Profesor Chávez dirige experiencia de cohetes de agua en la Primera Jornada de Física de Linares

El profesor Cristián Chávez, Coordinador Docente y profesor de Astronáutica y Dinámica de Sistemas Mecánicos del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería UC, fue invitado a la “Primera Jornada Experimental de Física” de la ciudad de Linares, organizada por los cuatro colegios del
Arzobispado de la zona.

Al evento fueron invitados cerca de 150 jóvenes quienes tuvieron la oportunidad de interactuar con diversos experimentos de física, dirigidos por estudiantes de postgrado en Física y Astronomía de las universidades locales y de la Universidad Católica.

Durante la jornada, el profesor Chávez, realizó una exposición interactiva de una hora donde explicó a los alumnos en qué consiste la Astronáutica, los proyectos estudiantiles que se llevan a cabo en la universidad, los cursos que son parte del Minor en Fundamentos de Ingeniería Aeroespacial, y los principios físicos tras el diseño de cohetes, para luego motivar a los jóvenes a experimentar in situ la experiencia de lanzar un cohete de agua en el Estadio 
de Linares.

Los jóvenes separados en grupos de trabajo y liderados por estudiantes de la Universidad Católica del Maule, que actuaron como tutores de los escolares, fueron perfecciondo los diseños para el lanzamiento final, donde los ganadores alcanzaron una distancia horizontal de 100 metros aproximadamente.

Sonda taladra cometa y gira hacia la luz

La nave espacial que se posó sobre un cometa realizó dos maniobras complicadas el viernes al taladrar la superficie rocosa y girar para recibir luz solar que le permita generar energía.

Ambas operaciones entrañaban riesgos considerables porque podrían haber causado que la sonda se volcara o se precipitara al vacío del espacio. Pero si no lo hubiera hecho, la nave Philae, que logró un hito histórico al posarse el miércoles en un cometa, se arriesgaba a no hacer un importante experimento científico y a quedarse sin batería.

Científicos de la Agencia Espacial Europea indicaron que las maniobras aparentemente funcionaron.

"Mi rotación (de 35 grados) fue exitosa. Desde este ángulo parece que ves un cometa diferente", indica un mensaje publicado en la cuenta oficial de Twitter de la sonda.

Antes, los científicos publicaron el mensaje: "Primera perforación al cometa está hecha".

Desde que se posó sobre el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, a una distancia de 500 millones de kilómetros (311 millones de millas) de la Tierra, la sonda ha llevado a cabo una serie de pruebas y ha enviado un cúmulo de información, fotografías incluidas, hacia la Tierra.

Pero la batería primaria sólo tenía energía para dos o tres días de días de duración, por lo que la sonda tendrá que utilizar sus paneles fotovoltaicos para generar electricidad.

La agencia espacial informó el viernes por la noche que la carga de las baterías se agotó, y dado que no había suficiente luz para recargarlas, la nave entró en "modo de reposo", por lo que la mayoría de los sistemas y equipos se apagaron.

Sin embargo, "antes de quedar en silencio la sonda pudo transmitir toda la información científica reunida durante la primera secuencia científica", informó Stephan Ulamec, director de operaciones de la nave.

Los científicos se preocuparon al enterarse el jueves de que la nave había rebotado dos veces antes de posarse sobre la superficie del cuerpo celeste y las imágenes muestran que quedó cerca de un acantilado que impide que la luz del sol llegue a dos de los tres paneles solares.

Ya que el tiempo se agotaba, los científicos tomaron el riesgo de mover la sonda y llevar a cabo uno de los experimentos más importantes de la misión.

El material que se encuentra bajo la superficie del cometa ha permanecido casi inalterado en 4,500 millones de años, lo que hace a las pruebas de minerales una cápsula de tiempo que los científicos están ansiosos por estudiar.

Los controladores de la misión informaron que Philae pudo perforar a una profundidad de 25 centímetros (10 pulgadas) del cometa para comenzar la recolección de muestras.

Se desconocía hasta el momento si la rotación logró que los paneles solares quedaran fuera del espacio de sombra. Los científicos creen que el sábado sabrán si tuvieron éxito.

En tanto, la nave orbital Rosetta utilizará sus 11 instrumentos para analizar el cometa durante los próximos meses. Los científicos esperan que el proyecto, con un costo de 1.600 millones de dólares, les permita conocer mejor los cometas y otros cuerpos celestes y posiblemente responder a preguntas sobre el origen de la vida en la Tierra.

La comunicación con Philae es lenta, ya que la señal tarda más de 28 minutos en viajar entre la Tierra y la nave nodriza Rosetta, que sobrevuela el cometa.

"Dejemos de pensar en las cosas que habríamos hecho si todo hubiera funcionado adecuadamente", dijo el director de vuelo, Andrea Accomazzo. "Veamos lo que hemos hecho, lo que hemos logrado y lo que tenemos en la superficie. Esto es único y lo será por siempre".

Revolucionarias imágenes de ALMA revelan una génesis planetaria

Esta nueva imagen de ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, revela detalles extraordinarios que nunca antes se habían visto en un disco de formación de planetas alrededor de una estrella joven. Estas son las primeras observaciones que ha utilizado ALMA en su configuración casi completa, y las imágenes más precisas hechas nunca en longitudes de onda submilimétricas. Los nuevos resultados son un enorme paso adelante en la observación de cómo se desarrollan los discos protoplanetarios y cómo se forman los planetas.

Para sacar el máximo partido de ALMA en su nueva y potente configuración, los investigadores decidieron apuntar las antenas hacia HL Tauri— una estrella joven rodeada por un disco de polvo y situada a unos 450 años luz de distancia. La imagen resultante supera todas las expectativas y revela finos detalles inesperados en el disco de material sobrante tras el nacimiento de la estrella. La imagen muestra una serie de anillos concéntricos brillantes, separados por huecos.

"Lo que hemos observado es, casi con total seguridad, el resultado de la formación de cuerpos planetarios jóvenes en el disco. Esto resulta sorprendente, ya que no se espera que estrellas jóvenes de este tipo tengan grandes cuerpos planetarios capaces de producir las estructuras que vemos en las imágenes", afirma Stuartt Corder, Subdirector de ALMA.

"Cuando vimos por primera vez esta imagen, nos quedamos asombrados por el espectacular nivel de detalle. HL Tauri no tiene más de un millón años, y sin embargo su disco ya parece estar lleno de planetas en formación. Esa imagen sola va a revolucionar las teorías de formación planetaria", explicó Catherine Vlahakis, Subdirectora del programa científico de ALMA e Investigadora Principal de la campaña de larga base de ALMA.

El disco de HL Tauri aparece mucho más desarrollado de lo que se esperaría por la edad del sistema. Por tanto, la imagen de ALMA también sugiere que el proceso de formación planetaria puede ser más rápido de lo que se pensaba.

Una resolución tan alta sólo puede lograrse con las capacidades de larga base de ALMA, lo cual proporciona nueva información que es imposible obtener con cualquier otra instalación — ni siquiera con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. "La logística y la infraestructura necesarias para colocar las antenas en ubicaciones tan separadas las unas de la otras, han requerido de un esfuerzo de coordinación sin precedentes, llevado a cabo por un equipo internacional de expertos, formado por ingenieros y científicos", explica el Director de ALMA, Pierre Cox. "Esta configuración cumple con uno de los objetivos más ambiciosos de ALMA y marca un impresionante hito tecnológico, científico y de ingeniería".

Las estrellas jóvenes como HL Tauri, nacen en nubes de gas y fino polvo, en las regiones que han colapsado bajo los efectos gravitatorios, formando densos núcleos calientes que, finalmente, se encienden, convirtiéndose en estrellas jóvenes. Inicialmente, estas estrellas jóvenes quedan envueltas en el gas y el polvo restantes que quedan en el disco, conocido como disco protoplanetario.

Tras numerosas colisiones, las partículas de polvo se pegan, creciendo en grumos del tamaño de granos de arena y guijarros. En última instancia, en el disco pueden formarse asteroides, cometas e incluso planetas. Los planetas jóvenes irrumpirán en el disco y crearán anillos, brechas y agujeros como los que se ven en las estructuras observadas ahora por ALMA.

La investigación de estos discos protoplanetarios es esencial para nuestra comprensión de cómo se formó la Tierra en el Sistema Solar. Observar las primeras etapas de la formación de planetas alrededor de HL Tauri puede enseñarnos qué aspecto tenía nuestro propio sistema planetario hace más de 4.000 millones de años, cuando se formó.

"La mayoría de lo que sabemos hoy en día sobre la formación de planetas se basa en la teoría. Hasta ahora, imágenes con este nivel de detalle solo eran posibles gracias a simulaciones de ordenador o ilustraciones. Esta imagen de alta resolución de HL Tauri demuestra lo que puede lograr ALMA cuando opera en su configuración más grande, e inicia una nueva era en la exploración del universo", afirma Tim de Zeeuw, Director General de ESO.

Vista de Hubble de una nebulosa "burbujeante"

Esta imagen de la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2 de Hubble, muestra a NGC1501, una compleja nebulosa planetaria ubicada en la gran pero débil constelación de Camelopardalis (La Jirafa).

Descubierta por William Herschel in 1987, NGC 1501 es una nebulosa planetaria que está a menos de 5.ooo años de luz de nosotros. Los astrónomos han modelado la estructura tri-dimensional de la nebulosa, encontrando que sea una nube conformada como una elipsoide llena de baches y regiones burbujeantes. Tiene una brillante estrella central que puede ser vista fácilmente en esta imagen, brillando desde dentro de la nube de la nebulosa. Esta perla brillante incrustada dentro de su caparazón brillante, inspiró su popular apodo: La Nebulosa Ostra.

Mientras la estrella central de NGC 1501 lanzó su capa exterior hace mucho tiempo, aún sigue muy caliente y luminosa, aunque es un poco complicada para los observadores detectarla a través de telescopios modestos. Esta estrella ha sido sujeto de muchos estudios por los astrónomos debido a una característica muy inusual: parece estar pulsando, variando significativamente el brillo sobre una escala de tiempo típica o sólo media hora. Mientras estrellas variables no son usuales, es común encontrar una en el corazón de una nebulosa planetaria.

Es importante notar que los colores en la imagen son arbitrarios.

Descubierto un “salvavidas” para la formación de planetas en un sistema binario de estrellas

ALMA examina una rueda de polvo y gas dentro de otra rueda de la misma composición

Utilizando ALMA, los astrónomos han detectado, por primera vez, una serpentina de polvo y gas que fluye desde un disco externo masivo hacia el interior de un sistema de estrellas binarias. Esta forma, nunca vista con anterioridad, puede ser la responsable de mantener a un segundo disco de formación planetaria, más pequeño que, de no estar en estas condiciones, habría desaparecido hace mucho tiempo. La mitad de las estrellas de tipo solar nacen en sistemas binarios, lo que significa que estos hallazgos tendrán consecuencias importantes para la búsqueda de exoplanetas. Los resultados se publican en la revista Nature el 30 de octubre de 2014.

Un grupo de investigación, dirigido por Anne Dutrey, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, (Francia) y el CNRS, ha utilizado ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar la distribución de gas y polvo en un sistema estelar múltiple llamado GG Tau-A. Este objeto sólo tiene unos pocos millones de años y se encuentra a 450 años luz de la Tierra, en la constelación de Tauro.

Igual que si observáramos una rueda dentro de otra rueda, GG Tau-A contiene un gran disco externo que rodea a todo el sistema, así como un disco interno alrededor de la estrella central principal. Este segundo disco interno tiene una masa casi equivalente a la de Júpiter. Su presencia ha sido un intrigante misterio para los astrónomos, ya que está perdiendo material hacia su estrella central a una velocidad tal que debería haberse quedado sin material hace mucho tiempo.

Observando estas estructuras con ALMA, el equipo hizo un interesante descubrimiento: en la región que hay entre los dos discos, hallaron aglomeraciones de polvo y gas. Las nuevas observaciones sugieren que el material se está transfiriendo del disco exterior hacia el disco interior, alcanzando un equilibrio que permite que ambos sigan existiendo, una especie de “salvavidas”.

"El material que fluye a través de la cavidad fue predicho por las simulaciones, pero no se habían obtenido imágenes hasta ahora. Detectar estas aglomeraciones indica que el material se está moviendo entre los dos discos, permitiendo que uno se alimente del otro", explica Dutrey. "Estas observaciones demuestran que el material del disco externo puede mantener al disco interno durante mucho tiempo. Esto tiene consecuencias importantes para la capacidad de formación de planetas”.

Los planetas nacen del material sobrante dejado tras la formación de la estrella. Este es un proceso lento, lo cual significa que un disco perdurable es un prerrequisito para la formación del planeta. Si el proceso de alimentación hacia el disco interno detectado ahora con ALMA tiene lugar en otros sistemas estelares múltiples, los hallazgos introducen un gran número de nuevas posibles ubicaciones para encontrar exoplanetas en el futuro.

La primera fase de búsqueda de exoplanetas se centró en estrellas individuales como nuestro Sol. Recientemente, se ha demostrado que una gran proporción de planetas gigantes orbita alrededor de sistemas binarios de estrellas. Ahora, los investigadores han comenzado a mirar más de cerca y a considerar la posibilidad de que haya planetas orbitando estrellas individuales dentro de sistemas estelares múltiples. El nuevo descubrimiento apoya la posible existencia de estos planetas, dando a los descubridores de exoplanetas nuevos lugares donde ampliar sus búsquedas.

Emmanuel Di Folco, coautor del artículo, concluye: "casi la mitad las estrellas de tipo solar han nacido en sistemas binarios. Esto significa que hemos encontrado un mecanismo para alimentar la formación planetaria que se aplica a un número significativo de estrellas de la Vía Láctea. Nuestras observaciones son un gran paso adelante en la verdadera comprensión de la formación planetaria".

 

Los secretos de la construcción de una metrópoli galáctica

Un equipo de astrónomos ha utilizado el telescopio APEX para sondear un inmenso cúmulo de galaxias que se está formando en el universo primitivo, revelando que, gran parte del formación de estrellas que está teniendo lugar, no sólo está oculta por el polvo, sino que se está desarrollando en lugares inesperados. Es la primera vez que se ha podido llevar a cabo un censo completo de la formación estelar en un objeto de este tipo.

Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes del universo que se mantienen unidos por la gravedad, pero aún no comprendemos bien cómo se forman. Hace más de veinte años que los investigadores estudian la Galaxia Telaraña (conocida como MRC 1138-262) y sus alrededores, utilizando tanto telescopios de ESO como de otras instituciones. Se cree que es uno de los mejores ejemplos de un protocúmulo en pleno proceso de unión, un evento que observamos tal y como ocurría hace más de diez mil millones de años.

Pero Helmut Dannerbauer (Universidad de Viena, Austria) y su equipo sospechaban que a esta historia le faltaban muchas piezas. Querían estudiar el lado oscuro de la formación estelar y averiguar cuántas de las estrellas que se estaban formando en el cúmulo de la Galaxia Telaraña estaban ocultas a nuestra vista, detrás del polvo.

El equipo utilizó la cámara LABOCA, instalada en el telescopio APEX, en Chile, para observar este cúmulo de la Telaraña, durante cuarenta horas, en longitudes de onda milimétricas (longitudes de onda de la luz lo suficientemente largas como para mirar a través de la mayoría de las gruesas nubes de polvo). LABOCA tiene un amplio campo de visión y es el instrumento perfecto para este sondeo.

Carlos De Breuck (responsable científico del proyecto APEX en ESO y coautor del nuevo estudio) destaca: "esta es una de las observaciones más profundas que se han hecho con APEX y lleva esta tecnología a su límite –lo mismo ocurre con la resistencia del personal que trabaja en las instalaciones de APEX, a un altitud de 5.050 metros sobre el nivel del mar".

Las observaciones de APEX revelaron que, comparado con el cielo circundante, se habían detectado cuatro veces más fuentes en la zona de la Telaraña. Y cotejando cuidadosamente los nuevos datos con las observaciones complementarias realizadas en diferentes longitudes de onda, pudieron confirmar que muchas de estas fuentes se encontraban a la misma distancia que el propio cúmulo de galaxias, por lo que debía tratarse de partes del cúmulo en formación.

Según explica Helmut Dannerbauer, "las nuevas observaciones de APEX añaden la última pieza que necesitábamos para crear un censo completo de todos los habitantes de esta ciudad de mega estrellas. Estas galaxias están en pleno proceso de formación, por lo que, al igual que cuando tenemos obras aquí en la Tierra, está todo lleno de polvo".

Pero, mientras observaban el lugar en el que habían descubierto este foco de nacimiento de estrellas, se llevaron otra sorpresa. Esperaban encontrar esta región de formación estelar en los grandes filamentos que conectan las galaxias. En cambio, la encontraron concentrada en su mayor parte en una sola región, y esa región ni siquiera se encuentra centrada en la Galaxia Teladearaña, que sí está en el centro del protocúmulo.

Helmut Dannerbauer concluye: "Queríamos encontrar la formación de estrellas oculta en el cúmulo de Telaraña — y lo logramos — pero, por el camino, desenterramos un nuevo misterio: ¡no estaba en el lugar previsto! La mega ciudad se está desarrollando asimétricamente".

Para continuar con la historia, es necesario llevar a cabo más observaciones — y ALMA será el instrumento perfecto para dar esos pasos y estudiar estas regiones polvorientas con mucho más detalle.

Agujero negro hambriento, "come" más rápido de lo que se pensaba

Astrónomos han descubierto un agujero negro que está consumiendo gas de una estrella cercana 10 veces más rápido que lo que se pensaba posible previamente. El agujero negro - conocido como P13 - yace en las afueras de la galaxia NGC7793, a cerca de 12 millones de años luz de la Tierra, y está ingiriendo  un peso equivalente a 1 trillón de hot dogs cada minuto. El descubrimiento fue publicado en la revista Nature. El investigador del Centro Internacional para Radio Astronomía, el Astrónomo Dr. Roberto Soria, que está establecido en el nodo ICRAR de la Universidad Curtin, dijo que tanto como un gas cae hacia un agujero negro, este se vuelve caliene y brillante. Dijo que los científicos notaron a P13 porque era mucho más luminoso que otros agujeros negros, pero inicialmente fue asumido que era simplemente grande.

"Fue generalmente creído, que la máxima velocidad a que un agujero negro podía tragar gas y producir luz, estaba determinada por su tamaño," dijo el Dr. Soria.

"Así que hacía sentido asumir que P13 era ,ás grande que los ordinarios, menos brillantes a los que vemos en nuestra galaxia, la Vía Láctea."

Cuando el Dr. Soria y sus colegas de la Universidad de Estrasburgo, midieron la masa de P13, encontraron que en realidad estaba en el lado pequeño, a pesar de ser al menos millones de veces más brillante que el Sol. Fue entonces cuando se dieron cuenta de cuanto material se estaba consumiendo.

 

 "No hay realmente un límite estricto como el que pensamos, los agujeros negros pueden realmente consumir más gas y producir más luz," dijo el Dr. Soria.

Dr. Soria dijo que P13 rotaba alrededor de una estrella donante supergigante, 20 veces más pesada que nuetro Sol.

Dijo que los científicos vieron que un lado de la estrella donante siempre era más brillante que el otro lado, porque estaba iluminada por rayos-X que venían desde el cercano agujero negro, así que la estrella aparecía más brillante o más débil cuando giraba alrededor de P13.

"Esto nos permitió medir el tiempo que toma para el agujero negro y la estrella donante, rotar una alrededor de la otra, que es 64 días, y modelar la velocidad de los dos objetos y la forma de la órbita,"dijo el Dr. Soria. "De esto, hemos calculado que el agujero negro debe ser menor que 15 veces la masa de nuestro Sol."

Dr. Soria comparó P13 con un pequeño campeón comedor, Takeru Kobayashi.

"Como la leyenda comedora de hot dogs Takeru Kobayashi nos mostró, el tamaño no siempre importa en el mundo de competencias de comer, e incluso, los agujeros negos pequeños pueden a veces comer gas a una tasa excepcional," dijo.

Dr. Soria dijo que P13 en miembro de un selecto grupo de agujeros negros conocido como fuentes de rayos-X superluminosos.

"Estos son los campeones de la competencia de comer gas en el Universo, capaz de tragar su estrella donante en menos de un millón de años, que es un tiempo muy corto en escalas cósmicas," dijo.