viernes, 13 de abril de 2012

FOMALHAUT REVELA SISTEMA PLANETARIO MEDIANTE OBSERVACIONES DE "ALMA"



En la entrada anterior, tocamos el tema de las observaciones efectuadas por el Telescopio Espacial Herschel relacionadas con la cinta que rodea a la estrella Fomalhaut compuesta por cometas masacrados por ella.


ESO, que el presente año cumple 50 años de su fundación, informó el 12 de abril, que los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – ALMA, descubrieron planetas orbitando alrededor de la estrella Fomalhaut que son más pequeños de lo que originalmente se pensaba.
Este es el primer resultado científico publicado por ALMA en su primer período de observaciones abiertas para los astrónomos de todo el mundo.
El descubrimiento fue posible gracias a nítidas y excepcionales imágenes logradas por ALMA de un disco o anillo de polvo que orbita a Fomalhaut, estrella que se encuentra a unos 25 años luz de la Tierra. Esta observación ayuda a resolver una controversia entre los observadores anteriores del sistema.
Las imágenes de ALMA muestran que tanto los bordes interior como exterior del disco delgado y polvoriento, tiene bordes muy afilados. Ese hecho, combinado con simulaciones por ordenador, condujo a los científicos a concluir que las partículas de polvo en el disco se mantienen en el disco por el efecto gravitacional de dos planetas – uno más cerca de la estrella que del disco y otro más distante. [1]

Sus cálculos también indican el probable tamaño de los planetas, más grande que Marte, pero no más grande que un par de veces el tamaño de la Tierra. Esto es, mucho más pequeño que como los astrónomos habían pensado previamente.


En 2008, la imagen obtenida por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, había revelado solo el planeta interior, entonces se pensó que era más grande que Saturno, el segundo planeta más grande de nuestro Sistema Solar; sin embargo, posteriores observaciones con telescopios infrarrojos no pudieron detectar el planeta.
Este fracaso llevó a algunos astrónomos a dudar de la existencia del planeta en la imagen del Hubble. Además, el Hubble en luz visible de la imagen captó la presencia de granos de polvo muy pequeños que son empujados hacia afuera por la radiación de la estrella, lo que difumina la estructura del disco de polvo. Las observaciones de ALMA, en longitudes de onda más largas que las de la luz visible, trazaron los grandes granos de polvo, alrededor de 1 milímetro de diámetro, que no se mueven por la radiación de la estrella. Ellos revelaron claramente los bordes afilados del disco y la estructura del anillo, indicando el efecto gravitatorio de dos planetas.


"La combinación de observaciones de ALMA de la forma del anillo con modelos de computadora, podemos poner límites muy estrictos a la masa y la órbita de cualquier planeta cerca del anillo", dijo Aaron Boley (un compañero de Sagan de la Universidad de Florida, EE.UU.), quien fue líder del estudio. "Las masas de estos planetas deben ser pequeñas, de lo contrario los planetas podría destruir el anillo", agregó. Los pequeños tamaños de los planetas explican por qué las observaciones anteriores en el infrarrojo no los detectan, dijeron los científicos.
La investigación de ALMA muestra que el ancho del anillo es aproximadamente 16 veces la distancia del Sol a la Tierra, y sólo una séptima parte del grosor de su ancho. "El anillo es aún más estrecha y delgada que se pensaba anteriormente", dijo Matthew Payne, también de la Universidad de la Florida.
El anillo esta aproximadamente a 140 veces la distancia Sol-Tierra de la estrella. En nuestro propio Sistema Solar, Plutón es de alrededor de 40 veces más distante del Sol que la Tierra. "Debido al tamaño pequeño de los planetas cerca de este anillo y su gran distancia de su estrella anfitriona, se encuentran entre los más fríos planetas todavía se encuentran orbitando una estrella normal", añadió Aaron Boley.

Los científicos observaron el sistema de Fomalhaut en septiembre y octubre de 2011, cuando sólo una cuarta parte de las previstas 66 antenas ALMA estaban disponibles. Cuando se complete la construcción el próximo año, el total del sistema será mucho más capaz.
Sin embargo, incluso en esta fase temprana ciencia, ALMA fue lo suficientemente potente como para señalar la estructura reveladora que se habían eludido en anteriores observaciones en ondas milimétricas.
"ALMA puede ser todavía en construcción, pero ya es el telescopio más potente de su clase. Este es sólo el comienzo de una nueva era en el estudio de los discos y de formación de planetas alrededor de otras estrellas", concluye el astrónomo de ESO y miembro del equipo de proyecto de ley Dent (ALMA, Chile).


El Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), es una instalación astronómica internacional, llevada a efecto con la colaboración entre Europa, América del Norte y Asia del Este y la cooperación de la República de Chile.
ALMA es financiado en Europa por el Observatorio Europeo Austral (ESO), en América del Norte por los EE.UU. National Science Foundation (NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC) y en Asia del Este por el Instituto Nacional de Ciencias Naturales (NINS) de Japón, en cooperación con la Academia Sínica (AS) en Taiwán. La construcción y operación de ALMA se efectúan a nombre de Europa por ESO, en nombre de Norteamérica por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), el cual es operado por Associated Universities, Inc. (AUI) y en nombre de Asia del Este por el Observatorio Astronómico Nacional Observatorio de Japón (NAOJ). El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona la dirección unificada y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.


Notas

[1] El efecto de los planetas o lunas de mantener los bordes de un anillo de polvo fuerte fue visto por primera vez cuando la nave espacial Voyager sobrevoló Saturno e hizo imágenes detalladas de los sistema de anillos de ese planeta. En otro ejemplo de nuestro Sistema Solar, uno de los anillos del planeta Urano es limitado considerablemente por las lunas Cordelia y Ofelia, exactamente de la forma que los observadores de ALMA proponen para el anillo alrededor de Fomalhaut. Las lunas que confinan a los anillos de los planetas son denominadas "lunas pastoras".
Las lunas o planetas que confinan dichos anillos de polvo lo hacen a través de los efectos gravitacionales. Un planeta en el interior del anillo orbita alrededor de la estrella más rápidamente que las partículas de polvo en el anillo. Su peso añade energía a las partículas, empujándolos hacia afuera. Un planeta en la parte exterior del anillo se mueve más lentamente que las partículas de polvo, y su gravedad disminuye la energía de las partículas, haciendo caer ligeramente hacia el interior.


Más información
Esta investigación fue presentada en un documento, "Restringir el sistema planetario de Fomalhaut de alta resolución de observaciones de ALMA", por A. Boley et al. a aparecer en The Astrophysical Journal Letters.
El equipo está compuesto de AC Boley (Universidad de Florida, Gainesville, EE.UU.), MJ Payne (Universidad de Florida), S. Corder (América del Norte ALMA Science Center, Charlottesville, EE.UU.), W. Dent (ALMA, Santiago de Chile) , EB Ford (Universidad de Florida) y M. Shabram (Universidad de Florida).


El año 2012 marca el 50 º aniversario de la fundación del Observatorio Europeo Austral (ESO). ESO es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el mundo del observatorio astronómico más productivo. Es apoyada por 15 países: Austria, Bélgica, Brasil, la República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Países Bajos, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones terrestres de observación permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres únicas de clase mundial los sitios de observación en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el mundo visible más avanzado observatorio astronómico de luz y dos telescopios. Vista funciona en el infrarrojo y es el más grande del mundo telescopio de rastreo y el VLT Survey Telescope es el mayor telescopio diseñado para estudiar exclusivamente a los cielos en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está actualmente planificando una de 40 metros de la clase European Extremely Large óptico / infrarrojo cercano del telescopio, el E-ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo en el cielo"
Fuente de la compilación: ESO1216 Science Release abril 12,2012
http://www.eso.org/public/news/eso1216/





HERSCHEL DESCUBRE DESTRUCCIÓN DE COMETAS ALREDEDOR DE FOMALHAUT

La imagen de Herschel de Fomalhaut- crédito ESA

El Observatorio Espacial Herschel de la ESA ha estudiado el cinturón de polvo que se observa alrededor de la cercana estrella Fomalhaut.

Fomalhaut, también llamada La Solitaria, es una joven estrella de magnitud 1,2 que está ubicada a 22 años luz de la Tierra en la Constelación del El Pez Austral – Piscis Austrinus - ; es dos veces más masiva que nuestro Sol y catorce veces más luminosa.
El cinturón de polvo detectado alrededor de la estrella, parece que viene de las colisiones que destruyen miles de cometas de hielo cada día. Este cinturón fue descubierto en la década de 1980 por el satélite IRAS, pero las nuevas imágenes obtenidas por el Herschel, muestran más detalles en la longitud de onda del infrarrojo lejano.
En la Universidad de Lovaina en Bélgica, el científico Bram Acke y sus colegas, analizaron las observaciones del Herschel y encontraron que las temperaturas del polvo están entre los -230 y -170 ºC. Sin embargo, debido que Fomalhaut está un poco fuera del centro y más cerca del lado sur de la cinta, el lado sur es más cálido y más brillante que el lado norte.
Tanto la estreches y la simetría de la banda, se cree que es debido a la gravedad de un eventual planeta en órbita alrededor de la estrella, tal como han sugerido anteriores imágenes del Telescopio Espacial Hubble.
Los datos obtenido por Herschel, muestran que el polvo del cinturón tiene las propiedades térmicas de pequeñas partículas sólidas, con tamaños del ancho de sólo unas pocas millonésimas de metro.

El Observatorio Espacial Herschel fue lanzado el 14 de mayo de 2009, su misión, estudiar el universo temprano. Posee un espejo de 3,5 metros de diámetro y recoge radiación de onda larga de algunos objetos más frío y distantes. Investigará la creación de estrellas y su interacción con el medio interestelar, la composición química de las atmósferas y superficies de cometas, planetas y satélites.

Existe una paradoja, por cuanto las observaciones del Telescopio Espacial Hubble sugerían granos sólidos de más de diez veces más grandes.
Las observaciones recogidas que muestran los granos esparciendo la luz de las estrellas en el cinturón son muy débiles en la longitud de onda visible del Hubble, sugiriendo que las partículas de polvo son relativamente grandes, pareciendo ser incompatibles con la temperatura de la cinta según medición del Herschel en el infrarrojo lejano.
Para resolver esta paradoja, el Dr. Acke y sus colegas sugieren que los granos de polvo deben ser agregados grandes y suaves, similares a las partículas de polvo liberadas por los cometas de nuestro Sistema Solar, que tienen las propiedades térmicas correctas y la dispersión; esto conduce a evaluar otro problema.
Si Fomalhaut con su brillante luz, soplase con gran rapidez pequeñas partículas de polvo fuera de la banda, estos granos parecen seguir siendo abundantes. La única manera de superar esta contradicción, es que la banda se reabastezca a través de colisiones continuas con objetos más grandes en órbita alrededor de Fomalhaut generando nuevo polvo.
Para sostener esa apreciación, la tasa de colisiones debe ser impresionante, cada día sería equivalente de dos a 10 Km., del tamaño de los cometas o los cometas de 2.000 a 1 km., que deben ser completamente aplastados transformándoles en pequeñas y mullidas partículas de polvo.
Para mantener una tasa de colisiones tan alta, debe haber entre 260 mil millones a 83 trillones de cometas en el cinturón, dependiendo de su tamaño.
Nuestro sistema solar tiene un número similar de cometas en la Nube de Oort, formada a partir de objetos dispersos de un disco que rodeaba nuestro Sol cuando era tan joven como Fomalhaut
Fuente: ESA News 11.04.2012
http://www.esa.int/esaCP/SEM1XBHWP0H_index_0.html