La extraña forma de alinearse de unas nebulosas planetarias

Los astrónomos han utilizado el telescopio NTT (New Technology Telescope) de ESO y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA para estudiar más de 100 nebulosas planetarias que se encuentran en la protuberancia central de nuestra galaxia. Han descubierto que, misteriosamente, los miembros de esta familia cósmica que tienen forma de mariposa están alineados de una forma extraña — un resultado sorprendente si tenemos en cuenta sus diferentes historias y sus variadas propiedades.

Las etapas finales de la vida de una estrella como nuestro Sol acaban con la expulsión  de sus capas exteriores hacia el medio que las rodea, formando objetos de sorprendentes y hermosas formas conocidos como nebulosas planetarias. Uno de estos tipos de nebulosa, conocido como nebulosa planetaria bipolar, crea fantasmagóricas formas en torno a sus estrellas que recuerdan a mariposas o a relojes de arena.

Todas esas nebulosas se formaron en lugares diferentes y tienen distintas características. Y ni la nebulosa individual ni las estrellas que las formaron han tenido ningún tipo de interacción con otras nebulosas planetarias. Sin embargo, un nuevo estudio llevado  a cabo por astrónomos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) ha mostrado sorprendentes similitudes entre algunas de las nebulosas: muchas de ellas se alinean en el cielo de la misma manera [1].

"Este descubrimiento es realmente sorprendente y, si se acaba confirmando, puede ser muy importante" explica Bryan Rees, de la Universidad de Manchester, uno de los dos autores del artículo. "Muchas de estas fantasmagóricas mariposas parecen tener sus largos ejes alineados a lo largo del plano de nuestra galaxia. Utilizando imágenes tanto del Hubble como del NTT obtuvimos una visión muy buena de estos objetos, por lo que pudimos estudiarlos en detalle".

Los astrónomos estudiaron 130 nebulosas planetarias en la protuberancia central de la Vía Láctea. Identificaron tres tipos diferentes [2], y observaron de cerca sus características y su apariencia.

"Mientras que, tal y como era de esperar, dos de esas poblaciones se alineaban de forma totalmente aleatoria en el cielo, descubrimos que el tercer tipo — las nebulosas bipolares — mostraban una sorprendente preferencia por una alineación particular”, afirma el segundo autor del artículo Albert Zijlstra, también de la Universidad de Manchester. "Si ya era sorprendente que hubiese cualquier tipo de alineamiento, encontrarlo en la abarrotada región central de la galaxia es aún más inesperado".

Se cree que las nebulosas planetarias se esculpen por la rotación del sistema estelar del cual se forman. Esto dependerá de las propiedades del sistema — por ejemplo, si es una binaria [3], o tiene cierto número de planetas orbitando a su alrededor, características que influirán notablemente en la forma que adquiere la burbuja de material expulsado. Las formas de las nebulosas bipolares son de las más extremas, y probablemente se producen por chorros que eyectan masa procedente del sistema binario perpendicular a la órbita.

"El alineamiento que vemos en estas nebulosas bipolares indica algo extraño sobre los sistemas estelares del interior del centro de la galaxia", explica Rees. "Para que se hayan alineado de la forma en que lo han hecho, el sistema estelar que formó estas nebulosas debería haber estado rotando en perpendicular a las nubes interestelares que a su vez las formaron, lo cual es muy extraño".
Mientras que las propiedades de sus estrellas progenitoras dan forma a estas nebulosas, este nuevo descubrimiento da pistas sobre otro aspecto aún más misterioso. Junto con estas complejas características estelares encontramos las de la propia Vía Láctea; toda la protuberancia central rota alrededor del centro galáctico. Esta protuberancia puede tener más influencia de la que se creía hasta el momento en toda la galaxia — a través de sus campos magnéticos. Los astrónomos sugieren que el ordenado comportamiento de las nebulosas planetarias podría estar originado por la presencia de fuertes campos magnéticos generados durante la formación de la protuberancia central.

Dado que estas nebulosas más cercanas al hogar no se alinean del mismo modo ordenado, estos campos podrían haber sido mucho más fuertes de lo que son en nuestra vecindad actual [4].

"Podemos aprender mucho estudiando estos objetos", concluye Zijlstra. "Si realmente se comportan de este modo inesperado, esto tiene consecuencias no solo para el pasado de las estrellas de forma individual, sino para el pasado de toda la galaxia".

Notas

[1] El "eje largo" de una nebulosa planetaria bipolar pasa por las alas de la mariposa, mientras que el "eje corto" pasa por el del cuerpo.

[2] Siguiendo la clasificación tradicional, las imágenes de las nebulosas planetarias se clasificaron en tres tipos según su forma: elípticas con estructura central alineada, elípticas sin estructura central alineada y bipolar.

[3] Un sistema binario está compuesto por dos estrellas que rotan una alrededor de la otra en torno a un centro común de gravedad.
 
[4] Se sabe muy poco sobre el origen y las características de los campos magnéticos existentes durante la época joven de nuestra galaxia, por lo que no está claro si aumentaron con el paso del tiempo o, por el contrario, disminuyeron.

Obtenido de eso.org

Próxima Misión Lunar de la NASA: Prueba de un diseño de nave espacial Multi – Uso

06 de septiembre 2013

Este viernes, 6 de septiembre, la  NASA tiene previsto lanzar una misión de un pequeño satélite, llamado Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), que orbitará la Luna para obtener información detallada acerca de su ambiente y el papel del polvo en el cielo lunar.

LADEE es el primer vehículo espacial diseñado, desarrollado , construido , integrado y probado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. Usando una nave de arquitectura modular común, también desarrollado por Ames, LADEE demostrará cómo construir una nave espacial de primera clase en costo reducido. La nave espacial LADEE hace uso de módulos de naves espaciales para fines generales que permiten un planteamiento plug- and-play para la fabricación y el montaje. Este enfoque, junto con los productos comerciales fuera de plataforma, permite a los diseñadores desarrollar, ensamblar y probar varios módulos de la nave espacial a la vez - en esencia, dándoles la flexibilidad para obtener el mayor partido del dinero de la NASA.

"El Bus común de LADEE es un concepto innovador que aporta la NASA un paso más cerca de diseños multi-uso y la producción de la línea de montaje, mientras se aleja de diseño personalizado," dijo el Director de  Ames S. Pete Worden. "Esta misión va a poner el diseño común del Bus a prueba. Este mismo bus común se puede utilizar en futuras misiones para explorar otros destinos, incluyendo viajes a la orbitar y aterrizar en la Luna, la órbita baja de la Tierra, y los objetos cercanos a la Tierra."

La agencia espacial ha adoptado un "más con menos" enfoque para misiones robóticas. También tiene que ver con las pequeñas misiones de satélites de la NASA para poner a prueba las tecnologías espaciales de vanguardia para el desarrollo rápido. Estas demostraciones tecnológicas permiten a la NASA la oportunidad de probar en el espacio emergentes tecnologías de las ciencias y de la ingeniería, y tecnologías económicamente comerciales fuera de plataforma a menor escala. Estas demostraciones también ayudan a los investigadores a entender mejor cómo el hardware va a sobrevivir a las duras condiciones de radiación, temperatura y de vacío que se encuentran en el espacio. Todo ello mientras siendo más rápido, más eficiente y menos costoso que las misiones tradicionales.

Los hallazgos podrían obtener beneficios incalculables para la ciencia y la industria en la Tierra. Los rápidos avances tecnológicos permitirán a las futuras misiones de la NASA perseguir ciencia más audaz y más sofisticada, permiten misiones tripuladas seguras y gratificantes más allá de la órbita baja de la Tierra y permiten enfoques totalmente nuevos para las operaciones espaciales de Estados Unidos .

"La NASA está buscando maneras asequibles para lanzar misiones con frecuencia y a bajo costo ", dijo David Korsmeyer , Director de Ingeniería en Ames de la NASA. "Podemos utilizar componentes fuera de plataforma porque los componentes personalizados son caros de desarrollar y mejorar continuamente. Si estos sistemas funcionan con éxito, la NASA estará en busca de otras tecnologías comerciales de uso para la exploración espacial".

En lugar de construir misiones de exploración cada vez más grandes y complejas, estas misiones aceleradas de bajo costo podrían abrir la puerta a la creatividad, la inteligente resolución de problemas, y las misiones inspiradas con objetivos simples. Los  planificadores de la misión esperan que en la próxima década podrían haber avances sorprendentes como la NASA continúa financiando misiones utilizando este concepto innovador.

"La simplicidad no es un aspecto necesario de esta misión, pero es claramente un controlador para misiones exitosas ", dijo Butler Hine, director del proyecto LADEE en Ames. "Lo importante es maximizar el éxito por dólar."

Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington financia la misión LADEE. Además de diseñar la nave espacial, Ames dirige la misión global, opera la nave espacial, y alberga los científicos del proyecto. Goddard gestiona los instrumentos de ciencia y la tecnología de demostración de la carga útil, el centro de operaciones de ciencia y proporciona apoyo general de la misión. Wallops es responsable de la integración del vehículo de lanzamiento, servicios de lanzamiento y operaciones. Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, dirige LADEE dentro de la Oficina del Programa Misión Lunar.

Obtenido de nasa.gov

Detectan el gemelo solar más antiguo

 Un equipo internacional liderado por astrónomos brasileños ha utilizado el Very Large Telescope de ESO para identificar y estudiar el gemelo solar más antiguo conocido hasta ahora. Situado a 250 años luz de la Tierra, la estrella HIP 102152 se parece más al Sol que cualquier otro gemelo solar, con la excepción de tener casi cuatro mil millones de años más. Este primitivo pero prácticamente idéntico gemelo nos entrega una oportunidad sin precedentes para apreciar la forma en que el Sol se verá cuando envejezca. Asimismo, las nuevas observaciones proporcionan, por primera vez, un importante y claro nexo entre la edad de una estrella y su contenido de litio, y además sugieren que HIP 102152 podría albergar a planetas terrestres rocosos.

Los astrónomos han observado el Sol a través de telescopios por tan solo 400 años (una pequeña fracción de la edad del Sol, que tiene más de cuatro mil millones de años).  Resulta extremadamente difícil estudiar la historia y futura evolución de nuestro astro, pero es posible si buscamos inusuales estrellas con las mismas características, pero en diferentes etapas de sus vidas. Un grupo de astrónomos acaba de detectar una estrella que, en esencia, es un gemelo idéntico de nuestro Sol, pero 4 mil millones de años mayor (como una versión real de ‘la paradoja de los gemelos’) [1].

Jorge Meléndez (Universidad de São Paulo, Brasil), líder del equipo y coautor del nuevo trabajo, explica: "Durante décadas, los astrónomos han intentado buscar gemelos solares con el fin de conocer mejor nuestro Sol, el que es capaz de dar vida. Pero muy pocos han sido encontrados desde que se descubrió el primero en 1997. Ahora hemos obtenido, a través del VLT, espectros de calidad excepcional, los que nos permiten analizar a los gemelos solares con extrema precisión, para intentar responder a la pregunta sobre qué tan especial es nuestro Sol".

El equipo estudió dos gemelos solares [2], uno que, según se creía, era más joven que el Sol (18 Scorpii) y otro que se esperaba fuese mayor (HIP 102152). El espectrógrafo UVES, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal, se utilizó para descomponer la luz proveniente de estas estrellas y poder así estudiar en gran detalle su composición química y otras propiedades.

Así descubrieron que HIP 102152, en la constelación de Capricornio (la Cabra Marina), es el gemelo solar más antiguo conocido hasta el momento. Se estima que posee unos 8.200 millones de años, en comparación con los 4.600 millones de años de nuestro propio Sol. Por otro lado, se confirmó que la estrella 18 Scorpii efectivamente era más joven que nuestro astro (con unos 2.900 millones de años de edad).

El estudio del antiguo gemelo solar HIP 102152 permitirá a los científicos predecir lo que podría ocurrir con nuestro Sol cuando alcance esa edad, de hecho ya se logró un importante descubrimiento.  "Una de las interrogantes que queríamos abordar guarda relación con la composición del Sol", dice Meléndez. "Principalmente, ¿por qué su contenido de litio es tan sorprendetemente bajo?". 

El litio, tercer elemento de la tabla periódica, se creó en el Big Bang junto con el hidrógeno y el helio. Durante años, los astrónomos se han preguntado por qué algunas estrellas parecen tener menos litio que otras. Con las nuevas observaciones de HIP 102152, han dado un gran paso hacia la solución de este misterio, al determinar una fuerte correlación entre la edad de una estrella como el Sol y su contenido de este elemento.

Actualmente nuestro Sol contiene sólo el 1% del litio original que poseía el material a partir del cual se formó. Estudios de gemelos solares más jóvenes han mostrado que estos hermanos menores contienen cantidades muy superiores del elemento, pero hasta ahora los científicos no habían podido demostrar una clara correlación entre la edad y el contenido de litio presente en una estrella [3].

TalaWanda Monroe (Universidad de São Paulo), autora principal del nuevo estudio, concluye:  "Hemos descubierto que HIP 102152 posee muy bajos niveles de litio. Esto demuestra claramente, por primera vez, que los gemelos solares más antiguos efectivamente tienen menos litio que nuestro propio Sol o gemelos solares más jóvenes. Ahora podemos estar seguros de que las estrellas destruyen de alguna forma el litio que las compone a medida que envejecen". [4].

Un giro final en la historia revela que HIP 102152 posee una composición química inusual, sutilmente diferente a la que posee la mayoría de los gemelos solares, pero similar a la del Sol. Ambos muestran una baja presencia de aquellos elementos que son abundantes en los meteoritos y en la Tierra. Este es un fuerte indicio de que HIP 102152 podría albergar planetas rocosos terrestres [5].

Notas

[1] La mayoría de las personas han oído hablar de la paradoja de los gemelos: un gemelo idéntico hace un viaje espacial y regresa a la Tierra más joven que su hermano. Si bien en este caso no existe un viaje en el tiempo, sí estamos en presencia de dos edades muy distintas para estas dos estrellas muy similares (como fotografías tomadas en dos momentos de la vida de nuestro Sol).

[2] Gemelos solares, análogos solares y estrellas de tipo solar son categorías de estrellas clasificadas según su similitud con nuestro propio Sol. Los gemelos solares presentan un parecido mayor, ya que poseen masas, temperaturas y abundancias químicas muy similares.  Estos son bastante raros, sin embargo, las otras clases, en donde las semejanzas son menos precisas, resultan ser mucho más comunes.

[3] Estudios anteriores han indicado que el contenido de litio de una estrella también podría verse afectado si esta alberga a planetas gigantes (eso0942, eso0118, Nature paper), aunque estos resultados han sido objeto de gran discusión (ann1046).

[4] Aún no está claro exactamente cómo se destruye el litio en las estrellas.

[5] Si una estrella contiene una menor cantidad de los elementos que comúnmente encontramos en cuerpos rocosos, es porque probablemente albergue planetas terrestres.  Esto se debe a que los planetas rocosos de este tipo suelen acaparar estos elementos a lo largo de su proceso de formación, el que se inicia a partir de un gran disco que rodea la estrella. La idea de que HIP 102152 pueda albergar tales planetas se ve reforzada por el monitoreo de la velocidad radial de la estrella realizado con el espectrógrafo HARPS de ESO, que indica que dentro de su zona habitable no existen planetas gigantes.  Esto permitiría la existencia de posibles planetas similares a la Tierra alrededor de HIP 102152: en sistemas con planetas gigantes cercanos a su estrella, las posibilidades de encontrar planetas terrestres son mucho menores, debido a que estos pequeños cuerpos rocosos sufren perturbaciones y variaciones.

Filman ALMA desde un hexacóptero

Estas 58 antenas ubicadas en lo alto del llano de Chajnantor, en los Andes chilenos, y que en un futuro alcanzarán un total de 66, constituyen el proyecto astronómico de mayor envergadura en la actualidad, el Atacama Large Millimetre/submillimetre array (ALMA). La real magnitud de este conjunto de antenas ha sido captada en video full HD, como se aprecia en esta fantástica toma realizada desde el aire.

En julio de este año, se obtuvieron fotografías aéreas de ALMA empleando un hexacóptero, con resultados impresionantes. La misma aeronave utilizada para conseguir estas imágenes (diseñada para soportar las condiciones adversas que presenta este lugar de gran altitud) fue equipada con una cámara HD, un estabilizador de video, un GPS, un tren de aterrizaje y un transmisor de señales.

El multicóptero, con seis conjuntos de rotores y todas sus piezas instaladas, pesa un total de 2,3 kilogramos. Esto puede no parecer mucho, pero a una altitud de 5.000 metros sobre el nivel del mar, la densidad del aire es tan baja que un objeto con ese peso no es capaz de alcanzar la elevación esperada. Sin mencionar el viento, que empuja al hexacóptero a velocidades de hasta 35 km/h. En definitiva, obtener cualquier tipo de filmación (sin siquiera pensar en una de esta calidad) es una gran proeza.

El éxito de esta iniciativa dependía básicamente de algunas soluciones innovadoras y de algo de suerte. Para lograr solventar el problema de la altitud, el equipo viajó al sitio de ALMA muy temprano en la mañana, cuando el aire es más frío, y por lo tanto más denso. La suerte se hizo presente con la particular quietud de la mañana en que este material fue rodado, la calma suficiente para captar las imágenes antes de que la intensidad de los vientos aumentase nuevamente.

El fotógrafo Ariel Marinkovic de la empresa X-Cam, quien operó el equipo aéreo, describe el momento en que por primera vez filmaron a ALMA en todo su esplendor: “Quedamos impresionados con las increíbles vistas del llano de Chajnantor en el monitor: Las antenas parecían pequeños puntos brillantes entre los bancos de nieve, mientras que su lenta rotación creaba una coreografía tan precisa como su contraparte en los cielos”.
Obtenido de eso.org

La extraña pareja

El telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ha obtenido imágenes de una fascinante región de formación de estrellas en la Gran Nube de Magallanes — una de las galaxias satélite de la Vía Láctea. Esta precisa imagen revela dos peculiares y brillantes nubes de gas: la rojiza NGC 2014 y su vecina azulada NGC 2020. Pese a que son muy diferentes, ambas fueron esculpidas por potentes vientos estelares procedentes de estrellas recién nacidas extremadamente calientes que también irradian el gas, provocando que brille de forma intensa.

Esta imagen fue tomada por el Very Large Telescope (VLT) de ESO, instalado en el  Observatorio Paranal, en Chile — el mejor lugar del hemisferio sur para la observación astronómica. Pero incluso sin la ayuda de los telescopios como el VLT, si echamos un vistazo hacia la constelación austral de Dorado (El Pez Espada o el Delfín [1]) en una noche limpia y oscura, podremos distinguir una mancha borrosa que, a primera vista, parece ser tan solo una nube de la  atmósfera de la Tierra.


Al menos esa debió ser la primera impresión del explorador Fernando de Magallanes durante su famoso viaje al hemisferio sur en 1519. Pese a que falleció en Filipinas antes de terminar su viaje, de regreso a Europa su tripulación dio a conocer la existencia de esa nube y de su hermana pequeña y, en su honor, las pequeñas galaxias fueron bautizadas más tarde con el nombre de Magallanes. Sin embargo, ya antes habían sido observadas tanto por exploradores como por observadores europeos en el hemisferio sur, pese a que nunca se informó de ello.


La Gran Nube de Magallanes (Large Magellanic Cloud, LMC) produce nuevas estrellas de manera activa. Algunas de sus regiones de formación estelar como, por ejemplo, la famosa Nebulosa de la Tarántula, pueden verse incluso a simple vista. Sin embargo, hay otras regiones más pequeñas — y no por ello menos interesantes — que los telescopios pueden mostrarnos con un alto nivel de detalle. Esta nueva imagen del VLT explora a una extraña pareja incompatible: NGC 2014 y NGC 2020.


La nube teñida de rosa de la derecha, NGC 2014, es una resplandeciente nube compuesta casi en su totalidad por hidrógeno. Contiene un cúmulo de estrella jóvenes calientes. La fuerte radiación que emana de esas nuevas estrellas arranca electrones de los átomos del gas del entorno, ionizándolo y produciendo un característico brillo rojo.


Además de esta fuerte radiación, las estrellas jóvenes masivas también producen potentes vientos estelares que al final hacen que el gas del entorno se disperse. A la izquierda del cúmulo principal hay una brillante estrella muy caliente [2] que parece haber comenzado este proceso, creando una cavidad que aparece rodeada por una estructura en forma de burbuja llamada NGC 2020. El distintivo color azulado de este objeto, bastante misterioso, tiene de nuevo su origen en la radiación emitida por la estrella caliente — esta vez por ionización del oxígeno en lugar de hidrógeno.


La impresionante diferencia de color entre NGC 2014 y NGC 2020 es el resultado tanto de la diferencia en la composición química del gas del entorno como de la temperatura de las estrellas que hacen que estas nubes brillen. También tienen su influencia las distancias entre las estrellas y las respectivas nubes de gas.


La Gran Nube de Magallanes se encuentra a tan solo unos 163.000 años luz de nuestra galaxia, la Vía Láctea, lo cual en escalas cósmicas significa que está muy cerca. Esta proximidad hace que sea un objetivo muy importante para los astrónomos, ya que nos permite estudiarla con mucho más detalle que otros sistemas más alejados. Fue una de las razones que impulse la fabricación de telescopios en el hemisferio sur, lo cual llevó a la creación de ESO hace cincuenta años. Pese a que a escala humana la Gran Nube de Magallanes sea inmensa, contiene menos de un décimo de la masa de la Vía Láctea y abarca tan solo unos 14.000 años luz — en comparación, la Vía Láctea alcanza unos 100.000 años luz. Los astrónomos la califican como una galaxia enana irregular; su irregularidad, combinada con su prominente barra central de estrellas, sugiere que su forma caótica puede haber sido originada por las interacciones con la Vía Láctea y otra galaxia cercana, la Pequeña Nube de Magallanes.


Esta imagen fue obtenida dentro del programa Joyas Cósmicas de ESO [3] utilizando el instrumento FORS2 (FOcal Reducer and Low dispersión Spectrograph) , que trabaja en los rangos visible y ultravioleta cercano y está instalado en el telescopio VLT de ESO.

Notas

[1] Pese a que esta constelación se identifica comúnmente con la del pez espada, hay razones para creer que la menos conocida constelación del delfín puede encajar mejor. Aquí ofrecemos más detalles sobre este asunto.


[2] Este es un ejemplo de un extraño tipo de estrellas llamadas de Wolf-Rayet. Estos objetos de corta vida son muy calientes — sus superficies pueden estar más de diez veces tan calientes como la superficie del Sol — y muy brillantes, por lo que dominan las regiones que las rodean.


[3] Esta imagen procede del programa Joyas Cósmicas de ESO, una iniciativa de divulgación cuya intención es producir imágenes de objetos interesantes, llamativos o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO con finalidades educativas y divulgativas. El programa utiliza tiempo de observación que no puede usarse para observaciones científicas. Todos los datos obtenidos son puestos a disposición de los astrónomos a través del archivo científico de ESO.


Obtenido de eso.org