Un telescopio de agujeros negros capta el Sol en rayos x de alta energía


El Pais

Las emisiones en rayos X de alta energía en el Sol se aprecian en esta imagen compuesta que sobrepone los datos del telescopio NuSTAR a los del SDO, ambos de la NASA. / NASA/JPL-Caltech/GSFC

Un telescopio de la NASA, el NuSTAR, diseñado y lanzado al espacio para observar agujeros negros, restos de supernova y otros fenómenos extremos en el universo, ha sido apuntado hacia un objeto mucho más corriente y cercano a la Tierra: el Sol. Se ha obtenido así la primera imagen de la estrella del Sistema Solar en rayos X de alta energía. Se trata de una foto sobrepuesta a otra tomada por el telescopio solar SDO, y en ella se aprecian emisiones de gas que superan los tres millones de grados centígrados.

Imagen de dos telescopios

La nueva foto del Sol, con datos del telescopio NuSTAR combinados con una imagen tomada por el  observatorio solar SDO, muestra en verde y azul las emisiones solares de alta energía (el verde corresponde a energías de entre 2 y 3 kiloelectronvoltios y el azul, entre 3 y 5 kiloelectronvoltios). El rojo corresponde a la luz ultravioleta captada por el SDO y desvela la presencia de material a baja temperatura en la atmósfera solar que está a un millón de grados, explica Caltech. Esta imagen desvela que parte de la emisiones más caliente captadas por el NuSTAR procede de localizaciones diferentes en las regiones activas de la corona de las de emisión más fría que capta el SDO.

“El NuSTAR nos dará una visión única del Sol, desde las partes más profundas hasta su atmósfera”, afirma David Smith, físico solar miembro del equipo del telescopio en la Universidad de California en Santa Cruz. Los científicos creen que con este observatorio podrían captar hipotéticas nanollamaradas solares.

La idea de apuntar el NuSTAR hacia el Sol surgió hace unos siete años, antes incluso de que el telescopio fuera lanzado al espacio (en junio de 2012), pero entonces pareció una propuesta descabellada, informa la NASA en un comunicado. “Al principio pensé que era una idea loca”, comenta Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California (Caltech). “¿Por qué íbamos a apuntar hacia algo que está en nuestro patio trasero el telescopio de rayos X de alta energía más sensible que se ha construido jamás, diseñado para observar el universo profundo?”. Pero la idea fue ganando adeptos y acabó aprobándose.

No todo telescopio de rayos X puede permitirse mirar al Sol, que es demasiado brillante, por ejemplo, para el observatorio espacial Chandra, cuyos detectores resultarían afectados si lo intentara. Pero el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) no corre ese riesgo porque el Sol no es tan brillante en el rango de alta energía de rayos X para el que están diseñados sus detectores, y eso depende de la temperatura de la atmósfera solar, explican los expertos.

La temperatura de la capa más externa de la atmósfera solar desconcierta a los científicos. Su media está en torno al millón de grados centígrados, mientras que la superficie de la estrella ronda los 6.000 grados. No hay una explicación definitiva sobre este fenómeno. Es como si salieran llamas de cubitos de hielo, dicen los expertos del Jet Propulsion Laboratory (JPL), institución dependiente de Caltech que gestiona la misión NuSTAR para la NASA. Y este observatorio puede ayudar a resolver el enigma si llega a captar unas hipotéticas nanollamaradas que, de existir y en combinación con las llamaradas normales, podrían ser la fuente de ese alto calor en la corona. Las nanollamaradas serían versiones pequeñas de las bien conocidas llamaradas, que se generan en gigantescas erupciones de partículas cargadas y radiación de alta energía asociadas a las manchas solares. “El NuSTAR será muy sensible a la más leve actividad en rayos X que se produzca en la atmósfera solar, y eso incluye posibles nanollamaradas”, señala Smith.

Ilustración del telescopio NuSTAR, con el mástil desplegado de 10 metros de longitud para separar los modulo ópticos de los detectores. / NASA/JPL-Caltech

El Sol está ahora en su pico de actividad del actual ciclo de manchas (de unos 11 años de duración), que es el número 24 desde que comenzó su registro sistemático en 1755. Por ellos los especialistas confían en que obtendrán mejores datos en futuras imágenes, cuando la estrella se calme, señala Smith.

El NuSTAR, una misión pequeña de la NASA y de bajo coste (unos 140 millones de euros) en la que participan varias universidades e institutos de investigación estadounidenses, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Agencia Italiana del Espacio (ASI), está en órbita casi ecuatorial alrededor de la Tierra, a poco más de 600 kilómetros de altura. Sus objetivos científicos esenciales son hacer un censo de estrellas colapsadas y agujeros negros de diferentes tamaños mediante la observación de regiones alrededor del centro de la Vía Láctea, pero asomándose también al cielo extragaláctico; cartografiar el material sintetizado en remanentes de supernovas jóvenes para comprender cómo se crean elementos químicos; y ayudar a desvelar qué alimenta los chorros relativistas de partículas que emergen de las galaxias activas más extremas que alojan agujeros negros supermasivos.

Un telescopio mide la ‘niebla’ de luz de todas las estrellas que han brillado


El Pais

  • Los cálculos de los astrónomos indican que la distancia media entre los astros en el universo es de 4.150 años luz

Localización de las 150 fuentes de rayos gamma utilizados como ‘faros’ en el estudio de la ‘niebla’ de luz estelar hecho por el telescopio ‘Fermi’, con el plano de la Vía Galaxia en el centro, en rojo y amarillo. / NASA / DOE / Fermi

 “La luz visible y ultravioleta de las estrellas sigue viajando por el universo incluso después de que hayan dejado de brillar, lo que crea un campo de radiación fósil que podemos explorar utilizando los rayos gamma de fuentes lejanas”, dice el científico Marco Ajello. Es una especie de niebla de luz estelar y un grupo de investigadores ha logrado medirla con la mayor precisión hasta la fecha gracias a un telescopio espacial, el Fermi, dedicado a las fuentes de rayos gamma. Así, han podido determinar que hay como media 1,4 estrellas en cielo por 100.000 millones de años luz cúbicos y que la distancia media entre una estrella y otra es de 4.150 años luz.

Los astrónomos denominan “fondo de luz extragaláctica” a la suma de toda la luz estelar en el cielo y para los rayos cósmicos ese fondo es como una niebla para la luz de un faro, explica la NASA. Ajello y sus colegas, liderados por M.Ackermann, han observado un tipo especial de faros cósmicos llamados blazar para explorar la niebla de luz estelar, y dan a conocer sus resultados en la revista Science.

Los blazar son galaxias que tienen en su centro agujeros negros supermasivos de los que parte de la materia que va cayendo en ellos sale disparada, acelerada casi a la velocidad de la luz en chorros con direcciones opuestas. Si uno de esos chorros está orientado hacia la Tierra, la galaxia resulta especialmente brillante cuando se observa desde aquí. Es decir, los blazar son en esta investigación los haces de la luz (en forma de rayos gamma) de los faros en la niebla (de la luz estelar).

El estudio, con 150 blazar, ha permitido calcular la atenuación de los rayos gamma (por los fotones de la luz de las estrellas que la emitieron antes) al recorrer diferentes distancias en el universo. Y han observado blazar en el cielo hasta distancias que corresponden al universo de hace 9.600 millones de años (el universo tiene ahora unos 13.700 millones de años). Así, con estos faros cósmicos han logrado estimar la densidad de la niebla y calcular la densidad media de estrellas, así como la distancia media entre ellas.

“Estos resultados del Fermi abren la posibilidad de acotar el primer período de formación estelar en el cosmos y, por tanto, despliegan el escenario para el futuro telescopio espacial James Webb: el Fermi nos está proporcionando una sombra de las primeras estrellas mientras que el James Webb las detectará directamente”, explica Volker Bromm, astrónomo de la Universidad de Texas, en el comunicado de la NASA.

El Observatorio Europeo Austral cumple 50 años


El Mundo

Montaje con las instalaciones de ESO | ESO

Montaje con las instalaciones de ESO | 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.


El Observatorio Europeo Austral ( ESO, por sus siglas en inglés) celebra estos días el 50 aniversario de la firma del convenio internacional que estableció su fundación. España ingresó como miembro de pleno derecho en la organización en el año 2007. A lo largo de su primer medio siglo de vida, ESO ha logrado diseñar, construir y hacer funcionar en Chile los observatorios astronómicos terrestres más productivos del planeta.
 
Nebulosa del Casco de Thor. | ESONebulosa del Casco de Thor. | ESO

Celebración astronómica

Una amplia comunidad internacional de astrónomos albergó durante siglos el sueño de establecer un observatorio astronómico de primera calidad bajo los impresionantes cielos del Hemisferio Austral. ¿Por qué el Sur? Desde el Sur es posible observar las singulares Nubes de Magallanes, dos pequeñas galaxias satélites de la nuestra, y sobre todo, es posible explorar con todo lujo de detalles el centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea.

El 5 de Octubre de 1962 cinco países europeos – Alemania, Bélgica, Francia, Países Bajos y Suecia – hicieron que este sueño se convirtiese en realidad mediante la firma en París de la convención intergubernamental que creó el Observatorio Europeo Austral . Algunos países europeos ya habían instalado telescopios en el Hemisferio Sur, sobre todo en Sudáfrica. Pero, tras considerar varias opciones, la nueva organización firmó un acuerdo con Chile al final de 1963 y decidió crear su primer observatorio en La Silla, un desértico paraje en los Andes chilenos. En 1981, ESO inauguró su cuartel general en Garching, cerca de Munich (Alemania).

Cincuenta años después, ESO cuenta con quince países miembros (entre ellos España, que se unió a la organización en 2007) y con los tres observatorios astronómicos basados en tierra que son los más productivos del planeta.

Observatorio de La Silla. | ESOObservatorio de La Silla. | ESO

Para celebrar su aniversario, ESO ha organizado toda una serie de eventos divulgativos en todos sus países miembros. En España se celebró el 5 de octubre una jornada abierta de actividades en la sede central del Centro Superior de Investigaciones Científicas ( CSIC) que incluyó una conferencia a cargo del Prof. X. Barcons (Presidente del Consejo de ESO), y otra a cargo del Prof. R. Rebolo (del Instituto de Astrofísica de Canarias), además de una conexión con el telescopio VLT en Cerro Paranal, donde se realizó, en directo, la observación de la Nebulosa del Casco de Thor.

Los tres observatorios de la ESO

Observatorio de Cerro ParanalObservatorio de Cerro Paranal

La Silla.- El primero de los observatorios de ESO, bautizado como ‘La Silla’ por su orografía, está situado a unos 2400 m de altitud, 600 kilómetros al Norte de Santiago de Chile. Está equipado con varios telescopios ópticos, dos de ellos con espejos de unos 3,6 metros de diámetro. El New Technology Telescope fue el primero del mundo en tener un espejo primario controlado por ordenador, una tecnología desarrollada en ESO y aplicada ahora en la mayoría de los grandes telescopios del mundo. El otro telescopio de 3,6 metros de ESO alberga actualmente al buscador de exoplanetas más importante del mundo: HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher o Buscador de Planetas con Velocidad Radial de Alta Precisión), un espectrógrafo con una precisión inigualable, que ha logrado el descubrimiento de más de dos centenares de los exoplanetas conocidos.

Antenas de ALMA. | ESOAntenas de ALMA. | ESO

Cerro Paranal.- El observatorio de Cerro Paranal, a 2.600 metros de altura, está situado unos 130 kilómetros al sur de Antofagasta, 12 kilómetros hacia el interior desde la costa del Pacífico, en una de las áreas más secas del mundo. Cuenta con el Very Large Telescope (Telescopio Muy Grande, VLT), un telescopio basado en las tecnologías más vanguardistas que incluye cuatro ‘telescopios principales’, cada uno con un espejo de 8,2 metros de diámetro, y cuatro ‘telescopios auxiliares’ móviles equipados con espejos de 1,8 metros de diámetro. Cada uno de los telescopios principales es capaz de ver objetos que son cuatro mil millones de veces más débiles que aquellos que se ven a simple vista. Una de las características más interesantes del VLT es la opción de usarlo como un interferómetro óptico gigante (VLT Interferometer, Interferómetro VLT o VLTI). Para ello se combina la luz de los ocho telescopios para alcanzar una visión tan aguda como la de un telescopio del tamaño equivalente a la distancia entre los espejos más lejanos (que puede superar los 200 metros).

Llano de Chajnantor, ALMA.- El Gran Interferómetro Milimétrico/Submilimétrico de Atacama (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA), actualmente el proyecto astronómico terrestre más ambicioso de los que se encuentran en construcción, es una instalación revolucionaria de radioastronomía. ALMA incluye un conjunto de 66 antenas de 12 y 7 metros de diámetro que, gracias a su altísima precisión, son capaces de observar a longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. La construcción de ALMA comenzó en el año 2003 e inició sus observaciones científicas en el 2011. ALMA está ubicado en el Llano de Chajnantor, a 5.000 metros de altura. Se trata por tanto del observatorio astronómico más alto y más árido del mundo. El proyecto ALMA es una colaboración intercontinental entre Europa, América del Norte, Asia Oriental y la República de Chile.

Recreación del E-ELT. | ESO, L. CalçadaRecreación del E-ELT. | ESO, L. Calçada

El telescopio gigante E-ELT

El próximo reto planteado por los astrónomos de ESO es la construcción del Telescopio Europeo óptico/infrarrojo Extremadamente Grande (E-ELT por sus siglas en inglés), un telescopio con un descomunal espejo de 39 metros diámetro, constituido por unos novecientos segmentos de 1,5 metros cada uno. El E-ELT será el mayor telescopio del mundo trabajando en los rangos óptico e infrarrojo cercano. ESO en colaboración con una amplia comunidad astronómica europea, ya ha elaborado un plan detallado de construcción. El telescopio, que costará 1.083 millones de euros, se instalará en el Cerro Armazones, a unos 3.000 metros de altitud, a tan sólo unos 30 km de distancia de Cerro Paranal.

El E-ELT afrontará varias de las más apremiantes preguntas de la astronomía aún sin resolver. Se espera que en el año 2012 se de luz verde a su construcción, con el objetivo de comenzar las operaciones a principios de la próxima década. Varios de los países miembros de ESO ya han manifestado su compromiso en firme para financiar el proyecto.

España y el E-ELT

Naturalmente se espera que España participe en la construcción del E-ELT desde el primer momento. De hecho, durante los últimos años ESO ha venido contratando estudios, diseños y prototipos de elementos clave de este proyecto a la industria española (por ejemplo la cúpula, la estructura del telescopio, la celda del espejo primario y los actuadores o la estructura electromecánica del quinto espejo) por un total de unos 10 millones de euros.

Y es que gracias a la construcción del Gran Telescopio de Canarias (GTC) en La Palma, actualmente el mayor telescopio óptico del mundo, España está inmejorablemente situada para participar en la construcción del E-ELT desde primerísima fila. El GTC, un telescopio también de espejo segmentado, está ya sirviendo como banco de pruebas para la planificación detallada de la construcción del E-ELT. Los retornos científicos, tecnológicos e industriales que se derivarán para nuestro país de esta participación son sumamente importantes consagrando a nuestra astronomía y a sus tecnologías asociadas en la vanguardia mundial.

También interesante

    • Los quince países actualmente miembros de ESO son Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Italia, Holanda, Portugal, España, Suecia, Suiza, el Reino Unido y Brasil (pendiente de ratificación parlamentaria). Varios países más ya han manifestado su interés por incorporarse también a ESO.
    • El presupuesto anual de ESO asciende a unos 143 millones de Euros (a los que España contribuye con un 8%). ESO cuenta con unos 730 empleados aproximadamente.
    • En enero de 2010, el VLT logró el primer espectro directo de un exoplaneta y en agosto de ese mismo año el instrumento HARPS en el telescopio de 3,6 metros de La Silla descubrió el sistema exoplanetario más rico de los conocidos, constituido por al menos 5 planetas en torno a la estrella HD10180.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y delegado español en el Consejo de ESO.