sábado, 27 de septiembre de 2014

E=mc2 - CUMPLEAÑOS Nº 109 DEL ENSAYO ¿LA INERCIA DE UN CUERPO DEPENDE DE SU CONTENIDO DE ENERGÍA?


Albert Einstein en 1905

Hoy 27 de septiembre de 2014, se cumplen  109 años de la publicación  en la Revista  “Annalen der Physik” del ensayo  titulado “¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido de energía?” que presentó  Albert Einstein y en el cual describía la naturaleza intercambiable de la masa y energía, más conocida  por la ecuación E = mc 2.

Fue el 27 de septiembre de 1905 cuando Einstein describió dicha ecuación en el cuarto ensayo que había escrito mientras él trabajaba en una oficina de patentes.
En el primer ensayo explicó el efecto fotoeléctrico, en el segundo ofrece la prueba experimental de la existencia de los átomos, en el tercer ensayo presenta la Teoría de la Relatividad Especial, en el cuarto y último ensayo Einstein explica la relación entre energía y masa, es decir, E = mc 2, que transformó la física y que 41 años después  (en 1946), los seres humanos la utilizaron para fines bélicos  al desarrollar la bomba atómica que marcó el fin de la 2ª Guerra Mundial con la destrucción de las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki.
En otras palabras, energía = masa X la velocidad de la luz al cuadrado.
 
Enlace al vídeo: Einstein=mc2 con su propia voz

La ecuación, E = mc², no fue formulada exactamente en dicha forma en el ensayo de Albert Einstein publicado en 1905. En la actualidad este ensayo se incluye en los ensayos de Einstein titulados colectivamente como los ensayos del annus mirabilis. La tesis del ensayo de 1905 fue: "Si un cuerpo genera energía, L, en la forma de radiación, su masa disminuye por L / c²." En este caso la radiación equivale a la energía cinética y el concepto de masa era el que en la física moderna equivale a la masa en reposo. La fórmula L/c² equivale a la diferencia de masa antes y después de la expulsión de energía; esta ecuación no representa la masa total de un objeto. Cuando Einstein publicó su ensayo esta fórmula era una hipótesis y todavía no se había probado a través de experimentos.
Masa y energía son intercambiables. Además, una pequeña cantidad de la masa puede ser igual a una gran cantidad de energía; después de todo, la velocidad de la luz es un número enorme (300.000 kilómetros por segundo), y, en la ecuación de Einstein, este gran número se eleva al cuadrado. Así una diminuta masa puede ser igual a una gran energía.
Es por eso que las estrellas,  entre ellas nuestro Sol, brillan. En su interior, los átomos (masa) se fusionan, creando la tremenda energía del Sol como tal es descrita por la fórmula E = mc 2 .

Enlace al vídeo:  E=mc²  Demostración Matemática

Curiosamente, la ecuación E = mc 2 no aparece en "¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido de energía?", eso se debe a que Einstein utiliza V en el sentido de la velocidad de la luz en el vacío y L en el sentido de la energía perdida por un cuerpo en la forma de radiación. 
E = mc 2 , no fue escrita originalmente como una fórmula sino como una frase en alemán que significa "si un cuerpo emite la energía L en forma de radiación, su masa disminuye por L / V 2 . "
El ensayo de Einstein 1905 que describe el aspecto intercambiables entre masa y energía fue uno de los cuatro documentos que publicó durante lo que ahora se llama sus Annus mirabiliso año milagroso.
Fuente: Wikipedia / Earth Sky /
Lecturas adicionales: Equivalencia entre masa y energía

viernes, 26 de septiembre de 2014

ENSAYOS PARA COMPARAR "CMEs"

En un intento de comprender y predecir el impacto de los eventos del clima espacial en la Tierra, el Modelado Center- Comunidad coordinada (CCMC) de la NASA Goddard Space Flight Center, corre en forma rutinaria modelos informáticos de los muchos acontecimientos históricos.
Estas carreras son modelos donde los datos reales después se comparan  con maneras decididas a mejorar el modelo, y por lo tanto lograr mejores previsiones de futuros eventos relacionados en el clima espacial.
 
Enlace al vídeo: “Comparando CMEs”
Este video muestra dos ensayos del modelo. Se busca una Eyección Coronal de Masa moderada (CME) a partir del año  2006 La segunda pasada examinó las consecuencias de una ancha Eyección de Masa Coronal, semejante a la CME-Class Carrington de 1859.  Estos ensayos del modelo permiten estimar las consecuencias de un amplio evento que pudiera golpear a nuestro planeta Tierra; es una forma de estudiar como podemos proteger mejor las redes eléctricas y satelitales.
Las líneas verticales de la izquierda representan las líneas del campo magnético del sol.

A veces tenemos que tener datos reales de los  acontecimientos anuales  para su comparación. Los fenómenos meteorológicos espaciales extremos son un ejemplo donde los investigadores deben probar los modelos con un conjunto limitado e insuficiente de  datos.
Fuente: Space Weather

“MANGALYAAN” LA NAVE QUE INDIA COLOCÓ EN ÓRBITA ALREDEDOR DEL PLANETA MARTE

 Oficina Control de la Misión ISRO para la Mars Orbiter Mision (MOM)

De la India, en realidad conocemos bastante, de sus tradiciones, religiones, pobreza, riquezas, de quien fue Gandhi y como logró su independencia de Inglaterra. Esa imagen que tenemos de ella puede que no refleje la realidad de India en todo su valor.

En este momento, India ha sorprendido a muchos al convertirse en el primer país de Asia en desarrollar con éxito un satélite que ha puesto  en órbita alrededor de Marte en su primer intento. 
Lanzado por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) , la “Mangalyaan”  ("nave Mars" u Orbitador De Marte - Mars Orbiter) comenzó a dar vueltas alrededor del  planeta rojo  el 24 de septiembre de 2014. 
La misión MOM (Mars Orbiter Mission), es una de las misiones espaciales interplanetarias más amplias jamás realizadas, y pone a la India a la par con los EE.UU., Rusia y la Agencia Espacial Europea, que también han enviado naves espaciales a Marte.

 

El Primer Ministro indio Narendra Modi, que se encontraba en el ISOR – telemetría Seguimiento y Control de Comandos en Bangalore dijo “Las probabilidades estaban en contra de nosotros; de 51 Misiones que se han intentado en el mundo, sólo 21 han tenido éxito, hemos prevalecido.”

El principal motor de la nave – un 440 Newton Líquido Apogee Motor (LAM) – y que ha estado en modo de espera durante la mayor parte de su viaje de 300 días en dirección a Marte, se despertó y se probó durante 4 minutos el lunes 22 para modificar la trayectoria de la Nave Espacial, en 2,18 m/s y establecer el curso de su órbita preplaneada.

En la mañana del 24 de septiembre, el satélite utilizando  la LAM, así como ocho motores más pequeños logró poner  en órbita a la nave, la cual, ahora está dando vueltas a Marte en una órbita cuyo punto más cercano al planeta está en los 421,7 kilómetros y su punto más lejano está a 76,993.6 km.,  de tal manera que “Mangalyaan” tardará aproximadamente 73 horas en completar una órbita.

El Orbitador de la Misión a Marte fue lanzado el 5 de noviembre del año 2013 desde el Centro Espacial Satish Dhawan en Sriharikota, Andhra Pradesh, en la costa este del país. 
Después de viajar 670 millones kilómetros, “Mangalyaan” se direccionará al estudio de las características de la superficie, la morfología, la mineralogía y la atmósfera Marciana, lo que permitirá entender mejor el clima, la geología, el origen, la evolución y la sostenibilidad de la vida en el planeta. 
El equipo espera que la misión ayude a responder a una de las grandes preguntas sobre Marte: ¿El planeta alguna vez tenía una biosfera o incluso un entorno en el que la vida podría haber evolucionado?


Esta nave, desde un punto de vista amplio considerando los costos de otras misiones, sólo costó $ 74 millones, transformando a “Mangalyaan” en la Misión menos costosa en su tipo y que obtuvo un gran éxito en comparación a la Misión MAVEN de la NASA, que fue lanzada 13 días después del lanzamiento de “Mangalyaan” y que costó $671 m.
De hecho, tal como el primer ministro de la India señaló en un discurso, el orbitador ISRO cuestan menos de US $ 100 millones; lo que costó la película “Gravedad” de Hollywood, todo un éxito de taquilla.
En las próximas semanas, la ISRO probará a fondo a “Mangalyaan” para después comenzar una  observación sistemática del planeta. 
La Nave lleva 1.350 kg  divididos en cinco cargas útiles científicas, incluyendo una cámara multiespectral y espectrómetros, así como un sensor de metano altamente sensible para evaluar si el gas en la atmósfera de Marte es de "origen biológico o geológico".
Por ejemplo, el fotómetro Lyman-Alfa de la “Mangalyaan” medirá la abundancia relativa de deuterio e hidrógeno a partir de las emisiones del Lyman-alfa en la atmósfera superior, lo que permite a los investigadores estimar la cantidad de pérdida de agua en el espacio exterior. El sensor de metano a bordo buscará rastros de metano en la atmósfera y en caso de encontrar alguno, mapeará sus fuentes.
Así, en esta forma, India se ha convertido en el 4º país del mundo en  colocar con éxito una nave espacial orbitando otro planeta.
Fuente: Physics World

martes, 23 de septiembre de 2014

CONFIRMAN PREDICCIÓN DE EINSTEIN EN RELACIÓN A LA MEDICIÓN DEL TIEMPO


Crédito de la imagen: © Konstantin Brückner / pixelio.de

Una de las principales predicciones de la teoría especial de la relatividad de Albert Einstein es el alargamiento del tiempo (incluyendo la  llamada dilatación del tiempo):
Un reloj que se mueve  más lento en el espacio que un reloj  que se encuentre en el suelo. Y cuanto más se acerca el reloj de la velocidad de la luz, más se estira el tiempo.
Ahora los físicos dirigidos por Benjamin Botermann de la Universidad Johannes Gutenberg en Mainz, lograron   confirmar esta importante predicción en una forma más precisa como nunca antes se había logrado. Para medir mediante la espectroscopia de resonancia doble, Iones de litio los Investigadores, aceleraron  a una tercera parte de la velocidad de la luz a un reloj en movimiento. Luego midieron la cantidad de transiciones del litio  las cuales se llevaron a cabo midiendo  los electrones entre diferentes niveles de energía de la espalda y hersprangen - la frecuencia de estas transiciones sirven como un "tic-tac" del reloj. Como "reloj" latente fueron las transiciones de los nuevos iones de litio, que no se aceleran.
Ambas frecuencias  determinaron entonces la forma más precisa posible y confirmando la predicción de Einstein con una exactitud en dos mil millones: Esto es casi cinco veces más precisa que en el experimento anterior, que los investigadores,  habían llevado a cabo en el año 2007 y había  sido considerada como la más precisa de las mediciones efectuada hasta la fecha . En ese momento, los iones de litio se aceleraron, sin embargo, sólo un poco más de seis por ciento de la velocidad de la luz. Ahora parece haberse alcanzado el final de la historia,  al menos para este tipo de experimento: Para obtener mejores resultados,  los físicos necesitan   aceleradores más potentes, como el anillo de almacenamiento ESR de cambio GSI ubicado en Darmstadt - que aún no está a la vista.

Fuente: Spektrum de.

jueves, 18 de septiembre de 2014

"MAVEN" LA EXPLORACIÓN DE LA ATMÓSFERA DE MARTE


Recreación artistica de MAVEN, la nave espacial de la NASA, la cual se esta acercando a Marte; su Misión: Estudiar la atmosfera  superior de Marte cuando el próximo domingpo 21 de septiembre tomara un órbita eliptica. Crédito: JPL Caltech

 La Nave Espacial de la NASA, “MAVEN” [Mars Atmosphere and Volatile Evolution – en inglés], está cumpliendo su programa al llegar el domingo 21 de septiembre de 2014 a insertarse en una órbita alrededor del Planeta Marte, después de cumplir 10 meses de un viaje interplanetario de 771 millones de kilómetros.
Desde Denver, Colorado, los controladores de vuelo ubicados en Lockheed Martin Space, serán los responsables de la seguridad de la nave espacial durante todo el proceso.

David Mitchell, Director del Proyecto MAVEN del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA ha comentado que: “Hasta ahora, todo va bien en las carga útiles que permiten   el buen rendimiento de la nave espacial durante su crucero a Marte,  el equipo, el sistema de vuelo y demás activos en tierra, se encuentran listos para el momento de su inserción en la órbita de Marte”.
La maniobra inserción-órbita se iniciará al desprenderse de 6 motores propulsores pequeños que estabilizan la nave espacial. Los motores se encienden y queman durante 33 minutos con el propósito de reducir la velocidad de la nave, permitiendo su detención por un período de 35 horas  en una órbita elíptica. Una vez efectuada la inserción orbital, MAVEN iniciará la fase de puesta en marcha durante 6 semanas, que incluye una maniobra de la nave en su órbita final y las pruebas de sus instrumentos y comandos. Solo desde entonces, MAVEN iniciará su primaria misión durante un año terrestre,  tomando mediciones de la composición, estructura y escape de los gases desde la atmósfera superior de Marte y su interacción con el Sol y el viento solar.

Bruce Jakosky, principal investigador del proyecto MAVEN de la Universidad de Colorado y del Laboratorio Boulder Atmosférico de Física Espacial ha dicho: “La misión científica MAVEN esta centrada en responder a las preguntas relacionadas de donde salió el agua que estuvo presente en el  primitivo Marte y hacia donde se fue el dióxido de carbono; importantes cuestiones para lograr una mejor comprensión de la historia marciana, relacionada con su clima y el potencial que permitía apoyar, al menos, vida microbiana”.

Jim Green Director de la División de Ciencias Planetarias de la NASA en Washington, dice basado en que la Universidad ofreció dos instrumentos científicos que  “MAVEN es otro explorador científico de la NASA que esta allanando el camino para nuestro próximo viaje a Marte, juntos, la robótica y los seres humanos pioneros  en el planeta rojo, también en el sistema solar, ayudarán  a responder algunas preguntas fundamentales de la humanidad relacionada  sobre la vida fuera de la Tierra”.
También la universidad conduce las operaciones, educación y difusión publica de la Misión.
 
Enlace al vídeo "Dirigido a Marte"

MAVEN fue lanzado el 18 de noviembre de 2013 desde Cabo Cañaveral, Florida, llevando tres paquetes de instrumentos; es la primera nave espacial dedicada a la exploración de la atmosfera superior de Marte, combinando medidas detalladas en puntos específicos de la atmósfera marciana proporcionando una imagen global que será una poderosa herramienta en la comprensión de las propiedades atmosféricas de la zona superior del rojo planeta.
Fuente: NASA

martes, 16 de septiembre de 2014

“SPARKY” O EL CENTRO DE UNA JOVEN GALAXIA -VERDADERO CALDERO HIRVIENTE DONDE NACEN ESTRELLAS


En este concepto artístico se muestran los “fuegos celesteiales artificiales” que se producen en el interior del núcleo de una galaxia en desarrollo, tal como se ve desde un sistema planetario hipotético, consistente en una estrella blanca brillante y un solo planeta. El cielo está en llamas mostrando el resplandor de una nebulosa,  cúmulos de estrelles por nacer y estrellas explotando como supernovas. El núcleo se forma rápidamente y con el tiempo, puede llegar a ser el centro de una de las galaxias elípticas gigantes, tal como las vemos en la actualidad.Crédito: NASA - Z. Levay, G. Bacon (STScl)

Como se construye una galaxia en forma masiva, es algo que los astrónomos  no logran observar todo los días; es por ello que están realmente sorprendidos poder  ver por primera vez, como se ha llevado a cabo  la construcción de una de ellas. 
Este descubrimiento ha sido posible efectuarlo a través de la combinación de observaciones de los telescopios Hubble y Spitzer de la NASA, el Observatorio WM Keck en Mauna Kea, Hawai y el Observatorio Espacial Herschel de la ESA.

A esta obra la han llamaron “Sparky”, el cual es un denso núcleo galácticos  ardiendo  el que fue posible detectar debido a  la emisión  de la luz de millones de estrellas recién nacidas que se están formando a un feroz ritmo.
Se teoriza que una galaxia elíptica totalmente desarrollada, es la recolección deficiente de gas entre antiguas estrellas, cuyo inicio se marca mediante un compacto núcleo desde adentro hacia fuera,  marcando su inicio mediante un compacto núcleo.
Debido a que el núcleo de la Galaxia está muy lejos, la luz de la Galaxia que se está formando y que está siendo observada en la actualidad desde la Tierra, realmente fue  creada hace 11 mil millones de años, o sea, a unos 2.800 millones de años después del Big Bang.
Aun cuando es una fracción del tamaño de la Vía Láctea, el pequeño núcleo galáctico tiene tal potencia que ya contiene el doble de estrellas en relación  a  las que tiene nuestra propia galaxia, todas ellas hacinadas en una región de solo 6.000 años luz de diámetro; en cambio, nuestra Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de diámetro.

Erica Nelson, autora principal del estudio, de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, ha dicho “Realmente no habíamos visto un proceso de formación de estrellas que pudiera crear cosas tan densas; tenemos la sospecha de que este proceso de formación del núcleo, es una exclusivo fenómeno de los inicios del Universo, debido a que  en el universo temprano, en su conjunto,  todo era más compacto. En cambio, hoy en día, el universo es tan difuso que ya no puede crear más tales objetos”.

Además de determinar el tamaño de la galaxia mediante las imágenes del Hubble, el equipo, utilizando imágenes obtenidas del archivo en el rango del infrarrojo lejano de los Telescopios Spitzer y Herschel, ha permitido ver la rapidez de cómo se crean estrellas en su núcleo.
Sparky ha producido alrededor de 300 estrellas por año en comparación a las 10 estrellas por año producidas por nuestra Vía Láctea.

Nelson ha dicho: “Son ambientes muy extremos, es como si una estrella medieval forjara un caldero; hay mucha turbulencia y esta burbujeando. De estar cerca de allí, veríamos un cielo nocturno sería brillante, iluminado por jóvenes estrellas y no abría una gran cantidad de polvo, de gas y restos de explosiones de estrellas. Es fascinante ver realmente como esto ocurre”.
Los astrónomos han teorizado de que este frenético nacimiento de estrellas, fue provocado por un torrente de gas que fluye desde el núcleo de la galaxia, en el momento que se formó en su interior, un pozo gravitatorio de materia oscura, invisible materia cósmica que actúa como el andamiaje del universo en el momento de la construcción de una galaxia.
Las observaciones obtenidas hasta la fecha, están indicando de que la galaxia ha estado haciendo con furia, estrellas por más de mil millones de años y es probable que este frenesí de creación, con el tiempo, se  ralentizará hasta detenerse y que en los próximos 10 mil millones de años, otras galaxias más pequeñas podrían fusionarse con Sparky, haciendo que se expanda y se convierta en una gigantesca galaxia elíptica de tranquilo vivir.
El miembro del equipo Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale ha comentado: “Creo que nuestro descubrimiento resuelve la cuestión de si este modo de galaxias de construcción realmente ocurrió o nó; la nueva pregunta es  ¿Con que frecuencia ocurre esto? Tenemos la sospecha de que hay otras galaxias como estas, pero que son más débiles en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y creemos que van hacer más brillantes en las longitudes de ondas más largas, por lo que será realmente un desafío para encontrar más de estos objetos, de los telescopios infrarrojos del futuro, tales como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA”.
Este trabajo  se encuentra en la edición 127 de la Revista Nature del 27 de agosto de 2014

Fuente: NASA

jueves, 4 de septiembre de 2014

ASTEROIDE “RC-2014” CERCANO A LA TIERRA


El domingo, 7 de septiembre, un asteroide del tamaño de una casa, llamado "RC 2014" volará a través del sistema Tierra-Luna a una distancia aproximada de 40.000 km de nuestro planeta; no hay peligro de colisión.
En su máximo acercamiento, la roca espacial estará pasando casi dentro de las órbitas de los satélites geoestacionarios de la Tierra.

Enlace al vídeo "Asteroide RC2014"
Los astrónomos aficionados, especialmente aquellos del hemisferio sur, serán capaces  de observar su sobrevuelo.
Este asteroide sólo fue descubierto el 31 de agosto de 2014 mediante el Catalina Sky Survey; un programa de investigación operado por el Lunar and Planetary Laboratory de la Universidad de Arizona, direccionado en la búsqueda de cometas, asteroides y objetos próximos a la Tierra
Fuente Space Weather / Wikipedia

miércoles, 3 de septiembre de 2014

LOS DETECTORES FUNCIONANDO COMO RELOJ


Detector Alice del LHC - Foto de Antonio Saba - CERN

Durante los últimos dos años, el Gran Colisionador de Hadrones [LHC / Large Hadron Collider ] estaba dormitando mientras los ingenieros y técnicos lo preparaban para la toma de datos programada para el verano del año 2015. Los cientificos e ingenieros del CERN actualizaron el complejo de aceleradores y  han comenzado el proceso de nuevamente activarlo.

A pesar de ello,  los investigadores de los experimentos del LHC no han tenido descanso.
"Dos años parece mucho tiempo, pero va todo muy rápido", dice Michael Williams, un investigador en el experimento LHCb y profesor asistente de física en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. "Creo que ahora se está convirtiendo en una realidad que se ejecute muy pronto, y es emocionante."
Una de las mayores tareas en que se enfrentan los investigadores y técnicos, es la calibración de los todos los componentes individuales, permitiendo que el calendario dado, se está cumpliendo completamente sincronizado.
Esta sincronización de los componentes, que se le llama “reloj” y permite a los físicos construir los tramos de partículas a través de las diferentes partes del detector, lo que permite formar una imagen de todos los eventos de colisión.
"El reloj es la base sobre lo que todo se encuentra. Es el latido del corazón del detector ", dice el físico de la UCLA y CMS coordinador plazo Greg Rakness. "Si el reloj no está funcionando, entonces los datos no tiene ningún sentido".

Los cuatro detectores del LHC-llamados grandes, son el  ALICE, ATLAS, CMS y LHCb – cada uno consisten en docenas de subdetectores más pequeños, que a su vez son apoyados por miríadas de electrónica y los subsistemas de soporte. 
Un gran desafío es garantizar que toda la subdetectores, la electrónica y el software de apoyo estén funcionando como una sola unidad. Tenemos 18 detectores diferentes que componen ALICE, y tenemos varias técnicas de detección diferentes," dice Federico Ronchetti, un científico asociado con el CERN y INFN laboratorio italiano quien se desempeña como coordinador de carrera experimento ALICE 2015. "Hay que combinar las diferentes piezas de información para producir un evento. Esta es una integración, una de las partes más críticas de la puesta en marcha global del detector."
Como dice Rakness: "Al final, es un detector." además de ser en el tiempo como así mismo, los detectores del LHC deben ser en el tiempo con el LHC. Durante esta próxima ejecución, racimos de alta energía de protones acelerados en el interior del LHC colisionarán cada 25 nanosegundos. Si el tiempo de un detector está fuera de sincronía con el acelerador, los científicos no tienen forma de reconstruir con precisión las colisiones de partículas.

Si el detector estaban fuera de sincronía con el LHC, sería erróneamente mostrar grandes trozos de energía de repente van desaparecidos-sólo lo que los físicos esperan que pasaría si una partícula rara vez interactúan, como una partícula de materia oscura, pasa a través del detector.
"¡Qué mejor manera de crear una señal falsa 'nueva física' que si la mitad del detector está fuera de sincronización?" Dice Rakness."Tendrías nueva física todo el tiempo!"
A pesar de que la tarea es desalentadora, los investigadores encargados de la puesta en marcha del LHC los detectores están seguros de que ellos y sus detectores estarán listos para la segunda carrera del acelerador a principios de 2015.
"Entendemos que nuestro detector está mucho mejor ahora", dice Kendall Reeves, investigador de la Universidad de Texas, Dallas, que trabaja en el experimento ATLAS. "Contamos con la experiencia de la Prueba 1 para ayudarlo desde fuera y tener esa experiencia es invaluable. Estamos en una posición mucho mejor ahora, entonces estábamos en el comienzo de la serie 1. ""Nada es demasiado complicado", dice Rakness. "Al final, toda esta complicada cadena se rompe hacia abajo a un proceso de paso a paso. Y entonces se cumple".

Fuente: Symmetry

lunes, 1 de septiembre de 2014

“H-ATLAS J142935.3-002836” UNA FUSIÓN DE GALAXIAS

Simulación del efecto de lente gravitatorio (agujero negro), al pasar por delante de una galaxia de fondo.

Un equipo internacional de astrónomos liderados como autor principal del estudio, por  Hugo Messías, de la Universidad de Concepción, Chile y el Centro de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Lisboa, Portugal,
Logró retratar una colisión de dos Galaxias, que tuvo lugar cuando el universo tenía sólo la mitad de su actual edad.
El trabajo fue logrado mediante la utilización combinada de telescopios situados en tierra como en el espacio, más una Lente Cósmica que es “infinitamente más grande”.
En concreto se utilizó ALMA [Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array], los Telescopios APEX, VISTA, Gemini Sur, Keck II el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA,  el Telescopio espacial  Spitzer de la NASA, el conjunto Jansky Very Large Array, CARMA, IRAM y SDSS y WISE.
A lo anterior, se le agregó una lupa del tamaño de una galaxia – lente gravitacional o lente cósmico – que permitió  que se revelaran detalles que de otro modo eran invisibles.
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.


Diagrama que muestra cómo  el efecto de lentes gravitacionales alrededor de una galaxia normal, enfoca la luz proveniente de una fusión de Galaxias con formación estelar muy distante para crear una imagen distorsionada pero más brillante. Crédito ESO/M. Kornmesser

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.
"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, y añade "Estas alineaciones casuales son muy raras y tienden a ser difíciles de identificar; 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 efectuado por el Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS). Aunque muy débil en las imágenes del rango de luz visible, es una de las lentes gravitatorias más brillantes del infrarrojo lejano encontrado hasta el momento, aunque se esta 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. 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 parte de la luz de fondo debido a las grandes nubes de polvo que contiene.
Pero este oscurecimiento no fue problema para ALMA y JVLA, puesto que estas dos instalaciones observan el cielo en longitudes de onda más largas, las cuales 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 ocurriendo 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: la Galaxia 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 lapso de  tiempo en que 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".
Este trabajo se presentó en un artículo titulado “Herschel-ATLAS and ALMA HATLAS J142935.3-002836, a lensed major merger at redshift 1.027”, por Hugo Messias et al., y aparece en la versión digital del 26 de agosto de 2014 de la revista Astronomy & Astrophysics.
Fuente: ESO 1426es / Wikipedia / Servimedia / El Mundo et al.