Descubierto sistema de cuásares triple

Aparecido originalmente en Calar Alto y Astrofísica 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

¿Serio golpe a las teorías de materia oscura?

Originalmente aparecido en ESO

Un nuevo estudio encuentra carencia de materia oscura en la vecindad del Sol.

El estudio más preciso del movimiento de las estrellas en la Vía Láctea no han encontrado evidencia de materia oscura en un gran volumen alrededor del Sol. De acuerdo con las teorías ampliamente aceptadas, se esperaba que la vecindad solar estuviera llena de materia oscura, una misteriosa sustancia invisible que solo puede ser detectada indirectamente por la fuerzas gravitatorias que ejerce. Pero un nuevo estudio de un grupo de astrónomos en Chile han encontrado que esas teorías no concuerdan con los hechos observacionales. Esto podría significar que los intentos por encontrar partículas de materia oscura de forma directa tienen poca probabilidad de éxito.

Un equipo, utilizando el telescopio MPG/ESO de 2.2 metros en el observatorio de la Silla (Chile) y otros telescopios, han mapeado el movimiento de más de 400 estrellas hasta distancias de 13000 años luz del Sol. A partir de estos nuevos datos han calculado que la masa del material en la vecindad solar, en un volumen cuatro veces mayor que ninguno considerado anteriormente.

"La cantidad de masa que derivamos casa con la materia que vemos -estrellas, polvo y gas- en la región alrededor del Sol", ha dicho el jefe del equipo Christian Moni Bidin (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile). "Pero esto no deja espacio para el material extra -materia oscura- que esperábamos. Nuestros cálculos muestran que debería mostrarse muy claramente en nuestras medidas. Pero simplemente no estaba allí".

La materia oscuro es una sustancia misteriosa que no se puede ver, pero se muestra por su interacción gravitatoria con el material que le rodea. Este ingrediente extra fue originalmente introducido para explicar por qué las partes más exteriores de las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea, rotaban tan deprisa. Pero la materia oscura ahora también es un componente esencial de las teorías de cómo se forman y evolucionan las galaxias.

Hoy está ampliamente aceptado que este componente oscuro constituye aproximadamente el 80% de la masa en el Universo, a pesar de que ha resistido todos los intentos por clarificar su naturaleza, la cual permanece oculta. Todos los intentos hasta ahora de detectar materia oscura en laboratorios en la Tierra han fallado.

Con medidas muy cuidadosas del movimiento de muchas estrellas, particularmente de aquellas alejadas del plano de la Vía Láctea, el equipo pudo trabajar restrospectivamente para deducir cuanta materia está presente. Los movimiento son el resultando de una mutua interacción gravitatoria de todo el material, ya sea materia normal como estrellas o materia oscura.

Los modelos existentes de los astrónomos de como las galaxias se forman y rotan sugieren que la Vía Láctea está rodeada por un halo de materia oscura. No son capaces de predecir con precisión que forma tiene ese halo, pero esperan encontrar cantidades significativas en las regiones alrededor del Sol. Pero solo formas muy poco probables del halo -como una forma muy elongada- pueden explicar la falta de materia oscura descubierta en este nuevo estudio.

Los nuevos resultados también significan que los intentos por descubrir materia oscura en la Tierra, tratando de observar las raras interacciones entre materia oscura y materia "normal", tienen poca probabilidad de éxito.

"A pesar de los nuevos resultados, la Vía Láctea ciertamente rota más rápido de lo que la materia visible puede producir, así que si la materia oscura no está presente donde esperamos que esté, se debe encontrar una nueva solución para la materia perdida. Nuestros resultados contradicen los modelos actualmente aceptados. El misterio de la materia oscura aún se vuelve más misterioso. Futuras misiones, como la misión Gaia de la ESA, serán cruciales para avanzar más allá de este punto". Concluye Christian Moni Bidin.

ANDRÓMEDA EN INFRARROJOS

La fotografía infrarroja o técnica fotográfica infrarroja, es aquella que nos permite fotografiar uno de los espectros lumínicos comprendidos entre 700 y 1.200 nanómetros (instrumento que mide la presión de gases y líquidos).
En astronomía, se considera como infrarrojo el rango entre 1 y 1.000 micrómetros (instrumento que mide la precisión de cantidades lineales o angulares).

La luz infrarroja no es visibles para el ojo humano. Sus aplicaciones científicas en fotografía astronómica con filtros infrarrojos tienen como misión excluir la radiación ultravioleta y la totalidad o gran parte del espectro visible, dejando pasar a través del objetivo de la cámara solamente el espectro infrarrojo. Sin un filtro de infrarrojo, la película absorbería todo el espectro dejando el negativo inservible.
En el mercado se pueden encontrar diferentes tipos de filtros infrarrojo, según las necesidades. Básicamente, difieren, en la cantidad del espectro infrarrojo que dejan pasar. A mayor cantidad de espectro infrarrojo, el efecto en la película se acentuará más.

El inicio de la fotografía infrarroja, se remonta, a la creación de un sistema militar para detectar camuflajes.
El infrarrojo es un tipo de luz que no podemos ver con nuestros ojos. Pero que podemos sentir por el calor en nuestra piel. Nuestros ojos pueden solamente ver lo que llamamos luz visible. La luz infrarroja nos brinda información especial que no podemos obtener de la luz visible. Nos muestra cuánto calor tiene alguna cosa y nos da información sobre la temperatura de un objeto. Todas las cosas tienen algo de calor e irradian luz infrarroja.
Incluso las cosas que nosotros pensamos que son muy frías, como un cubo de hielo, irradian algo de calor. Los objetos fríos irradian menos calor que los objetos calientes. Cuanto más caliente sea algo, más es el calor irradiado y cuanto más frío es algo, menos es el calor irradiado. Los objetos calientes brillan más luminosamente en el infrarrojo porque irradian más calor y más luz infrarroja. Los objetos fríos irradian menos calor y luz infrarroja, apareciendo menos brillantes en el infrarrojo. Cualquier cosa que tenga una temperatura irradia calor o luz infrarroja.

La atmósfera terrestre absorbe la radiación procedente de fuentes astronómicas en casi todo el espectro infrarrojo, exceptuando unas cuantas ventanas de transmisión atmosférica en las que transmite parcialmente, y además emite intensamente en el infrarrojo, por lo que la observación en el infrarrojo desde tierra requiere de técnicas que permitan eliminar la contribución de la atmósfera.
Debido a que la radiación infrarroja es menos absorbida o desviada por el polvo cósmico que la radiación de longitud de onda más corta, se puede observar en infrarrojo regiones que quedan ocultas por el polvo en luz visible o ultravioleta.
Para estudiar los espectros del universo se han fabricado telescopios espaciales que fotografían en infrarrojos como el WISE, que captó esta imagen de la galaxia Andrómeda.

Los objetos sólidos en el espacio —desde el tamaño de un grano de polvo interestelar, de menos de una micra, hasta los planetas gigantes— tienen temperaturas que van de 3 a 1.00 kelvins (K). La mayoría de la energía irradiada por objetos en este rango de temperaturas se encuentra en el infrarrojo. Las observaciones infrarrojas son por lo tanto de particular importancia en el estudio de medios a baja temperatura, como son las nubes interestelares con mucho polvo, donde las estrellas se están formando, así como las superficies heladas de los satélites planetarios y los asteroides.

Los granos de polvo cósmico oscurecen partes del Universo, bloqueando la luz que llega de regiones críticas. Este polvo se vuelve transparente en el cercano infrarrojo, donde los observadores pueden estudiar regiones ópticamente invisibles como el centro de nuestra Galaxia (y de otras galaxias) y densas nubes donde las estrellas y los planetas están naciendo. Para muchos objetos, incluyendo las estrellas en regiones con mucho polvo, los núcleos galácticos activos e incluso galaxias enteras, la radiación visible abosorbida por el polvo y re-emitida en el infrarrojo constituye la mayor parte de su luminosidad.

Las observaciones Infrarrojas proporcionan acceso a muchas líneas espectroscópicas, así las bandas de emisión y absorción de virtualmente todas las moléculas y los sólidos se encuentran en el infrarrojo, donde pueden usarse para estudiar las condiciones físicas y químicas de ambientes relativamente fríos. Muchos átomos e iones tienen líneas espectrales en el infrarrojo, que pueden usarse para estudiar las atmósferas estelares y el gas interestelar, explorando regiones que son demasiado frías o con demasiado polvo para ser estudiadas en luz visible.

Las observaciones infrarrojas estudian el Universo joven, sabemos que el corrimiento al rojo cósmico, que resulta de la expansión general de Universo, desplaza la energía inexorablemente hacia longitudes de onda largas, siendo el corrimiento proporcional a la distancia del objeto. Debido a la velocidad finita de la luz, los objetos con un gran corrimiento al rojo se observan según eran cuando el Universo era mucho más joven. Como resultado de la expansión del Universo, la mayoría de la radiación óptica y ultravioleta emitida por las estrellas, las galaxias y los quásares desde el principio de los tiempos, ahora se encuentran en el infrarrojo.
Gracias a las observaciones infrarrojas.. sabremos cómo y cuando se formaron los primeros objetos estelares.