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.

NASA lanza concurso de estudiantes para herramientas impresas en 3D

No debes convertirte en un astronauta para usar la nueva impresora 3D de la Estación Espacial Internacional (ISS).

NASA ha desafiado estudiantes, edades de 5a 19, para diseñar herramientas impresas en 3D que puedan ser producidas en microgravedad.

La primera impresora 3D en volar al espacio, llegó al puesto de avanzada el mes pasado a bordo de una cápsula Dragon de SpaceX. SpaceX llevó la máquina junto con másde 5.000 libras (2.268 kg) de carga en su cuarta misión de reabastecimiento de la Estación Espacial para la NASA.

La impresora fue construida por la compañía con sede en California, Made In Space, cuyos planes son crear partes plásticas simples en un comienzo, para probar si la impresora 3D es viable para la frontera final. Ahora, estudiantes van a tener una oportunidad de formar parte de este experimento.

NASA y la American Society of Mechanical Engineers Foundation lanzó un conjunto de Desafíos Espaciales en 3D para "Futuros Ingenieros" el 21 de Septiembre. El concurso pide a estudiantes en cursos K-12 crear y presentar un modelo 3D digital de una herramienta que ellos piensen que los astronautas puedan necesitar en el espacio.

"Como saben, no tenemos envío de noche en el espacio, así que cuando realmente necesitamos algo, debemos esperar," astronauta de la NASA Doug Wheelock, que pasó seis meses viviendo y trabajando en la Estación Espacial  en 2010, dijo en un video, anunciando el desafío. "Ser capaz de hacer partes en la demanda, va a cambiar para siempre eso para nosotros."

Las entradas, que son aceptadas hasta el 15 de Diciembre, van a ser juzgadas por su creatividad, utilidad y adherencia a los esquemas de diseño. Los semifinalistas van a ser anunciados a mediados de Enero, y los ganadores van a ser revelados el 30 de Enero.

El gran premio para el adolescente ganador (edades de 13 a 19), incluye un viaje a Operaciones de Carga de la NASA en Huntsville, Alabama, donde el estudiante va a ver  su impresión hecha realidad en la Estación Espacial. El ganador en la categoría de 5 a 12 años, va a obtener un aimpresora 3D para su escuela.

Más información en: http://www.futureengineers.org/

Link de video promocional: https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=zZCvEOEd30c

NASA devela la herramienta de soldadura de naves más grande del mundo para sistema de lanzamiento espacial

La herramienta de soldadura de naves espaciales en el mundo, el Centro de Ensamblaje Vertical está abierto para negocios en la instalación de ensamblaje Michoud de la NASA en New Orleans. El gigante de 170 pies de alto y 78 pies de ancho completan un kit de soldadura de clase mundial que va a ser utilizado para construir la etapa central del siguiente gran cohete de Estados Unidos, el Space Launch System (SLS).

SLS va a ser el cohete más poderoso jamás construido para misiones de espacio profundo, incluyendo a un asteroide, y eventualmente a Marte. La etape cebtral, elevada a más de 200 pies de altura (61 metros) con un diámetro de 27,6 pies (8.4 metros), va a almacenar hidrógeno líquido criogénico y oxígeno líquido que van a alimentar los cuatro motores RS-25 del cohete.

"Este cohete es una cámara de juego  en términos de la exploración del espacio profundo, y va a lanzar astronautas de la NASA para investigar asteroides y explorar la superficie marciana mientras abre nuevas posibilidades para misiones cintíficas también," dijo el administrador de la NASA, Charles Bolden,  durante una ceremonia de corte de listón en Michaud el viernes.

El centro de ensamblaje vertical es parte de una familia de herramientas modernas diseñadas para soldar la etapa central de SLS. Va a unir domos, anillos y barriless para completar los tanques o ensamblaje de estructuras secas. También va a ser usada para reslizar evaluaciones de las soldaduras completadas. Boeing is el principal contratiste para la etapa central de SLS, incluyendo aviónica.

"El programa SLS continúa para hacer un progreso significante," dijo Todd May, el gerente del programa SLS. "La etapa central y los impulsores han completado revisiones de diseño crítico, y NASA aprovó recientemente el progreso del programa SLS desde la formulación hasta el desarrollo. Este es un hito mayor  para el programa y prueba que el primer diseño nuevo para SLS es suficientemente maduro para la producción."

El trabajo está en marcha en varias herramientas de soldadura adicionales. Los ingenieros recientemente completaron la soldadura de todos los anillos para el primer vuelo de SLS utilizando la herramienta de anillos segmentados. 10 barriles también han sido soldados para la etapa central  de SLS utilizando el centro de soldadura vertical. Los anillos conectan y proveen rigidez entre domo y barriles, que formarán las mayores estructuras de las cinco etapes centrales: la falda delantera , el tanque de oxígeno líquido , el intertanque el tanque de hidrógeno líquido y la sección del motor.

SLS va a ser el cohete más capaz del mundo. Va a abrir nuevas fronteras para astronautas viajando a bordo de la nave Orion de la NASA, y puede también ofrecer beneficios para misiones científicas que requieren su uso y que no pueden ser "voladas" en cohetes comerciales. Esta semana, ingenieros en la NASA  en el Centro Espacial Kennedy en Florida, completaron el módulo de la tripulación para la nave Orion, que se va a aventurar en el espacio es un vuelo de prueba en Diciembre. Adicionalmente, el Programa de Operaciones en Tierra de Sistemas y Desarrollo de la NASA, que está transformando  Kennedy para apoyar el lanzamiento de SLS y otro usuarios, completaron una agencia de revisión de nivel mayor, y fue aprovado para el progreso desde la formulación hasta el desarrollo.

Previsión “meteorológica” cósmica: las nubes oscuras darán paso al sol

En esta intrigante nueva imagen vemos cómo Lupus 4, una burbuja de gas y polvo en forma de araña, oculta las estrellas de fondo como lo haría una nube gris en una noche sin luna. Aunque ahora se vea encapotado, es en estas densas burbujas de materia, que se encuentran en el interior de nubes como Lupus 4, donde se forman nuevas estrellas y donde, más tarde, nacerán radiantes. La imagen ha sido captada por el instrumento Wide Field Imager, instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros de ESO, en el Observatorio La Silla, en Chile.

Lupus 4 está situado a unos 400 años luz de la Tierra, a caballo entre las constelaciones de Lupus (el Lobo) y Norma (la Plaza del Carpintero). La nube forma parte de un grupo de nubes oscuras que se encuentran un cúmulo estelar disperso llamado la Asociación de estrellas OB de Escorpio-Centauro. Una asociación OB es una agrupación relativamente joven, pero muy dispersa, de estrellas. Probablemente las estrellas hayan tenido un origen común, naciendo juntas en una gigantesca nube de material.

Dado que esta asociación de estrella y las nubes Lupus forman el grupo más cercano al Sol de su tipo, son un objetivo prioritario para estudiar cómo crecen juntas las estrellas antes de separarse. Se cree que el Sol, junto con la mayoría de las estrellas de nuestra galaxia, nació en un entorno similar.

Las primeras descripciones que constan en la literatura astronómica sobre las nubes oscuras de Lupus, datadas en 1927, se atribuyen al astrónomo estadounidense Edward Emerson Barnard. Lupus 3, vecino de Lupus 4, es el más estudiado gracias a la presencia de, al menos, 40 incipientes estrellas formadas a lo largo de los últimos tres millones de años, y que están a punto de encender sus hornos de fusión (eso1303). La principal fuente de energía en estas estrellas adolescentes, conocidas como estrellas T Tauri, es el calor generado por su contracción gravitatoria. Esto supone un contraste con respecto a la fusión de hidrógeno y otros elementos, el motor de estrellas maduras como el Sol.

Las observaciones de la fría oscuridad de Lupus 4 han desvelado la existencia de tan solo un puñado de estrellas T Tauri. Sin embargo, para Lupus 4, en términos de futura formación estelar, la existencia de un núcleo de material denso y sin estrellas en la nube resulta prometedora. En unos millones de años, ese núcleo se transformará en estrellas T Tauri. Esta comparación entre ambas nubes nos sugiere que Lupus 3 es más antigua que Lupus 4, ya que su contenido ha tenido más tiempo para convertirse en estrellas.

¿Cuántas estrellas podrían empezar a brillar dentro de Lupus 4? Es difícil de decir, ya que las estimaciones de masa para Lupus 4 varían. Dos estudios coinciden en una cifra de alrededor de 250 veces la masa del Sol, mientras que otro, utilizando un método diferente, llega a una cifra de alrededor de 1.600 masas solares. Sea como fuere, la nube contiene material suficiente como para generar numerosas estrellas nuevas. Así como las nubes terrenales de nuestra atmósfera dan paso a la luz del Sol, esta oscura nube cósmica puede acabar disipándose, dando paso a la brillante luz de las estrellas.

La mejor imagen obtenida de una fusión de galaxias en el universo lejano

Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y muchos otros telescopios en tierra y en el espacio, un equipo internacional de astrónomos ha obtenido la mejor imagen de una colisión que tuvo lugar entre dos galaxias cuando el universo tenía sólo la mitad de su edad actual. Se sirvieron de una lupa del tamaño de una galaxia para revelar detalles de otro modo invisibles. Estos nuevos estudios de la galaxia H-ATLAS J142935.3-002836 han demostrado que este objeto, complejo y distante, es parecido a una conocida colisión de la galaxia local, las Galaxias Antena.

El famoso detective de ficción Sherlock Holmes utilizaba una lupa para revelar evidencias apenas visibles, pero importantes. Los astrónomos están ahora combinando el poder de muchos telescopios basados en tierra y en el espacio con una forma infinitamente más grande de lente cósmica para estudiar un caso de vigorosa formación estelar en el universo temprano.

"Mientras los astrónomos a menudo se ven limitados por la potencia de sus telescopios, en algunos casos nuestra capacidad para ver el detalle es enormemente mejorada por lentes naturales, creadas por el universo", explica el autor principal, Hugo Messias, de la Universidad de Concepción (Chile) y el Centro de Astronomía y Astrofísica da Universidad de Lisboa (Portugal). "Einstein predijo en su teoría de la relatividad general que, dada la suficiente masa, la luz no viaja en línea recta, sino que se dobla de forma similar a la luz refractada por una lente normal".

Estas lentes cósmicas son creadas por enormes estructuras como galaxias y cúmulos de galaxias, que desvían la luz de los objetos que hay detrás de ellos debido a su fuerte gravedad — un efecto denominado de lente gravitacional o gravitatoria. Las propiedades de este efecto lupa permiten a los astrónomos estudiar objetos que no serían visibles de otro modo y comparar directamente las galaxias locales con otras mucho más remotas, vistas cuando el universo era considerablemente más joven.

Pero para que estas lentes gravitacionales funcionen, la galaxia que hace de lente y la que se encuentra detrás, alejada, deben estar alineadas de un modo muy preciso.

"Estas alineaciones casuales son muy raras y tienden a ser difíciles de identificar",  añade Hugo Messias, "pero estudios recientes han demostrado que mediante la observación en longitudes de onda del infrarrojo lejano y el rango milimétrico, podemos encontrar estos casos de una forma mucho más eficiente".

H-ATLAS J142935.3-002836 (o simplemente H1429-0028 para abreviar) es una de estas fuentes y fue encontrada en el sondeo Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS). Aunque muy débil en las imágenes de luz visible, es una de las lentes gravitatorias más brillantes del infrarrojo lejano encontrado hasta el momento, aunque lo estamos viendo en un momento en el que el universo tenía sólo la mitad de su edad actual.

Sondear este objeto estaba en el límite de lo posible, por lo que el equipo internacional de astrónomos comenzó una extensa campaña de seguimiento con los telescopios más potentes — tanto en tierra como en el espacio — incluyendo el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, ALMA, el Observatorio Keck, el conjunto Karl Jansky Very Large Array (JVLA) y otros. Los diferentes telescopios proporcionaron diferentes puntos de vista, que se combinaron para obtener la mejor imagen de este inusual objeto.

Las imágenes de Hubble y Keck revelaron un detallado anillo de luz gravitacionalmente inducido alrededor de la galaxia del frente. Estas imágenes de alta resolución también demostraron que la galaxia que ejercía de lente es una galaxia con el disco de canto — similar a nuestra galaxia, la Vía Láctea — que oscurece partes de la luz del fondo debido a las grandes nubes de polvo que contiene.

Pero este oscurecimiento no es un problema para ALMA y JVLA, puesto que estas dos instalaciones observan el cielo en longitudes de onda más largas, que no se ven afectadas por el polvo. Combinando los datos, el equipo descubrió que el sistema de fondo era en realidad una colisión que está teniendo lugar entre dos galaxias. Desde ese momento, ALMA y JVLA empezaron a jugar un papel clave en la caracterización de este objeto.

En particular, ALMA trazó el monóxido de carbono, que permite hacer estudios detallados de los mecanismos de formación de estrellas en las galaxias. Las observaciones de ALMA también permitieron medir el movimiento del material en el objeto más distante. Esto fue esencial para demostrar que el objeto que se observa a través de la lente es, de hecho, una colisión galáctica en curso que da lugar a cientos de nuevas estrellas cada año, y que una de las galaxias del choque aún muestra signos de rotación, una indicación de que era una galaxia de disco justo antes de este encuentro.

El sistema de estas dos galaxias en colisión se asemeja a un objeto que está mucho más cerca de nosotros: las Galaxias Antena. Se trata de una espectacular colisión entre dos galaxias que se cree que han tenido una estructura de disco en el pasado. Mientras que el sistema de las Antenas está formando estrellas a un ritmo de sólo unas pocas decenas de la masa de nuestro Sol cada año, en el mismo tiempo H1429-0028 convierte una masa de gas de más de 400 veces la masa del Sol en nuevas estrellas.

Rob Ivison, Director de Ciencia de ESO y coautor del nuevo estudio, concluye: "ALMA nos ha permitido resolver este dilema porque nos ha proporcionado información sobre la velocidad del gas en las galaxias, lo que hace posible distinguir los diversos componentes, revelando la firma clásica de una fusión de galaxias. Este hermoso estudio capta una fusión galaxia en plena acción, justo en el momento en el que desencadena un estallido extremo de formación estelar".