El origen cósmico del oro


El Mundo

  • El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

El oro, el platino y otros metales preciosos se crean en la colisión catastrófica de dos estrellas de neutrones como la observada recientemente en ondas gravitacionales y con numerosos telescopios de todo tipo. Así pues, las fuentes de ondas gravitacionales son, figurada y literalmente, unas auténticas minas de oro.

Recreación de la colisión de dos estrellas de neutrones A. SIMONNETNSF/LIGO/SONOMA

Revolución astrofísica

Como puntualmente informó Teresa Guerrero en EL MUNDO , el 16 de octubre pasado se anunció la primera detección inequívoca de la fusión de un par de estrellas de neutrones. La detección original la realizaron los observatorios de ondas gravitacionales LIGO (en Estados Unidos) y VIRGO (en Italia). LIGO ya había detectado la fusión de cuatro pares de agujeros negros y, gracias a ello, los líderes del experimento acaban de recibir este año el Premio Princesa de Asturias y el Nobel de Física.

Pero ésta es la primera vez que se detectaba claramente la fusión de dos estrellas de neutrones. Y lo que es aún más sobresaliente, además de las ondas gravitacionales, se ha detectado radiación electromagnética originada por el mismo fenómeno en todo el espectro: desde las ondas de radio hasta la radiación gamma, pasando naturalmente por el infrarrojo y la luz visible.

El fenómeno, designado GW170817, tuvo lugar el pasado 17 de agosto e, inmediatamente, fue comunicado a todos los observatorios del mundo. Tan solo dos segundos tras la detección gravitacional, un brote de rayos gamma fue detectado con los telescopios espaciales Fermi (NASA) e INTEGRAL (ESA) en una región en torno la galaxia elíptica NGC4993.

En la mayor campaña coordinada de observación de la historia de la astronomía, un gran número de telescopios terrestres y espaciales -entre los que se encontraban casi todos los mayores- apuntaron hacia esa zona del cielo. Se trataba de una búsqueda difícil, pues el área a explorar era unas 150 veces más extensa que la luna llena y se encontraba relativamente próxima al Sol, por lo que sólo era posible observarla en el óptico durante una hora tras el crepúsculo. Pero a pesar de ello, 11 horas después y en un intervalo de tan solo 90 minutos, media docena de telescopios de gran campo habían identificado la aparición de una nueva fuente luminosa en NGC4993 y, a continuación, los telescopios mayores (de menor campo) comenzaron observaciones detalladísimas de ese nuevo punto de luz. Entre ellos el Hubble, el VLT, ALMA, Gemini, el VLA y un largo etcétera.

Desde agosto hasta ahora, miles de astrónomos han estado trabajando en el análisis de las masivas observaciones. La conclusión es que el evento GW170817 se produjo mediante la fusión catastrófica de dos estrellas de neutrones cuya masa conjunta era de 2,8 veces la masa del Sol. Estas observaciones pioneras abren posibilidades completamente nuevas y están llamadas a originar una auténtica revolución astrofísica.

La génesis del oro y de otros elementos

Sabemos que el hidrógeno y el helio se formaron hace 13.800 millones de años, en el mismísimo Big Bang. Las primeras estrellas, constituidas exclusivamente por estos dos elementos, mediante las reacciones de fusión nuclear en sus interiores, fueron formando elementos más pesados como el carbono y el oxígeno. Pero por este proceso tan solo se pueden formar los elementos hasta el hierro. Para formar otros elementos más pesados, como el oro y el platino, se precisa de un ámbito en el que núcleos más ligeros sean bombardeados por neutrones libres. Los astrónomos llevan décadas investigando en qué condiciones astrofísicas puede tener lugar un proceso de este tipo.

Cuando dos estrellas de neutrones colisionan se origina una explosión mil veces más brillante que las de las novas corrientes, de ahí que este tipo de explosiones se hayan designado como kilonovas. Los gases expulsados en una kilonova a altísimas velocidades, de hasta el 30% la velocidad de la luz, poseen neutrones en gran abundancia y, por tanto, parecían lugares muy prometedores para la formación de núcleos más pesados que los del hierro. En los restos de la kilonova, los neutrones van desintegrándose convirtiéndose en protones (radiactividad beta), y estos dos tipos de partículas pueden combinarse entonces para formar núcleos atómicos que sufren el bombardeo del resto de los neutrones, llegando a formar así los elementos más masivos de la tabla periódica.

Las observaciones espectroscópicas realizadas con los mayores telescopios de ESO, como el VLT equipado con el instrumento X-Shooter, han revelado la presencia de oro, platino, plomo y tierras raras en la kilonova que siguió a GW170817. Se confirma así la teoría de que los elementos más pesados que el hierro se gestan en la evolución del material nuclear que es eyectado al espacio tras la fusión de dos estrellas de neutrones. Se conocen 16 estrellas de neutrones binarias en la Vía Láctea y, a partir de este número, se estima que se da una colisión catastrófica de este estilo cada 50.000 años aproximadamente. En cada colisión se crea una masa de oro tan grande como la masa de la Tierra, de donde se deduce que las colisiones entre estrellas de neutrones representan un fenómeno suficiente para crear todo el oro que observamos en el Universo.

Si usted, querido lector, posee un anillo de oro o platino, puede estar orgulloso de poseer un recuerdo de una fabulosa colisión estelar.

(*) Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España

El gigantesco ojo cósmico de China


El Mundo – RAFAEL BACHILLER @RafaelBachiller

Obras de construcción del radiotelescopio FAST en Guizhou (China). REUTERS

Obras de construcción del radiotelescopio FAST en Guizhou (China). REUTERS

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Cubriendo una depresión del terreno de 500 metros de diámetro en el Sur de China, el radiotelescopio FAST está llamado a ser el telescopio más grande del mundo durante décadas. La construcción de esta mega-instalación científica, que comenzó en 2011, entra ahora en su recta final.

Radiotelescopios de película

Actualmente el mayor radiotelescopio del mundo tiene 300 metros de diámetro y se encuentra en Arecibo (Puerto Rico). Muchos recordarán esta gran instalación científica por las escenas allí rodadas de la película Golden Eye, cuando el agente 007- interpretado por Pierce Brosnan- trata de impedir la comunicación con un satélite que podría paralizar la vida en nuestro planeta; o de ‘Contacto’, cuando la doctora interpretada por Jodie Foster descodifica los mensajes enviados por una civilización extraterrestre inteligente.

Al igual que el de Arecibo, el nuevo radiotelescopio FAST está siendo construido en una depresión del terreno, pero el diámetro de su apertura es mucho mayor, pues alcanza el medio kilómetro. Se trata pues del mayor telescopio del mundo de apertura única, y aquí hay que insistir en el concepto de ‘apertura única’, pues mediante la técnica de la interferometría se consigue simular aperturas mucho mayores gracias a la utilización de varios telescopios que, funcionando al unísono, se sitúen a grandes distancias entre sí.

Óptica activa

El telescopio está emplazado en la depresión Dawodang en el Sureste de China, en el relieve kárstico de la provincia de Guizhou, a mil metros de altitud. Se trata de un lugar remoto y poco poblado, lo que se traduce en poca contaminación radioeléctrica. La relativamente baja latitud del lugar (25 grados norte, 3 menos que la de las Islas Canarias), favorece un clima suave (subtropical) y permite la observación de algunos objetos del hemisferio sur.

La gran estructura de soporte del telescopio es un casquete de una esfera de 300 metros de radio formado por una densa red de cables. Sobre esta red descansarán los 4400 paneles triangulares de la superficie reflectora que, mediante un sistema de control en tiempo real de sus posiciones (lo que se denomina ‘óptica activa’), han de tomar la forma de un paraboloide de revolución. En estos momentos se está procediendo a la instalación de estos paneles en la región central del telescopio.

La señal que llega del cielo se refleja en esta gran superficie y se dirige hacia el punto focal, en la vertical sobre la zona central de la gran parábola. Allí se encuentra la cabina que contiene los receptores, suspendida a 140 metros de altura mediante un sistema de poleas con servomecanismos que permiten su posicionamiento, para enfocar el telescopio, con una precisión altísima: su posición puede ser ajustada en la posición ideal con unos milímetros de error. Moviendo lentamente la posición de esta cabina, puede compensarse el movimiento de rotación de la Tierra, lo que permite observar un mismo astro, ‘siguiéndolo’ en el cielo, durante un periodo de 6 horas. Pero, para realizar este seguimiento, aunque el diámetro de la apertura del casquete es de 500 metros, en cada observación astronómica tan solo se utilizará una zona de 300 metros de diámetro de la gran superficie reflectora.

De las galaxias a la búsqueda de inteligencia extraterrestre

La banda de frecuencias en la que trabajará inicialmente el radiotelescopio se extiende desde los 70 megahercios hasta los 3 gigahercios, pero está previsto que pueda alcanzar las bandas en torno a 6 y 8 gigahercios en una segunda fase. Con estos receptores, FAST podrá realizar mapas muy detallados de la distribución del hidrógeno atómico tanto en la Vía Láctea como en galaxias externas y podrá detectar decenas de miles de nuevas galaxias. También tendrá la capacidad de observar millares de nuevos púlsares débiles, incluyendo los primeros que puedan descubrirse en otras galaxias.

Además, FAST dedicará una fracción de su tiempo buscando posibles señales de radiofrecuencia que pudiesen proceder de civilizaciones extraterrestres. Para ello apuntará a los exoplanetas más ‘prometedores’, es decir los de tipo terrestre que estén situados en las zonas de habitabilidad de sus estrellas. Se trata de un proyecto que ampliará el programa estadounidense SETI que se viene llevando a cabo en gran medida con el radiotelescopio de Arecibo, el hermano de FAST.

Alarde tecnológico

Aunque el proyecto comenzó a fraguarse en los primeros años de la década de los 1990, la construcción de FAST se inició en marzo de 2011. Ahora, las imágenes que nos llegan desde la depresión de Dawodang muestran que la construcción se encuentra en un estado muy avanzado. Se espera que el radiotelescopio pueda ser completado, tal y como estaba inicialmente programado, en septiembre de 2016 para realizar los primeros tests astronómicos. Construyendo este radiotelescopio, que está llamado a permanecer como el mayor telescopio monolítico del mundo durante muchas décadas, China hace alarde de su potencial tecnológico y de una decidida apuesta por la ciencia y la innovación.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España.

Año excelente para las Perseidas


El Mundo

 Una Perseida vista en el Observatorio de Paranal (Chile), agosto 2010 STÉPAHNE GUISARD/ ESO

Una Perseida vista en el Observatorio de Paranal (Chile), agosto 2010 STÉPAHNE GUISARD/ ESO

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Este es un año excelente para la observación de las Perseidas. El momento óptimo para observarlas es la madrugada del 12 al 13 de agosto, cuando la lluvia alcanza su máximo. La Luna no será un estorbo este año, pues el novilunio tiene lugar el día 14. Un lugar bien oscuro, un cielo despejado de nubes y un poco de paciencia, son los únicos requisitos para disfrutar de una buena observación. El número de estrellas fugaces por hora, desde un lugar oscuro y de cielos despejados, podrá alcanzar el centenar.

Cometas, escombros y lluvias de meteoros

Fragmentos del cometa 73P observados con el telescopio Hubble.| NASA/ESA/HST

Fragmentos del cometa 73P observados con el telescopio Hubble.| NASA/ESA/HST

En sus órbitas alrededor del Sol, los cometas dejan un reguero de gases, polvo y escombros (materiales rocosos) que permanecen en órbitas similares a la de sus cometas progenitores. Se forman así regiones anulares en torno al Sol en las que abundan esos fragmentos perdidos por los cometas que los astrónomos denominamos ‘meteoroides’.

Cuando, en su movimiento alrededor del Sol, la Tierra entra en uno de estos anillos, algunos de los meteoroides son atrapados por su campo gravitatorio y entran a gran velocidad en la atmósfera formando una lluvia de meteoros. La fricción con los gases atmosféricos calcinan y vaporizan los meteoros que aparecen brillantes durante una fracción de segundo formando lo que popularmente denominamos estrellas fugaces.

La altura en la que el meteoro se hace brillante suele encontrarse entre 85 y 115 km, pero esta altura depende de la velocidad de penetración en la atmósfera. Los meteoros que sobreviven hasta unos 20 km de altitud dan lugar a espectaculares bolas de fuego que pueden llegar a tener brillos aparentes mayores que el del planeta Venus.

La gran velocidad transversal de algunos de estos meteoros y su alto brillo causan la ilusión en el observador de que están muy próximos.

Una Perseida vista en Ontario en 2006.NASA

Una Perseida vista en Ontario en 2006.NASA

Los fragmentos cometarios (meteoroides) de masa menor al kilogramo se calcinan completamente en la atmósfera, pero los mayores y más densos (de consistencia rocosa o metálica), forman meteoritos: restos calcinados que caen sobre el suelo. Los meteoritos son de gran interés para los astrónomos, pues conservan informaciones importantes sobre la composición química de la nebulosa interestelar primitiva de la que nació nuestro Sistema Solar.

Lágrimas del Swift-Tuttle

Como cada año por estas fechas, la Tierra, en su camino de traslación alrededor del Sol, pasa por un lugar poblado por los fragmentos rocosos que arroja el cometa periódico 109P/Swift-Tuttle cuando visita esta zona cada 135 años. La correspondiente lluvia de meteoros parece tener un único centro de origen, un punto del que parecen surgir todas las estrellas fugaces. Ese punto se denomina radiante y su localización se utiliza para nombrar a la lluvia de estrellas. Así pues, las Perseidas tienen su radiante en la constelación de Perseo.

Una Perseida vista desde la Estación Espacial en 2011.NASA

Una Perseida vista desde la Estación Espacial en 2011.NASA

Las Perseidas son visibles desde todo el Hemisferio Norte en pleno verano. Las velocidades de estos meteoros pueden superar los 50 km/h. Su momento de máxima actividad tiene lugar a mediados de Agosto, pero las Perseidas comienzan habitualmente a verse hacia el 23 de Julio y terminan hacia el 22 de Agosto. En estas fechas el cielo suele estar despejado en muchos lugares de Europa, Asia y Norteamérica. Su alta actividad, junto con las condiciones favorables para la observación, hace de las Perseidas la lluvia de meteoros más popular, y la más fácilmente observable, de las que tienen lugar a lo largo del año.

Las Perseidas reciben popularmente el nombre de Lágrimas de San Lorenzo por la proximidad del máximo de la lluvia de meteoros al 10 de agosto, día de la festividad del mártir español que, en el año 258, fue quemado en una parrilla en Roma.

Aparecen por cualquier lugar de la bóveda celeste

Desde el punto de vista astronómico, este año es particularmente favorable para la observación de las Perseidas. El máximo de actividad en número de meteoros está previsto para la madrugada del 12 al 13 de agosto. Como se da la circunstancia de que la Luna estará en fase de luna nueva el día 14, el cielo estará bien oscuro en los momentos próximos al máximo de actividad, posibilitando que los meteoros brillen con alto contraste durante la noche del 12 al 13 de agosto y las noches próximas.

El 'radiante' de las Perseidas.

El ‘radiante’ de las Perseidas.

Sin embargo, el número de meteoros observados por hora puede variar muy rápidamente según varía la densidad de fragmentos en la estela del cometa, por ello es siempre conveniente extender la observación un día antes y otro después del máximo nominal. Por lo tanto, si el cielo estuviese nublado en nuestro lugar de observación en la noche del 12 al 13 de agosto, podremos volver a intentarlo durante la noche del 13 al 14 durante la noche completamente oscura del novilunio y, aunque con menos actividad prevista, durante las noches siguientes en las que también podremos disfrutar del fino filo de la luna creciente.

Aunque su radiante se encuentre en la constelación de Perseo, no se necesita conocer esta constelación para ver muchas Perseidas. Las estrellas fugaces pueden aparecen por cualquier lugar de la bóveda celeste, pero siempre es recomendable no perder de vista la región de la gran W de Casiopea, el gran cuadrado de Pegaso y la Osa Mayor. Sin embargo, las condiciones locales de observación son determinantes y siempre es preferible vigilar la zona más despejada de nubes y más oscura (libre de contaminación lumínica).

El número de Perseidas observables por hora es muy variable. En un sitio bien oscuro, una vez acostada la Luna, y con el radiante alto sobre el horizonte puede llegar a alcanzar el centenar.

También interesante

Giovanni Schiaparelli.

  • Giovanni Schiaparelli (1835-1910), famoso por sus observaciones de Marte y abuelo de la célebre modista de alta costura Elsa Schiaparelli, fue el primer astrónomo que relacionó las lluvias de meteoros con los cometas. Cuando observó el paso del cometa 109P/Swift-Tuttle, en 1862, demostró que éste ocasionaba las Perseidas. A partir de la observación del cometa 55P/Tempel-Tuttle, en 1866, demostró que éste generaba las Leónidas.
  • Las Perseidas constituyen la tercera lluvia de meteoros por orden de actividad. Tanto las Cuadrántidas (visibles en Enero) como las Gemínidas (en Diciembre) generan más meteoros por hora. Aunque muestran un comportamiento más irregular, las Leónidas (a mediados de Noviembre) suelen resultar tan espectaculares como las Perseidas.
  • El cometa Swift-Tuttle fue descubierto en 1862 por Lewis Swift y Horace P. Tuttle de manera independiente. Cuando regresó en 1992, las Perseidas fueron particularmente activas. La próxima aproximación del cometa al Sol (perihelio) tendrá lugar el 12 de julio del año 2126.Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (IGN) y académico de la Real Academia de Doctores de España.

    Twitter: @RafaelBachiller

Abell 30: la estrella moribunda que volvió a nacer


El Mundo

La nebulosa planetaria Abell 30. | NASA/ESA

A veces, en el Cosmos, algunas estrellas moribundas vuelven a nacer. Esto es lo que acaba de comprobar un equipo internacional de astrónomos, dirigido por Martín A. Guerrero Roncel, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), al observar la insólita evolución de la nebulosa planetaria Abell 30.

Las nebulosas planetarias constituyen una de las etapas finales en la vida de estrellas de masa intermedia, como el Sol, y están formadas por una estrella central muy densa y caliente y una envoltura gaseosa fluorescente. “En un periodo de unos 20-30.000 años, la nebulosa se disipa y el brillo de la estrella central se va extinguiendo“, señala Martín Guerrero. “Sin embargo, hay unos pocos casos, en torno a uno de cada 1.000, en los que la estrella revive gracias a un estallido termonuclear tardío de su capa de helio, lo que vuelve a generar una nueva nebulosa planetaria”.

Este es el caso de la nebulosa Abell 30, que muestra en sus regiones centrales una serie de grumos de material pobre en hidrógeno y una estructura con forma de hoja de trébol en torno a la estrella central. Gracias a imágenes de diversas épocas obtenidas con el telescopio espacial Hubble y a observaciones recientes con los satélites XMM-Newton (ESA) y Chandra (NASA) se ha establecido que, hace 850 años, la nebulosa revivió.

Gigante roja

Las estrellas obtienen su energía de las reacciones termonucleares que convierten el hidrógeno del núcleo en helio. Al agotarse el hidrógeno, el núcleo de la estrella comienza a hundirse bajo su propio peso, proceso que calienta las capas externas, que se dilatan y expanden. La estrella aumenta su radio casi 100 veces y se convierte en una gigante roja.

En el caso de estrellas de masa intermedia las reacciones nucleares prosiguen y el helio da lugar a carbono y oxígeno, pero la dilatación de la envoltura continúa hasta que la estrella pierde el control sobre ella y se expande libre en el espacio. El núcleo, muy caliente, produce radiación ultravioleta que, al ionizar el material de la envoltura, hace que emita luz.

Así se formó, hace unos 12.000 años, Abell 30, una nebulosa planetaria que presenta un cascarón brillante prácticamente esférico y una estrella central (una enana blanca con un núcleo de carbono y oxígeno, una capa de helio y otra, más superficial, de hidrógeno).

Pero, con el tiempo, las reacciones termonucleares en la capa de hidrógeno superficial alimentaron la capa inferior hasta que, hace 850 años, se inició la fusión de helio. Esto produjo la eyección de parte del material de dichas capas y una dilatación tal que la estrella retomó las características de una gigante roja (entre ellas, la emisión de un viento estelar de baja velocidad).

El futuro del Sistema Solar

Tras esta segunda fase de gigante roja, que duró entre cinco y 20 años, la estrella volvió a contraerse y comenzó a emitir un viento estelar muy veloz, compuesto por partículas que podían alcanzar los 4.000 kilómetros por segundo. “El material eyectado durante el estallido es ahora barrido por el viento de la estrella e ionizado por su radiación ultravioleta para formar estructuras que recuerdan a los cometas del Sistema Solar, sólo que sus colas son miles de veces mayores y emiten copiosamente en rayos X”, añade Martín Guerrero.

Abell 30 constituye un objeto de gran interés porque es una de las cuatro nebulosas planetarias renacidas que se conocen, y porque se trata de un sistema único que presenta tres tipos de viento estelar, lo que la convierte en el objeto idóneo para estudiar la interacción de vientos.

Además, objetos como Abell 30 permiten anticipar el futuro del Sol, que previsiblemente formará una nebulosa planetaria. “Abell 30 nos permite vislumbrar el futuro del Sistema Solar, cuando el Sol se convierta en enana blanca y los planetas que aún sobrevivan sufran condiciones extremas”, apunta Martín Guerrero.

Ciencia de ciencia ficción


El Pais

  • Una fundación privada financia la investigación más atrevida sobre universos paralelos, extraterrestres inteligentes y el cosmos antes del Big Bang
 

Los multiversos -por oposición al universo- son uno de los campos de investigación. / cordon press

¿primitivo del universo? ¿Es nuestro cosmos único o solo una parte de uno mucho mayor? ¿Cuál es el origen de la complejidad? ¿Estamos solos en el universo, o hay otras formas de vida y de inteligencia más allá del sistema solar? Con estas ambiciosas preguntas fundamentales que para muchos van más allá de la frontera de la ciencia y casi entran en el terreno de la ciencia ficción (la frontera está en la verificación), la Fundación Templeton ha retado a expertos de todo el mundo. No hay que olvidar que la labor de esta fundación filantrópica británica ha sido cuestionada a menudo en la comunidad científica por su enfoque religioso de cuestiones científicas (en 2012, el Dalái Lama recibe el Premio Templeton), pero este año, con tres millones de euros de subvención, atrae a especialistas de alto nivel.

La convocatoria de las cuatro grandes preguntas ha seleccionado las mejores 20 propuestas por su interés, calidad y oportunidad, señala la fundación, asignando a cada una de las ideas elegidas cantidades de hasta 230.000 euros para los trabajos teóricos y hasta 385.000 los experimentales, en dos años.

Se trata de apoyar la investigación científica imaginativa, rigurosa y creativa, pero el reglamento de la convocatoria excluye áreas de trabajo que se financian normalmente en los programas convencionales de investigación, como las propiedades de la misteriosa energía oscura del universo, la búsqueda de nuevos entes candidatos a ser la materia oscura o las teorías dominantes de supercuerdas y de gravitación cuántica, consideradas áreas de vanguardia de la física y la cosmología actuales. La Fundación Templeton quiere ir un poco más allá y los científicos reciben de ella jugosas cantidades muy bienvenidas para su trabajo, aunque tengan que desviar parte de su esfuerzo de su línea de investigación formal.

“Puede que haya civilizaciones tecnológicas que se comuniquen con sus sondas espaciales distribuidas por toda la galaxia mediante haces láser, ya sean de luz visible o de infrarrojo”, explica uno de los científicos seleccionados, Geoof Marcy, experto mundial en la búsqueda de planetas extrasolares. “La luz láser”, continúa, “puede ser detectada desde otra civilización avanzada porque toda su potencia está concentrada en un fino haz y la luz es de un color, o frecuencia, específico”. Marcy recibe 200.000 dólares (154.000 euros) de esta peculiar convocatoria con un doble objetivo: por un lado, utilizará los grandes telescopios Keck (en Hawai) para tomar mil espectros de luz de estrellas con planetas y buscar esos haces de láser. Además, escarbará en los archivos de ese observatorio buscando indicios de civilizaciones suficientemente avanzadas como para haber construido enormes centrales eléctricas solares en órbita.

El físico teórico Raphael Bouso, de la Universidad de California en Berkeley (UCB), como Marcy, recibirá 125.000 dólares (96.300 euros) en dos años, para indagar formas de detección de otros universos distintos del nuestro y tratar de comprender cómo serían esos multiversos. “Estamos dando los primeros pasos en esta teoría del multiverso, pero es una propuesta plausible muy seria”, dice Bouso. En un comunicado de la UCB, donde presenta a sus dos científicos seleccionados, señala, que son para “explorar la frontera entre la ciencia y la ciencia ficción”.

El truco para que una convocatoria de este tipo, tan peculiar, se centre en trabajos científicos y no en meras ideas alocadas está en fijar los parámetros de trabajo. “Los astrónomos tienen un buen conocimiento de cómo el universo ahora observable ha evolucionado desde poco después del Big Bang. ¿Pero, qué pasó antes? Varias ideas científicas y teorías de génesis cósmica se han propuesto en las últimas décadas”, recuerda, por ejemplo, la presentación de la primera pregunta propuesta a los científicos, la referente a los estadios primitivos del cosmos. “Aunque la mayoría de estas teorías pueden considerarse estrictamente ejercicios teóricos, los cosmólogos están planteando vías para probar algunas de ellas en condiciones de baja energía”. Otra indicación es investigar si “la idea del multiverso es meramente metafísica”, para acabar preguntando si algunas de estas cuestiones estarán eternamente más allá del alcance de la ciencia.

Muchos científicos han recogido el guante de estos retos. Parampreet Singh (Universidad de Luisiana) recibirá la financiación Templeton para explorar la génesis del espacio-tiempo utilizando supercomputadoras; David Spergel (Universidad de Princeton) trabajará sobre el multiverso; Marcelo Gleiser (Dartmouth College) se dedicará a la complejidad emergente en el origen del universo; el título del proyecto de Lucianne Walkowicz (Universidad de Princeton) es Faros estelares, decodificación de firmas de civilizaciones avanzadas en fotometría estelar de precisión, y Jonathan I. Lunine (Universidad de Cornell) buscará vida en entornos exóticos como test estricto de la ubicuidad cósmica de la vida. Son algunos de los planes de trabajo seleccionados.

“Con estas asignaciones, el programa quiere apoyar la investigación atrevida, innovadora con potencial de expandir las fronteras y catalizar descubrimientos rompedores, así como inspirar a los estudiantes para que persigan el conocimiento científico y lleguen a ser pensadores originales sobre las grandes preguntas y visionarios”, dice Donald York, profesor de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chicago, responsable de organizar este programa este año con ocasión del centenario de John Templeton.

Además de los proyectos de los científicos, el programa incluye una categoría para estudiantes: 21 reciben galardones (por un total de 200.000 dólares) por sus ensayos sobre dos temas: ¿cuál es el origen de la complejidad en el universo? y ¿estamos solos en el universo o hay otras formas de vida y de inteligencia más allá del sistema solar? Las 20 propuestas científicas seleccionadas más los trabajos de los estudiantes ganadores se presentan el viernes y sábado próximos en una conferencia que se celebra en el Instituto Franklin de Filadelfia.

“La fijación humana con la idea de los ovnis y los extraterrestres es una búsqueda de sentido, y de esperanza en que, a través del discurso, el pensamiento y la cooperación entre nuestra propia especie, podemos llegar a tener el placer de conversar con otra diferente. Tal vez el aparente silencio de los cielos representa no la ausencia, sino un reposado impulso hacia el pensamiento, el trabajo y la unidad para encontrar las respuestas a las preguntas más difíciles por nosotros mismos”, ha escrito Zequn Li, uno de los ganadores, con su ensayo Hablando a las estrellas.

El primer resplandor del Universo, visto como nunca


ABC

El telescopio Spitzer capta la que puede ser la imagen más precisa de las primeras estrellas y galaxias que ocuparon el Cosmos

El primer resplandor del Universo, visto como nunca

El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha detectado, con la que puede ser la mayor precisión que nunca antes se haya conseguido, el débil resplandor emitido por los primeros objetos del Universo. Estos objetos pueden ser estrellas masivas, galaxias o voraces agujeros negros. Están demasiado lejos para ser reconocidos de forma individual, pero la óptica del Spitzer sí puede capturar lo que parece ser el patrón colectivo de su luz infrarroja. Estas observaciones ayudan a confirmar que los primeros objetos eran numerosos en cantidad y que quemaban combustible cósmico con furia.

El Universo se formó hace unos 13.700 millones de años en una explosión, el Big Bang, que, según las teorías más aceptadas, supuso el principio de todo. Con el tiempo, el cosmos se enfrió y unos 500 millones de años más tarde empezaron a tomar forma las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros. Los astrónomos dicen que parte de esa «primera luz» podría haber viajado miles de millones de años para alcanzar el Spitzer. La luz se habría originado en longitudes de onda visible o incluso ultravioleta, y a causa de la expansión del Universo, se extendió hasta las más largas longitudes de onda infrarrojas observadas por Spitzer.

«Estos objetos habrían sido tremendamente brillantes», dice Alexander «Sasha» Kashlinsky, del Centro Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, autor principal del artículo que aparecerá en la revista The Astrophysical Journal. «Todavía no podemos descartar directamente que esas fuentes misteriosas de luz puedan provenir de nuestro universo cercano, pero es cada vez más probable que estemos mirando de reojo a una época antigua».

Spitzer captó por primera vez indicios de ese remoto patrón de luz, conocido como el fondo cósmico infrarrojo, en 2005, y de nuevo con más precisión en el año 2007. Ahora, el telescopio se encuentra en la fase extendida de su misión, durante la cual lleva a cabo estudios en profundidad sobre zonas específicas del cielo. Kashlinsky y sus colegas usaron el Spitzer para observar dos zonas del cielo durante más de 400 horas cada una.

Como fuegos artificiales

El equipo sustrajo de la imágenes todas las estrellas y las galaxias conocidas. Pero en lugar de quedarse con un parche negro y vacío en el cielo, descubrieron patrones tenues de luz con varias características indicadoras del fondo cósmico infrarrojo. Esos «bultos» son consistentes con la manera en que se cree están agrupados juntos los objetos muy lejanos en el Cosmos.

Kashlinsky compara las observaciones con la búsqueda de señales de fuegos artificiales en una ciudad que se encuentre a miles de kilómetros de distancia. «Podemos reunir pistas de la luz de los primeros fuegos artificiales del universo», afirma. «Y estas chispas queman intensamente su combustible nuclear».

El nuevo estudio mejora las observaciones anteriores de la medición de este fondo cósmico infrarrojo a escalas equivalentes a dos lunas llenas, considerablemente más preciso que lo que se ha detectado antes. Los astrónomos han aumentado la cantidad de cielo examinado para obtener mayores evidencias y planean explorar más zonas del cielo en el futuro. Confían en que el futuro telescopio espacial James Webb nos diga exactamente qué son y dónde están esos primeros objetos cósmicos.

Un láser europeo para ‘peinar’ el cosmos en busca de planetas como la Tierra


El Mundo

La búsqueda de planetas similares a la Tierra dará un gran salto hacia adelante gracias a una nueva tecnología en cuyo desarrollo han participado investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (CSIC). Llamado ‘el peine de frecuencias láser’, la nueva metodología permite conocer los movimientos de las estrellas con una precisión de 10 centímetros por segundo.

La nueva metodología del ‘peine’ mide las longitudes de onda que radian los objetos celestes con una exactitud sin precedentes. “Se trata de utilizar la precisión de un reloj atómico para controlar el conjunto de colores en el que se desintegra la luz, que nosotros recibimos como frecuencias, y que proyectan en un instrumento llamado espectómetro una red de colores que nos permiten llegar a detectar movimientos muy pequeños”, explica el astrónomo Rafael Rebolo, cofirmante del artículo que esta semana publica el hallazgo en ‘Nature’.

Los espectrógrafos son instrumentos que descomponen la luz captada por los telescopios. Como ocurre con los arco iris, extraen todos los colores o longitudes de onda del brillo que emiten los objetos celestes. De este modo se determina la velocidad de las galaxias, cuántos planetas orbitan en torno a una determinada estrella o cómo se expande el universo.

Un censo de ‘Tierras’

Estos resultados abren la puerta a la elaboración del que sería el primer censo de planetas similares a la Tierra, en torno a estrellas que no están a grandes distancias del Sol. “Al medir velocidades tan precisas de las estrellas podemos detectar variaciones muy pequeñas, que son las que provocan los planetas cuando orbitan estrellas y que son más débiles cuanto más alejado éstan de ellas”, señala el astrofísico.

Hasta ahora, estas mediciones de velocidad radial son las que han servido para confirmar las detecciones de exoplanetas realizadas por telescopios espaciales, como el ‘Kepler’. Asegura Rebolo, que “el objetivo es buscar planetas similares al que habitamos, pero también son tecnologías útiles para aplicaciones meteorológicas o relacionadas con la salud“.

Los astrónomos probaron la nueva tecnología en el espectrómetro HARPS del telescopio de 3,6 metros del Observatorio de la Silla (Chile). Eligieron para ello la órbita de un exoplaneta ya descubierto que gira en torno a la estrella HD75289, cuyo trazado confirmaron con gran exactitud.

Sistemas inmutable

La técnica, que le valió a los físicos Theodor Hänsch y John Hall el Nobel de Física en 2005, multiplica por cuatro la precisión de los espectómetros actuales porque este sistema láser que logra separar colores de frecuencias muy cercanas. Además, es un sistema muy estable que no cambia con el tiempo.

La técnica supondrá un salto en la precisión de los espectrógrafos, lo que abre nuevas opciones en la investigación astronómica pero, según Rebolo, también en otros ámbitos de la ciencia.

En el ámbito de la Astronomía, aplicado al futuro telescopio terrestre de grandes dimensiones, el E-ELT, podría llegar a medir la expansión del Universo. También se contará con este ‘peine’ en el futuro espectógrafo ESPRESSO, un proyecto europeo en el que Rebolo es codirector.

La participación española en el ESPRESSO fue aprobada el año pasado y supone una financiación de un millón de euros en tres años. La parte del año pasado fue aportada, pero la de este año todavía no ha llegado al Instituto de Astrofísica de Canarias. “Es un compromiso adquirido, así que esperamos que no haya problemas y en breve contenos con ese dinero”, confia Rebolo.

El espectáculo cósmico de Venus y las Pléyades


El Mund0

Ahora que Júpiter ya se ha alejado y es más difícil de identificar en el cielo nocturno, otro espectáculo cósmico invita a mirar a las estrellas. La noche del lunes, Venus atravesará parte de las Pléyades (palomas, en griego), un cúmulo de jóvenes astros que se encuentran a 440 años luz de la Tierra.

El espectáculo, según la Red Española para la Divulgación de la Astronomía, podrá verse a simple vista, pero se disfrutará más con unos prismáticos o un pequeño telescopio, desde el atardecer hasta las 00.45 horas.

La Red Española para la Divulgación de la Astronomía, en un comunicado, explica que este acercamiento entre Venus y las Pléyades (oficialmente se denominan Messier 45), se debe a que el Sistema Solar se formó a partir de un disco protoplanetario y todos los cuerpos quedaron casi en el mismo plano.

Ese plano da la casualidad que atraviesa la constelación de Tauro, que es donde se encuentran las Pléyades, lo que hace posible que cada cierto tiempo sean visitadas por uno de los planetas de nuestro sistema. Lo especial de esta ocasión es que se trate de Venus, que es el más brillante desde la Tierra, y que prácticamente atraviese la nebulosa por el centro. “Es algo que sólo ocurre cada muchos años. La próxima será en abril de 2020“, explica Antonio Pérez Verde, miembro de la Red.

Durante el evento astronómico, Venus se encontrará a 97.56 millones de kilómetros de nuestro planeta. Su tamaño equivaldrá al de una moneda de un euro situada a 184 kilómetros, pero su intenso brillo, que se debe a que su atmosfera refleja gran parte de la luz que recibe del Sol.

Las Pléyades se encuentran bastante más lejos, a 440 años luz de distancia, y su tamaño en el cielo equivale al de tres lunas llenas. En total,el cúmulo está formado por unas 500 estrellas, aunque a simple vista sólo se ven ocho.

Se formaron hace apenas unos 100 millones de añosaproximadamente, durante la era Mesozoica en la Tierra, a partir del colapso de una nube de gas interestelar. Mitológicamente representan la familia del titán Atlas y la ninfa marina Pleione, siendo el resto de estrellas visibles a simple vista algunas de sus hijas: Alcyone, Electra,Maia, Merope, Taygeta y Celaeno.

Un túnel en los Andes para explorar el Cosmos


El Mundo

Las estructuras que más asociamos con el estudio del Cosmos son los observatorios astronómicos, ubicados en la cima de las montañas donde la atmósfera es transparente. Pero a la hora de estudiar los fenómenos más evasivos del espacio que nos rodea, los investigadores deben descender a las profundidades de la Tierra.

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Xavier Bertou, junto a un acelador de partículas en Bariloche. | El Mundo.es

La comunidad científica pretende aprovechar la construcción de un túnel a través de los Andes, para establecer el primer laboratorio subterráneo del Hemisferio Sur. El propósito de los investigadores que conforman el Consorcio Latinoamericano de Experimentos Subterráneos (CLES), es avanzar en la solución de dos de los mayores enigmas de Universo: la composición de la materia oscura y las propiedades de los neutrinos.

El túnel de Agua Negra, de 14 kilómetros de longitud, es un proyecto de los gobiernos de Argentina, Brasil y Chile para comunicar la costa del Atlántico con la del Pacífico por medio de la así llamada carretera bioceánica. Su construcción, correspondiente al objetivo de integrar las economías de la región, comenzaría a mediados del 2012. Tras ser aprobada en el 2010, sus promotores repararon en que podría tener otros usos, aparte de la circulación de vehículos.

Fue así como nació la idea de crear el laboratorio ANDES (siglas en inglés de Agua Negra Deep Experimental Site) como elemento adicional, en la parte más profunda del túnel. Vale decir a 1.700 metros bajo la superficie.

Xavier Bertou, coordinador del programa en que participan científicos de los tres países mencionados, explicó a ELMUNDO.es que gran parte de los estudios de la materia oscura y de los neutrinos sólo se pueden realizar a tales profundidades para evitar la interferencia de los rayos cósmicos que permanentemente caen sobre la Tierra.

Provenientes del Sol, de explosiones de supernovas o de agujeros negros situados en el centro de remotas galaxias, unos 15 millones de partículas impactan cada metro cuadrado en un solo día. Pero una ínfima parte de esa radiación podría atravesar el manto rocoso, con lo cual el estudio de partículas con interacciones tan débiles como los neutrinos o de un “elemento fantasma” como es la materia oscura, se llevaría a cabo sin el estorbo de “ruidos” ajenos a los experimentos.

Comprobación de experimentos

Bertou, físico del Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Augel (Argentina) afirma que uno de las tareas del equipo será blindar los experimentos que se realicen por medio del acelerador de partículas, del ruido de los vehículos que transiten por el túnel.

Los científicos creen que la materia oscura conforma cerca del 85% de nuestro Universo y más del 90% si se le suma la energía oscura. En consecuencia, lo visible sólo constituye una parte ínfima del cosmos. “Determinar la naturaleza de esa materia es uno de los mayores desafíos de la cosmología moderna y de la física de altas energías”, sostiene Bertou.

Los neutrinos son partículas subatómicas que atraviesan la Tierra a miles de millones por segundo. Se sospecha que su velocidad es superior a la de la luz, por tanto desafían uno de los fundamentos de la Teoría de la Relatividad de Einstein. A juicio del científico argentino-francés, entender su comportamiento es “descender al nivel más básico de la Física”.

El laboratorio estaría conformado por dos galerías perpendiculares al túnel vehicular, de 25 metros de altura por 20 de ancho y 50 de longitud, conectadas a un pozo cilíndrico de 15 a 20 metros de diámetro por 20 de profundidad. La superficie total del complejo sería de 2.500 metros cuadrados y el coste de su construcción rondaría los 11 millones de euros.

“Los aparatos de medición funcionarán de forma permanente y por muchos años -el tiempo de vida de un detector de partículas es de entre tres y cinco años- siendo operados por tres investigadores que cumplirá un horario normal de trabajo”, señala Bertou. A la pregunta de si estar encerrados en las profundidades de la Tierra no puede afectar la salud del equipo, el físico responde “no más de lo que les afectaría trabajar en el sótano de su casa”.

La imagen más completa de la historia del Cosmos


DPA – El Mundo

El universo posee actualmente 13.700 millones de años

Una nueva imagen panorámica capturada por el telescopio espacial ‘Hubble’ reúne más de 12.000 millones de años cósmicos de historia. La imagen, presentada en el simposio anual de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS por sus siglas en inglés) en Washington, muestra 7.500 galaxias en los más diferentes estadios de desarrollo de prácticamente todas las épocas cósmicas.

Cuanta mayor es la distancia a la que fueron retratadas las galaxias, más antiguas son. Por eso, cuanto más profunda es la mirada de ‘Hubble’ hacia el espacio, más indaga el telescopio espacial en la historia del universo.

Con el aumento de distancia las formas de las galaxias fotografiadas son cada vez más caóticas, indicaron los astrónomos. Galaxias relativamente cercanas poseen sobre todo formas elípticas maduras y de espiral.

Las más lejanas son más pequeñas, oscuras e irregulares. Por eso, en esas imágenes se puede seguir el desarrollo de las galaxias de los últimos 12.000 millones de años.

El universo posee actualmente 13.700 millones de años. En diciembre pasado, investigadores del ‘Hubble’, el telescopio de la NASA y la ESA, difundieron una imagen del telescopio que arrojaba luz sobre el pasado cósmico como nunca antes. Ahora los astrónomos la completaron con nuevas imágenes y presentaron los primeros análisis.