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Astrofísica
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Astrofísica


Burbujas gigantes de rayos gamma en nuestra galaxia

20 Noviembre.- La concepción de un artista de las dos burbujas gigantes de emisión de rayos gamma descubiertas en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Burbujas gigantes en la Vía Láctea
Los rayos gamma son la forma más energética de la luz, por lo general alrededor de cien mil millones de veces tanta energía como la luz visible.

Los rayos gamma se producen en cuatro formas principales: en regiones muy calientes (temperaturas de más de 100 millones de grados), cuando las partículas cargadas interactúan muy rápido en movimiento con otras partículas cargadas o con campos magnéticos, cuando las partículas atómicas o deterioro de los núcleos, o cuando la materia y anti-materia se aniquilan. A pesar de que son increíblemente energéticos, los objetos de rayos gamma son muy difíciles de detectar debido a que la atmósfera absorbe la mayor parte de ellos, mientras que los telescopios en el espacio necesitan utilizar técnicas especiales de la física de partículas debido a que las lentes normales o los espejos no pueden enfocar la luz de alta energía.

El astrónomo de CfA Doug Finkbeiner, junto con dos de sus estudiantes, Meng Su y Slatyer Tracy, que utilizan el telescopio Fermi de rayos gamma de la NASA para estudiar la emisión de rayos gamma difusos (Fermi lo ve como  una neblina en el cielo). Otros satélites que operan en un amplio rango de longitudes de onda, incluyendo, en particular, el infrarrojo y longitudes de onda de radio, habían visto antes lo que parecía ser una neblina ténue centrada en el núcleo de nuestra Vía Láctea. Esta localización de emisión se ha interpretado como la producida por partículas cargadas que se mueven en un campo magnético. Las partículas también pueden producir débiles estructuras de rayos gamma ocultas en la niebla del cielo.

Su descubrimiento espectacular: dos gigantescos burbujas de emisión de alta energía sobresalen alrededor de 50.000 años luz por encima y por debajo de la galaxia, y están centradas en su núcleo.

En el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro con una masa de cerca de treinta millones de masas solares. Los científicos sostienen que las burbujas se producen ya sea por una erupción del agujero negro en algún momento del pasado, o bien por un estallido de la formación estelar en esos alrededores. Se necesita más investigación para resolver estas y otras alternativas. El descubrimiento de estos rayos gamma como lóbulos gigantes nos ayuda a entender mejor el medio ambiente de nuestra propia galaxia, al mismo tiempo se investiga las actividades del gran agujero negro que se encuentra en los centros de la mayoría de las galaxias.

Unas galaxias amplian a otras más lejos

20 Noviembre.- Este diagrama ilustra un fenómeno cósmico conocido como lente gravitacional, en la que una galaxia cercana distorsiona y también aumenta una segunda galaxia más distante en el fondo, haciendo que parezca más brillante y más fácil de estudiar.
Gráfico que representa una lente gravitacional
Una posibilidad de alineación de las galaxias, observada recientemente por un observatorio espacial, presenta la oportunidad perfecta para el estudio de miles de millones de galaxias en formación estelar a años luz de distancia.

Durante décadas, los astrónomos han utilizado el concepto de Einstein de una "lente gravitacional" para estudiar las imágenes aumentadas de los objetos distantes. Un efecto de lente se produce cuando un objeto masivo, como una galaxia, se encuentra exactamente entre otro objeto y un observador.

Debido a que la galaxia en la parte delantera es tan masiva, su fuerte tirón gravitatorio dobla la luz que viene de atrás, creando imágenes distorsionadas de las galaxias de fondo.

A veces, la imagen está tan deformada que aparece como un anillo o un arco alrededor de la galaxia en primer plano. Otras veces el resultado se repite con las imágenes de la galaxia de fondo, similar a lo que sucede cuando se mira en un espejo de circo. Pero en todos los casos, las imágenes distorsionadas se magnifican, por lo que las galaxias de fondo parecen más brillante y por lo tanto más fáciles de estudiar.

El universo contiene miles de millones de galaxias, pero conseguir la alineación que produce una lente de gravedad es algo así como encontrar una aguja en el pajar. Los científicos deben observar mucho para descubrir sólo algunas posibilidades, y luego estudiar estas más para comprobar que el fenómeno de la lente se ha producido.

"Desde aproximadamente 1978, los astrónomos han encontrado probablemente cerca de 200 clases de lente gravitacional.

Mayor espejo en el espacio

Utilizando los datos recogidos por el observatorio Herschel, el equipo de investigadores han demostrado una manera de encontrar rápida y fácilmente la lentes gravitacionales más potentes con cerca de 100 por ciento de eficiencia.
Galaxia magnificada
Una imagen deformada y magnificada de la galaxia descubierta por el Observatorio Espacial Herschel, una de las cinco galaxias descubierta por el telescopio infrarrojo.

El espejo de Herschel es el mayor espejo de la astronomía jamás lanzado en el espacio (3,5 metros, con cerca de 11.5 metros de ancho), puede tomar las imágenes más nítidas hasta la fecha en las longitudes de onda que detecte.

"El objetivo de Herschel es comprender cómo las estrellas se forman dentro de las galaxias y arrojar algo de luz sobre la historia pasada del crecimiento de las galaxias", dijo Cooray, investigador de Herschel.

Fábricas de polvo de estrellas

"Los astrónomos creen que la mayoría de las galaxias se someten a una rápida fase de formación estelar donde cientos de miles de estrellas nacen dentro de una galaxia más de un año, este tipo de actividad dura más de un período total de unos pocos a varios millones de años", dijo Cooray.

"Esta fase consiste en estrellas que se forman en nubes envueltas por el polvo", dijo. "Desafortunadamente los observatorios espaciales operan en longitudes de onda óptica y luz visible y no pueden penetrar las nubes de polvo para ver las estrellas jóvenes en su interior."

A pesar de que la galaxia de fondo se ve con una lente gravitacional a menudo no puede ser visto por telescopios de luz visible, los objetos antiguos todavía brillan con la energía radiante en lo que se llama el rango de longitudes de onda submilimétricas de la luz de cerca de 0.3 milímetros a 1 milímetro. El observatorio Herschel fue diseñado específicamente para detectar la energía en longitudes de onda submilimétricas, entre las microondas y las regiones del infrarrojo lejano del espectro electromagnético.

En un reciente artículo en la revista Ciencia, Cooray y el resto del equipo de describen cómo se utilizaron los datos del estudio ATLAS-Herschel, junto con los instrumentos basados en varios observatorios de tierra en todo el mundo, para buscar y precisar estas ténues fábricas de estrellas.

Utilizando los mapas realizados por Herschel, los investigadores eligieron cinco lentes gravitatorias como "candidatas". Estas fueron las más brillantes que pudieron encontrar en las imágenes de onda submilimétricas, que cuenta sólo una pequeña parte del universo.

"Para demostrar que estas galaxias brillantes son, en efecto alineaciones de lentes de una débil galaxia más distante magnificada por una galaxia masiva se necesita establecer las distancias tanto a la galaxia de fondo que se ve en Herschel como la galaxia en primer plano que se ve en las imágenes ópticas a lo largo la misma dirección  del cielo", dijo Cooray.

Para calcular estas distancias, probaron a cada candidata su desplazamiento de luz al rojo.

Un cambio en la dirección de color rojo

El desplazamiento hacia el rojo es causado por la expansión del espacio como medida de la edad del universo. Cuanto más lejos está un objeto, más larga su extensión en longitudes de onda. Debido a que la luz roja tiene longitudes de onda más larga que la luz visible, el fenómeno se llama corrimiento al rojo.

Para medir el corrimiento al rojo de las galaxias, la NSF ha contribuido el apoyo de dos instrumentos fundamentales: El Z-Spec, ubicado en el Observatorio de Caltech Submilimétrico (OSC), en la cima del Mauna Kea en Hawaii, y Zpectrometer en el Green del Observatorio Nacional de Radioastronomía de Bank Telescope (GBT) en Virginia Occidental.

Según Andrew Harris, profesor de la Universidad del Departamento de Maryland de la Astronomía, los dos instrumentos fueron nombrados después de la letra "z", lo que en astrofísica se utiliza como un símbolo de corrimiento al rojo. Harris es el investigador principal de la Zpectrometer, en BTV.

"El objetivo de este proyecto era construir una" máquina de corrimiento al rojo "que puede encontrar los desplazamientos al rojo de galaxias distantes, con muy poca información adicional," dijo Harris. "Entonces, podemos utilizar la información de los espectros para entender los medios de comunicación de las galaxias interestelares."

Huellas dactilares galácticas

Tanto el Z-Spec y la medida Zpectrometer miden las líneas espectrales de la radiación entrante. Las líneas espectrales son patrones de líneas claras u oscuras que aparecen en determinadas longitudes de onda de los átomos o moléculas específicas. Estas líneas se pueden utilizar como una firma o huella digital, para identificar los tipos de gases que se encuentran en la galaxia que se está midiendo.

Los instrumentos miden el desplazamiento al rojo, midiendo el cambio en la longitud de onda de estas líneas espectrales causadas por la expansión del universo. A mayor distancia significa una mayor corrimiento al rojo.

"Por supuesto, para medir un cambio en la longitud de onda, primero se debe saber cuál es la longitud de onda original", dijo James Aguirre, profesor de la Universidad de Pennsylvania y principal investigador del Z-Spec en CSO. "Esta es una gran ayuda si podemos identificar una línea de emisión, cuya identidad es conocida, y por lo que sabemos, la longitud de onda de emisión está reposo por las mediciones de laboratorio."

Debido a que el monóxido de carbono (CO) es abundante en las galaxias distantes, los científicos la usan como una "huella digital" para calcular el desplazamiento al rojo de una galaxia.

"Usted puede pensar en las líneas espectrales de CO como la marca en una regla, que se extiende en función de la distancia de la galaxia", dijo Aguirre. "La medición de la cantidad de estiramiento da el corrimiento al rojo."

"Cuanto mayor es el corrimiento al rojo cuanto más lejos está la galaxia", dijo Cooray. "Las galaxias que hemos encontrado están en desplazamientos al rojo en torno a 3, que corresponden aproximadamente a una edad del universo de 2 a 3 millones de años -. A unos 11 mil millones de años en el pasado a partir de hoy"

Galaxias lentes confirmadas

Aguirre y el equipo de Z-Spec en el Observatorio de Caltech Submilimétrico observaron tres de las cinco candidatas  a ser galaxias lente y descubrió que los desplazamientos al rojo fueron superiores e incompatibles con el corrimiento al rojo derivados de la espectroscopia óptica de la galaxia en primer plano visible.

"Z-Spec ha demostrado específicamente que estas tres galaxias Herschel-ATLAS se encuentran en alto corrimiento al rojo", dijo Aguirre. "Como consecuencia de esto los investigadores fueron capaces de confirmar que las galaxias más brillantes de los datos son lentes gravitacionales".

Mientras tanto, el equipo Zpectrometer en el Telescopio de Green Bank fue capaz de confirmar de manera independiente la distancia de una de las cinco galaxias para medir la distancia de otra.

"Mostramos que las cinco galaxias brillantes que se ven por Herschel son lentes, lo no es cierto, por ejemplo, cuando nos fijamos en las imágenes ópticas del cielo", dijo Cooray. Sin Herschel, estos objetivos habrían sido completamente desapercibidos.

Entender las estrellas

"Dado que hemos encontrado cinco galaxias con lentes fácilmente con sólo el dos por ciento del escaneo de nuestro mapa final, la expectativa es que vamos a encontrar cientos de objetos con Herschel", dijo Cooray.

Y con estos objetivos múltiples, los científicos esperan indagar más en el pasado, a fin de comprender mejor la historia de los inicios del universo.

"Las galaxias grandes en esta primera época son inesperadas debido a nuestro actual modelo de reunión de masas en el universo", dijo Harris, "Así que encontrar y explicar la existencia de jóvenes y muy masivas galaxias establece serias restricciones a los modelos que hoy entendemos. "

Retraso del lanzamiento del Discovery hasta después del 3 de diciembre

20 Noviembre.- El último lanzamiento del transbordador espacial Discovery se ha retrasado al menos hasta el 3 de diciembre para que las reparaciones se puedan realizar en una fuga de hidrógeno, según ha comunicado la agencia espacial de EE.UU el jueves.



Astronáutica
Los propulsores del Discovery
La NASA dijo que revisará los análisis necesarios y las reparaciones en los próximos cinco días y espera celebrar una reunión decisiva en la puesta en marcha el lunes, 29 de noviembre.

"'La llamada a las estaciones" El Centro Espacial Kennedy para iniciar la cuenta atrás del lanzamiento no será antes del 30 de noviembre, el apoyo a un primer intento de lanzamiento no antes del 3 de diciembre ", dijo en un comunicado.

Los inspectores se encuentraron esta semana una cuarta grieta en uno de los tanques de combustible externo del transbordador espacial.

La última grieta se encontró cuando los técnicos quitaban la espuma, mientras que se inspeccioban las vigas de soporte, que se llaman largueros, a raíz de la fuga de hidrógeno, según dijo la agencia espacial.

Se encontraron fisuras de 21 coms en una viga de soporte adyacentes el pasado viernes, y una fisura de tres 7,5 cm fue descubierta el fin de semana.

Para llegar en un vuelo a la Estación Espacial Internacional este año, el Discovery debe despegar antes de 6 de diciembre. De lo contrario, tendrá que esperar hasta febrero, el mismo mes que tendrá su último vuelo el transbordador, después la flota estará inactiva para siempre.

En la misión de 11 días del Discovery con su tripulación, todos los estadounidenses-de los seis es entregar un módulo logístico presurizado llamado Leonardo a la EEI, que estará permanentemente conectado a la estación espacial para proporcionar más espacio de almacenamiento.

El transbordador también llevará a Robonaut 2, el primer robot con apariencia humana en el espacio y que estará permanente en la estación espacial en órbita, así como piezas de repuesto.

Se han programado dos caminatas espaciales, para trabajos de mantenimiento e instalación de componentes.

El Discovery ha volado en el espacio 38 veces, y la NASA se propone retirar el transbordador después de su último viaje, el 39.

El lanzamiento tiene como objetivo ser el vuelo de un transbordador cuarto y último del año, y el último programado para el Discovery, el más antiguo de la flota de tres transbordadores que se retirará el año que viene.

Pero la misión se ha visto empañada por una serie de retrasos causados por el mal tiempo y problemas en el equipo.

Los tres transbordadores de EE.UU. - los otros dos son Atlantis y el Endeavour - se deben convertirse en piezas de museo después de una última misión del transbordador a la estación espacial a finales de febrero.

Eso significa que la nave espacial rusa Soyuz, en una versión modernizada que recientemente ha traído tres tripulantes a la EEI, y la ha duplicado a seis. La Soyuz es el único vehículo para el transporte de los seres humanos al espacio que llevará tripulantes a la EEI.

Sin embargo, la NASA recientemente ha aprobado el presupuesto del 2011 ha dejado la puerta abierta a un vuelo del transbordador adicional en junio.

Astronáutica
Dos cráteres de Marte honran al Apolo 12

20 Noviembre.- Este punto de vista del cráter "Intrepid" en Marte se presenta en color falso para hacer más visible las diferencias en los materiales de la superficie. El todoterreno de la NASA "Oportunidad" ha registrado este punto de vista del cráter durante el 2417 días marcianos de trabajo en Marte (11 de noviembre de 2010).


El cráter
El todoterreno Oportunidad ha visitado y fotografiado dos cráteres bautizados esta semana con el nombre de la nave que llevó a los hombres a la Luna hace 41 años.

Oportunidad pasó por delante del cráter "Yankee Clipper" el 4 de noviembre y llegó a "cráter Intrepid" el 9 de noviembre. Para la NASA el Apolo 12, fue la segunda misión en poner a seres humanos en la Luna, y módulo de mando y de servicio se llamó Yankee Clipper, pilotado por Dick Gordon, y el módulo lunar, fue nombrado Intrepid, pilotado por Alan Bean y comandado por el fallecido Conrad Pete. El Intrepid aterrizó en la Luna con Bean y Conrad, el 19 de noviembre de 1969, mientras que Yankee Clipper estuvo en órbita. Su aterrizaje fue cuatro meses después del Apolo 11, el primer aterrizaje lunar.

Esta semana, Bean escribió a los encargados del todoterreno de Marte: Acabo de hablar con Dick Gordon sobre el maravilloso honor que han otorgado a nuestra nave espacial Apolo 12. "Cuarenta y un años atrás, hoy en día, nos acercábamos a la Luna en el Yankee Clipper con Intrepid como remolque. Estábamos emocionados de tener la oportunidad de realizar la exploración en un importante lugar en el universo que no fuera el planeta Tierra, donde los humanos no habían ido antes. Estábamos ansiosos de dar lo mejor de nosotros mismos. Usted y su equipo tienen la misma oportunidad.




Cráter
Yankee Clipper", cráter en Marte lleva el nombre del módulo de mando y de servicio en la misión de la NASA Apolo 12 a la Luna en 1969. Oportunidad registró este punto de vista del cráter durante una pausa a unos 102 metros de la unidad durante los 2410 días marcianos de trabajo en Marte (4 de noviembre de 2010).

El miembro del equipo científico James Rice, en el centro espacial Goddar, Greenbelt, Maryland, sugirió el uso de los nombres del Apolo 12. Se pensó en utilizar los nombres de las naves históricas en la exploración de los cráteres  marcianos que el todoterreno "Oportunidad vió en la región de Meridian Planum de Marte.

"Las misiones Apolo fueron muy inspiradoras cuando yo era joven, recuerdo todas las fechas. Cuando nos acercamos a estos cráteres, me di cuenta de que retrocedíamos al 19 de noviembre de 1969 en el Apolo 12", dijo Rice. Se enviaron las fotografías Bean y Gordon, que el Oportunidad tomó de los dos cráteres.

El cráterIntrepid está es de unos 20 metros de diámetro. El cráter Yankee Clipper es aproximadamente la mitad de ancho.

Después de una parada de dos días para fotografiar las rocas expuestas en el Intrepid, el Oportunidad continuó en un viaje a largo plazo hacia el cráter Endeavour, un cráter muy erosionado de cerca de 1.000 veces más ancho que Intrepid. El nombre del Endeavour viene de la nave en el primer viaje de James Cook en el Pacífico.

Durante su recorrido de 116,9 metros el 14 de noviembre, Oportunidad pasó de los 25 kilómetros totales desde que se inició la misión. Eso es más de 40 veces el objetivo que se tenía establecido para el todoterreno  Oportunidad durante su primera misión original de tres meses en el 2004.

"Es importante destacar la cantidad de exploración y descubrimiento de ciencia que han realizado en nombre de toda la humanidad."  dijo John Callas, en el Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA.

Al comienzo de la misión de Oportunidad, el todoterreno aterrizó en el interior "del cráter Eagle", el mismo tamaño que el cráter de Intrepid. El nombre "Eagle" que dió el equipo al cráter rindió homenaje al módulo lunar del Apolo 11, el primer aterrizaje humano en la Luna. Oportunidad pasó dos meses en el interior del cráter "Eagle", donde se encuentran varias líneas de evidencia de un ambiente húmedo en el pasado antiguo de la zona.

El equipo del todoterreno está comprobando regularmente el gemelo de Oportunidad, el todoterreno "Espíritu", en caso de que el aumento diario de energía solar disponible permitiera al vehículo despertar y reanudar la comunicación. No hay señal de  Espíritu desde el 22 de marzo. La primavera comenzó la semana pasada en el hemisferio sur de Marte.

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