Noticias del espacio, 10 Mayo del 2011

La última vez que se investigó Gliese 581d, un equipo de la Universidad de París había sugerido que el exoplaneta Gliese 581d podría ser habitable. Esta superTierra se encontraba justo en el borde de la zona "Ricitos de Oro" que podría hacer presente el agua líquida en la superficie en las condiciones atmosféricas adecuadas. Sin embargo, el equipo de trabajo estaba basado en una simulación tridimensional de una columna atmosférica hipotética en el lado diurno del planeta. Para tener una mejor comprensión de lo que Gliese 581d podría ser, se hizo una simulación en tres dimensiones. Afortunadamente, un nuevo estudio del mismo equipo ha investigado la posibilidad con sólo una investigación.

La nueva investigación se pidió porque Gliese 581d se sospecha que da siempre la misma cara a su sol. Si es así, se crearía un lado nocturno permanente en el planeta. De este lado, las temperaturas serían mucho más bajas y los gases como el CO 2 y H 2 O pueden encontrarse en una región donde ya no podían seguir siendo gaseosos, congelándose en cristales de hielo en la superficie. Dado que la superficie no volvería a ver la luz del día, no podrían ser calentados y liberados a la atmósfera, así se agotaría el planeta de los gases de efecto invernadero necesarios para calentar el planeta, causando lo que los astrónomos llaman un "colapso de la atmósfera."

Para realizar su simulación el equipo asume que el clima está dominado por los efectos de efecto invernadero del CO 2 y H 2 S ya que esto es cierto para todos los planetas rocosos con atmósferas importantes en nuestro sistema solar. Al igual que con su estudio anterior, se presentaron varias iteraciones, cada una con diferentes presiones atmosféricas y composiciones. Para las atmósferas de menos de 10 bares, las simulaciones sugieren que la atmósfera se vendría abajo, ya sea en el lado oscuro del planeta, o cerca de los polos. Pasado esto, los efectos de los gases de efecto invernadero impide la congelación de la atmósfera y están estables. Algunos todavía producirían la formación de hielo en los modelos estables en algunas de las emisiones de CO 2 que se congelarían en la atmósfera superior, de modo igual la formación de nubes ocurre en Marte. Sin embargo, esto tuvo un efecto de calentamiento en ~ 12 ° C.

En otras simulaciones, el equipo agregó en los océanos de agua líquida que ayudaría a moderar el clima. Otro efecto de esto fue que la vaporización del agua de los océanos también produce el calentamiento, ya que puede servir como un gas de efecto invernadero, pero la formación de nubes podría disminuir la temperatura global desde las nubes de agua aumentan el albedo del planeta, especialmente en la región roja de los espectros que es la forma más frecuente de la luz de la estrella, una enana roja. Sin embargo, al igual que con los modelos sin océanos, el punto de inflexión para ambientes estables tienden a ser alrededor de 10 bares de presión. En virtud de que, "los efectos de enfriamiento dominado y la glaciación estuvieran fuera de control, seguido por el colapso atmosférico." Por encima de 20 bares, la captura adicional de calor del vapor de agua aumenta significativamente la temperatura en comparación con un planeta completamente rocoso.

La conclusión es que Gliese 581d es potencialmente habitable. El potencial de agua superficial existe para una "amplia gama de casos plausibles". En última instancia, todo depende del grosor y la composición exacta de cualquier ambiente. Dado que el planeta no transita la estrella, el análisis espectral mediante la transmisión de la luz de la estrella a través de la atmósfera no será posible. Sin embargo, el equipo sugiere que, dado que el sistema Gliese 581 está relativamente cerca de la Tierra (sólo 20 años luz), puede ser posible observar los espectros directamente en la parte infrarroja del espectro con las futuras generaciones de instrumentos. En caso de que las observaciones coincidan con los espectros sintéticos previstos para los planetas habitables diferentes, esto sería tomado como una fuerte evidencia de la habitabilidad del planeta.

La "Edad Oscura" del universo comenzó unos 400.000 años después del Big Bang, la materia después se enfrió lo suficiente para formar átomos neutros.

Esta época duró unos mil millones de años, hasta que las primeras estrellas se formaron bajo la influencia de la contracción gravitacional, el gas re-ionizado en el cosmos, y los procesos de construcción de las galaxias maduras comenzaron.

Al menos esta ha sido la imagen estándar. Pero es un enigma si existe suficiente radiación estelar para volver a ionizar todo el material cósmico, en especial todo el gas entre las primeras galaxias.

Astrónomos del CfA, Avi Loeb y Jonathan Pritchard, junto con tres colegas, han encontrado una solución.

Escribiendo en las últimas ediciones de Astronomía y Astrofísica, describen una fuente pasada por alto: agujeros negros binarios que se forman cuando las primeras estrellas explotan como supernovas.

Después de observar los modelos que muestran que las primeras estrellas masivas forman la mayoría de pares binarios, se llega a la conclusión de que muchos más rayos X binarios de agujeros negro existína en aquellos primeros momentos del universo.

Los científicos calculan la radiografía y el flujo de radiación ultravioleta producida por estos agujeros negros como aumenta la materia en ellos.

Esta luz de alta energía es mucho más eficaz que el ultravioleta estelar en la ionización del gas neutro, y desempeña un papel importante en la re-ionización del Universo a gran escala.

Los nuevos resultados ayudan a resolver una cuestión pendiente, y definir nuestra comprensión de los procesos del universo primitivo.

La Enciclopedia de Planetas extrasolares cuenta con 548 planetas extrasolares confirmados el 6 de mayo de 2011, mientras que la base de datos de estrellas y exoplanetas de la NASA (actualización semanal) hoy presenta informes de 535. Si estos hallazgos se confirman la cuenta aumentará significativamente a medida que más exoplanetas candidatos sean evaluados. Por ejemplo, hay 1.235 candidatos anunciados por la misión Kepler en febrero, incluyendo 54 que pueden estar en una zona habitable.

Entonces, ¿qué técnicas se ejercen para llegar a estas conclusiones?

Por los Púlsares - Un púlsar es una estrella de neutrones con un rayo de partículas polar aproximadamente alineado con la Tierra. Como la estrella gira y un rayo de partículas entra en la línea de visión de la Tierra, se detecta un pulso muy regular de la luz. De hecho, es tan regular que un ligero bamboleo en el movimiento de la estrella, debido a los planetas que poseen, es detectable.

Los primeros planetas extrasolares (es decir, exoplanetas ) se encontraron de esta forma, de hecho, tres de ellos, alrededor del púlsar PSR B1257 +12 en 1992. Por supuesto, esta técnica sólo es útil para encontrar planetas alrededor de púlsares, ninguno de los cuales podría considerarse habitable - al menos por las definiciones actuales - y, en total, sólo cuatro planetas de púlsares han sido confirmados hasta la fecha.

Para buscar planetas alrededor de estrellas de la secuencia principal, tenemos ...

El método de velocidad radial - Esto es similar en principio a la detección de anomalías a través de la sincronización del púlsar, en un planeta o planetas cuando orbitan su estrella de ida y vuelta, ya que la órbita causa pequeños cambios en la velocidad de la estrella con respecto a la Tierra. Estos cambios se miden generalmente como los cambios en las líneas espectrales de una estrella, detectable a través de espectrometría de Doppler, a pesar de la detección a través de astrometría (detección directa de los cambios de hora en la posición de una estrella en el cielo) también es posible.

Hasta la fecha, el método de velocidad radial ha sido el método más productivo para la detección de exoplanetas (encontrar 500 de los 548), aunque con mayor frecuencia se encuentra planetas masivos en estrecha colaboración con las órbitas estelares (es decir, "Júpiteres calientes") - y, en consecuencia estos planetas son más los más numerosos detectados. Además, en el aislamiento, el método sólo es efectivo hasta unos 160 años luz de la Tierra - y sólo le da la masa mínima, no el tamaño del exoplaneta.

Para determinar el tamaño de un planeta se puede utilizar ...

El método de tránsito - El método de tránsito es eficaz en la detección de exoplanetas y así determinar su diámetro - a pesar de que tiene una alta tasa de falsos positivos. Una estrella con un planeta en tránsito, que bloquea parcialmente su luz, es, por definición, una estrella variable. Sin embargo, hay muchas razones por las que una estrella puede ser variable - muchos de los cuales no tienen que ver con un planeta en tránsito.

Por esta razón, el método de velocidad radial se utiliza a menudo para confirmar un hallazgo del método de tránsito. Así, a pesar de eso hay 128 planetas que se atribuyen al método del tránsito - estos también son parte de los 500 contados por el método de velocidad radial. El método de velocidad radial da la masa del planeta - y el método de tránsito le da su tamaño (diámetro) - y con estas dos medidas se puede obtener la densidad del planeta. El período orbital del planeta (por cualquier método) también da la distancia de los exoplanetas a su estrella, por la tercera ley de Kepler (que es de Johannes). Y así es como podemos determinar si un planeta está en una estrella de la zona habitable .

También es posible, de la consideración de pequeñas variaciones en la periodicidad de tránsito (es decir, la regularidad) y la duración del tránsito, para identificar otros planetas más pequeños (de hecho, ocho se han encontrado a través de este método, o 12 si se incluyen las detecciones de tiempo del púlsar). Con el aumento de la sensibilidad en el futuro, también puede ser posible identificar exolunas de esta manera.

El método de tránsito también puede permitir un análisis espectroscópico de la atmósfera de un planeta. Por lo tanto, un objetivo clave es encontrar un análogo de la Tierra en una zona habitable, a continuación, examinar su atmósfera y controlar sus emisiones electromagnéticas - en otras palabras, buscar señales de vida.

Para encontrar los planetas en órbitas más amplias se puede probar ...

imagen directa - Este es un reto ya que un planeta es una fuente de luz tenue cerca de una fuente de luz muy brillante (la estrella). Sin embargo, 24 se han encontrado de esta manera hasta el momento. Anulación de la interferometría, donde a partir de dos observaciones donde la luz de las estrellas es efectivamente cancelada a través de la interferencia destructiva, es una manera eficaz para detectar fuentes de luz más débil normalmente ocultas por la luz de la estrella.

La lente gravitatoria - Una estrella puede crear una lente gravitacional estrecha y por lo tanto, ampliar una fuente de luz de distancia - y si un planeta alrededor de la estrella se encuentra en la posición correcta para inclinar ligeramente este efecto de lente, puede hacer notar su presencia. Tal acontecimiento es relativamente raro - y luego tiene que ser confirmado a través de observaciones repetidas. Sin embargo, este método ha detectado hasta el momento 12, que incluyen pequeños planetas en órbitas tan amplias como OGLE-2005-BLG-390Lb.

Estas técnicas actuales no se prevén que sirvan para todos los planetas dentro de los límites actuales de observación, pero nos dan una idea de cuántos puede haber por ahí. Se ha estimado que a partir de los especulativamente escasos datos disponibles hasta el momento, puede haber 50 mil millones de planetas en nuestra galaxia. Sin embargo, una serie de cuestiones de definición aún no se han tenido plenamente en cuenta, como la diferencia de un planeta a una estrella enana marrón. El Enciclopedia de Planetas extrasolares Planetas tiene actualmente fijado el límite para considerar un planeta en 20 masas de Júpiter.

De todos modos, hay 548 exoplanetas confirmados durante 19 años y la búsqueda continúa.

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha detectado por infrarrojos un furioso viento de gas molecular de transmisión a distancia de las galaxias. Se ha sospechado durante años que estas salidas de gas pueden tener el poder de quitar el gas de las galaxias y por consiguiente frenar en seco la formación estelar.

Los vientos que Herschel ha detectado son extraordinarios. El más rápido soplaba a una velocidad de más de 1000 km / s, o cerca de 10 000 veces más rápido que el viento en un huracán terrestre.

Esta es la primera vez que las salidas de gas molecular se han observado de forma inequívoca en los estudios de las galaxias. Este es un descubrimiento importante porque las estrellas se forman a partir de gas molecular, y estas salidas de gas están robando a la galaxia la materia prima que se necesita para hacer nuevas estrellas. Si las salidas de gas son lo suficientemente poderosas incluso podrían detener la formación total de estrellas.

"Con Herschel, ahora tenemos la oportunidad de estudiar lo que realmente significan estos flujos de salida de la evolución galáctica ", dice Eckhard Sturm de la-Planck-Institut für Physik Max Extraterrestre en Alemania, el autor principal de este trabajo.

El doctor Sturm y sus colegas utilizaron fotoconductor de cámara de serie Herschel y el espectrómetro de estudio de 50 galaxias. Este primer artículo se centra en seis de sus estudios.

Deducen que 1200 veces la masa de nuestro Sol se está perdiendo cada año a partir en las galaxias donde el gas sale con más intensidad. Eso es suficiente para despojarlas de sus reservas de gas y de toda la formación de estrellas dentro de unos 100 millones de años. En otras palabras, algunas galaxias podrían expulsar el gas completamente y así parar la formación de estrellas en tan sólo un millón de años. La inhibición de la formación de estrellas en una galaxia se conoce como regeneración negativa.

Estos vientos pueden ser generados por la intensa emisión de luz y partículas de las estrellas jóvenes, o por ondas de choque de la explosión de estrellas viejas. Alternativamente, pueden ser provocados por la radiación emitida en la materia que se arremolina alrededor de un agujero negro en el centro de la galaxia.

Los vientos más rápidos parecen venir de las galaxias que contienen los "núcleos activos de galaxias más brillantes, en los que un agujero negro gigante se alimenta de su entorno. El doctor Sturm y sus colegas están ahora probando esta idea con las otras galaxias en su estudio. Los resultados podrían estar a un paso de explicar cómo se forman algunas galaxias elípticas.

Las galaxias elípticas son islas enormes de estrellas que ahora han dejado de producir un número considerable de nuevas estrellas, ya que han agotado su suministro de gas.

Como las más pequeñas galaxias interactúan y se fusionan entre sí, más alimento se suministra al agujero negro central en el núcleo combinado, por lo que es más grande y más activo. Esto podría dar lugar a un viento más poderoso, lo que elimina el gas molecular y evita que más formación estelar tenga lugar, lo que conduce a una galaxia elíptica.

"Capturando estos flujos moleculares, Herschel finalmente ha conseguido evidencias de que los procesos de gran alcance con la regeneración negativa tiene lugar en galaxias y afectan drásticamente a su evolución ", añade Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel de la ESA.