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8/3/13

El "problema" de una estrella más vieja que el universo

Aparecido originalmente en Astrofísica con sal y  pimienta.

Un grupo de astrónomos, usando datos del telescopio espacial Hubble, ha determinado la edad de la que es la estrella más vieja cuya edad puede medirse con precisición. El resultado ha sido que la edad de la estrella  es de 14,500 +- 800 millones de años, mayor que la estimación de la edad del universo , unos 13,800 millones de años.

estrellaviej

La estrella en cuestión (HD 140283), o también llamada "estrella Matusalén", se encuentra a una distancia de 190,1 años luz en la constelación de Libra, distancia medida con precisión mediante la técnica de paralaje, encontrándose en fase de gigante roja. Es conocida por los astrónomos desde hace más de un siglo debido a su gran velocidad propia a través del cielo comparada con las estrellas de su entorno, de unos 360 km/s con respecto a las demás componentes del disco galáctico. Su gran velocidad hace que en un tiempo de unos 1,500 años recorra desde nuestra perspectiva un tamaño angular como la luna llena, es decir, unos 0,13 milisegundos de arco por hora, o lo que es lo mismo, podríamos ver su movimiento realizado observaciones en un rango de tiempo de algunas horas. Esto hace indicar que esta estrella no es una componente del disco de la galaxia, donde se encuentra en la actualidad, sino que es una estrella visitante de nuestra vecindad en su movimiento atravesando el disco de la galaxia. Es por tanto una estrella perteneciente a la componente del halo que rodea nuestra Vía Láctea.

Esta hipótesis fue refutada en loa años 50 cuando los astrónomos tuvieron la capacidad de poder medir la componente de metalicidad de la estrella. Comparándola con su entorno, se observó que su metalicidad es 250 veces menor que las estrellas componentes del disco. Esto se debe a que el halo es una estructura primitiva de formación galáctica en la que las estrellas componentes tienen una edad muy alta. Debido a que se formaron en un universo tan joven, el entorno por entonces estaba muy poco "contaminado" con los desechos producto de la nucleosíntesis de otras estrellas, pues la única forma de producir elemento más pesados que el Helio es mediante fusión estelar (los astrofísicos llaman metal a todo lo que no sea Hidrógeno ni Helio).

Ilustración de la estrella. La constelación de Orión cambia su forma por la perspectiva que tendría en su posición. Credito: NASA, ESA, and A. Feild and F. Summers (STScI)

Estudios allá por el año 2000 dataron la edad de la estrella en 16,000 millones de años, edad aún mayor de la calculada en este estudio. El error cometido por entonces era mucho mayor (de unos 2000 millones de años), por lo que la amplia horquilla de edad dejaba este dato abierto. Sin embargo gracias a las observaciones realizadas por el telescopio espacial Hubble han permitido acotar sustancialmente el rango de error hasta los 800 millones de años. Además en el nuevo estudio se han utilizado los parámetros más recientes en teorías de nucleosíntesis, abundancias químicas y estructura interna.

Sin embargo existen algunas cuestiones que podrían aclarar la extrema edad de esta estrella. Nuevos modelos sobre la difusión de Helio en el núcleo indican que la penetración del mismo podría ser mayor de la que se piensa, lo que provocaría un menor ritmo de combustión. también la relación Oxígeno-Hierro en esta estrella es anómalamente grande, por lo que se cree que futuras observaciones que puedan determinar con mayor grado de precisión la abundancia de Oxígeno podrían reducir nuevamente la estimación de la edad de la estrella.

A pesar de eso, tomando en conjunto todos los datos disponibles, la conclusión es que la estealla tiene una edad de 14,500 +- 800 millones de años, mayor que la edad del universo. Esto está en claro confrontamiento con los modelos cosmológicos que sitúan el inverso de la la constante de Hubble en 13,800 millones de años, lo que nos lleva a la conclusión de que uno de los dos modelos (cosmológico y estelar) debe estar mal parametrizado.

Referencia: HD 140283: A Star in the Solar Neighborhood that Formed Shortly After the Big Bang. 13 Feb 2013. Howard E. Bond, Edmund P. Nelan, Don A. VanderBerg, Gail H. Schaefer, Dianne Harmer.

Artículo original: arxiv:1302.3180

5/3/13

Descubierto sistema de cuásares triple



Aparecido originalmente en Calar AltoAstrofísica con sal y pimienta.

Un sistema triple de cuásares, llamado QQQ J1519+0627, ha sido descubierto utilizando datos combinados del SDSS (Sloan Digital Sky Survey), el New Technology Telescope de la ESO en el observatorio de la Silla en Chile y del Observatorio de Calar Alto en España.

Los cuásares son los objetos más energéticos del universo. Pertenecen a la categoría más amplia de los núcleos activos de galaxias. En un cuásar, el agujero negro supermasivo situado en el centro de una galaxia engulle material del entorno y, en el proceso, libera cantidades colosales de energía que hacen que estos monstruos sean visibles desde distancias cosmológicas.

Mirar lejos en la distancia implica observar el pasado remoto, porque la luz que procede de estos objetos ha necesitado mucho tiempo para alcanzarnos. Así, al estudiar cuásares remotos se sondean las condiciones y procesos que regían en el universo antiguo. La astrofísica moderna considera que la coalescencia e interacción supuso un mecanismo crucial para la formación de las galaxias. No todas las galaxias remotas ostentan un núcleo activo, pero si se hallaran tres de tales objetos físicamente diferenciados, supondría un apoyo observacional clave para este guion evolutivo. El análisis de tales procesos aclararía los mecanismos que regulan la actividad de los cuásares y la co-evolución de los agujeros negros supermasivos dentro de sus galaxias huésped.


Se acaba de descubrir un sistema físico de tres cuásares, QQQ J1519+0627, el segundo de este tipo hasta la fecha. El hallazgo se ha producido en el curso de una búsqueda sistemática en pos de este tipo de grupos. En palabras de Emanuele Farina, responsable de esta investigación:«Estimamos que estos sistemas son extremadamente raros si tienen que deberse a una simple superposición accidental».En efecto, habría que multiplicar por más de mil el número de cuásares confirmados hasta ahora para que hubiera alguna probabilidad razonable de que se produjera solo una de estas alineaciones al azar. Farina afirma que“we estimate that the probability to find a random group of three quasars is one out of one billion.”«se estima que la probabilidad de encontrar una agrupación aleatoria de tres cuásares es de una entre mil millones». Por lo tanto, los componentes de los cuásares triples tienen que poseer un vínculo físico de algún tipo.

Pero ese vínculo podría deberse al efecto relativista conocido como lente gravitatoria. Es bien sabido que un objeto muy masivo, como una galaxia muy grande o un cúmulo de galaxias, se puede comportar como una especie de lente que curva, amplifica y a veces incluso replica las imágenes de objetos de fondo más lejanos y débiles. El equipo de investigación ha considerado esta posibilidad muy seriamente y concluye: «Gracias a la profundidad de nuestras observaciones podemos descartar la lente gravitatoria como explicación para estos sistemas y concluimos que QQQ J1519+0627 no corresponde a este tipo de fenómeno».


La única interpretación compatible con los datos es, al final, que las componentes de este cuásar triple son los núcleos activos de tres galaxias antiguas y lejanas cazadas en plena interacción, quizá en trance de coalescencia, a una distancia de unos 9300 millones de años-luz. El estudio a fondo de este caso, así como de otros que pudieran resultar cuando avance este proyecto de investigación, será muy útil para comprender cómo se activa la actividad en los núcleos de las galaxias que interaccionan, para delimitar la dinámica de tales sistemas y para caracterizar su entorno, así como los procesos que condujeron a la formación de galaxias masivas hace miles de millones de años.

El estudio, efectuado por Emanuele Farina, Carmen Montuori, Roberto Decarli y Michele Fumagalli, ha sido posible combinando datos procedentes del Sondeo Digital del Cielo Sloan (Sloan Digital Sky Survey, SDSS), del Telescopio de Nueva Tecnología (New Technology Telescope) de ESO en La Silla (Chile) y de la cámara infrarroja Omega 2000 acoplada al reflector Zeiss de 3.5 m del Observatorio de Calar Alto, que sin duda seguirá disponible en el futuro inmediato para aportar más y mejores datos a este programa de investigación.

Imágenes:

Campo de visión de un minuto de arco (el tamaño aparente de una moneda de un euro vista desde una distancia de unos ochenta metros) en torno al cuásar triple QQQ J1519+0627, captado en luz infrarroja desde Calar Alto. Los rombos azules señalan las componentes del cuásar. Los cuadrados rojos marcan las trece fuentes identificadas como galaxias, mientras que nueve estrellas aparecen rodeadas por circunferencias verdes.

Imagen en color del cuásar triple, combinada a partir de tomas en las bandas H y z obtenidas con Omega 2000, y con datos del SDSS en la banda r. La parte derecha identifica las tres componentes del cuásar triple QQQ J1519+0627 (con este código de colores aparecen como objetos azules).

Referencias: Caught in the Act : Discovery of a Physical Quasar Triplet. E.P. Farina, C. Montuori, R. Dacarli, M. Fumagalli. 4Feb 2013


Artículo original: arxiv:1302.0849

4/3/13

Cielo Azul y Estrellas Rojas


¿Nos hemos preguntado alguna vez por qué el cielo es azúl? Seguro que sí. La respuesta es la misma causa que provoca que los objetos que observamos por nuestros telescopios se vean enrojecidos: La dispersión Rayleigh.

Crédito: universetoday

Aquí una explicación muy clarita de por qué el cielo es azul y vemos las estrellas más rojas de lo que son. Para los que empezáis a mirar para arriba.

Saludos.

Estabilidad del Sistema Solar

¿Es nuestro sistema Solar estable?¿Permaneceremos en nuestras órbitas per saeula saeculorum?¿Saldremos despedidos del entorno planetario y nos convertiremos en uno de esos exoplanetas que descubrirán desde otro sistema solar lejano?.

Estas cuestiones nos han abordado desde que se plantea el estudio de las órbitas de los planetas. En todos los estudios mecánicos se empieza tratando con el problema de dos cuerpos orbitando. Este problema se reduce a un único cuerpo y se obtienen unas ecuaciones muy concretas cuyas soluciones son las órbitas. Además esas soluciones varían muy poquito si las condiciones iniciales varían ligeramente.



¿Pero qué pasa cuando se incluye un tercer cuerpo o varios más? Pues que la cosa cambia, pequeñas variaciones en las condiciones iniciales dan órbitas muy divergentes y se añade mucha inestabilidad al sistema.



En este enlace viene muy bien explicado. Se repasa el problema de los dos cuerpos y el de más de dos cuerpos y se habla de una simulación real de que podría pasarle al Sistema Solar en el futuro. SPOILER. Podemos estar tranquilos, que nadie venda sus propiedades ni saque el dinero de los bancos, no es el apocalipsis.

Que disfrutéis de este ameno y didáctico enlace.

Saludos.