Mapa 3D de la Vía Láctea en datos de Gaia

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¿Como sería volver a casa desde el exterior de nuestra galaxia? Aunque fue diseñada para responder a cuestiones más importantes, datos recientes de la misión europea Gaia son significativos para la formación de una perspectiva totalmente moderna sobre el lugar de la humanidad en el universo.

Por cuanto Gaia recorre una órbita solar en las proximidades de la Tierra y resuelve la posición de las estrellas con una precisión extraordinaria, tiene la capacidad para medir ligeros desplazamientos estelares desde un punto de vista que cambia continuamente a lo largo del año (*). El paralaje es proporcionalmente menor para las estrellas más lejanas y, en consecuencia, es un método apto para determinar distancias estelares.

El video mostrado arriba comienza con una ilustración de la Vía Láctea, la que pronto se transforma en una visualización tridimensional de los datos estelares de Gaia.

Algunas estrellas notables aparecen con sus nombres comunes, en cambio otras sólo se identifican con los números del catálogo de la misión. Finalmente el espectador llega a nuestra estrella anfitriona, el Sol, luego se resuelve el sistema planetario y se hace visible el tercer cuerpo, esto es, la Tierra.

Si bien el video se basa en los datos de algo más de 600 000 estrellas, Gaia medirá las distancias paralácticas de más de mil millones de estrellas durante los cinco años de la misión.

Vía Foto astronómica del día correspondiente al 26 de septiembre de 2016. Esta página ofrece todos los días una imagen, fotografía o video del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Créditos: de la ilustración de la galaxia, Nick Risinger (skysurvey.org); de los datos estelares: Gaia Mission, ESA, Antoni Sagristà Sellés (U. Heidelberg) et al.

(*) Dicho en otros términos, Gaia puede determinar pequeños paralajes estelares porque mide y compara las posiciones estelares cada seis meses, esto es, cuando se encuentra en puntos opuestos de su órbita anual alrededor del Sol.

Nota: Síganme en Twitter (@astrosofista) para saber más sobre el universo y mi mundo. Desde que comencé a tuitear hace once equinoccios, unos 48 000 tweets ilustran y amplían las más de 4600 entradas publicadas en el blog desde su inicio, en mayo de 2004. ¿Qué esperan para unirse a esta gran conversación? Ya somos más de tres mil.

Los secretos de una mancha espacial gigante

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Simulación de mancha Lyman-alfa

Simulación computacional de una mancha Lyman-alfa. Esta simulación rastrea la evolución del gas y de la materia oscura usando uno de los últimos modelos de formación de galaxias. Crédito: J. Geach/D. Narayanan/R. Crain.

Un equipo internacional de astrónomos que ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros telescopios, ha descubierto la verdadera naturaleza de un extraño objeto del Universo distante llamado “mancha Lyman-Alfa”. Hasta ahora, los astrónomos no entendían qué mecanismo hacía que estas enormes nubes de gas brillaran tanto, pero ALMA ha detectado dos galaxias en el corazón de uno de estos objetos, y están atravesando una frenética etapa de formación estelar que ilumina todo su entorno. Estas enormes galaxias están, a su vez, en el centro de un enjambre de galaxias más pequeñas en lo que parece ser una fase temprana en la formación de un cúmulo masivo de galaxias. Las dos fuentes de ALMA están destinadas a convertirse en una única galaxia elíptica gigante.

Las manchas Lyman-alfa (“Lyman-alpha Blobs”, LAB) son gigantescas nubes de gas de hidrógeno que pueden abarcar cientos de miles de años luz y se encuentran a grandes distancias cósmicas. El nombre refleja la característica longitud de onda de la luz ultravioleta que emiten, conocida como radiación Lyman-alfa. Desde su descubrimiento, los procesos que dan lugar a los LABs han sido un rompecabezas astronómico. Ahora, nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA, han aclarado el misterio.

Una de las manchas Lyman-alfa más grande conocida, y la más ampliamente estudiada, es la mancha SSA22-Lyman-alfa 1 o LAB-1. Incrustado en el núcleo de un gran cúmulo de galaxias que se encuentra en las primeras etapas de formación, fue el primer objeto de su tipo en ser descubierto –en el año 2000– y se encuentra tan lejos que su luz ha tardado unos 11.500 millones de años en llegar hasta nosotros.

Mancha Lyman-alfa LAB-1

La mancha Lyman-alfa LAB-1. Crédito: ESO/M. Hayes.

Un equipo de astrónomos, liderado por Jim Geach, del Centro de Investigación en Astrofísica de la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido), ha utilizado el radiotelescopio ALMA con su inigualable capacidad para observar la luz de las nubes de polvo frías en galaxias lejanas, para estudiar LAB-1 en profundidad. Esto les permitió identificar y distinguir varias fuentes de emisión submilimétrica.

Combinando las imágenes de ALMA con las observaciones del instrumento MUSE, instalado en el VLT para captar la luz Lyman-alfa, pudieron demostrar que las fuentes de ALMA se encuentran en el corazón de la mancha Lyman-alfa, donde están formando estrellas a un ritmo cien veces superior al de la Vía Láctea.

Además, la capacidad del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA de obtener imágenes de campo profundo y la espectroscopía proporcionada por el Observatorio W. M. Keck demostraron que las fuentes de ALMA están rodeadas por numerosas galaxias compañeras débiles que podrían estar bombardeando las fuentes centrales de ALMA, ayudando a impulsar sus altas tasas de formación estelar.

Llegados a este punto, el equipo llevó a cabo una sofisticada simulación de formación de galaxias para demostrar que la gigante nube brillante de emisión Lyman-alfa puede explicarse si la luz ultravioleta producida por la formación de estrellas en las fuentes de ALMA dispersa el gas de hidrógeno circundante. Esto daría lugar a la mancha Lyman-alfa que vemos.

Infografía mancha Lyman-alfa

Diagrama que explica cómo brilla una mancha Lyman-alfa. Crédito: ESO/J. Geach.

Jim Geach, autor principal del nuevo estudio, explica: “Imaginen un farol en una noche con niebla: vemos el resplandor difuso porque la luz se dispersa por las pequeñas gotitas de agua. Aquí sucede algo similar, salvo que el farol es una galaxia con intensa formación estelar y la niebla es una enorme nube de gas intergaláctico. Las galaxias están iluminando su entorno”.

Entender cómo se forman y evolucionan las galaxias es un desafío enorme. Los astrónomos piensan que las manchas Lyman-alfa son importantes porque parecen ser los lugares donde se forman las galaxias más masivas del Universo. En particular, la luz Lyman-alfa extendida, proporciona información sobre lo que está sucediendo en la nube de gas primordial que rodea a las galaxias jóvenes, una región que es muy difícil de estudiar, pero cuya comprensión resulta fundamental.

Jim Geach, concluye, “Lo que resulta emocionante acerca de estas manchas es que por fin podemos ver lo que está sucediendo alrededor de estas galaxias jóvenes en crecimiento. Durante mucho tiempo, el origen de la luz Lyman-alfa extendida ha generado polémica. Pero, con la combinación de nuevas observaciones y simulaciones de vanguardia, creemos haber resuelto un misterio de hace 15 años: Lyman-alfa Blob-1 es el lugar de formación de una galaxia elíptica masiva que un día será el corazón de un cúmulo gigante. Estamos viendo una fotografía de la unión de esta galaxia hace 11.500 millones de años”.

El artículo “ALMA observations of Lyman-α Blob 1: Halo sub-structure illuminated from within” será publicado en The Astrophysical Journal.

Fuente: ALMA

Colores y luces de otoño

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Por Paula Ximena García Reynaldos 
“Do not go gentle into that good night.
Rage, rage against the dying of the light.”
-Dylan Thomas, poeta galés (1914-1953)

En el hemisferio norte es de nuevo otoño: el pasado jueves 22 de septiembre a las 9:21 de la mañana (hora del centro del México), ocurrió el equinoccio de otoño, este evento astronómico en el cual el Sol queda en línea con el ecuador terrestre, de modo que por ese día, las horas de luz y oscuridad en la Tierra son las mismas, de ahí el nombre equinoccio que quiere decir “noche igual”.

El equinoccio ocurre para todo el planeta, sólo que en la otra mitad de la Tierra, el hemisferio sur, el cambio de estación va de invierno a primavera. Ahí, en el sur del planeta, después tener un día con horas nocturnas igual a las diurnas, al avanzar las semanas hacia el verano, las noches se irán acortando.

Acá en el hemisferio norte, al avanzar hacia el invierno, lo que se acortarán serán las horas de luz de día y tendremos noches más largas, lo cual es más notable mientras más al norte del planeta estemos.

Esta disminución de cantidad de luz durante el día, también tiene que ver con otro de los cambios con los que más identificamos al otoño: mucho árboles pierden sus hojas, o si no las pierden, éstas cambian el color.

El color verde de las hojas se debe a la clorofila, pigmento producido por las plantas fundamental en la fotosíntesis, el proceso a través del cual producen su propio alimento a partir del dióxido de carbono del aire, el agua del suelo y la luz solar.

Además de la clorofila, las hojas de las plantas pueden contener otros pigmentos de colores diferentes, que sin embargo no son evitentes todo el tiempo: mientras las plantas reciben suficiente cantidad de luz solar el color que muestran en sus hojas es el de la clorofila predominante.

Cuando la luz solar comienza a escasear, como en el otoño, algunas plantas producen menos clorofila y podemos ver los colores de los otros pigmentos: los flavonoides hacen que veamos hojas amarillas, los carotenoides, anarajandas. A medida que avanza el otoño, algunas plantas incluso producen pigmentos diferentes a los que tienen en las estaciones soleadas, como las antocianinas que dan colores rojos oscuro a las hojas. (1)

Pero no sólo los árboles se ven diferentes en el otoño, hay quien piensa que a la par de que los días se vuelven más cortos los atardeceres se vuelven más coloridos.

Atardecer en el Desierto de Mojave, que muestra la separación de los componentes anaranjados de la luz, por la dirección del Sol bajo el horizonte respecto al observador y los componentes azules dispersados en el cielo circundante. (Fotografía de Jesse Eastland, con licencia de Creative Commons, tomada de Wikimedia Commons)

Aunque a decir de Stephen Corfidi, meteorólogo de la Administración Nacional Océnica y Atmosférica de EUA, NOAA, por sus siglas en inglés: “siempre hay buenos atardeceres; sólo que no siempre podemos verlos bien desde la tierra.” (2)

En una entrevista con la revista National Geographic (3), Corfidi explica cómo en los amaneceres y atardeceres por la posición del Sol respecto a nuestra posición en la Tierra, es posible que podamos ver cómo la atmósfera dispersa la luz solar.

El oxígeno y el nitrógeno, principales componentes de la atmósfera de la Tierra, son moléculas muy pequeñas, lo cual influye en la forma en la dispersan la luz del Sol.

Recordemos que la luz que percibimos como blanca está formada por diferentes colores, que corresponden a diferentes longitudes de onda. Los colores azules corresponden a luz de longitud de onda pequeña, mientras que los rojos corresponde a longitudes de onda más grandes.

Así las moléculas pequeñas de la atmósfera al interactuar con la luz del Sol dispersan mejor las longitudes que también son pequeñas, razón por la cual en el día, cuando el Sol nos da directamente, vemos el cielo azul.

Sin embargo al atardecer, cuando la luz del Sol no nos da directamente, sino que tiene que recorrer un camino más largo en la atmósfera para llegar a nuestro ojo, esto da oportunidad de que, al tener que atravesar conjuntos grandes de moléculas pequeñas, sea posible que veamos las dispersiones de la luz en longitudes de onda más largas, es decir en tonos naranjas.

De cualquier forma eso pasa en cualquier estación del año, sin embargo el meteorólogo Corfidi, apunta que es posible que los atardeceres otoñales parezcan más coloridos, por las condiciones del tiempo atmosférico: hay más viento y los días son más secos y la ausencia de humedad en la atmósfera, también favorece que la dispersión de la luz sea hacia los colores naranjas y rojos.

Así, les deseo que ya sea que vivan en el hemisferio norte, o en el sur, puedan disfrutar de muchos atardeceres despejados y coloridos.

Referencias:
(1) The Chemicals Behind the Colours of Autumn Leaves, Compound Interest: http://ift.tt/X2yiVV
(2) The Colors of Sunset and Twilight. Stephen F. Corfidi, NOAA/NWS Storm Prediction Center.
http://ift.tt/JBfxkZ 
(3) Red Sky at Night. The Science of Sunsets. Amanda Fiegl, National Geographic http://ift.tt/16D7wqX