martes, 18 de marzo de 2014

HUBBLE Y SU 24ª CUMPLEAMOS



Cada año, el Telescopio Espacial Hubble de la  NASA / ESA [Hubble Space Telescope] libera una nueva imagen que marca cada  celebración de su cumpleaños. Este año, el tema complementario de su 24ª de existencia, es la imagen de la Nebulosa Cabeza de Mono, que el Hubble vio por última vez en 2001, creando una imagen sorprendente y que lanzó en 2011 .

La Nebulosa Cabeza de Mono, astronómicamente  conocida como NGC 2174, es una nube de gas y polvo que se encuentra a unos 6.400 años luz de distancia en la Constelación de Orión (el Cazador). Nebulosas como éstas  son blancos populares para el Hubble - sus coloridas zonas de gas parecidas a plumas y las brillantes estrellas ardientes crean etéreas y bellas imágenes, tal como fue en su 22ª y 23ª aniversario del Telescopio, cuando ofreció las imágenes de las nebulosas de la  Tarántula y Horsehead .

Esta región está llena de estrellas jóvenes incrustadas en brillantes mechones de gas y polvo cósmico. Las nubes de polvo oscuro ondulan hacia el exterior, enmarcado en un contexto de gas de color azul brillante. Estas llamativas tonalidades fueron formadas por la combinación de varias imágenes del Hubble tomadas a través de filtros de diferentes colores, que revela una amplia gama de colores que normalmente no son visibles a nuestros ojos.
Estas vivas nubes son en realidad una violenta guardería estelar llena de los ingredientes necesarios para la construcción de estrellas. La receta para cocinar nuevas estrellas es bastante ineficiente, y la mayoría de los ingredientes se pierden en forma de nubes de gas y polvo que se dispersa por el espacio. Este proceso se acelera por la presencia de estrellas jóvenes ferozmente calientes, lo que desencadena vientos de alta velocidad que ayudan a soplar el gas hacia el exterior.

La imagen que abre esta entrada marca los 24 años de Hubble desde abril de 1990, un hito que se celebrará en una conferencia titulada "La Ciencia con el Telescopio Espacial Hubble IV" que se efectuará en Roma, Italia, durante la presente semana; esta conferencia  pondrá en relieve celebrar los avances científicos obtenidos por el Hubble en las últimas dos décadas; al mismo tiempo, mirará hacia el futuro en los temas y preguntas claves que marcarán el campo de la astrofísica en la próxima década.

Nebulosa de La Tarántula, 22ª aniversario - crédito: Hubble ESA/NASA /ESO et al.

Nebulosa Oscura Cabeza de Caballo, 23ª aniversario  - Crédito: NASA/ESA and The Hubble Heritage Team


Fuente: ESA / NASA / HUBBLE Space Telescope

LA TECNOLOGÍA PERMITE VISTAS DEL NACIMIENTO DEL UNIVERSO


Instrumento BICEP2 en primer plano, en el Polo Sur, que ha detectado señales de ondas de los primeros instantes del Universo. Crédito: Steffen University Richter / Harvard

Hoy 17 de marzo de 2014, los astrónomos anunciaron que han adquirido la primera evidencia directa de  las ondas gravitacionales que recorrieron nuestro universo temprano, durante un período explosivo de crecimiento llamado inflación (Que se conoce como Era Inflacionaria).
Esta es la confirmación más fuerte hasta ahora de las teorías de la inflación cósmica, que dicen que el universo se expandía por 100 billones de billones de veces, en menos de un abrir y cerrar de ojos.
Los hallazgos fueron realizados con la ayuda de la tecnología de detección desarrollada por la NASA en el radio-telescopio BICEP2 ubicado en el Polo Sur, en colaboración con la Fundación Nacional de Ciencia. El Telescopio captó una instantánea de las olas a medida que continuaban creando tensión en el Universo hace unos 380.000 años más tarde, cuando las estrellas aún no se habían formado y la materia se seguía esparciendo por el espacio como un caldo de plasma. La imagen  fue vista en el fondo cósmico de microondas (CMB), el resplandor que irradiaba el plasma al rojo vivo a lo largo de millones de años de expansión cósmica se ha  enfriado a nivel de las energías de microondas.
"Funcionamiento de los últimos detectores en los experimentos a bordo de globos y de tierra nos permite madurar estas tecnologías para las misiones espaciales y, en el proceso, hacemos descubrimientos sobre el universo", dijo Paul Hertz, director de la División de Astrofísica de la NASA en Washington.
El telescopio BICEP2 en el Polo Sur utiliza una matriz especializada de detectores superconductores para capturar la luz polarizada de miles de millones de años atrás. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Nuestro Universo inició su existencia mediante una explosión,  evento conocido como el Big Bang  (La Gran Explosión en español) hace 13,800 millones años. Momentos más tarde, el propio espacio destrozado, se expandió de manera exponencial en un episodio conocido como Era Inflacionaria. Los signos reveladores de este capítulo en la historia temprana de nuestro universo están impresas en los cielos, en un resplandor reliquia llamada el fondo cósmico de microondas. Recientemente, esta teoría básica del universo se confirmó una vez más por el satélite Planck, una misión de la Agencia Espacial Europea para que la NASA  que ha proporcionado la última y reciente tecnología, de un detector.
Pero los investigadores han buscado durante mucho tiempo una evidencia más directa de la inflación en forma de ondas gravitacionales, que aprietan y y provocan el estiramiento del espacio.
"Pequeñas fluctuaciones cuánticas fueron amplificados a tamaños enormes por la expansión inflacionaria del universo. Sabemos que esto produce otro tipo de ondas llamadas ondas de densidad, pero queríamos probar si también se producen ondas gravitacionales", dijo el co-líder del proyecto Jamie Bock del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, que desarrolló la tecnología de detectores BICEP2.Bock tiene un nombramiento conjunto con el Instituto de Tecnología de California, también en Pasadena.
Las ondas gravitacionales “swirly” producidas, son  un modelo característico de la luz polarizada, llamado polarización "en modo B". La luz puede polarizarse por la dispersión de las superficies, como un coche o un estanque. Gafas de sol polarizadas rechazan la luz polarizada para reducir el deslumbramiento. En el caso del fondo cósmico de microondas, la luz que es dispersado por los electrones luego se convierten en luz polarizado.
El equipo BICEP2 asumió el reto de detectar el “modo B” de polarización al reunir los mejores expertos en la materia, desarrollando una  tecnología revolucionaria, para lo cual, viajaron al mejor sitio de observación de la Tierra: El Polo Sur. 
La colaboración incluye las principales contribuciones de Caltech, JPL, de la Universidad de Stanford, Stanford, California, la Universidad de Harvard, Cambridge, Mass., y la Universidad de Minnesota, Minneapolis.
Como resultado de los experimentos llevados a cabo desde 2006, el equipo ha sido capaz de producir pruebas concluyentes de que la señal en modo B,  ha sido el apoyo más fuerte hasta ahora de la inflación cósmica. La clave de su éxito fue el uso de detectores superconductores nuevos. Los superconductores son materiales que, cuando está enfriado, permiten que la corriente eléctrica fluya libremente, sin resistencia.
"Nuestra tecnología combina las propiedades de la superconductividad con estructuras pequeñas que sólo se pueden ver con un microscopio. Estos dispositivos se fabrican con el mismo proceso de micro-mecanizado como los sensores en los teléfonos celulares y los controladores de Wii", dijo Anthony Turner, utilizando equipos de fabricación especializada en Microdevices  de los laboratorios  del JPL.
La señal en modo B es extremadamente débil. Con el fin de obtener la sensibilidad necesaria para detectar la señal de polarización, Bock y Turner desarrollaron una gama única de detectores múltiples, similar a los píxeles de las cámaras digitales modernas, pero con la capacidad adicional de detectar dicha polarización. El sistema detector conjunto funciona a una temperatura 0,25 Kelvin, a sólo 0,45 grados centígrados por encima de la temperatura más baja posible del cero absoluto.
"Esta medida extremadamente desafiante requiere una arquitectura completamente nueva", dijo Bock."Nuestro enfoque es como tomar una cámara y la construcción de ésta en una placa de circuito impreso."
El experimento BICEP2 utiliza 512 detectores, que aceleraron observaciones del fondo cósmico de microondas por 10 veces en mediciones anteriores del equipo. Su nuevo experimento, ya la realización de observaciones, utiliza 2.560 detectores.
Estos y los futuros experimentos no sólo ayudan a confirmar que el universo se infla de manera espectacular, y que también están proporcionando las primeras pistas teóricas sobre las fuerzas exóticas que impulsaron el espacio y el tiempo en forma separada.
Los resultados de este estudio se han presentado a la revista Nature Bajo el titulo ¿"How Astronomers Saw Gravitational Waves from The Big Bang"? y "Telescope Captures View of gravitational Waves".
Esta imagen muestra uno de los detectores de la NASA del proyecto BICEP2, desarrollado en colaboración con la Fundación Nacional de Ciencia. Los sensores se utilizan para efectuar la primera detección de ondas gravitacionales en la antigua luz de fondo, en los inicios del universo. El descubrimiento proporciona la evidencia más fuerte hasta ahora de un período explosivo en la expansión de nuestro universo conocido como inflación.Los detectores fueron desarrollados y construidos en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, CaliforniaLa imagen fue tomada por un microscopio "haz electrónico de barrido", dando un primer plano, vista 3-D. El detector funciona convirtiendo la luz del fondo cósmico de microondas - radiación fósil del Big Bang - en calor. Este calor se disipa en una película de meandros de oro situado en una isla de material suspendido en el espacio libre por diminutas piernas que fueron hechas por un proceso llamado micro-mecanizado. (La isla es el rectángulo suspendido en el espacio libre en negro.) Una película de titanio superconductor en el detector (lado izquierdo de la isla) sirve como un termómetro sensible para medir el calor.Los sensores se enfrían a tan sólo 0,25 grados por encima del cero absoluto para minimizar el ruido térmico. La isla está diseñada para aumentar aún más la sensibilidad al calor mediante el aislamiento del termómetro del resto de la estructura. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech
 Detectores que permiten ver las ondas gravitacionales del amanecer del Universo; esta imagen muestra una matriz de los 512 detectores superconductores utilizados en el Telescopio BICEPP2 en el Polo Sur. La tecnología ha sido clave para detectar los efectos de las ondas gravitacionales asociadas al principio de la época inflacionaria de nuestro Universo. Toda la tecnología involucrada en los detectores, fue desarrollada y producida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Crédito: NASA / JPL.Caltech
Fuente: JPL-Caltech Marzo 17.2014