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ALMA revela las huellas de planetas bebé en un disco de gas PDF Imprimir E-mail

26/5/2016 de ALMA / The Astrophysical Journal Letters

Figure 2. HCO+ gas (blue) and dust (red) distributions in the disk around HL Tauri. The ellipses show the locations of the gaps. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yen et al. | Download image
Distribuciones de gas HCO+ (azul) y polvo (rojo) en el disco alrededor de la estrella HL Tauri. Las elipses indican las posiciones de los huecos. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yen et al.

Un nuevo análisis de datos de ALMA de HL Tauri proporciona pruebas más firmes de la presencia de planetas bebé alrededor de esta estrella. Los investigadores han descubierto dos huecos en el disco de gas que rodea a la estrella.  Las posiciones de estos huecos en el gas coinciden con las posiciones de los huecos en el polvo  encontrados en una imagen en alta resolución de ALMA tomada en 2014. Este descubrimiento apoya la idea de que los planetas se forman en escalas de tiempo mucho más cortas de lo que se pensaba y conduce a reconsiderar escenarios alternativos de formación de planetas.

En noviembre de 2014 ALMA publicó una asombrosa imagen de HL Tauri y su disco de polvo. Esta imagen, la más nítida jamás obtenida de este tipo de objeto, muestra claramente varios huecos en el disco de polvo que rodea la estrella. Los astrónomos no han llegado todavía a una respuesta definitiva sobre qué es lo que produce los huecos en el disco de polvo. Algunos sugieren que se trata de planetas bebé que causan los huecos al atraer o expulsar el polvo a lo largo de sus órbitas. Otros dudan de esta explicación porque HL Tauri es muy joven (se estima que tiene sólo un millón de años de edad) y los estudios clásicos indican que los planetas tardan más de diez millones de años en formarse a partir de polvo de tamaño pequeño. Proponen otros mecanismos de formación de los huecos: cambios en el tamaño del polvo por coalescencia o destrucción, o la formación de polvo debido a moléculas de gas que se congelan.

Ahora un equipo de investigadores liderado por el Dr. Hsi-Wei Yen, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica  de Taiwan, y el profesor Shigehisa Takakuwa, de la Universidad de Kagoshima de Japón, ha estudiado la distribución del gas en el disco para conocer su verdadera naturaleza. Si los huecos en el polvo se producen por cambios en la naturaleza del polvo, entonces el gas no se vería afectado y no se observarían huecos en la distribución del gas. Pero si son producidos por la gravedad de planetas en formación, entonces se esperaría que la gravedad crease huecos también en el gas.

Incluso con la sensibilidad sin precedentes de ALMA, no ha sido fácil revelar la distribución del gas en el disco. Los investigadores seleccionaron las emisiones de las moléculas de gas HCO+ de los datos de 2014 y sumaron las emisiones en los anillos alrededor de la estrella para incrementar la sensibilidad efectiva. La imagen de la distribución del HCO+ revela por lo menos dos huecos en el disco, a radios de 28 y 69 unidades astronómicas. "Para nuestra sorpresa, estos huecos en el gas coinciden con los huecos del polvo", comenta Yen. "Esto apoya la idea de que los huecos son huellas dejadas por planetas bebé".

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Actualizado ( Jueves, 26 de Mayo de 2016 09:58 )
 
Un joven y enorme cúmulo de galaxias, detectado en el Universo temprano PDF Imprimir E-mail

26/5/2016 de National Optical Astronomy Observatory / The Astrophysical Journal

The newly discovered protocluster of galaxies located in the Bootes field of the NOAO Deep Wide-field Survey.

El protocúmulo recién descubierto, situado en el campo de Bootes del Rastreo de Gran Campo Profundo del NOAO. Los círculos rodean a los miembros confirmados del cúmulo. Las galaxias del cúmulo son típicamente muy débiles. Los recuadros muestran aumentadas las imágenes de dos galaxias del cúmulo que emiten luz en la línea Lyman-alfa del hidrógeno atómico. Crédito:  Dr. Rui Xue, Purdue University.

 

Un equipo de astrónomos ha descubierto pruebas de la existencia de una enorme colección de galaxias jóvenes a 12 mil millones de años luz de distancia. El protocúmulo de galaxias recién descubierto, observado cuando el Universo tan solo tenía 1700 millones de años (el 12% de su edad actual) es una de las estructuras más masivas conocidas a esa distancia.

"El protocúmulo muy probablemente se convertirá en un cúmulo de galaxias como el cúmulo de Coma, que tiene una masa equivalente a más de mil billones de soles", afirma el astrofísico Dr. Kyoung-Soo Lee. Los cúmulos tan masivos son extremadamente raros: sólo se conoce un puñado de candidatos en épocas tan tempranas. El nuevo sistema es el primero que ha sido confirmado utilizando espectroscopía para determinar la pertenencia al cúmulo.

Los investigadores utilizaron el telescopio Keck II para medir las distancias a las galaxias poco brillantes que habían encontrado en una pequeña parte del cielo, lo que reveló este gran grupo. "Muchas de las galaxias débiles de esta zona se hallan a la misma distancia", comenta el Dr. Arjun Dey. "Están agrupadas por la gravedad y los indicios sugieren que el cúmulo está en proceso de formación".

La materia del Universo se organiza en grandes estructuras a través de la acción de la gravedad. La mayoría de las estrellas están en galaxias, que a su vez se reúnen en grupos y cúmulos. Los cúmulos de galaxias se observan habitualmente en el Universo actual y contienen algunas de las galaxias más viejas y masivas que se conocen. La formación e historia inicial de estos cúmulos no se conoce bien. El descubrimiento de protocúmulos jóvenes permite a los científicos ser testigos directos de su formación y estudiarla. La prevalencia de cúmulos masivos en el Universo joven puede ayudar a acotar el tamaño y la historia de expansión del Universo.

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Actualizado ( Jueves, 26 de Mayo de 2016 09:58 )
 
Los agujeros negros supermasivos provocan un calentamiento galáctico PDF Imprimir E-mail

26/5/2016 de SDSS / Nature

An artist’s rendition of the galaxies Akira (right) and Tetsuo (left) in action.  Akira’s gravity pulls Tetsuo’s gas into its central supermassive black hole, fueling winds that have the power to heat Akira’s gas. The action of the black hole winds prevents a new cycle of star formation in Akira.  Image Credit: Kavli IPMU

Ilustración de artista de las galaxias Akira (derecha) y Tetsuo (izquierda) en acción. La gravedad de Akira atrae el gas de Tetsuo hacia su agujero negro central, alimentando vientos que tienen el poder de calentar el gas de Akira. La acción de los vientos del agujero negro impiden un nuevo ciclo de formación estelar en Akira. Crédito: Kavli IPMU.

 

Durante los últimos miles de millones de años, una misteriosa clase de "calentamiento galáctico" ha convertido cantidades enormes de galaxias en desiertos carentes de frescas estrellas jóvenes. El problema para los astrónomos ha sido identificar el proceso desconocido que mantiene el gas de estas galaxias adormecidas demasiado caliente y energético para formar estrellas.

Ahora, los astrónomos del proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDSS) han anunciado el descubrimiento de una nueva clase de galaxias llamadas "géiseres rojos" que albergan agujeros negros supermasivos con vientos que tienen el poder de mantener apagadas estas galaxias durmientes. "Sabíamos que tenía que haber un modo de evitar la formación de estrellas en estas galaxias, y ahora tenemos una buena idea de lo que es", comenta Edmond Cheung, primer autor del artículo publicado hoy en Nature

Durante mucho tiempo los astrónomos habían tenido sospechas de que la razón tenía algo que ver con los agujeros negros supermasivos que existen en los centros de muchas galaxias, pero carecían de pruebas sólidas.

Cheung ha llamado "Akira" a este primer ejemplo de galaxia de géiser rojo, por un famoso personaje de cómic manga japonés. Akira tiene una galaxia compañera que Cheung ha llamado "Tetsuo" por otro personaje del mismo manga. Akira está robando gas de Tetsuo, lo que produce los vientos del agujero negro supermasivo de Akira. Los vientos alimentados por el gas de Tetsuo son la razón de que Akira sea actualmente una galaxia de géiser rojo. A Kevin Bundy, coautor del estudio, se le ocurrió llamar así a estas galaxias porque las súbitas apariciones de estos vientos le recordaban las erupciones esporádicas de un géiser y porque el no formar estrellas nuevas deja a la galaxia sólo con estrellas rojas.

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Actualizado ( Jueves, 26 de Mayo de 2016 09:59 )
 
El número de los planetas habitables podría estar limitado por atmósferas sofocantes PDF Imprimir E-mail

26/5/2016 de Imperial College / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 Mini Planetary System: This artist's conception illustrates KOI-961

Ilustración de artista de un sistema de planetas en órbita alrededor de una estrella enana roja. Un planeta en la zona habitable de la estrella podría todavía estar demasiado caliente para albergar vida. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

 

Cuando los científicos buscan planetas que puedan albergar vida miran en las 'zonas habitables' alrededor de las estrellas, la distancia correcta a la estrella para que exista agua en forma líquida en la superficie de un planeta. Tradicionalmente esta búsqueda se ha concentrado en planetas en órbita alrededor de estrellas como nuestro Sol, en cierto modo parecidos a la Tierra.

Sin embargo, investigaciones recientes han permitido descubrir planetas pequeños girando muy de cerca alrededor de estrellas llamadas enanas M, o enanas rojas, que son mucho más pequeñas y débiles que el Sol. Las enanas M constituyen alrededor del 75 por ciento de todas las estrellas de nuestra Galaxia y descubrimientos recientes sugieren que muchas de ellas albergan planetas, disparando el número de planetas potencialmente habitables a miles de millones.

Pero una nueva investigación ha revelado que, aunque se encuentren en órbita alrededor de estrellas más pequeñas y poco brillantes, muchos de estos planetas podrían todavía estar demasiado calientes para ser habitables. Los científicos sugieren que algunos de los planetas podrían todavía serlo, pero sólo aquéllos con una masa menor que la de la Tierra, comparables a Marte.

El Dr. James Owen, autor principal del estudio, comenta: "Se asumía que los planetas con masas similares a la Tierra serían habitables simplemente porque se encontraban en la 'zona habitable'. Sin embargo, cuando consideras cómo evolucionan estos planetas en el transcurso de miles de millones de años, esta hipótesis resulta que no es cierta".  Se sabía que muchos de estos planetas nacen con atmósferas gruesas de hidrógeno y helio, constituyendo aproximadamente el uno por ciento de la masa planetaria total. En comparación, la atmósfera de la Tierra constituye sólo una millonésima de su masa. El efecto invernadero de una atmósfera de este grosor haría que la superficie fuera demasiado caliente para el agua líquida, haciendo que los planetas fuesen inicialmente inhabitables. 

Se pensaba que, con el tiempo, la intensa radiación ultravioleta y de rayos X de la estrella enana M evaporaría la mayor parte de esta atmósfera, haciendo al final habitable el planeta. Pero el nuevo análisis revela que esto no es así. Simulaciones detalladas por computadora demuestran que estas gruesas envolturas de hidrógeno y helio no pueden escapar de la gravedad de los planetas que son similares o mayores que la Tierra, por lo que muchos de ellos probablemente retengan sus atmósferas sofocantes.

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Actualizado ( Jueves, 26 de Mayo de 2016 09:59 )
 
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