miércoles, 23 de julio de 2014

La vida y muerte de estrellas hermanas

La vida y muerte de estrellas hermanas
En esta nueva y sorprendente imagen captada en el Observatorio La Silla de ESO en Chile, jóvenes estrellas se congregan sobre un fondo de nubes de gas resplandeciente y franjas de polvo. El cúmulo estelar, conocido como NGC 3293, habría sido una simple nube de gas y polvo hace unos diez millones de años, sin embargo, a medida que estrellas comenzaron a poblarlo, se convirtió en el brillante conjunto que observamos aquí. Los cúmulos de este tipo son laboratorios celestes que permiten a los astrónomos aprender más acerca de la evolución de las estrellas.

Este hermoso cúmulo estelar, NGC 3293, se encuentra a 8.000 años luz de la Tierra en la constelación de Carina (La Quilla). Este objeto celeste fue descubierto por primera vez por el astrónomo francés Nicolas Louis de Lacaille en 1751, durante su estadía en lo que hoy es Sudáfrica, empleando un pequeño telescopio con una apertura de tan sólo 12 milímetros. Es uno de los cúmulos más brillantes en el cielo austral y puede observarse fácilmente a simple vista en una noche oscura y despejada.

Los cúmulos estelares como el NGC 3293 contienen estrellas formadas al mismo tiempo, a la misma distancia de la Tierra y a partir de la misma nube de gas y polvo, lo que les da la misma composición química. Como resultado, los cúmulos de este tipo son objetos ideales para poner a prueba la teoría de la evolución estelar.

La mayoría de las estrellas que se aprecian aquí son extremadamente jóvenes, y el cúmulo en sí no posee más de 10 millones de años. Apenas unas recién nacidas en escalas cósmicas, si se considera que el Sol se formó hace 4.600 millones de años y aún así sólo se encuentra en la mitad de su vida. Una abundante presencia de estas jóvenes y brillantes estrellas de color azul es común en cúmulos abiertos como el NGC 3293, y, por ejemplo, en el llamado cúmulo de Kappa Crucis, también conocido como el Joyero o NGC 4755.

Cada uno de estos cúmulos abiertos se forma a partir de una gigantesca nube de gas molecular y sus estrellas permanecen unidas gracias a la atracción gravitacional que ejercen entre sí. Pero estas fuerzas no son suficientes para mantener al cúmulo intacto en caso de encuentros cercanos con otros cúmulos y nubes de gas a medida que el gas y polvo propios del mismo se disipan. Por lo tanto, los cúmulos abiertos sólo durarán unos pocos cientos de millones de años, a diferencia de sus primos mayores, los cúmulos globulares, que pueden sobrevivir durante miles de millones de años, y conservar muchas más estrellas.

A pesar de existir cierta evidencia que sugiere que todavía se generan procesos de formación estelar en NGC 3293, se cree que la mayoría (si es que no todas) de las casi cincuenta estrellas que conforman este cúmulo se originaron en un solo evento. Pero a pesar de que estas estrellas tienen la misma edad, no todas poseen la deslumbrante apariencia de una estrella en sus primeros años de vida; algunas aparentan ser mucho más antiguas, dando a los astrónomos la oportunidad de explorar cómo y por qué las estrellas evolucionan a diferentes velocidades.

Tomemos la luminosa estrella anaranjada en la parte inferior derecha del cúmulo como ejemplo. Esta gran estrella, una gigante roja, habría nacido como una de las más grandes y luminosas entre todas sus hermanas, pero las estrellas brillantes se queman rápidamente. Debido a que la estrella agotó el combustible en su núcleo, su dinámica interna cambió y comenzó a expandirse y enfriarse, convirtiéndose en la gigante roja que observamos ahora. Las gigantes rojas están llegando al final de su ciclo de vida, pero las estrellas hermanas de esta gigante roja en particular aún se encuentran en lo que se conoce como pre secuencia principal (la etapa que antecede al largo y estable período de vida media en el desarrollo de una estrella). Podemos apreciar estas estrellas en la plenitud de su vida como brillantes y calientes objetos de color blanco sobre el rojo y polvoriento fondo.

Esta imagen fue captada por el Wide Field Imager (WFI) instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, emplazado en el Observatorio La Silla de ESO en el norte de Chile.

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ESO

jueves, 10 de julio de 2014

Nuevas observaciones revelan cómo se forma el polvo interestelar alrededor de una supernova

Nuevas observaciones revelan cómo se forma el polvo interestelar alrededor de una supernova
Un grupo de astrónomos logró seguir en tiempo real la formación de polvo interestelar (durante los momentos posteriores a la explosión de una supernova). Por primera vez, es posible demostrar que estas fábricas de polvo cósmico generan sus partículas en un proceso que comprende dos etapas, el que se inicia poco después de la explosión, pero que continúa mucho tiempo después. El equipo empleó el Very Large Telescope (VLT) de ESO, localizado en el norte de Chile, para analizar la luz emitida por la supernova SN2010jl mientras se desvanecía lentamente. Los nuevos resultados son publicados en línea en la revista científica Nature.

El origen del polvo cósmico en las galaxias es aún un misterio. Los astrónomos saben que las supernovas son probablemente su principal fuente de producción, especialmente en los inicios del Universo, pero aún no está claro cómo y dónde estas partículas se condensan y desarrollan. Tampoco se ha podido determinar de qué forma evitan la destrucción en un entorno tan adverso como el de una galaxia de formación estelar. Sin embargo, las nuevas observaciones realizadas haciendo uso del VLT de ESO, emplazado en el Observatorio Paranal en el norte de Chile, están ayudando a esclarecer estas interrogantes por primera vez.

Un equipo internacional empleó el espectrógrafo X-shooter para observar una supernova -conocida como SN2010jl- nueve veces en los meses siguientes a la explosión, y una décima vez 2,5 años después de la misma, en longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas. El estallido de esta supernova excepcionalmente brillante, resultado de la muerte de una estrella masiva, se produjo en la pequeña galaxia UGC 5189A.

“Al combinar los datos de las nueve series de observaciones iniciales pudimos realizar las primeras mediciones directas de cómo el polvo alrededor de una supernova absorbe los diferentes colores de la luz", comentó la autora principal Christa Gall de la Universidad de Aarhus, Dinamarca. “Esto nos permitió descubrir más sobre el polvo de lo que alguna vez había sido posible”.

El equipo notó que la formación de polvo comienza poco después de la explosión y continúa durante un prolongado período de tiempo. Las nuevas mediciones también develaron las dimensiones y la composición de las partículas. Estos descubrimientos implican un avance en relación a los últimos resultados obtenidos por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que detectó por primera vez los remanentes de una supernova reciente con grandes cantidades de polvo formado poco tiempo atrás, proveniente de la famosa supernova 1987A (SN 1987A; eso1401).

El equipo descubrió que partículas de polvo con diámetros superiores a 0,001 milímetros se formaron rápidamente en el material denso que rodea a la estrella. Aunque aún muy pequeñas para los estándares humanos, esta es una gran magnitud para una partícula de polvo cósmico, y estas dimensiones sorprendentemente grandes las hacen resistentes a los procesos destructivos. La forma en que las partículas de polvo logran sobrevivir en el violento y adverso entorno que se genera en los remanentes de una supernova fue una de las principales interrogantes propuestas en el trabajo de ALMA, pregunta a la que este resultado acaba de dar respuesta (las partículas poseen un tamaño mayor al esperado).

“Nuestra detección de partículas de gran tamaño poco después de la explosión de la supernova implica que debe existir una manera rápida y eficiente de crearlas”, indicó el coautor Jens Hjorth, del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, además agregó: “En realidad no sabemos exactamente cómo ocurre este fenómeno”.

Sin embargo, los astrónomos creen saber donde debe haberse formado el nuevo polvo: en el material que la estrella expulsó al espacio, incluso antes de que estallara. A medida que la onda de choque de la supernova se expandía hacia el exterior, se creó una densa y fría capa de gas (precisamente el tipo de medio en el que las partículas de polvo podrían asentarse y desarrollarse).

Los resultados de las observaciones indican que en una segunda etapa, después de varios cientos de días, se da inicio a un acelerado proceso de formación de polvo que comprende el material que ha sido eyectado por la supernova. Si la producción de polvo en SN2010jl continúa con la tendencia observada, durante 25 años después de la supernova, la masa total de polvo será aproximadamente la mitad de la masa del Sol; similar a la masa de polvo observada en otras supernovas como la SN 1987A.

“Anteriormente los astrónomos han observado grandes cantidades de polvo en los remanentes de supernovas que quedan después de las explosiones. Pero de la misma forma, sólo han encontrado evidencias de pequeñas proporciones de polvo efectivamente creado en las explosiones mismas. Estas nuevas y excepcionales observaciones explican cómo esta aparente contradicción puede tener solución”, concluye Christa Gall.

ESO

martes, 8 de julio de 2014

El ave más grande de la historia evolutiva podía volar

El ave más grande de la historia evolutiva podía volar
A pesar de alcanzar los siete metros de envergadura, el ave más grande conocida hasta el momento era capaz de planear y volar a lo largo de cientos de kilómetros, según sostiene un estudio realizado en los EE UU, lugar donde fueron hallados los restos fósiles de este animal que vivió hace más de 25 millones de años.

Un investigador de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EE UU) revela que Pelagornis sandersi, el ave más grande conocida hasta la fecha –extinta hace más de 25 millones de años– podía volar.

El hallazgo, publicado en la revista PNAS, ha refutado varias teorías matemáticas que sostenían que un pájaro de seis a siete metros de envergadura –dos veces mayor que la actual ave voladora más grande, el albatros viajero– sería incapaz de mantenerse en el aire.

Mediante el uso de un modelo informático para predecir el rendimiento del vuelo según la estimación de la masa, la forma y la envergadura; los científicos han descubierto que esta ave fue una eficiente planeadora, con alas largas y delgadas que le ayudaban a volar a pesar de su gran tamaño.

“No estamos seguros del área de distribución geográfica de P. sandersi ya que solo se ha encontrado un esqueleto. Sin embargo, el ave podría haber vagado a lo largo de cientos o miles de kilómetros de océano durante el periodo de un año”, declara a Sinc Daniel Ksepka, autor del estudio, investigador de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y conservador en el museo de Charleston (EE UU).

Los resultados del trabajo sostienen también que durante sus largos paseos marítimos, esta ave era capaz de mantenerse varios kilómetros sobre el océano abierto sin batir sus alas y, bajar rápidamente en picado hacia el agua para alimentarse de presas como calamares y anguilas.

El científico declara que aunque su morfología no estaba diseñada para vivir en suelo firme –porque tenía huesos tan finos como el papel, patas cortas y gruesas, y alas gigantes– esta especie extinta necesitaba volver a tierra para anidar y mudar su plumaje.

Por otro lado, aún se desconoce el método que usaba para emprender el vuelo. En este sentido, el experto piensa que P. sandersi no podría haber despegado simplemente agitando sus alas desde un punto muerto. Lo más probable es que corriera cuesta abajo hacia una corriente de viento o aprovechara las ráfagas de aire de forma muy similar a la de un ala delta.

Origen del fósil

En 1983, al empezar las excavaciones para la construcción de una nueva terminal en el aeropuerto Internacional de Charleston descubrieron los fósiles de Pelagornis sandersi. El espécimen era tan grande que hizo falta una retroexcavadora para extraerlo. "Solo el hueso del ala superior ya es más largo que mi brazo", indica Ksepka.

Actualmente, el museo de Charleston alberga los restos fósiles rescatados durante esta extracción que incluye los huesos de las alas, de las piernas y del cráneo.

Así, su tamaño y pico fueron los rasgos que permitieron clasificar a este animal dentro de la familia de los pelagornítidos, un grupo extinto de aves marinas gigantes conocidas por tener dientes de hueso alineados en las mandíbulas superior e inferior.

Pelagornis sandersi fue nombrada así en honor a Albert Sanders, comisario del museo que dirigió la excavación del fósil de esta ave que vivió en el Plioceno, después de los dinosaurios, pero mucho antes de que los primeros humanos llegaran a la zona.

“La familia que incluye Pelagornis sandersi y sus parientes más pequeños, aparecen por primera vez en el registro fósil hace unos 55 millones de años, y los últimos representantes desaparecieron hace unos tres millones”, señala Ksepka. “Ese es un período muy largo de existencia –continúa–. Debido a que esta familia sobrevivió tantos eventos climáticos, cambios en los patrones de circulación oceánica y batallas frente otras especies competidoras es difícil señalar una sola causa de su desaparición”.


SINC

lunes, 7 de julio de 2014

Dos escarabajos del Cretácico que convivieron con los dinosaurios

Dos escarabajos del Cretácico que convivieron con los dinosaurios
Han descubierto dos especies de escarabajo del Cretácico: Arra legalovi y Actenobius magneoculus, en Teruel. Sus características se han descrito gracias al estudio realizado por investigadores de la Universidad de Barcelona en colaboración con científicos de Kansas y Kentucky (EEUU).

Dos nuevos escarabajos hallados en el yacimiento de ‘San Just’ en la localidad turolense de Utrillas (Teruel), han sido descritos en dos prestigiosas revistas científicas por David Peris y Xavier Delclòs (Universitat de Barcelona, España), en colaboración con diversos investigadores estadounidenses.

Concretamente, los escarabajos recientemente estudiados pertenecen a los curculiónidos, conocidos como gorgojos, y a los ptínidos, unos escarabajos barrenadores de la madera.

De entre todos los grupos de coleópteros actuales, la identificación de un ejemplar como miembro de la superfamilia Curculionoidea puede ser relativamente sencilla debido a su peculiar alargamiento del rostro, característica muy extendida entre sus especies.

Sin embargo, hay una gran controversia a la hora de identificar estos fósiles a nivel más específico, pues los caracteres necesarios para ello no se conservan muchas veces en los fósiles.

El ámbar favorece esta labor, porque aquí los fósiles se conservan con estructura tridimensional. Pero en ocasiones, incluso así resulta imposible su estudio, y nuevas técnicas como la microtomografía utilizando luz Sincrotrón y obteniendo imágenes virtuales 3D del fósil facilitan el trabajo enormemente.

Mediante esta técnica ha sido posible describir unnuevo género y especie con la denominación Arra legalovi, perteneciente a la familia Nemonychidae y descrito recientemente en la revista ‘Zoological Journal of the Linnean Society’ con la colaboración de los investigadores Steven Davis y Michael Engel (Kansas University, EEUU).

Este fósil de San Just es muy similar a otro ejemplar de la misma especie que ha sido descrito también en el yacimiento de ámbar de El Soplao (Cantabria). Esta familia es la más antigua descrita dentro del grupo de los gorgojos, conocida desde el Jurásico, y exhibe numerosas características ancestrales tanto en su morfología como en su biología (según los datos conocidos de especies actuales).

Algunos miembros de esta familia se alimentan actualmente sobre un tipo de plantas gimnospermas (araucariáceas, cuya distribución actual es el hemisferio sur) que se cree fue una productora de al menos una parte del ámbar Cretácico español. Por consiguiente, existe la posibilidad de que la relación de esta familia de escarabajos con las araucariáceas ya existiera desde el Cretácico y además, se ubicarían en el hemisferio Norte, en contraste con su ubicación actual.

Además, integrando esta información junto con la disponible a partir de otros gorgojos fósiles de diferentes yacimientos de ámbar Cretácico del mundo, es posible observar una sustitución, con el tiempo, de formas más primitivas por otras diferentes, más similares a las actuales. De esta manera se refleja una “historia evolutiva embebida en ámbar” (‘An evolutionary history embedded in amber’, parte del título original del trabajo).

El otro escarabajo encontrado en San Just pertenece a la familia Ptinidae, y será publicado en breve en la revista ‘Cretaceous Research’. El nombre de este nuevo escarabajo barrenador es Actenobius magneoculus (que en latín significa “Actenobius de ojos grandes”), y es el representante más antiguo catalogado de esta familia.

En la descripción de esta nueva especie han participado de nuevo David Peris y Xavier Delclòs (Universitat de Barcelona, España), pero esta vez en colaboración con Keith Philips (Western Kentucky University, EEUU).

El género Actenobius es conocido actualmente, y no es el primer caso en el que fauna fósil del Cretácico se clasifica dentro de géneros actuales; el pequeño tamaño y un hábitat oculto parecen ser características que favorecen una ralentización evolutiva en la escala geológica. La familia Ptinidae es conocida principalmente porque sus miembros son taladradores de madera.

Por su abundancia en algunos yacimientos de ámbar más modernos (como el de New Jersey, EEUU), se cree que pueda estar relacionada con la formación de la resina en los grandes bosques de coníferas que poblaban la superficie de la Tierra en el Cretácico. Sin embargo, en el ámbar de España no se han encontrado más que dos ejemplares de dicha familia, uno en el yacimiento de San Just y otro en el de Peñacerrada I (Moraza, Burgos), y sólo en el primer caso ha sido posible describirlo.

Por último cabe destacar que los ejemplares tipo (holotipos) de estas dos nuevas especies de coleópteros pertenecen a las colecciones del Museo Aragonés de Paleontología de la Fundación Conjunto Paleontológico de Teruel-Dinópolis (FCPTD).

Los estudios que han permitido su descripción se enmarcan dentro del proyecto AMBARES, dirigido desde la Universidad de Barcelona y financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad. Las excavaciones en San Just han sido financiadas gracias al apoyo de Caja Rural de Teruel y de la Fundación Conjunto Paleontológico de Teruel-Dinópolis.

Dinopolis / Universidad de Barcelona | SINC

domingo, 6 de julio de 2014

Un planeta helado en una zona habitable de un sistema binario

Un planeta helado en una zona habitable de un sistema binario
Un nuevo planeta en un sistema binario a 3.000 años luz está siendo investigado por ser potencialmente habitable y por la probabilidad de formación de planetas como la Tierra.

Con el doble de masa que la Tierra, el planeta orbita alrededor de una de las estrellas del sistema binario a casi exactamente la misma distancia que la Tierra gira alrededor del Sol. Sin embargo, como la estrella madre del planeta es mucho más tenue que el Sol, el planeta es mucho más frío que la Tierra.

Cuatro equipos internacionales de investigación, dirigidos por el profesor Andrew Gould, de la Universidad Estatal de Ohio, en Estados Unidos, han publicado sus hallazgos en la revista Science. El estudio proporciona la primera evidencia de que los planetas rocosos pueden formarse en órbitas similares a la de la Tierra, incluso, en un sistema binario de estrellas en el que las estrellas no son muy distantes.

Aunque este planeta en sí es demasiado frío para ser habitable, este planeta está dentro de la denominada "zona habitable", una región donde las condiciones podrían ser las adecuadas para albergar vida.

"Esto amplía enormemente las posibles ubicaciones para descubrir planetas habitables en el futuro", destaca Scott Gaudi, profesor de Astronomía en el estado de Ohio. "La mitad de las estrellas de la galaxia se encuentran en sistemas binarios. No teníamos ni idea de si planetas como la Tierra, en órbitas similares a la de la Tierra, podrían incluso formarse en estos sistemas", apostilla.

En muy raras ocasiones, la gravedad de una estrella enfoca la luz de una estrella más distante, provocando el efecto de magnificarla como una lente. Aún es más extraño que la firma de un planeta aparezca dentro de esa señal de luz ampliada. La técnica que utilizan los astrónomos para encontrar esos planetas se llama microlente gravitacional. El modelado por ordenador de estos eventos se complica bastante cuando sólo una estrella y su planeta están actuando como lentes, más aún en el caso de dos estrellas.

Buscar planetas dentro de sistemas binarios es difícil para la mayoría de técnicas, porque la luz de la segunda estrella complica la interpretación de los datos. "Pero en la microlente gravitatoria -detalla Gould- ni siquiera miramos a la luz del sistema de estrella-planeta. Acabamos de observar cómo su gravedad afecta a la luz de una estrella ajena más distante. Esto nos da una nueva herramienta para buscar planetas en sistemas estelares binarios".

Cuando los astrónomos lograron detectar este nuevo planeta, pudieron documentar que se produjeron dos señales distintas: una principal, que se suele utilizar para detectar planetas, y otra secundaria, de la que previamente sólo existía la hipótesis. La primera fue un breve oscurecimiento de luz, porque la gravedad del planeta altera una de las imágenes ampliadas de la fuente de la estrella, y el segundo efecto fue una distorsión total de la señal luminosa.

"Incluso si no hubiéramos visto la firma inicial del planeta, todavía podríamos haberlo detectado a partir sólo de la distorsión -dice este experto-. El efecto no es evidente. No se puede ver a simple vista, pero la señal es inequívoca en el modelado por ordenador".

"Ahora sabemos que con microlente gravitacional es posible inferir la existencia de un planeta y conocer su masa y su distancia de una estrella sin detectar directamente la atenuación debida al planeta", explica. "Pensamos que podríamos hacer eso en principio, pero ahora que tenemos la evidencia empírica, se puede utilizar este método para encontrar planetas en el futuro", adelanta, aunque admitió que la naturaleza de estas distorsiones es todavía un misterio.

El planeta, llamado OGLE-2013-BLG-0341LBb, apareció por primera vez como una "inmersión" al rastrear los datos de brillo tomados por el telescopio 'OGLE' ('Optical Gravitational Lensing Experiment) el 11 de abril de 2013. El planeta interrumpió brevemente en una de los imágenes formadas por la estrella que orbita el sistema cruzando por delante de una estrella mucho más distante, a 20.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario.

Durante dos semanas, los astrónomos observaron la luz ampliada desde telescopios en Chile, Nueva Zelanda, Israel y Australia. Aun así, aún desconocían que no había una estrella, sino dos. Descubrieron una segunda estrella encerrada en la misma órbita con ella, pero los astrónomos no lo pudieron apreciar hasta que, inesperadamente, causó una enorme erupción de la luz llamada travesía cáustica.

Fue en el momento del descubrimiento de esa segunda estrella cuando lograron un descubrimiento sorprendente: la distorsión. Semanas después de que todos los signos del planeta se hubieran desvanecido, la luz del cruce del objetivo binario se distorsionó, como si hubiera una especie de eco de la señal original del planeta.

Aunque la estrella es más tenue que el Sol, es un empuje para seguir creyendo que puede haber planetas más cálidos y habitables. Análisis informáticos intensivos del profesor Cheongho Han, de la Universidad Nacional Chungbuk, en Corea, revelaron que la distorsión contenía información sobre el planeta, su masa, la separación de su estrella y orientación y que esos datos coinciden perfectamente con lo que vieron los astrónomos durante su observación directa de la inmersión provocada por el planeta, por lo que se puede capturar la misma información sólo de la distorsión.

Este análisis detallado mostró que el planeta tiene el doble de la masa de la Tierra y orbita a su estrella desde una distancia similar a la Tierra, a unos 90 millones de kilómetros. Pero su estrella es 400 veces menos brillante que nuestro Sol, por lo que el planeta es muy frío, en torno a 60 grados Kelvin (-352 grados Fahrenheit o -213 grados Celsius), lo que lo hace un poco más frío que la luna Europa de Júpiter. La segunda estrella en el sistema de estrellas está tan lejos de la primera estrella como Saturno de nuestro Sol, y también es muy tenue.

Sin embargo, los sistemas de estrellas binarios compuestos por estrellas débiles como estos son el tipo más común de sistema de estrellas en nuestra galaxia, dijeron los astrónomos. Así que este descubrimiento sugiere que puede haber muchos más planetas terrestres sin descubrir. Algunos, posiblemente, más cálidos y, posiblemente, en condiciones de albergar vida.

EUROPA PRESS

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