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La galaxia más joven al descubierto

Una lente gravitacional ha permitido estudiar la galaxia más joven y menos masiva de entre las descubiertas a una gran distancia, que se muestra tal y como era durante la infancia del universo, cuando este contaba con solo mil millones de años –el 7% de su edad actual–, según una investigación internacional que lidera la Universidad Complutense de Madrid (UCM). La han denominado A370-L57.

Lograr identificar galaxias tan lejanas en sus primeras etapas de formación es un gran reto para los astrofísicos, puesto que la luz que llega es muy débil. Por eso, solo se suele detectar a las más grandes y luminosas, que tienden a ser también las más evolucionadas.

“A la distancia de A370-L57, incluso Hubble solo puede detectar galaxias que ya tienen cientos o miles de millones de estrellas, formadas a lo largo de decenas o cientos de millones de años. En comparación, esta tiene solo unos cuatro millones de años de edad y una masa de apenas tres millones de veces la del Sol”, explica Antonio Hernán Caballero, investigador del departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera de la UCM y autor principal del estudio, publicado en la revista Astrophysical Journal.

 A370-L57 tiene solo unos cuatro millones de años de edad y una masa de apenas tres millones de veces la del Sol

Según el experto de la UCM, estudiar las propiedades de este tipo de cuerpos “pone a prueba los modelos de formación y evolución de galaxias, que predicen la existencia de un gran número poco masivas que hasta ahora no se habían podido detectar”.

Hubble y GTC de la mano

El equipo de astrofísicos ha conseguido estos resultados tras más de un año de observaciones con el telescopio espacial Hubble y el Gran Telescopio Canarias (GTC), estas últimas como parte del proyecto “SHARDS Frontier Fields”, una colaboración internacional de 65 investigadores de 8 paises liderada por la UCM.

“Las imágenes con filtros SHARDS de banda intermedia nos permiten identificar con GTC galaxias que tengan una línea de emisión intensa, como es el caso de A370-57, y que sin embargo pasa desapercibida en las imágenes de Hubble por ser demasiado débil”, explica Pablo G. Pérez González, profesor de la UCM y coautor de este estudio.

La sensibilidad de los telescopios GTC y Hubble y los 15 aumentos que proporciona la lente gravitacional han permitido estudiar en detalle las propiedades de esta galaxia.

Según este estudio, la galaxia descubierta tiene un diámetro de apenas 200 años luz, (casi mil veces menor que la Vía Láctea) y podría estar en proceso de fusionarse con otra cercana. Su espectro indica que la mayoría de sus estrellas son muy jóvenes y que se formaron de gas muy pobre en metales, lo que sugiere que son algunas de sus primeras estrellas, es decir, su nacimiento.

“Además, A370-L57 está formando estrellas nuevas a un ritmo vertiginoso para su tamaño, de forma que en otros cuatro millones de años su masa se habrá doblado. En comparación, la Vía Láctea tardaría cien mil millones de años en doblar su masa al ritmo actual”, señala el astrofísico de la UCM.

En el futuro próximo se podrán detectar muchas galaxias como A370-L57 con GTC y Hubble, y otras aún más distantes que estén formando su primera población de estrellas y estudiarlas en gran detalle gracias al telescopio espacial James Webb, que han desarrollado conjuntamente la NASA y la Agencia Espacial Europea, y que será puesto en órbita en 2019.

“El James Webb va a permitir contestar algunas de las cuestiones fundamentales sobre cómo y cuándo se formaron las primeras galaxias y estrellas, pero sin duda habrá sorpresas y surgirán también muchas preguntas nuevas. Los próximos años van a ser apasionantes”, asegura Hernán.

Además de la UCM, en el estudio han participado, entre muchos otros, las universidades de La Laguna, de Pensilvania, de Tokio o de Nottingham; los institutos de Astrofísica de Canarias, de Física de Cantabria o de Astronomía de Zúrich, el Centro de Astrobiología o el Observatorio de París.

Fuente: SINC

Un sistema extrasolar esconde siete mundos donde buscar vida

Sinc La NASA llevaba unos días anunciando un gran descubrimiento más allá del sistema solar y este miércoles por fin se ha dado a conocer: la detección del primer sistema conocido de siete planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una sola estrella. Un equipo internacional de astrónomos, liderado por europeos, informa en la revista Nature de la existencia de esos siete planetas transitando por delante de TRAPPIST-1, una estrella ultrafría y enana –poco más grande que Júpiter– situada a 40 años luz, en la constelación de Acuario.

“Los siete planetas tienen temperaturas (de entre 0 y 100 ºC) lo suficientemente bajas como para hacer posible la presencia de agua líquida en sus superficies”, destacan los autores en su artículo, cuyo hallazgo convierte a este sistema planetario en uno de los mejores candidatos para buscar vida fuera del sistema solar. Incluso tres de los mundos se encuentran en la zona de habitabilidad de su estrella y podrían tener océanos de agua.

Si esta configuración planetaria es común, nuestra galaxia podría estar repleta de planetas como la Tierra

“Este descubrimiento podría ser una pieza importante en el rompecabezas de encontrar ambientes habitables, lugares favorables para la vida”, destaca Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA. “Responder a la pregunta ‘estamos solos’ es una prioridad científica y haber encontrado tantos planetas como estos por primera vez en la zona habitable es un notable paso adelante hacia esa meta”.

“Los próximos pasos serán detectar y medir la atmósfera de todos estos planetas, una tarea en la que se involucrarán equipos de todo el mundo”, adelanta a Sinc Didiier Queloz, coautor del trabajo e investigador del Observatorio de Ginebra, quien explica: “Las enanas ultrafrías –muy comunes en la Vía Láctea–, con planetas rocosos en tránsito, son los únicos objetivos para los que tenemos la capacidad técnica necesaria para estudiar sus atmósferas”.

“TRAPPIST-1 es el primer objetivo, pero espero que se encuentren otros sistemas planetarios parecidos ya que los estudios estadísticos señalan que pueden ser bastante frecuentes”, añade Queloz, una valoración con la que coincide el astrónomo holandés Ignas Snelen, que también comenta en Nature el descubrimiento del sistema planetario séptuple: “Si esta configuración es común, nuestra galaxia podría estar repleta de planetas como la Tierra”.

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La estrella TRAPPIST-1 es del tamaño de Júpiter, mucho más pequeña que nuestro Sol. Se muestran los tres a escala, con sus planetas o lunas y los periodos orbitales. / Ignas A. G. Snellen/Nature

El hallazgo actual es fruto de otro anterior. En mayo de 2016, el investigador principal de ambos trabajos, Michaël Gillon, del instituto STAR de la Universidad de Lieja (Bélgica), anunció con su equipo la detección de tres exoplanetas en la estrella TRAPPIST-1, rebautizada así por el TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope (TRAPPIST, en Chile) que se usó para las observaciones.

Este sistema es el que cuenta con más planetas del tamaño de la Tierra y con más mundos que podrían tener agua líquida en sus superficies

Motivados por este descubrimiento, los autores organizaron una compaña global de monitorización fotométrica, mediante telescopios terrestres y espaciales, para detectar los tránsitos de los planetas por delante de su estrella, cuyo brillo se debilita ligeramente cada vez que esto sucede.

Telescopios TRAPPIST, Spitzer y dos en España 

Además de los dos telescopios TRAPPIST (el principal de Chile y otro en Marruecos), emplearon el William Herschel y el Liverpool (ambos en la isla de La Palma, España), el UKIRT en Hawaii (EE UU), el SAAO en Sudáfrica, el HST en India, el VLT del Observatorio Europeo Austral (Chile), el telescopio Hubble y, sobre todo, el telescopio espacial Spitzer, el gran observatorio infrarrojo de la NASA.

Con todos estos instrumentos pudieron identificar las señales de los siete planetas de TRAPPIST-1 (etiquetados como b, c, d, e, f, g y h) y algunas de sus características, como el tamaño. Así se descubrió que este sistema es el que cuenta con más planetas de dimensiones similares a la Tierra. Los más grandes son g y b (un 10% mayores que el nuestro), y los más pequeños, d y h (un 25% menores).

Sus periodos orbitales son de 1,51, 2,42, 4,04, 6,06, 9,1 y 12.35 días respectivamente, desde el más interno al externo. Puede parecer poco tiempo, pero hay que tener en cuenta que la estrella es del tamaño de Júpiter, mucho más pequeña que nuestro Sol, por lo que su fuerza de atracción también es mucho menor y los planetas tardan poco en completar su órbita.

Respecto a su composición, los científicos piensan que estos exoplanetas, al menos seis de ellos, son rocosos y con una masa parecida a la Tierra. Además se sitúan en zonas templadas. El hecho de que TRAPPIST-1 sea una estrella enana roja muy fría implica que la energía que proporciona a sus planetas es parecida a la recibida por los interiores de nuestro sistema solar. De hecho, c, d y f reciben cantidades de energía similares a las de Venus, la Tierra y Marte, respectivamente.

Los planetas TRAPPIST-1e, f y g son el santo grial para los cazadores de planetas, ya que orbitan en la zona habitable de la estrella y podrían tener océanos

Los siete planetas podrían, potencialmente, tener agua líquida en sus superficies, aunque sus distancias orbitales hacen que esto sea más probable en unos que en otros. Los modelos climáticos sugieren que los más interiores (b, c y d), son probablemente demasiado calientes para albergar agua líquida, excepto en alguna pequeña porción de sus superficies.

Sin embargo, los planetas TRAPPIST-1e, f y g representan el santo grial para los astrónomos cazadores de planetas, ya que orbitan en la zona habitable de la estrella y podrían tener océanos de agua en sus superficies.

Objetivo prioritario para buscar vida extrasolar

Estos descubrimientos hacen de este cercano sistema planetario un objetivo prioritario para los estudios sobre atmósferas de exoplanetas y búsqueda de vida extrasolar. Los científicos confían en que la próxima generación de telescopios, como el gigantesco E-ELT del Observatorio Europeo Austral en Chile y el futuro telescopio espacial James Webb, permitan confirmar la presencia de agua en esos exoplanetas. De momento el Hubble ya ha comenzado a analizar sus atmósferas.

“Se trata de un sistema planetario realmente emocionante, no solo porque hayamos encontrado tantos planetas, ¡sino porque son todos asombrosamente similares en tamaño a la Tierra!”, insiste Gillon, aunque reconoce que se requieren observaciones adicionales para caracterizar profundamente estos mundos, particularmente el séptimo –el más externo–, cuyo periodo orbital e interacción con el resto todavía no se conoce muy bien. Las sorpresas astrobiológicas que pueda deparar el sistema TRAPPIST-1 no han hecho más que empezar.

Referencia bibliográfica:

Michaël Gillon, Amaury H. M. J. Triaud, Brice-Olivier Demory, Emmanuël Jehin, Eric Agol, Katherine M. Deck, Susan M. Lederer, Julien de Wit, Artem Burdanov, James G. Ingalls, Emeline Bolmont, Jeremy Leconte, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Martin Turbet, Khalid Barkaoui, Adam Burgasser, Matthew R. Burleigh, Sean J. Carey, Aleksander Chaushev, Chris M. Copperwheat, Laetitia Delrez, Catarina S. Fernandes, Daniel L. Holdsworth, Enrico J. Kotze, Valérie Van Grootel, Yaseen Almleaky, Zouhair Benkhaldoun, Pierre Magain & Didier Queloz. “Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1”. Nature, 22 de febrero de 2017