El ‘Hubble’ capta la ‘cruz de Einstein’ de una supernova


El Pais

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Grupo de galaxias MACS J1149+2223, a 5.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, con la supernova del fondo multiplicada por cuatro por el efecto de lente gravitacional, fotografiada por el `Hubble´. / NASA/ESA

El telescopio espacial Hubble ha fotografiado un sorprendente fenómeno: una lejana explosión de supernova multiplicada por cuatro debido a que su luz se curva por el efecto gravitatorio de una galaxia masiva, que está en un grupo galáctico también masivo interpuesto en la línea de visión desde la Tierra. Es la primera vez que se capta este efecto, denominado La Cruz de Einstein, con una supernova, aunque se conocía ya en decenas de casos de cuásares y de galaxias, anuncia la Agencia Europea del Espacio (ESA).

La galaxia que actúa como lente gravitacional para la supernova (bautizada por los científicos como Refsdal) está a una distancia de unos 5.000 millones de años luz de la Tierra y la explosión estelar, a unos 9.500 millones de años luz. La gran masa galáctica curva el espacio-tiempo y, por tanto, la luz de la supernova lejana al pasar junto a ella, formándose así, para el observador terrestre, las cuatro imágenes separadas de la explosión estelar con su luz magnificada.

“Fue una completa sorpresa”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de California en Berkeley (EE UU) y miembro del equipo GLASS que da a conocer el hallazgo esta semana en la revista Science, en una sección especial dedicada al centenario de la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Kelly, en concreto, fue quien halló la supernova multiplicada por cuatro analizando datos tomados por el Hubble (de la NASA y la ESA) en noviembre de 2014. “Es un descubrimiento maravilloso: llevamos 50 años buscando una supernova con un fuerte efecto de lente gravitacional y ahora hemos encontrado una”, añade Alex Filippenko, de la Universidad de California en Berkeley. “Además de ser realmente genial, puede proporcionar mucha información astrofísica importante”, recalca.

“La supernova se ve unas 20 veces más brillante que su brillo natural”, añade Jens Hjorth, del Dark Cosmology Centre (Dinamarca), otro de los autores de la investigación. “Eso se debe al efecto combinado de dos lentes superpuestas:

el masivo grupo galáctico enfoca la luz de la supernova en tres rutas diferentes y una de ellas está precisamente alineada con una galaxia elíptica del grupo, y se produce un segundo efecto de lente gravitatoria”. Se crean así las cuatro imágenes.

En el proceso de curvatura del espacio-tiempo que desvía la luz está implicada la materia ordinaria de esas galaxias, pero también la enigmática materia oscura que supone el 27 % del universo y que nadie sabe qué es, señalan los investigadores. Por ello, la imagen multiplicada de la supernova no solo es un hallazgo atractivo sino que puede ayudar a estimar la cantidad y la distribución de dicha materia oscura en el grupo galáctico.

 


Teoría de la Relatividad

La Teoría General de la Relatividad de Einstein predice que la masa en el universo curvan el espacio-tiempo y, por tanto, la trayectoria de la luz, actuando como una lente que magnifica los objetos que están detrás de dicha masa al ser observados desde la Tierra, explican los expertos de la Universidad de California en Berkeley. El efecto se denomina lente gravitacional y se observó por primera vez en 1979.

La masa que curva la luz de un objeto más lejano puede ser una galaxia o un grupo de ellas. En el caso de que el objeto del fondo, la masa interpuesta y el observador no estén perfectamente alineados, la luz del primero pasa lejos de la segunda y se produce una lente débil que distorsiona la imagen del objeto lejano. También es así cuando la masa no es muy grande. Pero si el objeto del fondo es extenso —como una galaxia— y está justo detrás de la masa interpuesta, o casi, el efecto de lente gravitacional fuerte puede generar un aro luminoso, denominado Anillo de Einstein. La lente gravitacional fuerte y las fuentes luminosas puntuales a menudo producen múltiples imágenes, como la de la supernova que se ve cuatro veces formando la Cruz de Einstein captada por el Hubble, resumen los científicos de Berkeley.

Así de ultrafinas son las galaxias


El Mundo

La galaxia NGC4762.

La galaxia NGC4762.ESA/HUBBLE/NASA

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.

Una imagen tomada recientemente por el telescopio Hubble de la galaxia NGC4762 nos recuerda cuán delgados pueden ser los discos de las galaxias. Como si se tratase de una colosal moneda vista perfectamente de canto, la galaxia aparece como una sorprendente línea muy recta y ultrafina. Se piensa que nuestra Vía Láctea también es así de delgada.

De canto

No podemos salir de nuestra galaxia para sobrevolarla, o para sobrevolar otras, y poder observar así directamente sus estructuras en 3 dimensiones. Hemos de conformarnos con la observación desde la Tierra, bajo una única perspectiva, de sus imágenes proyectadas en el plano del cielo. Afortunadamente la observación de un gran número de galaxias con orientaciones muy diversas nos permite hacernos una idea muy precisa de la estructura de muchas de ellas, e incluso hemos podido lograr tener una idea bastante detallada de nuestra Vía Láctea.

El cúmulo de galaxias de Virgo.NASA APOD/R. BERNAL

NGC4762 es una galaxia de aspecto sorprendente: desde la Tierra la vemos perfectamente de perfil, lo que permite apreciar la delgadez extrema de su disco. La nueva imagen tomada por el Hubble (que encabeza este artículo) revela un núcleo central brillante y una fina línea que abarca unos 100.000 años luz de extremo a extremo. En el fondo de la misma imagen pueden observarse muchas otras galaxias. De hecho, NGC4762 se encuentra en el cúmulo de Virgo, un grupo de unas 2000 galaxias que está situado a unos 60 millones de años luz de la Tierra.

NGC4762 es tan delgada y su orientación respecto de la Tierra es tan perfectamente de canto que resulta difícil determinar de qué tipo morfológico es esta galaxia. Hasta hace poco se pensaba que era una espiral barrada (una galaxia con brazos espirales y una barra que contiene su núcleo), pero esta nueva imagen tan detallada, en la que no se observan nubes oscuras polvorientas, parece indicar que se trata más bien de una galaxia lenticular de las que poseen pocas nubes interestelares.

También en el cúmulo de Virgo

La galaxia NGC4452ESA/HUBBLE/NASA

Otra galaxia en el cúmulo de Virgo que nos revela su sorprendente delgadez es NGC4452. También esta galaxia, vista exactamente por el borde, aparece como una gigantesca línea muy recta y delgada. Si prestamos un poco más de atención a su imagen, también tomada por el telescopio espacial Hubble, podemos observar en el centro de la línea el brillante núcleo donde, muy posiblemente, se encuentra enterrado un agujero negro supermasivo.

Como en el caso de NGC4762, el halo difuso, relativamente brillante, que rodea al plano galáctico de NGC4452 está formado por las innumerables estrellas de las regiones periféricas de la galaxia. Se estima que cada una de estas galaxias puede contener muchos miles de millones de estrellas.

Aunque se piensa que la mayoría de las galaxias son tan delgadas como NGC4762 y NGC4452, son relativamente pocas las que resultan visibles tan exactamente por su perfil. Y es que para que se dé esta configuración es necesario que la Tierra se encuentre exactamente en el mismo plano geométrico que contiene al disco de la galaxia en cuestión.

La delgadez de la Vía Láctea

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, que contiene más de 200 mil millones de estrellas, también está formada por un disco muy delgado de unos 100.000 años luz de diámetro.

Tales discos se forman probablemente durante los procesos de colapso gravitatorio que tienen lugar en las primeras etapas de formación de las galaxias. Aunque en los procesos de formación y evolución temprana de las galaxias intervienen muchos ingredientes y procesos, como la materia oscura y la fusión entre galaxias, parece que el gas existente en un sistema joven debe colapsar y contraerse rápidamente produciendo un gran aplanamiento en la región central que acaba formando un disco fino y en rápida rotación.

El disco de la Vía Láctea.www.digitalskllc.com

También interesante

* Además del disco delgado, las galaxias espirales poseen un disco más grueso y difuso, un gran halo esferoidal con baja densidad de estrellas y un denso bulbo o núcleo central que contiene un agujero negro en el centro.

* El cúmulo de galaxias de Virgo resulta difícil de apreciar en el cielo por la gran área angular que ocupa (unos 15 grados cuadrados). El centro del cúmulo está dominado por la gran galaxia elíptica M87 (el objeto número 87 del catálogo de Messier).

* De los más de 200 mil millones de estrellas que componen la Vía Láctea, tan sólo unas 9000 son visibles con el ojo desnudo. La mayor densidad de estrellas se observa hacia el disco de nuestra galaxia que, visto desde la Tierra, atraviesa el firmamento formando el camino de Santiago.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (IGN) y académico de la Real Academia de Doctores de España. Twitter: @RafaelBachiller

 

A Júpiter le sale un ojo gigante


ABC.es

  • La imagen ha sido captada por el telescopio espacial Hubble y la NASA la ha elegido como foto del día
A Júpiter le sale un ojo gigante

NASA / ESA / A. Simon (Goddard Space Flight Center) El ojo gigante en Júpiter

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha captado una extraordinaria imagen de Júpiter en la que el planeta gigante, el más grande de nuestro Sistema Solar, parece mirar a la cámara con un solo ojo de cíclope.

El fenómeno tiene una explicación. El pasado abril, el Hubble observaba la gran mancha roja del planeta, una tormenta circular anticiclónica más grande que la Tierra en la que los vientos alcanzan velocidades de cientos de km por hora, cuando la sombra de Ganímenes, luna de Júpiter, se extendió por el centro de la tormenta. Esto dio al planeta gigante la apariencia misteriosa de ser un cíclope, con un enorme ojo de 15.000 km de diámetro.

La fotografía ha sido escogida como imagen del día para la NASA.

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.