ASTRONOMÍA: Observaciones de estallidos de rayos gamma realizadas con el VLT revelan sorprendentes componentes en las galaxias tempranas

Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado la breve pero brillante luz de un estallido de rayos gamma como laboratorio para estudiar la composición de galaxias muy distantes. Sorprendentemente, las nuevas observaciones, hechas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, han descubierto dos galaxias en el universo temprano que son más ricas en elementos pesados que nuestro Sol. Las dos galaxias pueden estar en proceso de fusión. Este tipo de acontecimientos en el Universo temprano conlleva la formación de numerosas estrellas nuevas y puede ser el detonante de los estallidos de rayos gamma.

Esta impresión artística muestra dos galaxias en el Universo temprano. La brillante explosión de la izquierda es un estallido de rayos gamma. La luz que proviene del estallido viaja a través de ambas galaxias en su camino hacia la Tierra (hacia la derecha). El análisis de la luz proveniente de este estallido de rayos gamma, llevado a cabo con el Very Large Telescope de ESO, ha mostrado que estas dos galaxias son muy ricas en elementos químicos pesados.

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado la breve pero brillante luz de un estallido de rayos gamma como laboratorio para estudiar la composición de galaxias muy distantes. Sorprendentemente, las nuevas observaciones, hechas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, han descubierto dos galaxias en el universo temprano que son más ricas en elementos pesados que nuestro Sol. Las dos galaxias pueden estar en proceso de fusión. Este tipo de acontecimientos en el Universo temprano conlleva la formación de numerosas estrellas nuevas y puede ser el detonante de los estallidos de rayos gamma.

Impresión artística de un estallido de rayos gamma brillando a través de dos galaxias jóvenes en el Universo temprano.

Esta impresión artística muestra dos galaxias en el Universo temprano. La brillante explosión de la izquierda es un estallido de rayos gamma. Cuando la luz que proviene del estallido viaja a través de ambas galaxias en su camino hacia la Tierra (hacia la derecha) algunos colores son absorbidos por el gas frío de las galaxias, dejando unas características líneas oscuras en el espectro. Un estudio profundo de estos espectros ha permitido a los astrónomos descubrir que estas dos galaxias son muy ricas en elementos químicos pesados.
Crédito:ESO/L. Calçada.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más brillantes que tienen lugar en el Universo [1] . Primero, son descubiertos por observatorios en órbita que detectan el pequeño estallido inicial de rayos gamma. Una vez localizados, son estudiados de inmediato utilizando grandes telescopios basados en tierra que pueden detectar la luminiscencia visible e infrarroja que emiten los estallidos de rayos gamma en las horas y días sucesivos. Este estallido en concreto, denominado GRB 090323 [2], fue descubierto por el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA. Muy poco tiempo después, fue captado por el detector de rayos X del satélite Swift de la NASA y por el sistema GROND del telescopio de 2,2 metros MPG/ESO en Chile (eso1049); posteriormente fue estudiado en profundidad utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, justo un día después de su explosión.

Las observaciones del VLT muestran que la luz brillante procedente de los estallidos de rayos gamma ha pasado a través de su propia galaxia anfitriona y a través de otras galaxias cercanas. Estas galaxias están siendo vistas como si estuviesen a 12 mil millones de años [3]. Es muy poco común captar galaxias tan distantes a la luz de un estallido de rayos gamma.

“Cuando estudiamos la luz de estos estallidos de rayos gamma no sabíamos lo que íbamos a encontrar. Fue una sorpresa que el gas frío de esas dos galaxias del Universo temprano mostrara una composición química tan inesperada,” explica Sandra Savaglio (Instituto Max-Planck para el estudio de la Física Extraterrestre, Garching, Alemania), autora principal del artículo que describe los nuevos resultados. “Estas galaxias tienen más elementos pesados que ninguna otra galaxia observada en el Universo temprano. No esperábamos que el Universo fuese tan maduro, tan evolucionado químicamente en un momento tan inicial de su existencia.

”Al pasar la luz del estallido de rayos gamma a través de las galaxias, el gas que estas contenían ejerció de filtro, absorbiendo parte de la luz del estallido de rayos gamma en determinadas longitudes de onda. Sin el estallido de rayos gamma estas galaxias débiles habrían permanecido invisibles. Analizando cuidadosamente las huellas dactilares de diferentes elementos químicos, los investigadores pudieron resolver la composición del gas frío contenido en esas galaxias muy distantes, averiguando en particular cuán ricas eran en elementos pesados.

Se supone que las galaxias del Universo joven deberían contener menos cantidad de elementos pesados que las galaxias actuales, como la Vía Láctea. Los elementos pesados se producen durante la vida y muerte de sucesivas generaciones de estrellas, enriqueciendo progresivamente el gas de las galaxias [4]. Los astrónomos pueden usar el enriquecimiento químico de las galaxias para determinar su edad. Pero las nuevas observaciones han revelado, sorprendentemente, que algunas galaxias ya eran ricas en elementos pesados menos de dos mil millones de años tras el Big Bang, algo impensable hasta hace poco.

El nuevo par de galaxias jóvenes descubierto debe estar formando nuevas estrellas a una velocidad tremenda, enriqueciendo el gas frío de una forma rápida e intensa. Dado que ambas galaxias se encuentran muy cerca una de la otra, pueden estar en proceso de fusión, lo que provocaría a su vez la formación de nuevas estrellas tras el choque de las nubes de gas. Estos nuevos resultados también apoyan la idea de que los estallidos de rayos gamma pueden estar asociados a una activa formación de estrellas masivas.

Esta activa y energética formación de estrellas en este tipo de galaxias debería haberse frenado en una fase temprana de la historia del Universo. Doce mil millones de años después, en el tiempo presente, los restos de estas galaxias deberían contener un gran número de remanentes estelares como agujeros negros y enanas marrones frías, formando una población típica de “galaxias muertas” difícil de detectar, sombras débiles de lo que debieron ser en su brillante juventud. Encontrar este tipo de cadáveres en nuestros días sería todo un reto.

“Fuimos muy afortunados al poder observar GRB 090323 cuando aún brillaba lo suficiente, obteniendo una información espectacularmente detallada con el VLT. Los estallidos de rayos gamma brillan durante un corto espacio de tiempo y es muy difícil obtener datos de calidad. Esperamos observar de nuevo estas galaxias en el futuro; cuando contemos con instrumentos más avanzados serán un objetivo perfecto para el E-ELT,” concluye Savaglio.

Notas:

[1] Los estallidos de rayos gamma que duran más de dos segundos se denominan estallidos largos, y aquellos que tienen una duración menor se conocen como estallidos cortos. Los estallidos largos, incluyendo el de esta investigación, se asocian con explosiones de estrellas masivas jóvenes en forma de supernova en galaxias con formación estelar. Los estallidos cortos no se conocen en profundidad, pero se cree que se originan por la fusión de dos objetos compactos, tales como estrellas de neutrones.

[2] El nombre hace referencia a la fecha en la que el estallido fue descubierto, en este caso fue localizado el 23 de marzo de 2009.

[3] Las galaxias fueron observadas con un desplazamiento al rojo de 3,57, lo que significa que se ven como si estuvieran a 1.800 millones de años del Big Bang.

[4] El material producido por el Big Bang, hace 13.700 millones de años, estaba compuesto casi en su totalidad por hidrógeno y helio. Elementos más pesados, como el oxígeno, el nitrógeno y el carbono, se produjeron más tarde por reacciones termonucleares en el interior de estrellas, alimentando las reservas de gas de las galaxias tras su muerte. Por tanto, se espera que la cantidad de elementos más pesados en la mayor parte de las galaxias crezca gradualmente a medida que el Universo envejezca.ESO
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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ASTRONOMÍA: DESCUBREN EXTRAÑA ESTRUCTURA GIGANTE EN LA VÍA LÁCTEA

Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., estamos fascinados por el último descubrimiento del Telescopio Espacial FERMI de la NASA , de una gigantesca estructura que hasta ahora había sido indetectable en el centro de nuestra Vía Láctea, el hallazgo tiene tan repercusión científica que equivale como si descubriéramos un nuevo continente en La Tierra. Las extrañas "dos burbujas" tienen una extensión de 50,000 años luz , son de radiación gamma., que se piensa que fueron ocasionadas por la explosión gigantesca de un agujero negro., o tal vez la acumulación de gases de formación estelar...... el enigma continúa........ Aquí en la imagen observamos la recreación de la Extraña Estructura Gigante en el centro de la Vía Láctea. Fuente de imagen: ABC/NASA.

Descubren una gigantesca estructura desconocida en nuestra galaxia:

El Telescopio Espacial Fermi acaba de revelar, en nuestra propia galaxia, una gigantesca estructura de la que hasta ahora no se tenía noticia alguna. Se trata de dos enormes "burbujas" de radiación gamma, de 25.000 años luz cada una, que parecen emanar del centro de la Vía Láctea y que se disparan simétricamente a ambos lados de su núcleo. Los sorprendidos astrónomos no saben aún cómo explicar su hallazgo, aunque sugieren que podría tratarse de los restos de una antigua erupción de rayos gamma del agujero negro super gigante que habita en el centro de nuestra galaxia.

"Lo que hemos visto son dos emisiones de rayos gamma en forma de burbuja que se extienden al norte y al sur del centro galáctico -explica Doug Finkbeiner, astrónomo del centro de astrofísica Harvard-Smithsonian y el primero en reconocer la estructura-. Y no comprendemos completamente su naturaleza y su origen".

La estructura abarca más de la mitad del cielo visible desde la Tierra, desde la constelación de Virgo hasta la de La Grulla, y podría tener millones de años de antigúedad. La investigación se publicará próximamente en The Astrophysical Journal.

Finkbeiner y su equipo descubrieron las extraordinarias burbujas de radiación procesando los datos públicos del Telescopio Espacial Fermi, el mayor detector de radiación gamma jamás construido.

Diseñado específicamente para observar esta clase de emisiones, el Fermi intenta captar y estudiar las súbitas explosiones que, a pesar de que apenas duran unos segundos y pueden encontrarse a decenas de miles de años luz de distancia, son los fenómenos más energéticos de todo el Universo.

El descubrimiento parece indicar que, en algún momento del pasado, también el agujero negro central de la Vía Láctea, nuestro hogar en el espacio, provocó una de estas gigantescas explosiones.

Baste recordar la que se produjo el 27 de septiembre de 2004, la mayor detectada hasta ahora, causada por un magnetar, un tipo poco común de estrella de neutrones, a más de 50.000 años luz de distancia. Aquél día y durante un breve instante, apenas un par de décimas de segundo, un invisible estallido de energía, equivalente a medio millón de años de iluminación solar, alcanzó la Tierra casi a la velocidad de la luz.

A pesar de la distancia, muchos de nuestros satélites dejaron de funcionar al instante, y las capas superiores de nuestro mundo quedaron instantáneamente ionizadas por el súbito impacto de cantidades masivas de rayos gamma.

La razón principal por el que estas dos gigantescas burbujas no se habían detectado hasta ahora es, aseguran los investigadores, la difusa "niebla de rayos gamma" que existe de forma natural a lo largo de todo el cielo y de la que resulta difícil aislar emisiones concretas.

Esa "niebla" se produce cuando partículas subatómicas, viajando a velocidades próximas a la de la luz, interactúan con los rayos luminosos o el gas interestelar dentro de nuestra galaxia (ver el vídeo bajo estas líneas). Pero el equipo de Finkbeiner ha conseguido poner a punto un modelo capaz de distinguir y aislar fuentes concretas de rayos gamma de la "niebla de fondo" reinante. Fue así cómo localizaron las burbujas.

Los científicos tienen ahora ante sí la labor de averiguar cómo se formaron esas enormes estructuras. Las burbujas, aseguran, son mucho más energéticas que la "niebla de fondo" de rayos gamma de la galaxia. Y además tienen bordes muy bien definidos. Su forma, por último, sugiere que se formaron como resultado de una gran y relativamente rápida emisión de energía cuya fuente, sin embargo, aún es un misterio.

Una de las posibles fuentes podría ser un chorro de partículas procedente del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. Tales chorros resultan relativamente comunes y han sido observados en muchas otras ocasiones en galaxias lejanas. Se producen como una especie de reacción del agujero negro al absorber la materia circundante. Y aunque no existen evidencias de que en la actualidad tales chorros de partículas estén emanando del centro de nuestra galaxia, pudieron haberlo hecho en el pasado.

Las burbujas, sin embargo, también podrían haberse formado a partir de los gases sobrantes de un proceso masivo de formación estelar, algo que los astrónomos piensan que pudo suceder alrededor del centro galáctico en algún momento del pasado. Fenómenos parecidos también han sido observados otras veces en zonas muy activas de galaxias distantes.

Fuente de información : ABC.es

Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui

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