de Astrofísica de la Universidad de Monash (Melbourne) revisó antiguos artículos, encontró abrumadoras evidencias que sugerían que algunas estrellas se saltaban estas reglas y obviaban por completo esta fase. Nos cuenta la historia:

“Para un científico que trabaja con modelos estelares ¡esta sugerencia era una locura! Según nuestros modelos, todas las estrellas pasan por la fase AGB. Revisé de nuevo todos los estudios antiguos, y descubrí que no había sido investigado adecuadamente. Decidí investigar por mi cuenta, a pesar de tener muy poca experiencia observacional”.

Campbell y su equipo utilizaron el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO para estudiar con mucho cuidado la luz proveniente de las estrellas ubicadas en el cúmulo globular de estrellas NGC 6752, en la constelación austral del Pavo. Esta inmensa bola de estrellas viejas contiene tanto estrellas de primera generación como estrellas de segunda generación que se formaron más tarde [3]. Las dos generaciones pueden distinguirse por la cantidad de sodio que contienen — los datos de alta calidad obtenidos por el VLT permiten hacer estas medidas.

“FLAMES, el espectrógrafo multiobjeto de alta resolución del VLT, es el único instrumento que podía permitirnos obtener datos de tan alta calidad para 130 estrellas al mismo tiempo. Y nos permitió observar gran parte del cúmulo globular de una vez”, añade Campbell.

Los resultados fueron sorprendentes — todas las estrellas AGB del estudio eran de primera generación, con bajos niveles de sodio, y ninguna de las de segunda generación, con mayor cantidad de sodio, había pasado por la fase de estrella AGB. Un 70% de las estrellas no había pasado por la fase final de pérdida de masa y quemado del núcleo [4] [5].

“Parece que las estrellas necesitan tener una “dieta” baja en sodio para alcanzar la fase de AGB en su edad anciana. Estas observaciones son importantes por varios motivos. Estas estrellas son las más brillantes de los cúmulos globulares — por tanto habrá un  70% menos de estrellas brillantes de lo que predice la teoría. ¡Esto también significa que nuestros modelos de estrellas están incompletos y deben ser revisados!”, concluye Campbell.

El equipo espera encontrar resultados parecidos para otros cúmulos de estrellas y tienen previsto llevar a cabo más observaciones.


Notas

[1] Las estrellas AGB reciben este extraño nombre debido a su posición en el diagrama de Hertzsprung Russell, un gráfico que muestra el brillo de las estrellas frente a su color.

[2] Durante un corto periodo de tiempo este material eyectado se ilumina debido a la fuerte radiación ultravioleta procedente de la estrella y crea una nebulosa planetaria (ver, por ejemplo, eso1317).

[3] Pese a que la mayor parte de las estrellas de un cúmulo globular se formaron al mismo tiempo, ahora sabemos que estos sistemas no son tan simples como se pensaba. Normalmente contienen dos o más poblaciones de estrellas con diferentes cantidades de elementos químicos ligeros como carbono, nitrógeno y — crucial para este nuevo estudio  — sodio.

[4] Se cree que las estrellas que se han saltado la fase de AGB evolucionarán directamente a estrellas enanas blancas de helio y se irán enfriando gradualmente a lo largo de miles de millones de años.

[5] No se cree que el sodio por sí mismo sea la causa de este comportamiento diferente, pero debe estar fuertemente ligado a la causa que subyace — la cual sigue siendo un misterio.

Obtenido de ESO.org

El equipo MMS de la NASA monta el Observatorio final

El 20 de mayo de 2013, el Magnetospheric Multiscale, o MMS, equipo de la misión en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, alcanzó un hito sin precedentes. El equipo acopló las cubiertas de instrumentos y naves espaciales para formar el cuarto y último observatorio MMS. Esta es la primera vez Goddard ha diseñado al mismo tiempo estos muchos observatorios, o una nave espacial, para una sola misión.

La misión MMS (Magnetospheric Multiscale),  es una misión Solar-Terrestre de sondas que  comprende cuatro naves espaciales idénticas equipadas que utilizan la magnetosfera de la Tierra como un laboratorio para estudiar la microfísica de tres procesos de plasma fundamentales: la reconexión magnética, la aceleración de partículas energéticas, y la turbulencia. Estos procesos ocurren en todos los sistemas de plasma astrofísico, pero se pueden estudiar in situ sólo en nuestro sistema solar y más eficiente sólo en la magnetosfera de la Tierra, donde controlan la dinámica del entorno geoespacial y juegan un papel importante en los procesos conocidos como "clima espacial. "

"La logística de la construcción de cuatro de los mismos es un nuevo reto, uno que realmente nos hace empujar los límites de la forma en que operamos", dijo Brent Robertson el subdirector del proyecto MMS en el Centro Goddard. "Se trata de la primera generación, los nuevos observatorios científicos, y hemos construido todos al mismo tiempo. Ha sido como un juego muy intenso de las sillas musicales”.

La gran habitación limpia de Goddard MMS puede mantener las cuatro naves espaciales a la vez, y un calendario detallado realiza un seguimiento de cómo el equipo está pasando de una tarea a otra. El equipo de MMS tiene motivos para enorgullecerse de su trabajo: la construcción de cuatro observatorios para una sola misión, cuando muchos no tienen la oportunidad de construir cuatro en toda una carrera.

Debido a lanzar a finales de 2014, MMS investigará cómo el sol y los campos magnéticos de la Tierra se conectan y desconectan, transferencia explosiva de energía de uno a otro - un proceso físico fundamental que se produce en todo el universo, conocido como reconexión magnética. Usando cuatro naves espaciales proporcionará MMS con las mediciones multipunto necesarios para determinar si los eventos de reconexión se producen en un entorno local aislado, en todas partes dentro de una región más grande a la vez, o viajando a través del espacio.

Obtenido de NASA.com (Goddard Space Flight Center)

El Very Large Telescope de ESO celebra 15 años de éxitos

Con esta nueva visión de una espectacular guardería de estrellas ESO celebra los 15 años del telescopio VLT (Very Large Telescope) — el instrumento óptico más avanzado del mundo. Esta imagen revela espesas aglomeraciones de polvo silueteadas contra una nube de brillante gas rosado llamada IC 2944. Estas manchas borrosas y opacas parecen gotas de tinta flotando en un cóctel de fresas, cuyas caprichosas formas han sido esculpidas por las potentes radiaciones procedentes de estrellas jóvenes brillantes cercanas. 

Esta nueva imagen celebra un importante aniversario para el VLT (Very Large Telescope) – hace quince años, el 25 de mayo de 1998, se celebraba la primera luz con el primero de sus Telescopios Unitarios. Desde entonces, se han unido a los cuatro telescopios gigantes los cuatro Telescopios Auxiliares, más pequeños, que forman parte del interferómetro VLTI (VLT Interferometer). El VLT es una de las instalaciones astronómicas basadas en tierra más potentes y productivas que existen. En 2012 se publicaron más de 600 artículos científicos con arbitraje basados en datos del VLT y el VLTI (ann13009).

Las nubes interestelares de polvo y gas son las guarderías en las que nacen y crecen las estrellas. La nueva imagen muestra una de ellas, IC 2944, que aparece con ese color rosado de fondo, ligeramente brillante [1]. Esta imagen es la más nítida de este objeto que se ha obtenido hasta el momento desde tierra [2]. La nube se encuentra a unos 6.500 años luz, en la constelación austral de Centaurus (El Centauro). Esta parte del cielo alberga muchas otras nebulosas similares que son escrutadas por los astrónomos para estudiar los mecanismos de formación estelar.

Las nebulosas de emisión como IC 2944 están compuestas en su mayor parte por gas de hidrógeno que brilla en característicos tonos rojizos debido a la intensa radiación procedente de las numerosas y brillantes estrellas recién nacidas. Destacando claramente sobre el fondo brillante vemos misteriosos grumos oscuros de polvo opaco, nubes frías conocidas como glóbulos de Bok. Se llaman así en honor al astrónomo holandés-americano Bart Bok, quien fue el primero en fijarse en ellas en los años 40 del siglo pasado, señalándolas como posibles lugares de formación estelar. Este conjunto en concreto se apoda con el nombre de Glóbulos de Thackeray [3].

Los glóbulos de Bok de mayor tamaño en lugares más tranquilos a menudo colapsan para formar nuevas estrellas, pero las de esta imagen están siendo bombardeadas violentamente por la radiación ultravioleta procedente de jóvenes estrellas calientes cercanas. Ambos están siendo erosionados y fragmentados, algo parecido a lo que ocurre cuando soltamos un trozo de mantequilla sobre una sartén caliente. Es probable que los Glóbulos de Thackeray se destruyan antes de que colapsen y formen estrellas.

Los glóbulos de Bok no son fáciles de estudiar. Dado que son opacos a la luz visible es difícil para los astrónomos observar lo que ocurre en su interior, por lo que se necesitan otros instrumentos para desvelar sus secretos — observaciones en el rango infrarrojo o en las partes submilimétricas del espectro, por ejemplo, en las que las nubes de polvo, que se encuentran solo unos pocos grados por encima del cero absoluto, se ven brillantes. Este tipo de estudios de los glóbulos de Thackeray han confirmado que no hay formación estelar actualmente en su interior.

Esta región del cielo también ha sido estudiada en el pasado por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA (opo0201a). Esta nueva imagen, obtenida por el instrumento FORS, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile [4], cubre una zona más amplia del cielo que la captada por el Hubble y muestra un paisaje más ancho de formación estelar.


Notas
[1] La nebulosa IC 2944 está asociada con el brillante cúmulo estelar IC 2948, y ambos nombres se asocian también, a veces, con la región completa. Muchos de los brillantes cúmulos estelares aparecen en esta imagen.

[2] El seeing de la imagen azul en esta combinación de colores era mejor que 0,5 segundos de arco, algo excepcionalmente bueno para un telescopio basado en tierra.

[3] Fueron descubiertos desde Sudáfrica por el astrónomo inglés A. David Thackeray en 1950.

[4] Esta imagen proviene del Programa Joyas Cósmicas de ESO, una iniciativa de divulgación para producir imágenes de objetos interesantes, sorprendentes o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO, con la intención de utilizarlos con fines educativos y divulgativos. El programa utiliza tiempo de los telescopios que no puede usarse para llevar a cabo observaciones científicas. Todos los datos recopilados también pueden utilizarse con fines científicos y son puestos a disposición de los astrónomos a través de los archivos científicos de ESO.

Obtenido de ESO.org

Una región anárquica de formación estelar

El Observatorio La Silla de la ESO, en Chile, ha captado una sorprendente imagen de NGC 6559, un objeto que muestra la anarquía reinante en el interior de una nube interestelar cuando se forman estrellas.

NGC 6559 es una nube de gas y polvo situada a una distancia de unos 5.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario (El Arquero). La brillante región es un objeto relativamente pequeño, de tan solo unos pocos años luz de tamaño, en contraste con su famoso vecino, la Nebulosa de La Laguna (Messier 8, eso0936), que abarca cien años luz. Pese a que suele pasar desapercibida en favor de su distinguida compañera, en esta imagen NGC 6559 tiene el papel protagonista.

El gas que hay en las nubes de NGC 6559, principalmente hidrógeno, es la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas. Cuando una región del interior de la nebulosa acumula material suficiente, empieza a colapsar bajo su propia gravedad. El centro de la nube crece, haciéndose más denso y más caliente, hasta que se inician las fusiones termonucleares y nace una estrella. Los átomos de hidrógeno se combinan para formar átomos de helio, liberando energía, lo que hace que la estrella brille.

Estas jóvenes y calientes estrellas brillantes nacidas de la nube vigorizan el hidrógeno aún presente en el entorno de la nebulosa [1]. Entonces, el gas reemite esta energía, produciendo la brillante nube roja en forma de hilo que puede verse cerca del centro de la imagen. Este objeto se conoce como una nebulosa de emisión.

Pero NGC 6559 no está solo compuesta de gas de hidrógeno. También contiene partículas sólidas de polvo, hechas de elementos más pesados, como carbono, hierro o silicio. El parche azulado cercano a la nebulosa de emisión roja muestra cómo la luz de las estrellas recién formadas se dispersa – es decir, cómo se refleja en diferentes direcciones — por las partículas microscópicas que hay en la nebulosa. Conocida por los astrónomos como nebulosa de reflexión, este tipo de objeto se ve normalmente azul porque la dispersión es más eficiente en esas longitudes de onda de la luz, más cortas.

En regiones donde el polvo es muy denso, este bloquea por completo la luz que tiene detrás; es el caso de los oscuros parches aislados y los sinuosos rastros que pueden verse en el extremo superior, a la izquierda y a la derecha de la imagen. Para poder mirar a través de las nubes y ver qué hay tras ellas, los astrónomos necesitarían observar la nebulosa utilizando longitudes de onda más largas que no fueran absorbidas.

La Vía Láctea llena el fondo de la imagen con incontables estrellas amarillentas, más viejas. Algunas de ellas aparecen más débiles y rojas debido al polvo de NGC 6559.

Esta llamativa imagen de estrellas formándose fue captada por la cámara y espectrógrafo danés para captar objetos débiles DFOSC (Danish Faint Object Spectrograph and Camera) instalada en el Telescopio Danés de 1,54 metros en La Silla, Chile. Este telescopio nacional ha estado en uso en La Silla desde 1979 y, recientemente, fue reformado para convertirse en un telescopio de última tecnología controlado remotamente.

Notas

[1] Normalmente, estas estrellas jóvenes son de tipo espectral O y B, con temperaturas entre 10.000 y 60.000 K, e irradian grandes cantidades de luz ultravioleta de altas energías que ionizan los átomos de hidrógeno.

Obtenido de ESO.org (European Southern Observatory)

Nuevo Telescopio Fijado para lanzamiento el 11 de Mayo desde Nuevo México

NASA lanzará un nuevo telescopio diseñado para observar galaxias distantes en un cohete sonda suborbital a la 1 am EDT 11 de mayo, desde el White Sands Missile Range en Nuevo México.

Las observaciones se llevarán a cabo utilizando el FORTIS (Far-ultraviolet Off Rowland-circle Telescope for Imaging and Spectroscop) telescopio de espectro desarrollado en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore.

 
Stephan McCandliss, investigador principal de la misión, dijo: "El objetivo de FORTIS es explorar los misterios del escape de la radiación ultravioleta de los confines de las galaxias polvorientas, utilizando un nuevo tipo de  telescopio de espectro con más de seis veces la sensibilidad de nuestro experimentos anteriores. FORTIS puede adquirir espectros desde cuarenta hasta tres objetivos individuales simultáneamente, y de forma autónoma, dentro de una zona angular tan grande como el diámetro de la luna (1/2 de grado)”.

FORTIS va a volar en un cohete sonda suborbital Black Brant IX  a una altitud de alrededor de 278 kilómetros, proporcionando aproximadamente 360 ​​segundos de tiempo de observación exo-atmosférica para FORTIS. El experimento va a aterrizar en paracaídas a unos 80 kilómetros del lugar de lanzamiento en el que se va a recuperar. El tiempo total de la misión es de alrededor de 900 segundos desde el lanzamiento hasta el aterrizaje.

Obtenido de NASA.com (Goddard Space Flight Center)