¿Dónde estamos en el Universo?

Los astrónomos comienzan a ubicar a la Tierra en el lugar correcto del Cosmos, un enigma que nos ha inquietado desde el principio de los tiempos.

Nuestro afán y curiosidad por conocer dónde nos encontramos y buscar nuestra posición en el Cosmos ha sido desde siempre una prueba a superar. Ha sido un largo camino que en ocasiones nos ha colocado en lugares equivocados, casi siempre motivado por ideas que no tienen nada que ver con la ciencia. Por ello, nuestra inquietud para conocer el lugar en el Universo donde nos hallamos ha fracasado de manera estrepitosa, pero a pesar de ello, parece que comenzamos a ver el camino correcto.

Para emprender el largo sendero que nos ha llevado a casi entender dónde nos encontramos, hay que partir desde muy atrás en el tiempo. Primero tuvimos que aprender a conocer qué era nuestro planeta; ¿un mundo plano o tal vez una esfera? Casi todas las civilizaciones pensaron que nos encontrábamos en un mundo plano y que al llegar a su final caeríamos al abismo. En realidad existía pánico en llegar al supuesto final de los océanos y caer, quién sabe dónde.

La Tierra desde la Luna.

La Tierra es redonda. Pitágoras (582 a. C.-507 a. C.), piensa que la Tierra es una esfera, porque es la figura geométrica más perfecta, pero no tiene forma de demostrarlo. Para ello habría que esperar a Eratóstenes (Cirene, 276 a. C.-Alejandría, 194 a. C.). En la ciudad de Siena, ahora Asuán, notó que en el solsticio de verano, cuando el Sol está en todo lo alto, los objetos verticales no proyectaban sombras, pero en Alejandría sí lo hacía, con un ángulo de 7o 12’ con respecto a Siena. Como conocía la distancia entre ambas ciudades, era fácil averiguar la circunferencia de la Tierra. Una regla de tres nos determina la circunferencia de la Tierra: si entre ambas ciudades hay X km y tienen una diferencia de 7o 12’, en 360º habrá X km. Bien, el resultado fue de 39.614,4 km, frente a los admitidos actualmente de 40.008, es decir, lo clavó, y a partir de aquí no había dudas de que la Tierra era una esfera. De forma empírica se comprueba con el viaje alrededor de la Tierra de Magallanes y Elcano, finalizado en 1522. Hasta 1961 no vería el hombre por primera vez la redondez de la Tierra desde el espacio, gracias al cosmonauta soviético Yuri Gagarin.

La Tierra es el centro del Sistema Solar. Pero el hecho de conocer la esfericidad de la Tierra no nos acercaba a nuestra posición en el Sistema Solar. El astrónomo y geógrafo Claudio Ptolomeo (85 d.C.-165 d.C.) publicó en el siglo II su obra maestra; ‘Almagesto’, en el que decide colocar a la Tierra como centro del Sistema Solar. Esta idea perduró en el tiempo unos 1.400 años, hasta el 1543. ¡1.400 años perdidos! Es una de las grandes ideas equivocadas que más ha perdurado en el tiempo, aunque Aristóteles (384 a. C.-322 a. C.) ya enseñaba este peculiar pensamiento, aun sabiendo que había pruebas en contra, como que Mercurio y Venus nunca se separan mucho del Sol, por lo tanto giran alrededor de él y no de la Tierra. En fin, teníamos que ser el centro de todo, aunque no somos de nada, como seguiremos viendo.

Ahora la Tierra no es el centro del Sistema Solar. Oficialmente, es Copérnico quien sitúa al Sol en el centro del Sistema Solar, aunque esta idea probada llega desde muy atrás en el tiempo y procede de Aristarco de Samos (310-230 a. C.). La obra de Copérnico ‘De revolutionibusorbiumcoelestium’, sobre el Heliocentrismo (el Sol en el centro del Sistema Solar), es publicada en 1543. Así pues, para situarnos un poco, sabemos que oficialmente la Tierra no es el centro del Sistema Solar. Hemos quedado desplazados.

Ubicación del Sistema Solar en la Vía Láctea.

Tampoco somos el centro de la Vía Láctea. Damos un paso de gigante para saltar a nuestra Galaxia, la Vía Láctea. Por comparación, nuestra galaxia es como una inmensa playa y nuestro sistema solar sería sólo un grano de arena, el resto de los granos son otras estrellas. Nuestra Galaxia es una isla en el Universo, con cien mil millones de estrellas. Pero existen al menos otras cien mil millones de galaxias similares. La Vía Láctea es como un disco de música, plano y con brazos espirales, con un abultamiento central o bulbo. Tiene unas dimensiones de 100.000 años luz (un año luz equivale a 9,6 billones de km.). Estas cifras marean, pero aún no nos hemos alejado mucho en el Universo. Un rayo de luz tardaría en alcanzar la otra punta de la galaxia 100.000 años viajando a 300.000 km/s. Esta es nuestra isla cósmica.

A principios del siglo XX, el astrónomo Kaptein comenzaba a dar el tamaño en cifras de la Vía Láctea, pero se quedó corto en sus mediciones, aunque se empezaba a ver la luz, pero erró al acercar el Sistema Solar al centro de la Vía Láctea. Craso error. El astrónomo Harlow Shapley, que trabajaba en el Observatorio de Monte Wilson, observó que la mayoría de los cúmulos globulares, que son grupos esféricos de hasta un millón de estrellas en apelotonada multitud y que giran alrededor de la galaxia, lo hacían hacia el centro de ella, que es donde hay más fuerza de gravedad al haber mayor concentración de estrellas. Esto indicaba que el Sistema Solar estaba muy lejos del centro de la galaxia, a unos 30.000 años luz de él, casi en los suburbios de la Vía Láctea. Otra vez quedamos desplazados.

El grupo Local de galaxias es un cúmulo de galaxias, las más cercanas a la Vía Láctea, incluyendo ésta. Es un grupo de más de 50 miembros, de modo que la mayor de esas galaxias es la de Andrómeda, el doble que la nuestra y con el doble de estrellas (200.000 millones). La segunda en tamaño es la Vía Láctea, con más de 20 galaxias satélites que giran a nuestro alrededor, siendo las más famosas las Nubes de Magallanes, sólo visibles a simple vista desde el hemisferio sur. Dentro de muchos años la galaxia de Andrómeda nos absorberá, así como al resto de galaxias del Grupo Local, creando una galaxia gigante.

El supercúmulo de Virgo

Unos 100 cúmulos de galaxias “próximas” como nuestro cúmulo, el Grupo Local, conforman una macroestructura cósmica de 200 millones de años luz de diámetro, denominado el Supercúmulo de Virgo, conteniendo más de mil galaxias. El Grupo Local gira alrededor del centro del Supercúmulo de Virgo, que lo forma un cúmulo de galaxias denominado el cúmulo de Virgo, pero lo hacemos en su periferia, a unos 60 millones de años-luz. Quien domina el núcleo de esta gigantesca estructura, es la supergalaxia M 87, una galaxia esférica que contiene un billón de estrellas y un tamaño cinco veces mayor que la Vía Láctea. Dentro de muchos años nuestro destino será caer hacia aquella galaxia, al igual que todas las galaxias del Supercúmulo de Virgo.

Supercúmulo de Vrigo.

Si no nos hemos perdido ante tal enormidad, continuamos. El conjunto de los supercúmulos cercanos conforman otra inimaginable megaestructura cósmica denominada el Hipercúmulo de Virgo. Éste se compone de algunas decenas de los supercúmulos de galaxias “cercanos”, entre ellos el supercúmulo de Virgo. La Gran Muralla es la segunda mayor estructura cósmica conocida. Se compone de algunos hipercúmulos de galaxias, entre ellos el nuestro, el Hipercúmulo de Virgo. La gran Muralla mide 500 millones de años luz de largo.

La Muralla de Sloan es la mayor estructura conocida del Universo. Fue descubierta recientemente, en 2003. Tiene una extensión inimaginable de 1.400 millones de años luz (1.400 millones multiplicado por 9,6 billones sería el resultado del tamaño en km.). Otro de los grandes misterios del Universo es el denominado Gran Atractor, una fuerza descomunal, que hace que miles de galaxias, incluida la nuestra, se dirijan hacia él.

El Universo es como una esponja, tal vez redonda, que se hincha como un globo a cada momento que pasa. En la superficie de ese globo existen cavidades como la esponja. Las galaxias, los cúmulos de galaxias, los hipercúmulos y otras estructuras mayores están pegados a las paredes de esas cavidades, dejando grandes huecos, como si fueran espacios vacíos o pompas. Pero en esos huecos habita la Materia Oscura, materia que existe, pero que no se ve y se deja notar por su fuerza de gravedad. En realidad sólo vemos el 10 por ciento de la materia del Universo el resto es materia oscura. Mientras, el Universo se expande y las galaxias, a nivel global se separan. Caben dos posibilidades futuras para el Universo. Puede llegar un momento en que la expansión se frene y caiga sobre sí mismo, volviendo a reunificarse toda la materia y energía en un sólo punto, para volver a explotar en un proceso cíclico infinito, pero puede que el Universo se expanda indefinidamente. Con el tiempo, las estrellas se apagarán, las galaxias dejarán de existir y el Universo desaparecerá, al menos el nuestro, aunque es probable que existan otros universos.

…y ante esta inmensidad cósmica, ¿dónde estamos?

 

Miguel Gilarte Fernández 
Director del Observatorio Astronómico de Almadén de la Plata y presidente de la Asociación Astronómica de España.

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Midiendo el tamaño del cometa ISON

El cometa C/2012 S1 ISON fue descubierto a finales del año pasado y rápidamente captó la atención de los astrónomos por su actividad inusual dada la enorme distancia a la que se encontraba. Si las tendencias observadas hasta ahora continúan, es de prever que sea uno de los cometas más brillantes vistos desde la Tierra en décadas.

Astrónomos de la Universidad de Maryland – College Park (UMCP) y del Observatorio Lowell han utilizado el satélite Swift de la NASA para estudiar el cometa ISON. Utilizando imágenes captadas durante los dos últimos meses por el Telescopio Ultravioleta/Óptico (UVOT) del Swift, el equipo ha realizado una estimación inicial del agua y polvo que desprende este cometa, para, de esta forma poder inferir el tamaño de su núcleo.

Existen factores adicionales que hacen que este cometa tenga un interés especial, como el paso cercano a Marte seguido de un abrasador acercamiento al Sol. En febrero la NASA pidió a un equipo de expertos que pusieran en marcha la Campaña de Observación del Cometa ISON (CIOC) para ayudar en la obtención de datos de utilidad científica por parte de los distintos telescopios terrestres y espaciales.

Como el resto de cometas, ISON es un conglomerado de hielo y polvo. Los cometas, a los que con frecuencia se les denomina “bolas de nieve sucias” emiten gas y polvo a medida que se aproximan al Sol al pasar este hielo directamente al estado gaseoso en un proceso denominado sublimación. Los chorros de gas desprendidos también contienen polvo que refleja la luz del Sol y hace visible su cola.

Generalmente, el contenido en agua de los cometas permanece congelado hasta que alcanza una distancia al Sol de unas tres veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Aunque el agua no puede ser detectada directamente por el UVOT , las moléculas de agua (H2O) as ser expuestas a la luz ultravioleta del Sol se descomponen rápidamente en un átomo hidrógeno (H) y un hidroxilo (OH). Es precisamente la energía emitida por estos hidroxilos lo que detecta el UVOT, así como la luz reflejada por el polvo.

Las observaciones del 30 de enero revelaban que el cometa ISON esparcía a su paso unas 51 toneladas de polvo por minuto. En contraste sólo liberaba 60 kilos de agua por minuto, debido a que en esa fecha aun se encontraba a una gran distancia de nuestra estrella. Otros gases en estado sólido como el dióxido de carbono y el monóxido de carbono se evaporan a distancias mayores que el agua y son los responsables de su actividad actual.

Trayectoria de cometa ISON. Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center/Axel Mellinger

Aunque los datos de producción de agua y polvo aun no se puede determinar con precisión debido a la distancia del cometa, pueden ser utilizados para estimar el tamaño de su núcleo. Con los datos actuales se puede estimar un diámetro de 5 kilómetros, que es un tamaño típico para un cometa. De toda su superficie, solamente la expuesta al Sol, un 10% de la superficie total, es la responsable de la producción de su cola.

Cuando se encontraba a una distancia de 604 millones de km de la Tierra y 740 millones de km del Sol, ISON tenía una magnitud 15.7 en la escala astronómica de brillo, o lo que es lo mismo, unas 5.000 veces más débil que el umbral de la visión humana. La cuestión es saber si su brillo continuará aumentando a medida que el agua empiece a evaporarse y a arrastrar más polvo con ella.

Basándose en su órbita, los astrónomos creen que ISON está realizando su primera aproximación al Sol. Los cometas proceden de una región conocida coma la Nube de Ort en la que se hallan billones de cuerpos helados de este tipo. La Nube de Ort es una descomunal carcasa que rodea nuestro sistema planetario y que se extiende desde los límites exteriores del Sistema Solar hasta una distancia aproximada de un tercio de la distancia a la estrella más cercana a nuestro Sol.

La primera oportunidad interesante de observación se producirá el 1 de octubre cuando pase a una distancia de 10.8 millones de km de Marte, dando así la oportunidad de observarlo al explorador Curiosity que actualmente se encuentra trabajando en el planeta rojo.

El 28 de noviembre, ISON realizará un abrasador acercamiento al Sol, pasando a una distancia de tan sólo 1.2 millones de km. Lo que producirá una furiosa emisión de gas sublimado que arrastrará enormes cantidades de polvo produciendo una enorme cola que hará que el tamaño del cometa se reduzca en un 10%. En ese momento el cometa podría alcanzar tal brillo que podría ser observado a simple vista simplemente tapando el Sol con la mano.

Tras este acercamiento, ISON se alejará del Sol y se acercará a la Tierra siendo visible en diciembre al atardecer. El 26 de diciembre se producirá el máximo acercamiento a nuestro planeta, pasando a una distancia de 64.2 millones de km.

En próximas fechas sabremos si ISON será el cometa del siglo por su brillo o simplemente un cometa más. Para poder determinarlo serán decisivos los datos que se están recogiendo en estos momentos. En cualquier caso los datos obtenidos serán muy valiosos para aumentar el conocimiento que tenemos sobre estos objetos que periódicamente nos visitan desde el exterior de nuestro Sistema Solar.

Para saber más:

Campaña de observación del cometa ISON

Credito:

Francis Reddy

Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 

La Luna en 2013

Para los aficionados a las efemérides astronómicas y para los incansables obervadores de nuestro satélite, en este vídeo se concentran todos los datos relativos al año 2013. Espero que os guste.

Credit: NASA - Universe Today - Nancy Atkinson

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Panspermia, un poco de escepticismo

Steve Nerlich

Debería empezar admitiendo que soy escéptico con la panspermia. Simplemente no veo el punto de la misma. Es decir, puedo aceptar la posibilidad de que tal vez la vida se originó en otro lugar y de alguna manera fue transportada a la Tierra, pero por un lado eso tan sólo traslada el problema del origen de la vida a otra ubicación y por otro,  parece casi imposible transportar intacto cualquier material biológico que conocemos a través de las vastas distancias del espacio durante las enormes extensiones de tiempo que serían necesarias.

Tras sopesar las probabilidades de que la vida se produzca espontáneamente en la Tierra versus la panspermia, yo apostaría mi dinero por la opción que propone que la vida que surgió espontáneamente en la Tierra como el escenario más probable, y pagaría mi apuesta de buen grado si me equivoco. Después de todo, es muy posible que seamos capaces de responder a esta pregunta de una manera u otra en un futuro no muy lejano.

Si la panspermia realmente funciona, lo haría de esta forma. El impacto de un meteorito en la superficie de un planeta que alberga vida produce una proyección de fragmentos, una pequeña proporción de los cuales alcanza la velocidad de escape. En este sentido, las probabilidades de salida del sistema estelar son mayores para un grano de polvo minúsculo que para un gran objeto rocoso. Esto es debido a que el grano de polvo es lo suficientemente pequeño como para ser propulsado por la presión de radiación solar, mientras un objeto con mayor masa sólo va a poder salir despedido fuera del sistema estelar gracias a una secuencia estadísticamente improbable de interacciones gravitatorias.

Pero un grano de polvo no ofrecería ninguna protección a un material biológico aferrado a él. Además del peligro de la radiación estelar del propio sistema, también se verá afectado por los rayos cósmicos, que son una combinación de viento estelar y otras partículas de alta energía procedente del exterior del sistema estelar.

Una alternativa a la hipótesis de grano de polvo minúsculo es imaginar algún tipo de material biológico, situado bajo la superficie de un objeto mayor, como un asteroide. Desde un punto de vista estadístico, es mucho menos probable que dicho objeto pueda salir despedido fuera de un sistema estelar extraterrestre pero, incluso si es sólo una posibilidad entre un millón, ese material biológico, enterrado en el asteroide, estaría protegido de la radiación estelar y de los rayos cósmicos, aumentando la probabilidad de poder ser transportado a un destino lejano. Sin embargo, un viaje interplanetario o incluso interestelar implica moverse en un ambiente extremadamente frío, lo que supone un problema significativo para cualquier forma de vida que dependa del agua líquida.

Por supuesto, el universo puede estar lleno de formas de vida que no necesiten agua líquida y que también pueden ser altamente resistentes a la radiación y los rayos cósmicos. Sin embargo, la idea de la panspermia, es ofrecer una explicación al origen de la vida en la Tierra. Una vez más, parece mucho más probable decir, que la vida tal como la conocemos surgió en el entorno del agua líquida que ya estaba aquí en la Tierra, protegida de la radiación y los rayos cósmicos por el escudo de la atmósfera y la magnetosfera.

Por tanto, la única razón para apelar a la panspermia como origen de la vida en la Tierra es si se argumenta que no hubo tiempo suficiente para que sucediera en la Tierra, y sí lo hiciera en algún otro lugar.

Para la Tierra, el plazo potencial para que la vida surgiera espontáneamente abarca desde el momento en el que se estableció un ambiente relativamente estable y con una superficie sólida, no fundida, que se cree sucedió hace alrededor de 4.300 millones de años, hasta que se produce la primera evidencia de vida hallada en la Tierra, que es alrededor de 3.800 millones años. Por lo tanto unos 500  millones de años, que no es poco.

Hay un argumento, quizás espurio, basado en el concepto de la teoría de la información, según el cual se ha calculado que incluso con más de 500 millones de años de interacciones moleculares aleatorias dentro de una población de moléculas orgánicas sólo se pueden generar 194 bits de información, mientras que el genoma del virus típico tiene 120.000 bits de información y el genoma de la bacteria E coli tiene alrededor de 6 millones bits de información.

Un argumento contrario a esa línea de pensamiento es que la replicación en un entorno competitivo con materia prima limitada siempre favorecerá las entidades químicas que son más eficientes en la replicación; y esto sigue sucediendo generación tras generación, lo que implica que hay un punto en el que ya no se puede considerar que se trata de un ambiente de interacciones moleculares puramente aleatorias.

Si tratamos de imaginar cómo que fue ese primer producto químico o molécula capaz de replicarse, deberíamos pensar en un virus. Al parecer muchos virus contienen  genes para transformar ciertas proteínas que no se encuentran en ningún organismo celular, aunque los virus dependen totalmente de estos organismos celulares para que produzcan estas proteínas para ellos. Por lo tanto esto podría significar que los virus existieron antes que cualquier otra cosa, ya que no podemos encontrar ninguna otra fuente biológica de estas proteínas virales específicas.

Sin embargo, esto no aclara el problema de si fue antes el huevo o la gallina, ya que los virus no pueden fabricar proteínas propias. El ARN ribosómico representa el mecanismo fundamental de la síntesis de proteínas. Después de todo, el gen del ARN ribosómico está presente en cada organismo celular del planeta.

Así que tal vez existió un ecosistema pre-celular dominado por ARN ribosómico y virus. El hecho de considerar si estas entidades son o no son vida, se convierte en un asunto filosófico bastante farragoso.

De todas formas, todo esto nos lleva a ver la panspermia de otra manera. Ya que parece muy poco probable que algo pueda sobrevivir sin blindaje en una travesía entre sistemas estelares, Bueno quizás estos organismos pudieron morir, pero trajeron consigo una plantilla de información, que sirvió para la producción de nueva vida en la Tierra. Y por lo que dicen, tal vez en lo que deberíamos pensar es en la necropanspermia.

Una vez más, esta opción es posible, pero ¿Tiene más probabilidades que la opción de que la vida surgiera de forma espontánea en la Tierra? Quiero decir que si un virus muerto choca contra Venus, va a ser tostado, o si lo prefiere, aún más muerto de lo que ya estaba. Si la Tierra hace 4.300 millones de años estaba en un estado de madurez suficiente para que una semilla iniciara todo el proceso de la vida, ¿Es realmente más probable que esa semilla fuera un virus interestelar muerto en lugar de tan sólo una yuxtaposición al azar de unos nucleótidos y aminoácidos que sabemos ya estaban presentes en el planeta?

Deinococcus radiodurans

De cualquier manera, lo que es realmente especial acerca de la vida en la Tierra ahora es conseguir cosas como Conan la bacteria. Conan, también conocida como Deinococcus radiodurans, no sólo es una bacteria extremófila, sino una bacteria poliextremofila, capaz de soportar condiciones extremas de frío, deshidratación, vacío, ácido y, por supuesto, radiación.

Si se somete a Deinococcus a una dosis de 5.000 grays, que son unidades de radiación ionizante, no sucede nada. Una radiografía de tórax o una misión Apolo le expone a aproximadamente 1 milligray. Una dosis de 5.000 grays puede producir cientos de roturas del doble filamento del ADN de cualquier organismo lo que sería completamente letal para un humano

La bacteria Deinococcus logra sobrevivir gracias a que mantiene varias copias de su ADN y puede aislar y reparar las roturas rápidamente. Como demostración de su fortaleza, en 2003, un equipo de investigación tradujo la canción “Es un mundo pequeño después de todo” en segmentos de una longitud de 150 pares de bases de ADN, insertándolos en el genoma de Deinococcus, y fueron capaces de recuperar esa información sin errores 100 generaciones más tarde.

Y en lugar de pensar que la bacteria Deinococcus es una evidencia circunstancial de que la vida podría haber evolucionado en otro lugar y fue transportada a la Tierra, prefiero pensar que Deinococcus es una indicación de que la vida surgió en la Tierra y está lista para empezar a poblar el cosmos, quizás con un poco ayuda tecnológica por parte de nosotros, los seres humanos.

¿Por qué vemos siempre la misma cara de la Luna?

¿Se ha preguntado alguna vez por qué siempre vemos el mismo lado de la Luna? ¿Sabía que la Luna realiza una rotación sobre su eje cada vez que orbita la Tierra? ¿Porqué hay una cara oculta de la Luna? Veamos las relaciones entre la Tierra y la Luna y cuáles son las causas que producen una rotación sincrónica, un fenómeno que se repite en otros lugares del Sistema Solar.

La Luna completa un giro sobre su eje aproximadamente cada 28 días, que es el tiempo exacto que tarda en realizar su movimiento de traslación alrededor de la Tierra. Por lo tanto los periodos de rotación y translación son idénticos.  Si la Luna no girara sobre su eje, la cara opuesta a la Tierra durante la luna nueva sería la cara que veríamos durante la luna llena, no habría una cara oculta.  

Esta rotación sincronizada es el resultado de los efectos de marea causados por las fuerzas de atracción entre los dos cuerpos en los estadios iniciales de formación del satélite.

Una conclusión que podría sacarse de este fenómeno es que nos permite ver únicamente el 50 % de la superficie lunar, cosa que no es cierta.  En realidad vemos casi un 60% de la superficie total. El efecto que lo hace posible se llama libración y está producido por una serie de oscilaciones que no son fáciles de explicar:

Libración en longitud.- La Tierra no está en el centro de la órbita de la Luna. Este fenómeno se conoce como excentricidad y da lugar que la Luna aumente su velocidad al aproximarse a la Tierra y que decelere al alejarse, manteniendo constante, sin embargo, el giro sobre sí misma. Estos dos efectos combinados producen un pequeño desajuste u oscilación en dirección Este-Oeste con una amplitud máxima de casi 8 grados.

Libración en Latitud.- El eje de rotación de la Luna tiene una pequeña inclinación sobre el plano de su órbita que produce una oscilación Norte-Sur con una amplitud de casi 7 grados, lo que nos permite ver un poco más allá de los polos de forma alternativa. Este mismo efecto produce las estaciones en la Tierra.

Libración diurna.- Este movimiento está producido por la rotación de la Tierra y nos permite ver más de una extremo de la cara de la Luna y finalmente del otro extremo a medida que gira la Tierra. A modo de ejemplo, cuando caminamos junto a un edificio justo antes de llegar a él veríamos parte de su fachada lateral y al sobrepasarlo veríamos parte del otro lateral del edificio.

La combinación de estos tres efectos nos permite ver casi un 60% de la superficie lunar. En la siguente animación podemos apreciar en parte este efecto.

Animación: Wikipedia.

El efecto de rotación sincrónica no es un hecho aislado, es algo que se produce en otros lugares del Sistema Solar, por ejemplo entre Plutón y su satélite Caronte. En este caso la sincronización es doble, lo que produce que los dos objetos se den siempre la misma cara.

Por otro lado los cuatro satélites principales de Júpiter -Io, Europa, Ganimedes y Calisto- giran de forma sincrónica con su órbita por lo que se produce el mismo efecto que con nuestra luna, siempre muestran la misma cara hacia el planeta en torno al cual giran.

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Un nuevo agujero negro en el centro de nuestra galaxia

El satélite SWIFT de la NASA ha detectado recientemente una emisión creciente de rayos X de alta energía  en la dirección del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Esta erupción producida por una nova de rayos X es poco común  e indica la presencia un agujero negro cuya existencia se desconocía hasta la fecha.

Vídeo de la emisión de rayos X capturada por el satélite Swit de la NASA es 16 de septiembre de 2012, como resultado de la captura masiva de gas por parte de un agujero negro desconocido hasta la fecha que ha sido bautizado con el nombre de J1745-26. Crédito: Centro Espacial Goddard de la NASA.

Una nova de rayos X es una fuente efímera de rayos X que aparece de forma  repentina, alcanza su máxima emisión en unos pocos días y luego se desvanece durante un período de tiempo que puede durar meses. La explosión se produce cuando un torrente de gas almacenado durante mucho tiempo, de forma súbita se precipita hacia una estrella de neutrones o hacia un agujero negro.

El nuevo agujero negro, que ha recibido el nombre de J1745-26, según las coordenadas de su posición, está localizado a unos pocos grados del centro de  nuestra galaxia en la constelación de Sagitario. Aunque aún se desconoce su distancia con precisión, se cree que puede oscilar entre 20.000 y 30.000 años luz, en las regiones más internas de la Vía Láctea.

Los observatorios terrestres detectaron emisiones tanto de infrarrojos como de radio, pero las espesas nubes de polvo que cubren esa zona de la galaxia han impedido a los astrónomos capturar una imagen en luz visible de Swift J1745-26.

La nova alcanzó su punto máximo de emisión de rayos X, con energías superiores a los 10.000 electronvoltios, el 18 de septiembre, alcanzando una intensidad equivalente a la de la famosa Nebulosa del Cangrejo, un remanente de supernova que sirve de objetivo de calibración para los observatorios de alta energía y es considerada una de las fuentes más brillantes de alta energía más allá del sistema solar.

A pesar de que las altas energías iniciales, estas se atenuaron rápidamente, lo que indicaba la presencia de una nova de rayos X, ya que este es un comportamiento típico de ese tipo de eventos. 

Este agujero negro debe formar parte de un sistema binario de baja masa que emite rayos X (LMXB), en el que el otro componente es una estrella similar al Sol. Una corriente de gas fluye desde la estrella normal y entra en el disco de acreción que se encuentra alrededor del agujero negro. En la mayoría de los LMXBs, el gas atrapado en este disco, se calienta mientras se mueve hacia el agujero negro, generando un flujo constante de rayos-X.

El flujo estable dentro del disco depende de la tasa de materia que fluye hacia él desde la estrella compañera. Bajo determinadas condiciones, el disco no puede mantener un flujo interno constante, acumulando el gas en las regiones exteriores. Como si de una presa se tratara, una vez alcanza un punto crítico, esta se rompe generando una oleada de gas muy caliente que se dirige hacia el agujero negro, creando así una nova de rayos X.

Cada explosión borra el disco anterior, dejando las regiones circundantes del  agujero negro con poco material que pueda caer hacia él, el sistema deja entonces de ser una fuente brillante de rayos X.

Este fenómeno ayuda a los astrónomos a explicar los estallidos transitorios a través de una amplia gama de sistemas, desde los discos protoplanetarios que se encuentran alrededor de estrellas jóvenes, a las novas enanas, donde el objeto central es una estrella enana blanca, e incluso las brillantes emisiones procedentes de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los corazones de galaxias distantes.

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Fuente: SWIFT

Supernova Kepler

La muerte explosiva de estrellas masivas conocida como supernova, está entre los eventos más trascendentales en el cosmos porque gracias a ellas se esparcen por el espacio todos los elementos químicos que se producen en el interior de las estrellas que las desencadenan, incluyendo los elementos esenciales para la formación de planetas y para la propia vida. Una clase de supernova (tipo Ia) proporciona, además una gran ayuda a los investigadores. Este tipo de supernovas son utilizadas por los astrónomos como referencia para calcular las distancias de las galaxias remotas cuyas supernovas aparecen débiles debido a la enorme distancia. De esta manera se dispone de una herramienta de calibración de distancias cósmicas.

Imagen de los restos de la supernova Kepler tomada en tres longitudes de onda: visible (amarillo, Hubble), infrarojo (rojo, Spitzer) y rayos X (azul, Chandra). Los análisis de las imágenes en rayos X permien estimar la distancia al objeto en unos 21.000 años luz. Crédito: NASA Chandra/Spitzer/Hubble.

 

En octubre de 1604, se produjo una supernova en nuestra galaxia, la Vía Láctea, en la dirección de la constelación de Ofiuco. Su brillo fue tan grande que durante tres semanas fue visible incluso de día. JohannesKepler comenzó a observarla después de la primera semana, y posteriormente escribió un libro sobre el evento. Desde entonces, no se ha visto ninguna otra supernova en nuestra galaxia, aunque se han observado muchas otras en otras galaxias. La supernova de Kepler (como se la denomina a veces) resultó ser una supernova de tipo Ia, y debido a su proximidad es la referencia principal en la calibración de la distancia estándar. Irónicamente,  no se conoce realmente la distancia exacta de la supernova de Kepler. Se han realizado diversas estimaciones que oscilan entre diez  y veintiún mil años luz. 

Astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian han dado un paso importante en la búsqueda de esta distancia. Afirman que los restos  de la supernova Kepler tienen otra característica. A diferencia de la mayoría otros restos como los de las supernovas tipo 1a, los restos de la supernova de Kepler muestran claros signos de que la onda de choque explosiva encontró una densa cáscara circumestelar. Este grupo de científicos han utilizado el Observatorio de rayos x Chandra para observar el espectro de emisión de átomos de hierro en el gas caliente y modelardos como derivados de la eyección de supernova y del material alcanzado por la onda de choque. De las mediciones del tamaño, la fuerza y detalles de la emisión, concluyen que el remanente es probablemente mayor de unos 21 mil años luz, aunque se necesitan investigaciones adicionales para fortalecer estas conclusiones. Después de años de 407 de investigación científica, los nuevos resultados finalmente ayudan a clarificar nuestra comprensión de este espectáculo dramático.

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