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Meade en Chile.

NOTICIAS DE ASTROFÍSICA GALÁCTICA IX

NOTICIAS:


Con el VLT:

RÁFAGA DE RADIO ILUMINA HALO GALÁCTICO

Utilizando el Very Large Telescope de ESO, un equipo de astrónomos ha observado, por primera vez, cómo una ráfaga rápida de radio ha atravesado un halo galáctico sin apenas encontrar obstáculos, lo que sugiere que el halo tiene una densidad sorprendentemente baja y un campo magnético débil. Esta nueva técnica podría ser utilizada para explorar los enigmáticos halos galácticos.

(26 Sept. 2019 - ESO/CA) Utilizando un misterio cósmico para sondear otro misterio, los astrónomos analizaron una ráfaga rápida de radio para estudiar el gas difuso del halo de una galaxia masiva [1]. En noviembre de 2018, el radiotelescopio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) captó una ráfaga rápida de radio llamada FRB 181112 (Fast Radio Burst). Las observaciones de seguimiento llevadas a cabo con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, ubicado en Chile, y otros telescopios revelaron que los pulsos de radio, en su camino hacia la Tierra, atravesaron el halo de una galaxia masiva. Este hallazgo permitió a los astrónomos analizar la señal de radio en busca de pistas sobre la naturaleza del gas del halo de esa galaxia.

Imagen: La señal de FRB 181112 estaba compuesta por unos pocos pulsos, cada uno con una duración inferior a 40 microsegundos (10.000 veces más corto que el parpadeo de un ojo). La corta duración de los pulsos pone un límite superior a la densidad del gas del halo porque el paso a través de un medio más denso ampliaría la duración de la señal de radio. Crédito: ESO/M. Kornmesser (Haga click en la imagen para agrandar).

"La señal de la ráfaga rápida de radio expuso la naturaleza del campo magnético que hay alrededor de la galaxia y la estructura del gas del halo. El estudio pone a prueba una nueva y prometedora técnica para explorar la naturaleza de los halos de las galaxias", afirmó J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California Santa Cruz y autor principal de un artículo que presenta estos nuevos hallazgos y que se publica hoy en la revista Science.

Los astrónomos todavía no saben qué causa las ráfagas rápidas de radio, aunque, recientemente, han sido capaces de rastrear algunas de estas señales de radio, muy cortas y brillantes, hasta las galaxias en las que se originaron. "Cuando superpusimos las imágenes de radio y las ópticas, pudimos ver de inmediato que la rápida explosión de radio atravesó el halo de esta galaxia, que coincide en primer plano y, por primera vez, tuvimos una forma directa de investigar la materia que rodea a esta galaxia y que, de otro modo, sería invisible para nosotros", dijo cherie Day, estudiante de doctorado en la Universidad Tecnológica de Swinburne (Australia).

Un halo galáctico contiene materia oscura y ordinaria (o bariónica), que principalmente se encuentra en forma de gas caliente ionizado. Mientras que la parte luminosa de una galaxia masiva podría tener alrededor de 30.000 años luz de ancho, su halo (de una forma más o menos esférica) es diez veces más grande en diámetro. El gas del halo alimenta la formación estelar a medida que cae hacia el centro de la galaxia, mientras que otros procesos, como las explosiones de supernovas, pueden expulsar material fuera de las regiones en las que se forman estrellas, enviándolo hacia el halo galáctico. Una de las razones por las que los astrónomos quieren estudiar el gas del halo es para entender mejor estos procesos de eyección que pueden paralizar la formación de estrellas.

Según Prochaska, "El halo de esta galaxia es sorprendentemente tranquilo. La señal de radio apenas había sufrido perturbaciones a su paso por la galaxia, lo cual contrasta con lo que los modelos anteriores predicen que habría sucedido a la ráfaga".

La señal de FRB 181112 estaba compuesta por unos pocos pulsos, cada uno con una duración inferior a 40 microsegundos (10.000 veces más corto que el parpadeo de un ojo). La corta duración de los pulsos pone un límite superior a la densidad del gas del halo porque el paso a través de un medio más denso ampliaría la duración de la señal de radio. Los investigadores calcularon que la densidad del gas del halo debe ser inferior a 0,1 átomos por centímetro cúbico (equivalente a varios cientos de átomos en un volumen del tamaño de un globo) [2].

"Al igual que el aire cálido de un día de verano, la tenue atmósfera de esta galaxia masiva debería deformar la señal de la ráfaga rápida de radio. En cambio, recibimos un pulso tan prístino y preciso que no hay absolutamente ninguna firma de este gas", aseveró Jean-Pierre Macquart, coautor del trabajo y astrónomo en el Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía de la Universidad de Curtin (Australia).

El estudio no encontró evidencias de la presencia de nubes turbulentas frías o de pequeños cúmulos densos de gas frío en el halo. La señal de ráfaga rápida de radio también proporcionó información sobre el campo magnético en el halo, que es muy débil (mil millones de veces más débil que el de un imán de nevera).

Llegados a este punto, con los resultados de un solo halo galáctico, los investigadores no pueden decir si la baja densidad y la baja fuerza del campo magnético medidas son inusuales o si los estudios previos sobre halos galácticos han sobreestimado estas propiedades. Prochaska afirmó que espera que ASKAP y otros radiotelescopios utilicen ráfagas rápidas de radio para estudiar muchos más halos galácticos y resolver sus propiedades.

"Esta galaxia puede ser especial", dijo. "Necesitaremos usar las ráfagas de radio rápidas para estudiar decenas o cientos de galaxias de un rango variado de masas y edades para evaluar a toda la población". Telescopios ópticos como el VLT de ESO juegan un papel importante al revelar cuán lejos está la galaxia que alojó cada ráfaga, así como si la ráfaga habría pasado a través del halo de cualquier galaxia situada en un primer plano.

Notas:
[1]: Un vasto halo de gas de baja densidad se extiende mucho más allá de la parte luminosa de la galaxia en la que se concentran las estrellas. Aunque este gas caliente y difuso constituye más masa para una galaxia que las propias estrellas, es muy difícil de estudiar.

[2]: Las restricciones de densidad también limitan la posible presencia de turbulencias o de nubes de gas frío dentro del halo. Aquí la palabra “frío” es un término relativo, refiriéndose a temperaturas de alrededor de 10.000°C, frente al gas caliente del halo, que está a un millón de grados.

Artículo Científico.


Colaboración EHT:

PRIMERA IMAGEN DE LA SOMBRA DE UN AGUJERO NEGRO

Ocho grandes radiotelescopios se unen para realizar la primera imagen de la sombra de un agujero negro galáctico supermasivo en la galaxia M87.

(10 Abril 2019 - ALMA/CA) Gran expectación crearon los astrónomos frente al lanzamiento de la primera imagen de un agujero negro obtenida a través de ocho grandes radiotelescopios repartidos por el mundo en la colaboración Event Horizon Telescope. Fue presentada en seis conferencias de prensa en diversas capitales de todos los continentes, encabezadas por los directores de las organizaciones científicas que forman parte de la colaboración Event Horizon Telescope que realizó la proeza astronómica.

Imagen: La sombra del agujero negro se recorta contra el brillo del disco de acreción que lo rodea y que brilla en luz milimétrica que pueden captar los radiotelescopios. Esta luz es invisible al ojo humano y para esta ilustración se le ha asignado un color visible. El borde del círculo central es el llamado horizonte de eventos de el cual la colaboración EHT toma su nombre. Crédito: ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

Finalmente, a las 09:07 horas, de Chile, la imagen se hizo pública. Si esperaba algo muy especial, se equivocó, la imagen muestra una donat naranja con un borde más amarillo que el otro, rodeando una zona más oscura. Todo medio difuso y desenfocado. Parece que los astrónomos se impresionan con poco.

Pero esa imagen merece en realidad todo el aplauso y la admiración de científicos y legos, un agujero negro es un objeto que está en el límite de nuestra comprensión, se trata de un objeto extremadamente masivo y de un tamaño muy pequeño, que la física apenas puede comprender, un objeto completamente oscuro del cual la luz no puede escapary haber obtenido una imagen de este es una proeza gigantesca.

Imagen: En Santiago de Chile, la conferencia de prensa se realizó en el edificio de ALMA, en la comuna de Vitacura, donde intervinieron el director de ALMA, Sean Dougherty y el director general de la ESO, Xavier Barcons (aplaudiendo), intervinieron en Santiago, los astrónomos Goeffrey Crew y Violette Impellizzeri, además de Valeria Foncea, Directora de Comunicaciones y Educación del Observatorio ALMA. Entre el público se encontraba el Ministro de Ciencia de Chile, Andrés Couve Correa.

“Estamos dando a la Humanidad la primera imagen de un agujero negro; es una puerta de salida de nuestro Universo”, manifestó Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian y director de proyecto del EHT desde Estados Unidos. “Este es un hito en astronomía, una proeza científica sin precedentes lograda por un equipo de más de 200 investigadores”.

El límite del agujero negro, es aproximadamente 2,5 veces más pequeño que la sombra que proyecta y mide casi 40 mil millones de kilómetros de ancho. Si bien esto puede sonar grande, este anillo se ve desde la Tierra con sólo unos 40 microarcsegundos, lo que equivale a medir la longitud de una tarjeta de crédito en la superficie de la Luna.

"Si está inmerso en una región luminosa, como un disco de gas brillante, se espera que el agujero negro produzca una zona oscura similar a una sombra, algo que había sido predicho por la relatividad general de Einstein y que nunca habíamos visto antes”, explica Heino Falcke, de la Universidad Radboud (Países Bajos), quien se desempeña como director del Consejo Científico del EHT. “Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la captura de luz por el horizonte de eventos, revela mucho acerca de la naturaleza de estos objetos fascinantes, y nos permitió medir la enorme masa del agujero negro de M87”.

Imagen: La galaxia elíptica M87 en Virgo con su chorro activo que nace en el agujero negro M87*, la imagen del EHT es una mil millonésima parte de esta imagen. Crédito: HST/NASA.(Haga click en la imagen para agrandar).

Para resolver las sombras de los agujeros negros que yacen en los núcleos de la galaxia M87 (M87* en adelante) y de la Vía Láctea (Sagitario A* en adelante), los dos agujeros negros supermasivos con los tamaños angulares aparentes más grandes que se ha propuesto observar la colaboración EHT, en una longitud de onda de observación de 1,3 mm (230 GHz) se requiere de líneas de base (la distancia entre los telescopios) de escala del diámetro terrestre. La luz de los alrededores de loa agujeros negros que reciben los radiotelescopios es invisible al ojo humano y para poder ver las imágenes se le ha asignado artificialmente un color visible.

Las observaciones del EHT usan una técnica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI, en su sigla en inglés), que sincroniza telescopios de todo el mundo y aprovecha la rotación de nuestro planeta para crear un gran telescopio del tamaño de la Tierra que observa a una longitud de onda de 1,3 mm. Esta técnica permite al EHT alcanzar una resolución angular de 20 microarcosegundos, suficiente para leer un periódico en Nueva York desde un café en París.

"Gracias a Chile por abrir sus cielos" manifestó el director de ALMA, Sean Dougherty al cerrar su intervención.

Esta investigación se presentó en una serie de seis artículos publicados hoy en un número especial de The Astrophysical Journal Letters.

La colaboración de EHT involucra a más de 200 investigadores de África, Asia, Europa, América del Norte y del Sur. Esta alianza internacional está trabajando para capturar las más detalladas imágenes de agujeros negros posibles, creando un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Respaldado por una considerable inversión internacional, el EHT conecta los telescopios existentes utilizando un innovador sistema que permite crear un instrumento fundamentalmente nuevo con el mayor poder de resolución angular que se haya logrado hasta ahora.

Los telescopios individuales involucrados son: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y APEX en Chile, el Telescopio IRAM de 30 metros, el Observatorio IRAM NOEMA, el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), el Telescopio Milimétrico Grande Alfonso Serrano (LMT), el Conjunto de Submilimétrico (SMA), el Telescopio de Submilimétrico (SMT), el Telescopio del Polo Sur (SPT), el Telescopio Kitt Peak y el Telescopio de Groenlandia (GLT).

Artículo científico.

Zooming en el corazón de Messier 87.

https://www.youtube.com/watch?v=S4JLkHFoJgo
La conferencia de prensa en el edificio de ALMA en Santiago, ver hasta el final.



Con el VLT:

NGC3981: UNA JOYA EN EL CIELO
El instrumento FORS2 del VLT, en Chile, captó esta impresionante imagen de la galaxia espiral NGC 3981 y sus alrededores.

(28 Junio 2018 - ESO/CA) Científicos del Observatorio VLT de Cerro Paranal en Chile, han utilizado la cámara CCD del instrumento FORS2, instalado en la Unidad 1 (Antu) del Very Large Telescope para fotografiar la vecina galaxia espiral NGC 3981 [1] en todo su esplendor.

Normalmente los astrónomos del VLT están muy ocupados cumpliendo los programas de investigación científica que se les asignan como para utilizar estos caros y magníficos instrumentos tomando fotos bonitas sólo por placer. Pero contentar al público es también una de las tareas de este observatorio, finalmente son los ciudadanos comunes quienes financian sus actividades, por lo que cuando las condiciones de observación no son adecuadas para recabar datos científicos en lugar de permanecer inactivos aprovechan los telescopios para captar imágenes como esta, como parte del programa Joyas Cósmicas de ESO que utiliza los telescopios de ESO para captar impresionantes imágenes de los cielos del sur.

Imagen: FORS2, un instrumento instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, ha observado la galaxia espiral NGC 3981, haga click para agrandarla y ver decenas de galaxias más lejanas. Crédito: ESO. (Haga click en la imagen para agrandar).

Esta maravillosa imagen muestra la resplandeciente galaxia espiral NGC 3981 suspendida en la negrura del espacio. Esta galaxia, que se encuentra en la constelación de Crater (El Tazón de Baco), fue fotografiada en mayo de 2018 con FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2, reductor focal y espectrógrafo de baja dispersión 2), instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO.

Entre la batería de instrumentos de vanguardia montados en las cuatro unidades de telescopio del VLT, FORS2 destaca por su extrema versatilidad. Igual que una "navaja suiza", este instrumento (además de ser capaz de producir hermosas imágenes como esta) es capaz de estudiar una gran variedad de objetos astronómicos de muy diversas maneras.

La extrema sensibilidad de la cámara de FORS2 reveló brazos espirales de NGC 3981, cargados de polvo en forma de vastas corrientes y de regiones de formación estelar, y un disco prominente de jóvenes estrellas calientes. La galaxia está inclinada hacia la Tierra, permitiendo a los astrónomos observar justo en el corazón de esta galaxia y estudiar su centro luminoso, una región altamente energética que contiene un agujero negro supermasivo. También se muestran estructuras espirales periféricas de NGC 3981, algunas de las cuales parecen haber sido estirada hacia el exterior de la galaxia, probablemente debido a la influencia gravitatoria de un pasado encuentro galáctico.

NGC 3981 [2] tiene muchos vecinos galácticos. Aproximadamente a unos 80 millones de años luz de la Tierra, la galaxia es parte del Grupo NGC 4038, entre Corvus y Cráter, cúmulo de galaxias que también contiene a las conocidas Galaxias Antena, que son galaxias en interacción. Este grupo es un componente más pequeño del Supercúmulo de Virgo, la gigantesca agrupación de galaxias que alberga nuestra propia galaxia Vía Láctea.

NGC 3981 no es el único objeto interesante de esta imagen. Además de varias estrellas en primer plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea, FORS2 también captó un asteroide solitario atravesando el cielo: se trata de la débil línea que puede verse hacia la parte superior de la imagen. Este asteroide, sin quererlo, ha ilustrado el proceso utilizado para crear imágenes astronómicas, con las tres exposiciones diferentes de la ruta del asteroide que componen esta imagen, que se muestra en las secciones del azul, el verde y el rojo.

En caso de que los datos obtenidos puedan ser útiles para futuras aplicaciones científicas, estas observaciones se conservan y se ponen a disposición de los astrónomos a través de los archivos científicos de ESO.

Notas:
[1]: Fue descubierta en 1785 por William Herschel.

[2]: Corrimiento al rojo de z = 0,005827 equivalente a una distancia de unos 80 millones de años luz. Catálogo SIMBAD.

Posición de la galaxia NGC 3981 en el cielo de la Tierra: AR: 11h 56m 07.445s, Dec.: -19° 53' 46.24? (J2000 equinox), constelación de Crater, "La copa de Baco". Tiene magnitud aparente de +11,75.


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