En diciembre de 2020, los astrónomos detectaron un inusual estallido de luz en una galaxia a aproximadamente 848 millones de años luz de distancia, una región con un agujero negro supermasivo en el centro que había estado en gran medida tranquila hasta entonces. La energía de la explosión disminuyó misteriosamente aproximadamente cada 8,5 días antes de que el agujero negro volviera a calmarse, similar a tener un caso de hipo celestial.

Ahora los científicos creen haber descubierto el motivo de este comportamiento inusual. El agujero negro supermasivo está orbitado por un agujero negro más pequeño que periódicamente atraviesa el disco de acreción del objeto más grande durante su viaje, liberando una columna de gas. Esto sugiere que los discos de acreción de los agujeros negros podrían no ser tan uniformes como pensaban los astrónomos, según un nuevo artículo publicado en la revista Science Advances.

El coautor Dheeraj «DJ» Pasham del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT notó la alerta comunitaria que se disparó después de que All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) detectara la llamarada, denominada ASASSN-20qc. Estaba intrigado y todavía le quedaba algo de tiempo en el telescopio de rayos X, llamado NICER (el Explorador de la composición interior de la estrella de neutrones) a bordo de la Estación Espacial Internacional. Dirigió el telescopio a la galaxia de interés y recopiló datos durante unos cuatro meses, después de lo cual la llamarada se apagó.

Pasham notó un patrón extraño mientras analizaba los datos de esos cuatro meses. Las ráfagas de energía disminuyen cada 8,5 días en el régimen de rayos X, de forma muy similar a como el brillo de una estrella puede atenuarse brevemente cada vez que un planeta en órbita se cruza por delante. Pasham estaba desconcertado sobre qué tipo de objeto podría causar un efecto similar en toda una galaxia. Fue entonces cuando se topó con un artículo teórico de físicos checos que sugerían que era posible que un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia tuviera un agujero negro más pequeño en órbita; predijeron que, en las circunstancias adecuadas, esto podría producir un efecto periódico como el que Pasham había observado en sus datos de rayos X.

«Estaba muy entusiasmado con esta teoría e inmediatamente le envié un correo electrónico para decir: ‘Creo que estamos observando exactamente lo que predijo su teoría'», dijo Pasham. Unieron fuerzas para realizar simulaciones incorporando los datos de NICER y los resultados respaldaron la teoría. Se estima que el agujero negro en el centro de la galaxia tiene una masa de 50 millones de soles. Dado que no hubo ninguna explosión antes de diciembre de 2020, el equipo cree que, como mucho, solo había un débil disco de acreción alrededor de ese agujero negro y un agujero negro en órbita más pequeño de entre 100 y 10.000 masas solares que eludió la detección debido a eso.

Entonces, ¿qué cambió? Pasham et al. sugieren que una estrella cercana quedó atrapada en la atracción gravitacional del agujero negro supermasivo en diciembre de 2020 y fue destrozada, lo que se conoce como evento de perturbación de mareas (TDE). Como se informó anteriormente, en un TDE, parte de la masa original de la estrella destrozada es expulsada violentamente hacia afuera. Esto, a su vez, puede formar un disco de acreción alrededor del agujero negro que emite potentes rayos X y luz visible. Los chorros son una forma en que los astrónomos pueden inferir indirectamente la presencia de un agujero negro. Esas emisiones de salida normalmente ocurren poco después del TDE.

Eso parece ser lo que sucedió en el sistema actual para provocar la repentina llamarada en el agujero negro supermasivo primario. Ahora tenía un disco de acreción mucho más brillante, por lo que cuando su compañero, el agujero negro más pequeño, pasó a través del disco, se emitieron columnas de gas más grandes de lo habitual. Quiso la suerte que esa columna apuntara en dirección a un telescopio de observación.

Los astrónomos conocen desde hace tiempo los sistemas binarios de agujeros negros llamados «David y Goliat», pero «esta es una bestia diferente», dijo Pasham. “No se ajusta a nada de lo que sabemos sobre estos sistemas. Estamos viendo evidencia de objetos que entran y atraviesan el disco, en diferentes ángulos, lo que desafía la imagen tradicional de un simple disco gaseoso alrededor de agujeros negros. Creemos que existe una enorme población de estos sistemas”.

Avances científicos, 2024. DOI: 10.1126/sciadv.adj8898 (Acerca de los DOI).

Habiendo crecido en un mundo que orbita alrededor de una suave estrella amarilla, es fácil para la humanidad olvidar el increíble potencial destructivo de los monstruos impulsados ​​por la fusión nuclear que arden en el corazón de todos y cada uno de los sistemas planetarios.

Las estrellas tienen el potencial de devastar planetas cercanos o lanzar devastadores estallidos de radiación en mundos más distantes en forma de eyecciones de masa coronal. En algunos casos extremos, incluso se sabe que destrozan grandes asteroides y planetas y los devoran en su totalidad.

La evidencia de uno de esos actos de canibalismo cósmico fue descubierta recientemente por un equipo de astrónomos utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, quienes encontraron evidencia de una vasta cicatriz metálica que marca la huella luminosa de una estrella moribunda del tamaño de la Tierra conocida como enana blanca.

Según los autores del nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters, la masa metálica probablemente representa los restos de un planetoide, o potencialmente un asteroide que habría tenido aproximadamente 500 kilómetros de ancho antes de ser destrozado por la disruptiva influencia gravitacional de la estrella. Las fluctuaciones en la intensidad de la señal metálica sugieren que los restos rocosos se concentran en puntos seleccionados de la superficie de la estrella, lo que a su vez indica que el campo magnético de la estrella jugó un papel clave en el proceso de alimentación.

“Sorprendentemente, el material no se mezcló uniformemente sobre la superficie de la estrella, como predijo la teoría. En cambio, esta cicatriz es un parche concentrado de material planetario, mantenido en su lugar por el mismo campo magnético que ha guiado los fragmentos que caen”, dijo el coautor del estudio, el profesor John Landstreet, de la Western University, en Canadá, y del Observatorio Armagh y Planetario. «No se había visto nada parecido antes».

Tour Starfield del Sistema Solar

Los astrónomos han descubierto un exoplaneta inusual del tamaño de la Tierra que creen que tiene un hemisferio de lava fundida, con el otro hemisferio atrapado por las mareas en una oscuridad perpetua. Los coautores y líderes del estudio Benjamin Capistrant (Universidad de Florida) y Melinda Soares-Furtado (Universidad de Wisconsin-Madison) presentaron los detalles ayer en una reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans. Se acaba de publicar un artículo asociado en The Astronomical Journal. Otro artículo publicado hoy en la revista Astronomy and Astrophysics por un grupo diferente describió el descubrimiento de un raro exoplaneta pequeño y frío con un compañero exterior masivo 100 veces la masa de Júpiter.

Como se informó anteriormente, gracias al enorme tesoro de exoplanetas descubiertos por la misión Kepler, ahora tenemos una buena idea de qué tipos de planetas existen, dónde orbitan y qué tan comunes son los diferentes tipos. Lo que nos falta es una buena idea de lo que eso implica en términos de las condiciones de los planetas mismos. Kepler puede decirnos qué tan grande es un planeta, pero no sabe de qué está hecho. Y los planetas en la «zona habitable» alrededor de las estrellas podrían ser consistentes con cualquier cosa, desde un infierno en llamas hasta una roca helada.

El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) se lanzó con la intención de ayudarnos a descubrir cómo son realmente los exoplanetas. TESS está diseñado para identificar planetas que orbitan estrellas brillantes relativamente cerca de la Tierra, condiciones que deberían permitir observaciones de seguimiento para determinar sus composiciones y potencialmente las de sus atmósferas.

Tanto Kepler como TESS identifican planetas utilizando lo que se llama el método del tránsito. Esto funciona para sistemas en los que los planetas orbitan en un plano que los lleva entre su estrella anfitriona y la Tierra. Cuando esto ocurre, el planeta bloquea una pequeña fracción de la luz de las estrellas que vemos desde la Tierra (o órbitas cercanas). Si estas caídas de luz ocurren con regularidad, son un diagnóstico de que algo orbita alrededor de la estrella.

Esto nos dice algo sobre el planeta. La frecuencia de las caídas en la luz de la estrella nos dice cuánto dura una órbita, lo que nos dice qué tan lejos está el planeta de su estrella anfitriona. Eso, combinado con el brillo de la estrella anfitriona, nos dice cuánta luz entrante recibe el planeta, lo que influirá en su temperatura. (El rango de distancias en el que las temperaturas son consistentes con las del agua líquida se llama zona habitable). Y podemos usar eso, junto con la cantidad de luz que se bloquea, para determinar qué tan grande es el planeta.

Pero para entender realmente otros planetas y su potencial para albergar vida, tenemos que entender de qué están hechos y cómo es su atmósfera. Si bien TESS no responde esas preguntas, está diseñado para encontrar planetas con otros instrumentos que podrían responderlas.

Esto no es un consejo de inversión. El autor no tiene posición en ninguna de las acciones mencionadas. Wccftech.com tiene una política de divulgación y ética.

Los cohetes Falcon 9 de SpaceX, que han volado casi 90 veces este año, ahora están causando que los astrónomos se preocupen por el impacto que están teniendo en la ionosfera de la Tierra. Después de lanzar su carga útil al espacio, el Falcon 9 enciende sus motores Merline para reorientarse y reducir su velocidad para aterrizar en tierra o en el mar. Del mismo modo, una vez que la segunda etapa ha terminado su misión, también enciende sus motores para regresar a la Tierra.

Estos motores crean agujeros en la ionosfera, una capa de gas cargado que rodea la Tierra y que desempeña un papel crucial en las comunicaciones por satélite. Estos agujeros generan luz roja, lo que puede afectar aún más a la astronomía y a los esfuerzos de los astrónomos por estudiar el cielo.

La segunda etapa del Falcon 9 de SpaceX crea agujeros en el cielo durante su regreso a la Tierra

El Falcon 9 de SpaceX es el único cohete reutilizable de elevación media del mundo, y aunque el propulsor de la primera etapa aterriza en la Tierra después de la mayoría de las misiones, la segunda etapa no se recupera. Después de una misión, una vez que la segunda etapa del Falcon 9 ha entregado su carga útil, el cohete enciende su motor de vacío Merlin para reducir su altitud y quemarse en la atmósfera, a veces semanas después de su lanzamiento.

La ionosfera comienza a 60 kilómetros de la superficie de la Tierra y se extiende hasta 300 kilómetros. Es una de las regiones más altas de la atmósfera, y después de ella sólo hay una capa adicional antes de que comience el vasto vacío del espacio. Dentro de la ionosfera, varias capas están «ionizadas», lo que en términos científicos se refiere a partículas cargadas. Las partículas dentro de la ionosfera reciben energía debido a su altura, lo que las deja expuestas a la radiación del Sol. Esta radiación también ayuda a los humanos en la Tierra, ya que ayuda a que las ondas de radio viajen más lejos.

Ahora, según Stephen Hummel del Laboratorio Austin de la Universidad de Texas, la segunda etapa del Falcon 9 está haciendo agujeros en la ionosfera. El escape de un cohete puede eliminar la carga de las partículas ionosféricas para crear un área vacía. Como parte de su viaje de descenso, la segunda etapa enciende su motor Merlin aproximadamente una hora y media después del lanzamiento. Los gases de escape del motor se componen principalmente de vapor de agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono. Hummel explica a Spaceweather que, dado que los encendidos del motor de la segunda etapa del Falcon 9 tienen lugar en zonas más altas de la ionosfera, se producen grandes agujeros debido a la falta de densidad atmosférica general.

Si bien el investigador no está seguro de los efectos de estos agujeros en la astronomía, le preocupa que una vez que SpaceX aumente su cadencia de lanzamiento, puedan volverse más comunes de lo que son ahora. Sin embargo, otros investigadores están entusiasmados, ya que los lanzamientos de cohetes les permiten observar adecuadamente la desionización ionosférica.

En 2023, SpaceX estableció un nuevo récord en lo que respecta al número de lanzamientos y, cuando queda un mes, a la empresa todavía le queda mucho camino por recorrer antes de dar por terminado el día. También está desarrollando el cohete Starship en Texas, y si Starship entra en funcionamiento, volará en mayor número que el Falcon 9 en este momento. SpaceX también ha recibido críticas de los astrónomos porque sus satélites Starlink bloquean el cielo nocturno, y la empresa ha respondido introduciendo mejoras en la nave espacial para evitar cualquier reflejo.

Los astrónomos involucrados en el experimento Telescope Array en el desierto occidental de Utah han detectado un rayo cósmico de energía ultra alta (UHECR) con un enorme nivel de energía de 244 EeV, según un nuevo artículo publicado en la revista Science. Es el rayo cósmico más energético detectado desde 1991, cuando los astrónomos detectaron la partícula llamada «Dios mío», con energías aún más impresionantes de 320 EeV. Los astrónomos han denominado a este último evento la partícula «Amaterasu», en honor a la Se dice que la diosa sintoísta del sol creó Japón. Incluso se podría llamarla la partícula «Oh-Mi-Diosa».

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas de alta energía que viajan por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz. Técnicamente, un rayo cósmico es simplemente un núcleo atómico formado por un protón o un grupo de protones y neutrones. La mayoría se originan en el Sol, pero otros provienen de objetos fuera de nuestro sistema solar. Cuando estos rayos inciden en la atmósfera terrestre, se fragmentan en lluvias de otras partículas (tanto con carga positiva como negativa).

Fueron descubiertos por primera vez en 1912 por el físico austriaco Victor Hess mediante una serie de ascensos en un globo de hidrógeno para medir la radiación en la atmósfera con un electroscopio. Descubrió que la tasa de ionización era tres veces mayor que la tasa al nivel del mar, refutando así una teoría contraria de que esta radiación provenía de las rocas de la Tierra. Si alguna vez has visto una cámara de niebla en un museo de ciencias, las huellas de los rayos cósmicos parecen pequeñas líneas blancas tenues, similares a las diminutas estelas de un avión.

Los rayos cósmicos vienen en una amplia gama de energías, siendo las menos energéticas las más comunes. Esos fueron los rayos cósmicos que detectó Hess y son los que con mayor probabilidad aparecerán en la cámara de niebla de un museo. Existe un límite teórico, propuesto en 1965, a la energía que debería tener un rayo cósmico: no más de 50 EeV provenientes de más de 300 millones de años luz de la Tierra. Esto se debe a la radiación cósmica de fondo de microondas, el resplandor del Big Bang que impregna el universo, descubierto en 1964. Cualquier rayo cósmico que viaje más lejos sería destruido mediante interacciones con el CMB antes de llegar a los detectores de la Tierra. Se conoce como límite de GZK en honor a los científicos que lo propusieron (Kenneth Greisin, Georgiy Zatsepin y Vadim Kuzmin).

El descubrimiento en 1991 de la partícula «Oh-My-God» desafió esa teoría predominante, golpeando la atmósfera de la Tierra a una velocidad muy cercana a la de la luz y aparentemente viajando desde la dirección de la constelación de Perseo en el hemisferio norte. Llevaba la energía equivalente a una bola de boliche lanzada desde la altura del hombro, compactada en una partícula subatómica. Los astrónomos no han visto algo igual desde entonces, aunque han detectado docenas de eventos que califican como UHECR durante las décadas siguientes.

Pero, ¿cuál podría ser la fuente de tales UHECR, capaces de acelerar partículas subatómicas a velocidades tan impresionantes? Ni siquiera una supernova podría hacer esto. Una posible fuente es una onda de choque en expansión proveniente de una explosión a escala cósmica (por ejemplo, un agujero negro que destroza una estrella y produce un chorro masivo de plasma) en el que las partículas atraviesan campos magnéticos una y otra vez y recogen energía a medida que viajan por el espacio. . Otro candidato son los núcleos galácticos activos (AGN), que normalmente se encuentran en el centro de las galaxias y se supone que contienen un agujero negro supermasivo. Los AGN producen potentes chorros de plasma sobrecalentado acompañados de ondas de choque.

Otras sugerencias incluyen estallidos de rayos gamma (que surgen de una fuente desconocida) o regiones intensas de formación estelar conocidas como galaxias con estallido estelar. No ayuda que las trayectorias de los UHECR sean desviadas por campos magnéticos en su camino hacia nuestros detectores en la Tierra, lo que dificulta reconstruir la ruta que recorrieron y, por lo tanto, identificar un punto de origen en el cielo. Los astrónomos pensaron que habían identificado un par de puntos calientes intrigantes en 2017, uno en Centauro A y el otro en una galaxia llamada M82 en la constelación de la Osa Mayor. Pero la confianza en el antiguo punto crítico se ha debilitado desde 2019, ya que el número de UHCER detectados allí parece estar disminuyendo.

Buen día. Es 8 de noviembre y sí, nos dirigimos nuevamente a la misión Lucy. La NASA compartió información adicional sobre el sobrevuelo de un asteroide la semana pasada, y hay más cosas buenas para compartir.

Hace unos días, el Daily Telescope informó que la nave espacial Lucy había encontrado no uno sino dos asteroides durante su sobrevuelo del pequeño asteroide Dinkinesh del cinturón principal. Resulta que esa no fue toda la historia. Los datos posteriores transmitidos desde la nave espacial revelaron que el más pequeño de los dos asteroides es un binario de contacto: dos asteroides más pequeños en contacto entre sí.

Los científicos están, por decirlo suavemente, bastante entusiasmados.

«Los binarios de contacto parecen ser bastante comunes en el sistema solar», dijo John Spencer, científico adjunto del proyecto Lucy, de la sucursal de Boulder, Colorado, del Southwest Research Institute con sede en San Antonio. «No hemos visto muchos de cerca, y nunca hemos visto uno orbitando otro asteroide. Habíamos estado desconcertados por las extrañas variaciones en el brillo de Dinkinesh que vimos al acercarnos, lo que nos dio un indicio de que Dinkinesh podría tener una luna de algún tipo, ¡pero nunca sospechamos algo tan extraño!

Se podría decir que están sobre la Luna, pero en realidad, Lucy está mucho más allá de la Luna. Sin embargo, la nave espacial regresará a la Tierra para recibir asistencia gravitatoria el próximo año. Ese sobrevuelo impulsará a la nave espacial de regreso a través del cinturón de asteroides principal, donde observará el asteroide Donaldjohanson en 2025 y luego a los asteroides troyanos en la órbita de Júpiter en 2027.

Fuente: NASA.

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Amazon tiene previsto lanzar dos prototipos de satélites para su red Proyecto Kuiper, que eventualmente contará con más de 3.200 orbitadores. El Proyecto Kuiper podría convertirse en un rival de la constelación Starlink de SpaceX, que ahora tiene casi 4.800 miembros. El lanzamiento de Amazon está previsto para las 2 p. m., hora del este de hoy, con una ventana de lanzamiento de respaldo mañana. Este rápido crecimiento de la industria de los satélites ha tenido un coste para los astrónomos y los aficionados al cielo nocturno, como subrayaron esta semana dos nuevos estudios y paneles en una conferencia internacional de astronomía.

Todas las naves espaciales en órbita terrestre baja reflejan la luz solar y algunas brillan lo suficiente como para ser visibles a simple vista: constelaciones artificiales que compiten con las estelares. Los satélites pueden causar problemas a los astrónomos cuando cruzan imágenes, interfieren con las observaciones de radio o hacen que los datos obtenidos con tanto esfuerzo sean menos útiles desde el punto de vista científico. Según una estimación, podría haber unos 100.000 satélites pululan por los cielos en la década de 2030. Si bien los científicos están preocupados principalmente por este efecto agregado, algunos satélites individuales son realmente muy brillantes. Un estudio publicado en la revista Nature esta semana muestra que un prototipo del enjambre BlueBird de AST SpaceMobile se ha convertido en uno de los objetos más brillantes del cielo. Otro estudio documenta cómo incluso los satélites deliberadamente oscurecidos siguen siendo dos veces más brillantes (si no más) que el límite que los astrónomos han pedido para minimizar los efectos en la ciencia espacial.

Tales preocupaciones provocaron una importante conferencia esta semana, organizada por el Centro de la Unión Astronómica Internacional para la Protección del Cielo Oscuro y Tranquilo contra la Interferencia de Constelaciones de Satélites, conocido como CPS. Se celebra en las Islas Canarias, donde hay varios observatorios. Es la primera reunión en persona de este tipo, que reúne a decenas de astrónomos, así como a representantes de la industria de los satélites, defensores de las perspectivas indígenas y ambientales, y expertos en políticas.

“Estamos en la cúspide de una nueva era con un gran zoológico de satélites abarrotado. Tener un montón de satélites brillantes en el cielo será muy perjudicial para la astronomía”, afirma Aparna Venkatesan, astrofísica de la Universidad de San Francisco, que habló en la reunión sobre visiones medioambientales y culturales del cielo nocturno. Fue coautora de un estudio anterior sobre cómo la proliferación de satélites aumenta los riesgos de colisiones en órbita terrestre baja y aumenta la cantidad de basura espacial. La reunión de la CPS se retrasó varias veces debido a la COVID y a la erupción de un volcán, por lo que debería haberse celebrado hace mucho tiempo, dice Venkatesan. «Pero en cierto modo, la espera ha sido un regalo, porque los astrónomos, modeladores y tomadores de datos han podido organizarse».

A los astrónomos les preocupa que los satélites brillantes puedan fotobombardear las imágenes e interferir con los receptores de radio, degradando los datos astronómicos. Un equipo que trabaja en el Observatorio Vera Rubin en los Andes chilenos, que se convertirá en uno de los telescopios más poderosos de la Tierra cuando se inaugure el próximo año, ha propuesto un límite de brillo de magnitud aparente 7. (Las magnitudes aparentes describen qué tan brillante aparece algo en la Tierra , no su brillo absoluto. Una galaxia distante puede tener una magnitud más débil que una estrella cercana o un satélite mucho más cercano.) Pero la mayoría de los miembros de las constelaciones de satélites brillan mucho más que eso, al menos parte del tiempo.

Las redes de satélites también crean una luz difusa en el cielo nocturno, incluso desde orbitadores que no son visibles individualmente. Esa luz sólo se iluminará si los satélites chocan, creando fragmentos reflectantes de basura voladora que no pueden ocultarse en las imágenes. Los satélites Starlink han estado involucrados en muchos cuasi accidentes, incluido el vuelo cerca de la estación espacial Tiangong de China.

Si bien los telescopios terrestres son los más afectados, algunos telescopios espaciales, especialmente el Hubble, también se han visto afectados. Dado que el Hubble orbita ligeramente por debajo de algunas redes de satélites, un porcentaje pequeño pero creciente de sus imágenes tiene rayas.

Los organizadores de la conferencia enfatizan que los astrónomos generalmente no se oponen a las constelaciones de satélites, que pueden brindar acceso de banda ancha, navegación y otros servicios importantes. “Los beneficios potenciales para la humanidad son grandes, pero también lo son las preocupaciones asociadas. Se necesitan soluciones creativas e innovación tecnológica para enfrentar y resolver estos problemas”, afirma el sitio web de la conferencia. Pero los asistentes tienen dificultades para abordar las interferencias gracias al creciente número de satélites. “Desde el punto de vista astronómico, no hay nada que podamos hacer para detener esto. Es hora de mitigar los efectos y reducir los impactos”, afirma Mike Peel, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias, que codirige el grupo del CPS centrado en adaptar las estrategias de observación.

Science 101 nos dice que la apariencia parpadeante de las estrellas desde nuestro punto de vista en la Tierra se debe a efectos atmosféricos: los vientos y las diferentes temperaturas y densidades en el aire doblan y distorsionan la luz. Pero las estrellas tienen otro tipo de «centelleo» producido por la forma en que los gases se ondulan en ondas a través de su superficie, un efecto que podría proporcionar a los astrónomos un medio útil para explorar el interior de estrellas masivas para aprender más sobre cómo se forman y evolucionan. Pero el efecto es demasiado pequeño para ser detectado fácilmente por los telescopios.

Por eso, los científicos han desarrollado las primeras simulaciones en 3D de ese brillo innato, según un artículo reciente publicado en la revista Nature Astronomy. Como beneficio adicional, los investigadores convirtieron los datos de esas ondas de gas en un sonido audible, por lo que ahora todos podemos tomarnos un momento para escuchar «Twinkle, Twinkle, Little Star» (ver video arriba) y «Jupiter» de Gustav Holst. (ver vídeo abajo) en el «lenguaje» de las estrellas.

«Los movimientos en el núcleo de las estrellas lanzan ondas como las del océano», dijo el coautor Evan Anders de la Universidad Northwestern. “Cuando las ondas llegan a la superficie de la estrella, la hacen parpadear de una manera que los astrónomos pueden observar. Por primera vez hemos desarrollado modelos informáticos que nos permiten determinar cuánto debería parpadear una estrella como resultado de estas ondas. Este trabajo permitirá que futuros telescopios espaciales exploren las regiones centrales donde las estrellas forjan los elementos de los que dependemos para vivir y respirar”.

La característica crítica de esta última investigación es la llamada «zona de convección», que normalmente se encuentra cerca de la superficie, aunque también puede persistir más profundamente en la estrella. (Las estrellas también pueden desarrollar zonas de convección cerca del núcleo). Nuestro Sol, por ejemplo, tiene una envoltura convectiva que se extiende desde su superficie hasta aproximadamente un tercio del camino hacia su núcleo. La convección estelar es lo que mueve la materia desde las capas más profundas y calientes de la estrella hacia las capas exteriores más frías, y el material de esas capas exteriores a las capas interiores más calientes.

La convección es también un mecanismo propuesto para las señales llamadas de «ruido rojo» que los astrónomos han observado en las curvas de luz fotométrica de estrellas masivas y calientes: una pulsación misteriosa que provoca fluctuaciones en el brillo de las estrellas. Específicamente, se ha sugerido que la convección del núcleo, o la turbulencia de las zonas de convección del subsuelo, podría producir ondas de gravedad que se expandan hacia la superficie. Esas ondas comprimirían y descomprimirían el plasma, produciendo fluctuaciones de brillo en la luz de la estrella. Anders y sus colegas desarrollaron sus simulaciones en parte para probar esa hipótesis. El desafío: mientras algunas olas llegan a la superficie, otras quedan atrapadas debajo y rebotan. De modo que necesitaban algún medio para distinguir entre los dos tipos de ondas.

Para ello, recurrieron a una analogía acústica. «El carácter de la música depende tanto de las ondas sonoras producidas por los músicos como de la acústica del entorno donde se toca», escribieron los autores. «La música se graba en estudios especiales con paredes que absorben o difunden ondas para minimizar la influencia del entorno sobre el sonido y recuperar el ‘sonido puro’ de los músicos. Para experimentar la música en un entorno diferente, no es necesario transportarse físicamente los músicos; en cambio, se puede aplicar un filtro a la grabación, imitando los efectos del nuevo entorno».

El equipo adoptó una estrategia similar: realizó breves simulaciones de ondas generadas por convección y registró las ondas a medida que avanzaban más allá de la zona de convección. Primero, construyeron un modelo para calcular la «canción» básica de esas ondas de convección (técnicamente, la variabilidad fotométrica de las ondas de gravedad) y luego aplicaron un filtro para replicar las propiedades acústicas de la estrella, similar a los filtros de amortiguación utilizados en una grabación. estudio. Una vez validado este enfoque, Anders et al. realizó simulaciones de convección para estrellas con masas de tres, 15 y 40 veces la de nuestro Sol. Estos mostraron cómo deberían verse esas ondas cuando se ven a través de un telescopio.

En cuanto a la sonificación, la convección de una estrella produce ondas que corresponden a diferentes sonidos. «Las estrellas más pequeñas de nuestro estudio se parecen más al violín, donde tienen algunos ruidos más agudos porque tienen una cavidad de onda más pequeña, al igual que un violín tiene una cavidad de onda más pequeña», dijo Anders a New Scientist. «Y nuestras estrellas más grandes tienen una cavidad de ondas más grande, al igual que un violonchelo tiene una cavidad de ondas más grande, por lo que tienen algunos ruidos más profundos». Utilizaron su modelo para descubrir cómo sonaría una canción si la escucháramos propagada a través de una estrella aplicándola a música real. «Las estrellas cambian la música y, en consecuencia, cambian el aspecto de las ondas si las viéramos parpadear en la superficie de la estrella», dijo Anders.

Las simulaciones también revelaron que el parpadeo atribuible a la convección del núcleo es simplemente demasiado débil para explicar completamente el efecto de ruido rojo observado en estrellas masivas. Es posible que la convección más cercana a la superficie de la estrella pueda explicar el ruido rojo, pero según el coautor Matteo Cantiello del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en Nueva York, esto les diría menos a los astrónomos sobre los procesos que ocurren en las profundidades del interior de la estrella. . El siguiente paso es mejorar sus simulaciones para tener en cuenta otros efectos, como una estrella que gira rápidamente alrededor de su eje, lo que podría producir un parpadeo lo suficientemente fuerte como para ser detectado por telescopios.

DOI: Astronomía de la naturaleza, 2023. 10.1038/s41550-023-02040-7 (Acerca de los DOI).

Imagen de listado de EH Anders et al., 2023

Los astrónomos han utilizado instrumentos avanzados para calcular una edad más precisa de la galaxia de Maisie, descubierta por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) en junio de 2022. Aunque el sistema estelar no es tan antiguo como se estimó inicialmente, sigue siendo uno de los más antiguos registrados. , de 390 millones de años después del Big Bang, por lo que tiene unos 13.400 millones de años. Eso es apenas 70 millones de años más joven que JADES-GS-z13-0, el (actual) sistema más antiguo conocido.

Un equipo dirigido por el astrónomo Steven Finkelstein de la Universidad de Texas en Austin descubrió el sistema el verano pasado. (El nombre «Galaxia de Maisie» es una oda a su hija porque la vieron en su cumpleaños). El grupo inicialmente estimó que fue solo 290 millones de años después del Big Bang, pero el análisis de la galaxia con equipos más avanzados reveló que tiene alrededor de 100 millones de años. millones de años más viejo que eso. “Lo emocionante de la galaxia de Maisie es que fue una de las primeras galaxias distantes identificadas por JWST, y de ese conjunto, es la primera en ser confirmada espectroscópicamente”, dijo Finkelstein.

La confirmación espectroscópica fue cortesía del espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) del JWST realizado por el Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS). El NIRSpec «divide la luz de un objeto en muchas frecuencias estrechas diferentes para identificar con mayor precisión su composición química, salida de calor, brillo intrínseco y movimiento relativo». El corrimiento al rojo, el movimiento de la luz hacia longitudes de onda más largas (más rojas) para indicar que se aleja del observador, era la clave para una datación más precisa que la estimación original basada en la fotometría. Las herramientas avanzadas asignaron un desplazamiento al rojo de z=11,4 a la galaxia de Maisie, lo que ayudó a los investigadores a establecer la estimación revisada de 390 millones de años después del Big Bang.

Los astrónomos también examinaron CEERS-93316, una galaxia estimada inicialmente en 235 millones de años antes del Big Bang, lo que la habría hecho asombrosamente antigua. Después de estudiar este sistema, reveló un corrimiento hacia el rojo de z=4.9, lo que lo ubica apenas mil millones de años después del Big Bang. La primera estimación errónea sobre CEERS-93316 era comprensible: la galaxia emitía una cantidad inusual de luz en bandas de frecuencia estrechas asociadas con el oxígeno y el hidrógeno, lo que hacía que pareciera más azul de lo que era.

Finkelstein atribuye el fallo a la mala suerte. “Este fue un tipo de caso extraño”, dijo. «De las muchas decenas de candidatos de alto corrimiento al rojo que se han observado espectroscópicamente, esta es la única instancia en la que el verdadero corrimiento al rojo es mucho menor que nuestra suposición inicial». Finkelstein agregó: “Hubiera sido realmente un desafío explicar cómo el universo pudo crear una galaxia tan masiva tan pronto. Por lo tanto, creo que este fue probablemente siempre el resultado más probable, porque era muy extremo, muy brillante, con un desplazamiento al rojo aparentemente tan alto”.

El equipo de CEERS ahora está evaluando alrededor de 10 sistemas más que podrían ser más antiguos que la galaxia de Maisie.

Aquí hay un poco de historia de la ciencia que realmente nos sorprendió a muchos de nosotros aquí en Ars Technica. Todos conocemos la famosa historia de cómo Jocelyn Bell-Burnell descubrió los púlsares en 1967 como estudiante de posgrado en la Universidad de Cambridge, y el debate de larga data sobre si debería haber compartido el Premio Nobel otorgado a su supervisor, Antony Hewish. Pero aparentemente, un sargento de personal de la Fuerza Aérea que maneja una estación de radar de alerta temprana en Alaska podría decirse que se le adelantó a Bell-Burnell. Simplemente no pudo presentarse hasta 2007, después de que el instrumento fuera dado de baja. Nature informó la historia en ese momento, pero definitivamente nos la perdimos, y probablemente no fuimos los únicos.

Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y crean emisiones pulsadas a medida que sus campos magnéticos cruzan la línea de visión con la Tierra. Como se informó anteriormente, cada vez que una estrella masiva se queda sin combustible, explota en una supernova. Si supera cierto umbral de masa, se convierte en un agujero negro. Por debajo de ese umbral, se convierte en una estrella de neutrones ultradensa. Los púlsares son inusuales porque giran rápidamente y tienen campos magnéticos muy poderosos, por lo que emiten haces de luz de muy alta energía. La rotación de la estrella hace que parezca que esos rayos se encienden y apagan como un faro cósmico.

Bell-Burnell estaba monitoreando el nuevo radiotelescopio en el Observatorio de Radioastronomía Mullard, revisando montones y montones de registros en papel para buscar anomalías inusuales en los picos de datos que representan las ondas de radio galácticas entrantes. Tres semanas después, el 6 de agosto, detectó una débil señal proveniente de un área particular del cielo que desapareció y luego reapareció en intervalos de 1,34 segundos. El equipo descartó rápidamente cualquier fuente natural conocida u otro tipo de interferencia. Ella y Hewish incluso bromearon diciendo que podría ser una señal de una civilización alienígena, llamando al objeto «LGM-1» por «Pequeños hombres verdes».

Luego, justo antes de Navidad, Bell-Burnell detectó otra señal proveniente de una parte diferente del cielo, esta vez llegando cada 1,25 segundos. Encontró dos señales más justo después de las vacaciones, también de diferentes partes del cielo. Claramente, este era un nuevo tipo de estrella, no alienígenas. Ella y Hewish los llamaron «púlsares». Todos reconocieron que se trataba de un descubrimiento trascendental. A fines de 1968, los astrónomos habían descubierto docenas de púlsares más, y el descubrimiento les dio una herramienta nueva e invaluable para explorar el universo, más recientemente detectando el «zumbido» del fondo de ondas gravitacionales del universo. Ahora hay más de 1.000 púlsares conocidos.

Sin el conocimiento de los astrónomos, a principios de ese mismo año, un sargento de la Fuerza Aérea llamado Charles Schisler había notado una señal débil en su alcance de radar en la Estación de la Fuerza Aérea Clear en Alaska. Siguió reapareciendo, semana tras semana, durante todo el verano. Un día, notó que la señal luminosa apareció cuatro minutos antes que el día anterior. Schisler había sido un navegante de B-47 y concluyó correctamente que la señal luminosa debe ser algún tipo de estrella, ya que sabía que las estrellas salen cuatro minutos antes cada noche cuando la Tierra gira alrededor del Sol.

Schisler pudo calcular la posición aproximada de la fuente de la señal en el cielo, la Nebulosa del Cangrejo, e incluso compartió su descubrimiento con un astrónomo de la Universidad de Alaska en Fairbanks. Schisler pasó a registrar alrededor de una docena de fuentes de radio que probablemente sean púlsares, aunque admitió que no tenía idea de lo que había observado hasta que escuchó las noticias sobre el descubrimiento oficial. «Era una persona muy observadora», dijo Bell-Burnell a Nature en 2007. Desafortunadamente, esa información fue clasificada y Schisler no pudo revelar su trabajo hasta que la estación Clear fue clausurada.

Según Bell-Burnell, además de Schisler, hubo otros que detectaron evidencia de púlsares sin darse cuenta de que podrían ser significativos, incluida una mujer que visitó el observatorio de la Universidad de Chicago en la década de 1950, quien mencionó una señal de luz pulsante que emanaba de la Nebulosa del Cangrejo. Los astrónomos descartaron la historia de la mujer. Nada de esto cambia la importancia del logro de Bell-Burnell y Hewitt, ya que fueron los primeros en concluir que estaban observando pulsos coherentes, la firma reveladora de un púlsar de radio. Pero aun así habría sido un dato de observación útil para los astrónomos. «Ojalá hubiéramos tenido una forma de comunicarnos con la comunidad científica», dijo Schisler a Nature.