elDiario.es - Telescopio James Webb

Documentan por primera vez cómo una estrella masiva desaparece y se convierte en un agujero negro

Antonio Martínez Ron — Thu, 12 Feb 2026 19:00:23 +0000

Es el caso más claro observado hasta ahora de una estrella que “se apaga sin estallar” y colapsa directamente en un agujero negro, un tipo de evento extremadamente raro que se conoce como “supernova fallida”

Hemeroteca - Una supernova pillada ‘in fraganti’: captan por primera vez los instantes iniciales del estallido de una estrella

Un equipo de astrónomos, liderado por Kishalay De, del Instituto Flatiron, ha documentado por primera vez con detalle cómo una estrella masiva en la galaxia de Andrómeda desaparece sin convertirse en supernova y colapsa directamente para formar un agujero negro. Los hallazgos, que se publican este jueves en la revista Science, proporcionan una de las evidencias más sólidas hasta la fecha de que las llamadas “supernovas fallidas” pueden producir agujeros negros de masa estelar.

La mayoría de estos agujeros negros se forman durante el colapso del núcleo de una estrella masiva, que generalmente produce una supernova, pero en una fracción de los casos el colapso progresa casi directamente a un agujero negro y no se produce una supernova observable. La estrella M31-2014-DS1 es una supergigante amarilla que se encuentra a unos 2,5 millones de años luz de la Tierra, en la vecina galaxia de Andrómeda y tenía unas 10 masas solares. Los autores analizaron los datos de esta supergigante obtenidos por el proyecto NEOWISE de la NASA y otros telescopios terrestres y espaciales entre 2005 y 2023 y analizaron cómo se apagaba.

En 2014 la estrella comenzó a emitir luz infrarroja y dos años después se atenuó rápidamente, muy por debajo de su luminosidad original. Las observaciones de 2022 y 2023 mostraron que la estrella prácticamente desapareció en luz visible e infrarroja cercana, alcanzando una diezmilésima parte de su brillo en estas longitudes de onda. Su remanente ahora solo es detectable en luz infrarroja media, donde brilla con apenas una décima parte de su brillo anterior.

“Esta estrella solía ser una de las más luminosas de la galaxia de Andrómeda, y ahora no se veía por ningún lado. Imaginen si la estrella Betelgeuse desapareciera de repente. ¡Todos perderían la cabeza!

Kushalay De — Astrónomo del Instituto Flatiron y autor principal del estudio

“Esta estrella solía ser una de las más luminosas de la galaxia de Andrómeda, y ahora no se veía por ningún lado”, explica Kushalay De. “Imaginen si la estrella Betelgeuse desapareciera de repente. ¡Todos perderían la cabeza! Algo similar estaba sucediendo con esta estrella en la galaxia de Andrómeda”. Los resultados ofrecen un vistazo poco común al misterioso origen de los agujeros negros y ayudarán a explicar por qué algunas estrellas masivas se convierten en agujeros negros al morir, mientras que otras no.

“Esto es solo el comienzo”, afirma Kishalay De. La luz de los restos polvorientos que rodean el agujero negro recién nacido, añade, “será visible durante décadas con la sensibilidad de telescopios como el telescopio espacial James Webb, ya que continuará desapareciendo muy lentamente. Y esto podría convertirse en un punto de referencia para comprender cómo se forman los agujeros negros estelares en el universo”.

Localizar otros agujeros negros

Aunque esta posibilidad de que una estrella masiva colapse directamente en un agujero negro sin explotar se había propuesto desde hace años, es la primera vez que se dispone de datos a largo plazo suficientes para seguir todo el proceso y llegar a una conclusión sólida, comenta Lluís Galbany, astrofísico del ICE-CSIC que no ha participado en el estudio. “El descubrimiento demuestra que no todas las estrellas masivas mueren como supernova y que, con observaciones sostenidas en el tiempo, es posible detectar el nacimiento de un agujero negro”.

El descubrimiento demuestra que no todas las estrellas masivas mueren como supernova y que, con observaciones sostenidas en el tiempo, es posible detectar el nacimiento de un agujero negro

Lluís Galbany — Astrofísico del ICE-CSIC

“El hecho de que la estrella haya desaparecido sugiere la formación del agujero negro porque los modelos teóricos predicen que la formación de una estrella de neutrones, que sería la otra posibilidad, debería producirse en una explosión de supernova que se habría detectado como un crecimiento muy grande en la luminosidad en ese punto de la galaxia”, señala Jonay González, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). “Es un trabajo interesante y muy complicado. Y ayudará a desarrollar modelos y entender la física que da lugar a que estos eventos se produzcan”.

“Hasta ahora no había casos no ambiguos de una estrella masiva que colapsara directamente en agujero negro, aunque esto ya hace décadas que lo había previsto la teoría”, asegura Miguel Torres, astrofísico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA). “Este trabajo demuestra observacionalmente que algunas estrellas masivas no explotan, sino que colapsan silenciosamente y se forman agujeros negros. El impacto es tremendo: abre una vía a la búsqueda sistemática de estos agujeros negros, usando luz infrarroja como trazador y con el telescopio James Webb (JWST) se podrá hacer a distancias mucho mayores que hasta ahora”.

Los misteriosos puntos rojos captados por el James Webb en el universo temprano son agujeros negros ‘camuflados’

Antonio Martínez Ron — Wed, 14 Jan 2026 16:00:02 +0000

Una nueva medición aclara parcialmente el misterio de estas galaxias formadas solo 600 millones de años después del Big Bang: se trataría de agujeros negros supermasivos enclaustrados dentro de 'capullos' de gas de alta densidad, aunque aún sigue habiendo muchas incógnitas

Hemeroteca - El telescopio James Webb no ha “roto” el modelo del cosmos: descartan que haya que retrasar la fecha del Big Bang

A las dos semanas de actividad, el telescopio espacial James Webb (JWST) puso el mundo de la cosmología patas arriba tras la detección de una serie de pequeños puntos rojos (LRDs, por sus siglas en inglés) para los que no había explicación. Primero se pensó que eran galaxias demasiado masivas para su antigüedad (apenas 600 millones de años después del Big Bang) y más tarde se vio que eran galaxias activas (AGN), en cuyo centro había agujeros negros supermasivos, pero su tamaño y su comportamiento tampoco encajaban con los modelos.

Un equipo de investigadores encabezados por Vadim Rusakov, de la Universidad de Manchester, acaba de rehacer los cálculos y asegura que estos agujeros negros son probablemente cien veces más pequeños de lo que sugerían estimaciones previas y que están ocultos tras una gruesa cortina de gas, una especie de “capullos” de gas de alta densidad que explicarían por qué no detectamos rayos-X ni emisión en radio como en los agujeros negros supermasivos de galaxias más cercanas. En palabras del astrofísico brasileño Rodrigo Nemmen, serían una especie de “agujeros negros camuflados” en los momentos más tempranos del universo.

Según los autores, este hallazgo publicado este miércoles en la revista Nature sugiere una fase previamente desconocida del crecimiento de los agujeros negros en el universo temprano. El estudio se ha basado en datos de 12 galaxias estudiadas individualmente, combinándolos con datos de otras 18 para comprender mejor el comportamiento de los pequeños puntos rojos a lo largo del tiempo. Futuras observaciones podrían explorar si esta “fase de capullo” es común y cómo influye en el crecimiento de los agujeros negros y las galaxias.

Cuásares a punto de nacer

Para Nenmen, que firma un artículo de análisis en la misma revista, este hallazgo resuelve varios enigmas: favorece la explicación de los agujeros negros y explica la ausencia de rayos X y radio, ya que el denso capullo de gas ionizado atraparía dicha radiación. “Si los investigadores tienen razón, estos pequeños puntos rojos son cuásares en forma de crisálida, esperando a emerger de sus capullos”, escribe.

“Antes de obtener estas masas más pequeñas, la interpretación de los pequeños puntos rojos como agujeros negros supermasivos indicaba que estos agujeros negros tenían masas desproporcionadamente grandes comparadas con el resto de su galaxia”, añade el astrofísico Héctor Vives. Este resultado vendría a resolver esta contradicción, comenta, pero hay otros trabajos en fases preliminares que apuntan a que esta interpretación no resulta satisfactoria, ya que miden con otros métodos una masa mayor en la región central, y si no está en el agujero negro debía suplirse con una cantidad de estrellas demasiado grande para un volumen tan pequeño.

Misteriosos “lunarcitos” primitivos

Isabel Márquez, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), recuerda que el problema de estos “lunarcitos rojos”, como ella los llama, es que tenían una luminosidad tan alta que no se podía explicar con formación normal de estrellas. “Después se pensó que eran galaxias activas, pero no emitían rayos X y los lunarcitos tenían masas muchísimo más grandes de lo que les tocaba, ¿qué estaba pasando?”, relata.

“Los autores creen que no estábamos midiendo bien la masa del agujero negro, porque en su interior se estaba produciendo una dispersión de luz o de electrones en un medio muy denso”, asegura Márquez. El resultado, opina, hace más sencillo encajarlo en los modelos cosmológicos, pero eso no significa que no haya todavía muchísimos cabos sueltos. “Lo que han analizado son solo 12 objetos, es una idea original, pero yo creo que le falta todavía elaboración y, sobre todo, trabajar con muestras más grandes”, asegura.

Lo que han analizado son solo 12 objetos, es una idea original, pero yo creo que le falta todavía elaboración y, sobre todo, trabajar con muestras más grandes

Isabel Márquez — Investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB-INTA-CSIC) que estudia estos mismos objetos, asegura que este artículo revisa a la baja la masa de los agujeros negros, argumentando que estamos viendo cómo empiezan a formarse y están rodeados de una gran cantidad de gas muy denso. “Ahora bien, ¿por qué se están formando tan rápidamente y tan temprano en la vida del universo?”, se pregunta. “Quizás provienen de estrellas muy masivas, con una masa equivalente a un millón de soles, cuando lo más masivo que conocemos son estrellas de unos 50 soles”.

En su opinión, esas estrellas se convertirían en agujeros negros supermasivos muy rápido. O quizás estos se formaron directamente o había semillas para que se formaran poco después del Big Bang, como dice la hipótesis de los agujeros negros primordiales. “De todo ello hemos hablado durante décadas, pero no había ninguna prueba”, recuerda. “Quizás ahora sí estamos empezando a ver esas pruebas, incluida la detección de galaxias solo 100 millones de años después del Big Bang, algo que publicamos hace unos meses y podría estar relacionado. Pero no está clara todavía la naturaleza de los pequeños puntos rojos”.

El misterio del cometa “viejoven”: por qué el objeto interestelar 3I/Atlas es a la vez un anciano y un bebé

Antonio Martínez Ron — Fri, 05 Sep 2025 20:39:17 +0000

La proporción inusualmente alta de CO2 frente al agua apunta a que este misterioso objeto nunca se había acercado tanto a una estrella como hasta ahora: viene de muy lejos y quizá protegido por una ‘coraza’

Hemeroteca - Cuerpos extraños en el Sistema Solar: lo que nos enseñan los objetos que nos visitan desde el espacio profundo

El objeto interestelar 3I/Atlas, el mensajero del espacio profundo que irrumpió en nuestro Sistema Solar a principios de julio, está en estos momentos tan cerca del Sol que no podremos volver a observarlo hasta diciembre. Pero, antes de despedirse temporalmente, ha dejado algunos datos muy valiosos para los astrofísicos y un hecho desconcertante: en términos astronómicos, se trata de un cometa viejo y joven a la vez.

Los datos obtenidos a finales de agosto por el espectrógrafo de infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb (JWST) revelan la inusual composición de su coma. El objeto tiene muy poca agua y mucho CO2. En palabras técnicas, “contiene una coma de gas inusualmente rica en CO2 en relación con el H2O”. Esta proporción —16 veces superior a la que se esperaría— está “entre las más altas jamás observadas en un cometa”, según los científicos .

Para el equipo de investigadores de la NASA que ha publicado estos resultados preliminares, esta circunstancia podría deberse a que 3I/Atlas “se formó cerca de la línea de hielo de CO2 en su disco protoplanetario principal” o a que algo “inhibe la penetración del calor en su núcleo” y evita que el agua se sublime. Dicho de manera más simple: puede que tenga mucho CO2 porque se ha gastado poco en su largo viaje y tiene poca agua porque dispone de una especie de coraza que protege su núcleo del calor externo.

Un cometa “viejoven”

A Javier Licandro, investigador del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC), le recuerda al comportamiento de los objetos transneptunianos de nuestro sistema llamados centauros. Por los nuevos datos, este cometa parece haberse formado más allá de la región en la cual el dióxido de carbono se congela y debe haber interactuado muy poco con su estrella.

Tiene características de ser un cometa muy antiguo y que ha viajado muchísimo, pero en parte tiene la pinta de los cometas 'nuevos', esos que se acercan al Sol por primera vez

Javier Armentia — Astrónomo y divulgador

“Desde el punto de vista del origen es antiguo, pero dinámicamente no, en el sentido en que nosotros entendemos la edad de los cometas, pues consideramos que van envejeciendo a medida que se acercan mucho al Sol”, explica Licandro a elDiario.es. “A los cometas que tienen órbitas de corto periodo y tienen varios pasajes cerca del Sol, los llamamos cometas viejos, aunque no es por la edad de origen, sino porque han envejecido físicamente”.

Si tenemos en cuenta que la velocidad de 3I/Atlas nos muestra que puede tener entre 3.000 y 11.000 millones de años (frente a los 4.500 millones de años de nuestro Sistema Solar), podemos decir que es un comenta joven y viejo a la vez: lo que se conoce humorísticamente como un “viejoven”. “Tiene características de ser un cometa muy antiguo y que ha viajado muchísimo, pero en parte tiene la pinta de los cometas nuevos, esos que se acercan al Sol por primera vez”, asegura el astrónomo y divulgador Javier Armentia, que encuentra la denominación divertida y acertada.

Es como un Ford T que tiene ahora su primera carrera de Indianápolis

René Duffard — Experto en asteroides del IAA-CSIC

“Su velocidad, junto con su trayectoria, implica que 3I/Atlas podría tener su origen en un sistema estelar relativamente antiguo, posiblemente de la población del disco grueso de la Vía Láctea”, apunta René Duffard, experto en asteroides del IAA-CSIC. En ese sentido, reconoce, es viejo por su edad dinámica orbital, pero joven en cuanto a sublimación, porque es su primer paso cerca de una estrella que hace sublimar sus volátiles. “Es como un Ford T que tiene ahora su primera carrera de Indianápolis”, bromea.

Una ‘coraza’ para un viaje increíble

En opinión de Javier Licandro, cuyo equipo desde el Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) fue de los primeros en obtener datos de este objeto interestelar, el cometa seguramente escapó del cinturón transneptuniano de su estrella y ha pasado casualmente cerca de la nuestra. “Por eso está sublimando el dióxido de carbono que tiene en la superficie”, señala. A toda esta circunstancia, hay que añadirle la posibilidad de que el cometa se formara de una manera diferente o que haya desarrollado una cubierta que haya protegido su núcleo del exterior.

Se especula que este cometa tiene una capa externa que aísla la entrada del calor del Sol y eso impide que salga mucha agua del núcleo

René Duffard — Experto en asteroides del IAA-CSIC

“Se especula que este cometa tiene una capa externa que aísla la entrada del calor del Sol y eso impide que salga mucha agua del núcleo. Esa capa se suele crear en los objetos que están expuestos a la radiación por mucho tiempo, algo que es esperable en 3I/Atlas”, resume Duffard. Esto nos dejaría, en su opinión, con el siguiente escenario: el cometa fue expulsado de su estrella y estuvo millones de años transitando hasta llegar a nosotros y en ese tiempo desarrolló una coraza que lo aísla del calor de nuestro sol.

“Al acercarse, se subliman los volátiles, agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, y crea una coma que es observada por el telescopio James Webb”, indica Duffard. “Por eso el agua que vemos es poca, porque no puede salir por la coraza creada a lo largo de tantos millones de años”.

Un fragmento “prístino” del universo

“No sabemos si se ha formado como los cometas de nuestro sistema que tienen periodos orbitales de más de 10.000 años y vienen casi directamente de la nube de Oort”, asegura Armentia. “O quizá en ese viaje tan increíble de tantos millones de años, la forma en la que algunos elementos se subliman es diferente y el agua ha desaparecido a lo largo de esas peripecias del viaje, o tal vez se formó en un entorno en el que el agua estaba menos disponible para formar el cometa”.

Podría ser un cometa formado hace más de 10.000 millones de años, como el doble de edad del Sol, de cuando el universo era bastante diferente y mucho más joven

Javier Armentia — Astrónomo y divulgador

Los hallazgos sobre este tercer objeto interestelar conocido, señala Armentia, resultan fascinantes para los científicos porque nos traen un fragmento “prístino” de las profundidades del universo y de un periodo anterior a la formación de nuestro sol. “Podría ser un cometa de un sistema estelar formado hace más de 10.000 millones de años, es decir, como el doble de edad del Sol”, concluye. “Lo apasionante es pensar que estás viendo un material que estaba en esa nube de Oort equivalente a la formación de una estrella de cuando el universo era bastante diferente y mucho más joven”.

Para los astrofísicos, este tipo de hallazgos equivalen a los que hacen los paleoantropólogos cuando encuentran los fósiles de una nueva especie humana, en un periodo del que apenas se sabe nada. Quizá no es casual que entre la larga lista de naves y sondas que se unirán a las observaciones de 3I/Atlas en los próximos meses (entre las que está especialmente situada la misión Psyche), se encuentre la distante Lucy, una nave con el nombre de nuestro antepasado más célebre que podría atravesar la cola del cometa interestelar y medir su composición. Si finalmente ofrece alguna clave, el estudio del pasado de la humanidad y del universo estarán simbólicamente unidos.

El telescopio espacial James Webb localiza su primer exoplaneta y se asoma a la infancia de los sistemas planetarios

Antonio Martínez Ron — Wed, 25 Jun 2025 15:00:03 +0000

La identificación del primer exoplaneta en plena formación en el disco de escombros de una estrella proporciona una mejor comprensión de los procesos en los que se forman sistemas planetarios como el nuestro y ayudará a mejorar los modelos teóricos

Hemeroteca - Detectan el agujero negro más antiguo jamás observado, clave para entender el origen de las galaxias

Los datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han permitido detectar por primera vez un exoplaneta, con la particularidad de que lo ha observado en el disco de escombros de una estrella vista desde uno de sus polos, lo que ofrece una visión inédita sobre cómo se forman los discos protoplanetarios.

El hallazgo, realizado por el equipo de Anne-Marie Lagrange, se publica este miércoles en un artículo en la revista Nature, en el que describe un pequeño planeta gaseoso bautizado como TWA 7b, por el nombre de la estrella que orbita. Lagrange y sus colegas analizaron el disco de tres anillos que rodea a TWA 7, una estrella que se formó hace aproximadamente 6,4 millones de años y, comparando los datos con las observaciones del Very Large Telescope (ESO), detectaron un posible exoplaneta con una masa comparable a la de Saturno.

Según los investigadores, este planeta es aproximadamente un 30% menor que Júpiter y orbita a 52 unidades astronómicas (UA) de su estrella. Este nuevo exoplaneta es diez veces más ligero que los captados previamente en imágenes, por lo que este resultado marca un nuevo paso en la investigación y la obtención de imágenes directas de exoplanetas cada vez más pequeños, más similares a la Tierra que a los gigantes gaseosos del Sistema Solar.

El descubrimiento se logró mediante un coronógrafo de fabricación francesa instalado en el instrumento MIRI del JWST, que permite tapar la luz de la estrella primaria para ver mejor lo que sucede a su alrededor. El hallazgo tiene un interés añadido, porque se cree que los planetas se forman dentro de discos protoplanetarios, acumulaciones de polvo y gas que orbitan alrededor de estrellas recién formadas. Las observaciones de estos discos suelen detectar estructuras anulares y huecos, que se cree que son indicios de planetas pastores invisibles; sin embargo, nunca se había conseguido ver el proceso con este detalle hasta ahora.

Un sistema con tres anillos

El sistema tiene tres anillos distintos, uno de los cuales es especialmente estrecho y está rodeado por dos áreas vacías con casi nada de materia. La imagen obtenida por el JWST reveló una fuente dentro del corazón de este estrecho anillo. Después de descartar un posible sesgo de observación, los científicos confirmaron que se trata de un exoplaneta.

Los planetas recién formados en estos discos aún están calientes y se pueden detectar en el rango térmico del infrarrojo medio, para el cual el JWST ha proporcionado una ventana de observación única. Según los autores, estas imágenes contribuyen a mejorar nuestra comprensión de la formación planetaria temprana y los procesos dinámicos que tienen lugar en los discos protoplanetarios. El JWST tiene el potencial de llegar aún más lejos en el futuro y los científicos esperan capturar imágenes de planetas con tan solo el 10% de la masa de Júpiter. De hecho, ya están identificando los sistemas más prometedores para estas futuras observaciones.

La foto de un “planeta bebé”

“Es un artículo bastante clave, en el sentido de que es lo que todos esperábamos, pero todavía no se había dado ese paso”, asegura Enric Pallé, investigador del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) experto en exoplanetas. El VLT y el telescopio milimétrico ALMA observaron todos estos discos protoplanetarios de gas y polvo y determinaron que había huecos en los anillos, explica. Esto se asociaba a que allí se estaban formando planetas que, por efecto gravitatorio, limpiaban la órbita, pero la prueba no se ha obtenido hasta ahora, gracias al James Webb.

Es como si pudieras ver un bebé en su primera media hora de vida. Detectar planetas bebés cuando se están formando tiene un valor incalculable

Enric Pallé — Investigador del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC)

“VLT nos había dado un mapa del disco”, explica Pallé. “En él podíamos ver las zonas oscuras y las zonas más brillantes que corresponden a mayor y menor densidad del gas. Y las observaciones de James Webb lo que ven es una fuente de luz —porque los planetas, cuando se están formando, todavía emiten calor— que coincide con las propiedades que uno esperaría de un planeta”.

Para el especialista, la gran novedad es el momento en el que se detecta este exoplaneta. “Es como si pudieras ver un bebé en su primera media hora de vida”, asegura. La estrella en la que orbita tiene seis millones de años, que en términos de la vida de una estrella no es nada. “Esto ayudará a refinar los modelos teóricos, que estiman que los procesos de formación de los planetas ocurren y terminan en los primeros 100 millones de años”, sentencia. “Una de las grandes preguntas que quedan en este campo es cómo se forman esos sistemas planetarios y por qué vemos esta diversidad, así que detectar planetas bebés cuando se están formando tiene un valor incalculable”.

Eso nos acerca cada vez más al Santo Grial de poder ver planetas tipo Tierra en la zona habitable de su estrella

Francisco J. Pozuelos — Investigador del Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA)

Para Francisco J. Pozuelos, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), lo más relevante del hallazgo es el hecho de que con la técnica de imagen directa se empiecen a descubrir planetas más pequeños. “Esto nos acerca cada vez más al Santo Grial de poder ver planetas tipo Tierra en la zona habitable de su estrella”, explica a elDiario.es. “Hasta ahora lo que se encontraban eran planetas inmensos, de cuatro, cinco o seis veces el tamaño de Júpiter, y ahora estamos hablando de uno más pequeño que Saturno, es decir, es un paso cuantitativo importante”.

A juicio de Pozuelos, el instrumento del JWST nos abre la posibilidad de descubrir otros planetas jóvenes en discos protoplanetarios, y aprender más para cuando entren en funcionamiento instrumentos de mayor resolución que nos permitan ver más planetas de hasta cuatro veces el tamaño de la Tierra. “Esa es la gran esperanza”, concluye. “Ser capaces de bajar la sensibilidad hasta el punto de ver este tipo de planetas, que son pequeños y empiezan a estar cada vez más fríos, es un gran paso hacia ese objetivo”.

El hallazgo de un planeta gigante que orbita una estrella diminuta pone en jaque las teorías de formación planetaria

elDiario.es — Wed, 04 Jun 2025 09:20:01 +0000

El descubrimiento, realizado desde el Observatorio de Sierra Nevada (OSN), rompe con las teorías actuales sobre la formación de planetas gigantes y abre una vía prometedora para futuras investigaciones

Los recortes de Trump disparan las opciones de que el supertelescopio de Hawái acabe finalmente en La Palma

Los planetas nacen a partir del material que rodea a las estrellas jóvenes, en lo que se conoce como disco protoplanetario. Si el polvo y el gas de este disco se agrupa y alcanza suficiente masa, puede dar lugar a planetas gigantes. Sin embargo, este proceso depende en gran medida de la masa de la estrella: cuanto menor es la estrella, menos material tiene disponible para formar planetas grandes.

Por eso resulta tan sorprendente el reciente descubrimiento de un exoplaneta gigante orbitando una estrella diminuta: TOI-6894, una enana roja con solo un 20% de la masa del Sol. Este hallazgo, publicado en Nature Astronomy, desafía las teorías actuales en torno a la formación planetaria y abre nuevas preguntas sobre cómo y dónde pueden surgir los planetas gigantes.

“Lo singular es que, según las teorías actuales, estrellas tan pequeñas no deberían tener planetas tan grandes, porque no tendrían suficiente material a su alrededor como para formarlos”, confirma Francisco J. Pozuelos, investigador del IAA-CSIC que participa en el estudio.

Un planeta mayor que Saturno

TOI-6894b es un planeta gigante gaseoso de baja densidad, con un radio algo mayor que el de Saturno, pero con solo la mitad de su masa. Su estrella, TOI-6894, es la de menor masa en la que se ha descubierto un planeta gigante en tránsito, con apenas el 60% del tamaño de la siguiente estrella más pequeña conocida con un planeta similar.

El descubrimiento se enmarca dentro de un proyecto de investigación a gran escala que analiza los datos de la misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, en busca de planetas gigantes alrededor de estrellas de baja masa. “Analizamos observaciones de más de 91.000 estrellas enanas rojas de baja masa en los datos de TESS en busca de planetas gigantes”, explica el dr. Edward Bryant, astrofísico y primer autor del estudio.

Pudimos detectar que el tránsito de este planeta, es decir, su paso por delante de la estrella, bloquea un 17% de su luz, algo poco común que nos permitirá estudiar su atmósfera con gran precisión

Francisco J. Pozuelos — IAA-CSIC

El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) tuvo un papel destacado en el análisis de los datos obtenidos por la misión espacial TESS. “Pudimos detectar que el tránsito de este planeta, es decir, su paso por delante de la estrella, bloquea un 17% de su luz, algo poco común que nos permitirá estudiar su atmósfera con gran precisión”, señala Francisco J. Pozuelos (IAA-CSIC). Este indicio fue el punto de partida de toda la campaña de observación y análisis que culminó en el descubrimiento.

Además, el IAA-CSIC contribuyó de forma clave con observaciones realizadas desde el telescopio de 1,5 metros del Observatorio de Sierra Nevada (OSN), en distintas bandas de luz y en coordinación con otros telescopios internacionales. “Estas observaciones nos permitieron descartar que se tratara de una estrella doble eclipsante —un sistema formado por dos estrellas que orbitan entre sí y, al pasar una por delante de la otra, producen eclipses mutuos— y confirmar que, en efecto, estábamos ante un planeta gigante”, detalla Víctor Casanova, investigador del IAA-CSIC.

Una atmósfera reveladora

Una de las claves para entender cómo se formó TOI-6894b está en el estudio detallado de su atmósfera. Analizar cómo se distribuyen los materiales en su interior puede revelar la estructura de su núcleo y ayudar a determinar si se originó por acreción —acumulando lentamente gas y polvo— o por colapso gravitacional de un disco inestable.

Además, su atmósfera presenta una característica poco habitual en este tipo de planetas: es sorprendentemente fría. Mientras que la mayoría de los gigantes gaseosos descubiertos hasta ahora son los llamados “Júpiteres calientes”, con temperaturas entre 1000 y 2000 kelvin, TOI-6894b apenas alcanza los 420 kelvin. Su baja temperatura, junto con otras particularidades como tránsitos especialmente profundos, lo convierte en uno de los candidatos más prometedores para investigar atmósferas frías en exoplanetas.

“Por la irradiación que recibe de su estrella, se espera que la atmósfera de TOI-6894b esté dominada por procesos químicos ligados al metano, algo muy poco común”, señala el profesor Amaury Triaud, de la Universidad de Birmingham. “Estas bajas temperaturas hacen posible que detectemos no solo metano, sino incluso amoníaco, lo que sería un hito: nunca se ha observado este compuesto en la atmósfera de un exoplaneta”, añade Pozuelos. TOI-6894b se perfila así como un planeta de referencia para el estudio de atmósferas dominadas por metano y uno de los mejores laboratorios naturales para explorar atmósferas ricas en carbono, nitrógeno y oxígeno fuera del Sistema Solar.

Gracias a todas estas particularidades, TOI-6894b ha sido seleccionado para futuras observaciones con el telescopio espacial James Webb (JWST), previstas en los próximos meses. “Estos datos nos permitirán poner a prueba las distintas teorías sobre su formación y, en general, avanzar en la comprensión de cómo se forman planetas gigantes en entornos extremos”, concluye Pozuelos.

El Gran Telescopio de Canarias disparará un potente láser para crear estrellas artificiales y afinar su visión del cosmos

Antonio Martínez Ron — Sat, 15 Mar 2025 20:55:00 +0000

El Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) está probando ya el dispositivo de guiado láser que completará su sistema de óptica adaptativa y permitirá al telescopio observar el cielo como si estuviera mirando desde el espacio

Eva Villaver, astrofísica: “El derecho a un cielo oscuro es importante incluso para la salud”

Con sus 34 metros de diámetro y 26 metros de altura, la cúpula del Gran Telescopio de Canarias (GTC) es un coloso metálico en lo alto de la isla de La Palma. Su aspecto futurista se verá acentuado en breve, cuando el mayor telescopio del mundo dispare cada noche un haz de láser de alta intensidad hacia la oscuridad del cielo. Y no lo hará para destruir mundos, como la Estrella de la Muerte, sino para crear estrellas artificiales con las que calibrar sus equipos.

“Cuando esté desplegado el sistema de óptica adaptativa, veremos algunos objetos del cielo con una nitidez mayor que el telescopio espacial James Webb”, anuncia su director, Romano Corradi, desde la sala de control del GTC.

Tal y como lo describe, el sistema es pura fantasía: no solo deforma sutilmente los espejos del telescopio en tiempo real para corregir las perturbaciones que produce el aire, sino que se calibra a partir de estrellas brillantes y, en su ausencia, con puntos de luz generados a 90 km de altitud por un potente láser. Un cañón de luz que proyecta una estrella artificial de varios metros de diámetro en la mesosfera, sobre los restos que dejan las estrellas fugaces.

Como el fondo de una piscina

El Gran Telescopio de Canarias se encuentra en uno de los lugares con los cielos más oscuros y prístinos del planeta, recuerda su director, pero la turbulencia de la atmósfera siempre introduce pequeñas alteraciones. Esto impide aprovechar la resolución espacial que ofrece el enorme espejo de 10 metros, que potencialmente permite diferenciar objetos celestes que están muy próximos entre sí, como un planeta y una estrella.

El astrofísico Francisco Sánchez, histórico fundador del IAC, compara la turbulencia atmosférica con el efecto que se produce cuando miramos a lo lejos sobre una carretera recalentada. Los objetos se emborronan “debido a que la luz ha tenido que atravesar burbujas danzantes de aire caliente que altera su recorrido rectilíneo”, escribe en su autobiografía. Aunque en un lugar como el Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM) la agitación del aire es muy baja, el fenómeno es proporcional al diámetro del “objetivo” del instrumento con que se observa, de modo que un telescopio de tamaño récord como el GTC tiene que intentar evitar sus efectos.

“La turbulencia atmosférica distorsiona la luz como si estuviésemos mirando a través del agua en el fondo de una piscina”, explica Marcos Reyes, jefe de instrumentación del telescopio que lidera la instalación de estos nuevos equipos. La óptica adaptativa es una sofisticada tecnología que hace desaparecer virtualmente la atmósfera y lo que los astrónomos conocen como “seeing”. Y lo hace midiendo esa deformación de la luz en tiempo real y enviando una serie de comandos a un espejo deformable que compensa estas variaciones y las corrige.

“El espejo se deforma de tal de manera que compensa la alteración que la luz que produce la atmósfera”, describe Corradi. “Así, recupera la forma plana de lo que llamamos frente de ondas y la imagen, que de otro modo se vería borrosa, se ve con total nitidez”. “Estamos midiendo la deformación de la luz mil veces por segundo, analizándola en tiempo real, enviando los comandos al espejo deformable para que la luz que sale reflejada y llega al instrumento científico tenga esa alta resolución espacial”, añade Reyes.

Buscando una estrella

El sistema de Óptica Adaptativa para el GTC (GTCAO) está instalado desde 2023 en la plataforma Nasmyth B del telescopio y, tras un periodo de observaciones de prueba, estará disponible para la comunidad científica a finales de año. En esta primera fase, el equipo se calibra con “estrellas naturales”, astros muy luminosos cerca del objeto que quieren estudiar. “La turbulencia atmosférica es distinta en cada sitio del cielo”, comenta Reyes. “Por eso hay que medirla cerca de donde se quiere observar”.

De este modo, si se quiere observar una galaxia muy débil, los astrónomos calibran antes la óptica usando como referencia una estrella brillante que esté en la misma zona. “Pero el cielo nocturno está vacío de estrellas brillantes, de modo que podemos apuntar a pocos sitios y aplicar la técnica de la óptica adaptativa”, advierte el experto. “¿Y qué hacemos? Pues emitir un láser desde el telescopio y crear una estrella artificial que nos sirva para calibrarlo”.

El cielo nocturno está vacío de estrellas brillantes, ¿y qué hacemos? Pues emitir un láser desde el telescopio y crear una estrella artificial que nos sirva para calibrarlo

Marcos Reyes — Jefe de instrumentación del GTC

Un ‘chorrazo’ de luz de 30 cm

Bajo el enorme espejo del GTC, formado por 36 segmentos hexagonales de 450 kg y casi 2 metros de altura cada uno, la cúpula del GTC parece el interior de un robot gigante. Allí trabaja Jesús Patrón, uno de los astrofísicos del IAC que está poniendo a punto los equipos de óptica adaptativa, situados en una de las plataformas. “El láser tiene 20 vatios y se origina con apenas tres milímetros”, explica. “Pero a continuación pasa por lo que llamamos telescopio de lanzamiento, que transforma el haz de luz y lo saca por la parte delantera en un chorro de unos 30 centímetros de diámetro; necesitamos que se excite un número suficiente de moléculas para que se pueda ver algo”.

El color del láser es naranja, porque trabaja en la longitud de onda del sodio, explica Marcos Reyes. “Es el color más eficiente porque se propaga hasta 90 kilómetros de altura, hasta una capa en la atmósfera que se llama la mesosfera”, prosigue. “En esta región hay muchas partículas que vienen de meteoroides, de pequeños restos de asteroides que se integran en la atmósfera, por lo que hay muchos átomos de sodio”.

Cuando alcanza esta zona en la que se desintegran las estrellas fugaces, el láser ilumina los átomos de sodio en un área que puede tener uno o dos metros de diámetro. Esto produce una especie de estrella muy tenue, de magnitud 8 o 9, pero suficiente para que para el potente ojo del GTC la tome como referencia y la óptica adaptativa ajuste la nitidez de la imagen.

Tecnología propia

En los últimos meses, Reyes y su equipo han probado el cañón láser en el Teide y en el Roque de los Muchachos. Tanto este como el sistema de óptica adaptativa han sido diseñados íntegramente por los científicos del IAC. El láser se instalará próximamente en el anillo de elevación del Gran Telescopio de Canarias, una estructura que se mueve con el conjunto y permitirá dirigir el haz a cualquier lugar del cielo.

“El plan es instalarlo en 2027 y estar haciendo las pruebas con instrumentos de ciencia hasta 2028”, adelanta Reyes a elDiario.es. “A partir de esa fecha servirá para hacer ciencia rutinaria, después de un proceso muy largo y complejo”.

“Si tenemos una galaxia de interés que es demasiado débil para poder usarla para calibrar la óptica, a su lado vamos a poner una estrella artificial hecha con el láser”, asegura el director del GTC, Romano Corradi. “A continuación, mandamos la información al espejo deformable y corregimos. Ya hemos conseguido corregir la turbulencia para ciertas estrellas de prueba, pero todavía tenemos que afinar”.

Si tenemos una galaxia de interés que es demasiado débil para calibrar la óptica, a su lado vamos a poner una estrella artificial hecha con el láser

Romano Corradi — Director del GTC

Desde el IAC están convencidos de que este salto tecnológico colocará al Grantecán, como también llaman al GTC, en un nivel de desempeño científico incluso superior al que ya ha tenido desde su puesta en marcha en 2009. “Hay un nicho en el que, efectivamente, con óptica adaptativa y el láser, puedes ganar en resolución a los telescopios espaciales”, reconoce su subdirectora, Eva Villaver. Asimismo, y a diferencia de lo que ocurre en las instalaciones astronómicas de Chile o Hawái, donde se tienen que asegurar de no interferir con el láser en el tráfico aéreo, en La Palma tendrán menos complicaciones, al estar restringidos los vuelos sobre el observatorio por la “Ley del Cielo”.

“Las condiciones del Observatorio de La Palma son comparables con las del desierto de Atacama y Hawái; estamos en la categoría top de los observatorios mundiales”, presume Corradi. “El telescopio GTC sigue siendo el mayor telescopio del mundo y esto va a abrir puertas para hacer ciencia que no se había hecho hasta ahora, tanto ciencia estelar como extragaláctica”, concluye Marcos Reyes. “Con la ventaja de que hacer ciencia de alta resolución desde tierra es mucho más barato que hacerlo desde el espacio”.

Eva Villaver, astrofísica: “El derecho a un cielo oscuro es importante incluso para la salud”

Antonio Martínez Ron — Tue, 04 Mar 2025 20:49:17 +0000

La subdirectora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) asegura que La Palma aún tiene opciones de acoger el Telescopio de Treinta Metros y defiende que el Observatorio del Roque de los Muchachos permite observar las estrellas en condiciones cada vez más parecidas a las del espacio

Hemeroteca - Julia de León, astrofísica: “Si nos viene un meteorito de diez kilómetros, estamos perdidos”

Tras trabajar en la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Española, la astrofísica española Eva Villaver ha regresado al Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el lugar en el que comenzó su carrera. En un momento en que la ciencia mundial está bajo la amenaza de los recortes de la administración Trump y el auge de los negacionistas, la nueva subdirectora del IAC defiende la necesidad de seguir explorando el cosmos para levantar el velo de desconocimiento que aún tenemos sobre algunos de los misterios del universo.

Villaver tiene claro que la observación del cielo nocturno fue un motor de conocimiento que nos permitió avanzar en otras muchas áreas y defiende el derecho a la oscuridad como un patrimonio universal, importante también para nuestra salud. Tras varias reuniones internacionales recientes, la subdirectora del IAC se muestra optimista sobre la posibilidad de que La Palma albergue el Telescopio de Treinta Metros (TMT), que sigue sin poder instalarse en Hawái y que se sumaría al Gran Telescopio de Canarias (GTC), el mayor telescopio óptico de infrarrojos del mundo.

Charlamos con Villaver en la sede del IAC en La Palma, tras una visita intensiva al Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM), donde se encuentran algunos de los mejores telescopios que estudian el cosmos.

¿Es el cielo de La Palma una de las mejores ventanas al universo que tenemos en el planeta?

Sin duda. Canarias tiene unos cielos privilegiados, tanto por su situación geográfica como por las leyes de protección del cielo, que son únicas en el mundo. Vemos las estrellas nítidas no solo porque la luz atraviesa menos atmósfera en el lugar tan alto en el que están los telescopios, sino porque la atmósfera es mucho más tranquila y con menos turbulencia.

¿Cuándo fue la primera vez que vio usted el cielo aquí en la Palma? ¿Recuerda si le impactó?

Fue cuando estaba haciendo prácticas en la especialidad de astrofísica. Recuerdo que subí ahí arriba y fue la primera vez en mi vida en que tuve la sensación de que el cielo es tridimensional, de que eso tiene una profundidad. Si dejas que el ojo se acostumbre, de repente te sientes en el espacio. He estado en otros sitios como Hawái, pero este es el único lugar del mundo donde he sentido eso.

En el Roque sentí por primera vez que el cielo es tridimensional, de que eso tiene una profundidad. Si dejas que el ojo se acostumbre, de repente te sientes en el espacio

Hablando de Hawái, ¿cómo está ahora mismo la candidatura de La Palma para traerse el Telescopio de Treinta Metros (TMT)? ¿Hay todavía posibilidades de que finalmente no se instale en Hawái y venga aquí?

Hawái está teniendo muchos problemas, porque no se hicieron bien las cosas al principio. Se han empezado a construir las piezas del telescopio pensando que se podía arreglar la situación con el gobierno local y siguen un poco estancados. Pero el telescopio se ha seguido construyendo y, si no se puede colocar en Hawái, La Palma es el siguiente lugar. La decisión se va a tomar en los próximos dos años y la tienen que tomar ellos. Todavía hay opciones.

¿Cómo está viviendo este momento en el que la administración Trump claramente quiere aplicar recortes en ciencia? ¿Cómo puede afectar a la astrofísica?

Si lo piensas en global, la astrofísica es una ciencia relativamente barata. Pero la ciencia básica siempre vive en la cuerda floja. Eso es lo triste, que siempre está sujeta a los vaivenes políticos. A pesar de eso, siempre sobrevive, porque es fundamental para todo y, a la larga, siempre es la que nos salva.

Tenemos algunos ejemplos recientes de que las grandes empresas privadas pueden interferir con la investigación, como el proyecto para construir un complejo industrial junto al telescopio de Paranal, en Chile, y los satélites Starlink de Elon Musk. ¿Puede ser una amenaza?

El cielo es patrimonio de la humanidad y el derecho a un cielo oscuro es importante incluso para la salud. Creo que tenemos que empezar a ser conscientes de ello. Y, obviamente, las constelaciones de satélites afectan a la astronomía de tierra. Desde la astrofísica tenemos que hacer presión para que se tenga en cuenta que eso nos hace daño a todos, pero muchas veces es como la lucha de David contra Goliat, porque son grandes corporaciones las que están tomando el control. Vamos a ver cómo se desarrollan los acontecimientos.

Obviamente, las constelaciones de satélites afectan a la astronomía de tierra. Desde la astrofísica tenemos que hacer presión para que se tenga en cuenta que eso nos hace daño a todos

¿Cuáles son las prioridades para el IAC, con las instalaciones del Teide y las de La Palma?

Creo que una de las cosas más fascinantes de este buque insignia que es el Instituto de Astrofísica de Canarias es que se trabaja en absolutamente todo. Se trabaja en astrofísica solar y tenemos un gran proyecto que es el Telescopio Solar Europeo, tenemos grupos súper potentes trabajando en sistema solar, como el de Julia de León que ha determinado la composición química del asteroide YR24, y estudiamos desde la química del medio interestelar a las galaxias. También hay gente trabajando en astropartículas, tenemos los telescopios Cherenkov y tenemos instrumentos de observación de radio. Podemos decir que tenemos un equipo que trabaja desde lo más cercano hasta lo más lejano, desde el origen del universo hasta las astropartículas. Al final los astrónomos son exploradores del universo. Trabajan en romper poco a poco el velo del desconocimiento. En rasgar esa tela que no nos permite ver y avanzar.

¿Qué nos enseñarán los telescopios Cherenkov (CTAO), que están ya a medio constituir?

Están observando la atmósfera y detectando la cascada de partículas que produce el impacto de un determinado tipo de luz muy energética que proviene de eventos muy violentos que están ocurriendo continuamente en el universo.

Poca gente sabe que la astrofísica española está entre las más punteras, ¿verdad?

Sí. España está entre los cinco países más potentes en astrofísica en el mundo, y eso se debe a la visión de Francisco Sánchez hace 40 años, cuando alcanzó acuerdos para que un porcentaje del tiempo de observación de cada telescopio que instalaban los diferentes países fuera para investigadores españoles. Yo vine a estudiar a Canarias en parte gracias a él, porque aquí había una especialidad de astrofísica. Hemos exportado astrónomos a todo el mundo y a él le debemos haber tenido una visión de construir un observatorio en un lugar que es único.

España está entre los cinco países más potentes en astrofísica en el mundo, y eso se debe a la visión de Francisco Sánchez hace 40 años

¿Cuál es, para usted, el objeto más bello del universo?

Yo tengo una debilidad por las nebulosas planetarias, que estudié, pero también por el proceso físico que arranca electrones al gas. Ese gas ionizado que vemos entre galaxias es para mí lo más bello. Porque eso se produce en regiones de formación estelar, en nebulosas planetarias, en núcleos activos de galaxias, o sea, en eventos y en lugares muy diferentes. Siempre que haya un fotón con determinada energía capaz de arrancar un electrón, puede producir estos eventos.

Pero no solo son bellos, sino que además son clave en la formación de las estrellas, ¿no?

Claro, muchas veces nos fijamos solo en el objeto y no lo que hay entre medias. Y en ese gas y el polvo está escrito absolutamente toda la historia del universo, o sea, desde la formación de estrellas y planetas a cómo las galaxias agotan el material para poder formar estrellas. En la superficie de esos granos de polvo que están en estas regiones ionizadas, por ejemplo, es donde se forma el agua que termina estando en los cometas y los planetas.

Gracias al conocimiento de la nucleosíntesis estelar y la tabla periódica, ¿tenemos la receta de cómo se fabrica un universo?

Totalmente. Una vez que has obtenido hidrógeno, helio y un poquito de litio, que es lo que se forma en el Big Bang, solo necesitas cuatro ingredientes para hacer la tarta. Con las cuatro fuerzas fundamentales (el electromagnetismo, la nuclear fuerte y débil y la gravedad) y con esos cuatro ingredientes, tú dejas pasar el tiempo y al hidrógeno le salen ranas, seres humanos y todo lo demás (risas).

Solo necesitas cuatro ingredientes para hacer la tarta. Con las cuatro fuerzas fundamentales, tú dejas pasar el tiempo y al hidrógeno le salen ranas, seres humanos y todo lo demás

O sea, que con esa receta es el tiempo en el horno es lo que determina lo que obtienes…

Eso es. Pero el diablo está en los detalles. De que la fuerza de gravedad tenga la intensidad que tiene, depende también que nosotros estemos aquí. O sea, si la haces un poquito más débil, formarías estrellas más masivas y esas estrellas más masivas no vivirían el tiempo suficiente en secuencia principal, que es la fase en la que está el Sol, que permite que se forme un planeta al que le dé tiempo a que la vida se desarrolle. Ahí hay un juego de equilibrios.

Nos decía el director del Gran Telescopio de Canarias (GTC), Romano Corradi, que cuando se termine de instalar la óptica adaptativa, algunas cosas se van a ver mejor desde aquí que desde los telescopios espaciales.

Efectivamente, hay ventanas en las que un telescopio espacial te gana en resolución. Pero hay un nicho para los telescopios de tierra en el que, efectivamente, con óptica adaptativa y el láser que te permite hacer la corrección de la turbulencia atmosférica, puedes ganar en resolución a los telescopios espaciales. Y eso es gracias al tamaño del espejo.

¿Cómo le ha impactado la visión del universo que nos está ofreciendo el telescopio espacial James Webb?

Lo que nos ha presentado hasta ahora ha sido espectacular, pero yo creo que en los próximos años es cuando va a dar el bombazo. Esto siempre ocurre en física, cuando abres una nueva ventana o cuando abres un nuevo rango de observación que te permite ver algo que no veías antes, siempre se produce una revolución.

Se acaban de cumplir 35 años de la fotografía tomada desde la Voyager 1 nos mostró la Tierra como un diminuto “punto azul pálido” en el que, como decía Sagan, nos dedicamos a pelearnos por tonterías. ¿Necesitamos otra foto igual o un nuevo Carl Sagan?

Uno de los valores de la astrofísica es que nos permite tomar perspectiva y ver las cosas de otra manera. Si pensamos en lo humano, yo creo que la única manera que entendemos lo que pasa es muchas veces cuando dejamos pasar tiempo, cuando cogemos perspectiva. Pasa lo mismo cuando te enfrascas en algo y de repente dejas pasar el tiempo y dices bueno, no fue para tanto. Ves las cosas más claras.

Creo que la física te da esa capacidad de mirar la realidad que va un poquito más allá. Por ejemplo, miras a la constelación de Orión y no solo ves el guerrero. Lo miras y dices: ahí están naciendo estrellas ahora mismo

En el Roque hay decenas de telescopios y cada uno mira el universo en un rango diferente, como un camarón mantis que ve en todos los canales de la luz. ¿Es esa la gran ventaja de la nueva astrofísica?

Eso es lo que llevamos intentando siempre. Cuando observamos una cosa en el visible, que es la sensibilidad que tenemos en el ojo, vemos un rango de energía. Pero en el momento que ampliamos ese rango de energía vemos otras cosas. O sea, es como ir construyendo un puzzle tridimensional.

Sin embargo, hay gente que mira el cielo nocturno y solo le parece una pintura bonita.

Yo creo que la física te da esa capacidad de mirar la realidad que va un poquito más allá. Por ejemplo, miras a la constelación de Orión y no solo ves el guerrero. Además sabes que ahí, en ese cinturón, está la región de formación de estrellas más cercana a nosotros. Lo miras y dices: ahí están naciendo estrellas ahora mismo. O ves Sirio, un sistema doble, y sabes que es lo mismo que miraban los egipcios. Porque el cielo nocturno fue un motor de conocimiento, fue lo que nos enseñó a medir. Y, sin eso, la ciencia no hubiese llegado a ningún sitio. No hubiésemos sido capaces de construir un solo puente si no hubiésemos aprendido a medir, o si no hubiésemos desarrollado las matemáticas para entender el movimiento de los astros.

Julia de León, astrofísica: "Si nos viene un meteorito de diez kilómetros, estamos perdidos"

Antonio Martínez Ron — Fri, 21 Feb 2025 21:35:44 +0000

La especialista en asteroides del Instituto de Astrofísica de Canarias explica por qué las probabilidades de impacto del temido asteroide han bajado de golpe en las últimas horas y qué ha tenido de excepcional su seguimiento

Los astrofísicos piden calma sobre el asteroide 2024 YR24: “Esto no es Armageddon, no seamos alarmistas”

En los últimos días, la investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Julia de León, se ha convertido en una estrella. Hace solo unas horas, comenta sorprendida en las instalaciones del IAC en La Palma, una niña le pedía un autógrafo. Quizá por la fama de “cazadora de asteroides” que le ha sobrevenido tras el seguimiento del asteroide 2024 YR4, que ha activado por primera vez los protocolos internacionales de defensa planetaria.

Desde el mayor telescopio del mundo, el Gran Telescopio de Canarias, situado en el Roque de los Muchachos de la isla de La Palma (Canarias), Julia de León ha obtenido imágenes de alta calidad de este objeto cuyas probabilidades de impacto con la Tierra para el año 2032 se han llegado a elevar hasta el 3,1%. Las nuevas observaciones realizadas por el Very Large Telescope (VLT), en Chile, han hecho caer el riesgo hasta valores mínimos, desactivando una alarma mediática que ha durado semanas.

Charlamos con la especialista a las pocas horas de que se hayan actualizado las probabilidades de impacto de este asteroide contra nuestro planeta.

¿Cuáles son los últimos datos en este momento (mediodía del viernes) sobre el famoso asteroide del apocalipsis?

Las últimas actualizaciones, en las que ya hemos incorporado medidas de muy buena calidad con muy buena precisión astrométrica, indican que el riesgo ya está por debajo del 1%. La última vez que yo lo miré estaba en el 0,3 %, aproximadamente.

¿Por qué se ha producido este último bajón repentino?

Es algo bastante habitual. De hecho, ya habíamos advertido de que cuando se empiezan a calcular las primeras probabilidades los valores fluctúan mucho. Tiende a subir y después baja otra vez enseguida, en cuanto aumenta el número de medidas. En este caso concreto, como ha sido un asteroide para el que se ha activado el protocolo de Defensa Planetaria, hemos incorporado siempre cualquier medida que nos ha llegado con un mínimo de calidad. Algunas tenían más precisión, otras un poco menos, dependiendo de la apertura del telescopio con el que se obtuvieran, y eso ha hecho que fluctuara el porcentaje.

¿La última bajada se debe a las observaciones del Very large Telescope (VLT)?

Exacto. Ya estamos mirando de telescopios de ocho metros o más y los datos son muy buenos. Como el objeto ya está muy débil, necesitas grandes aperturas para poder observarlo con buena señal, y esas medidas son muy precisas. El VLT en Chile es de ocho metros y tenemos planificadas también otras observaciones con el Gran Telescopio Canarias (GTC).

El GTC también lo observó al principio, ¿qué hicieron desde aquí?

Sí, pero esas medidas en realidad no se hicieron para calcular la astrometría, sino que se tomaron dentro de mi programa para localizar el objeto y hacer un espectro para saber de qué está hecho. Y lo que aporté fue el estudio de la composición, pero no utilicé el telescopio para hacer astrometría, son simplemente tres imágenes que se adquieren al principio para ver dónde está y poder obtener el espectro.

A pesar de que baje el riesgo, ¿el GTC va a seguir mirando este objeto?

Ahora sí hemos pedido tiempo para observarlo expresamente. Vamos a intentarlo a mediados de marzo, que es cuando está la Luna nueva, que queremos hacerlo con noche oscura para poder tener medidas de buena calidad.

También lo van a mirar desde el telescopio espacial James Webb, ¿verdad?

Sí, le habíamos pedido tiempo cuando las probabilidades estaban altas. Y a ellos también le interesa hacer este tipo de pruebas y ver qué tal se comporta el telescopio observando un asteroide de estas características. A pesar de que ha bajado, la probabilidad sigue siendo de interés, sobre todo para ver qué capacidades tiene el James Webb con un objeto tan pequeño y a esa distancia.

Una vez que ha bajado este porcentaje a cifras tan bajas, ¿ya no se espera que vuelva a subir?

Es bastante poco probable. En ciencia nunca podemos hacer aseveraciones al 100%, pero la tendencia que se está observando es que baja a medida que se tienen datos de muy buena calidad. Esto es importante remarcarlo y nos indica que seguramente llegue a cero. De todas maneras, lo volveremos a observar cuando vuelva a acercarse en 2028.

Es bastante poco probable que vuelva a subir el riesgo. La tendencia que se está observando de que baja a medida que se tienen datos de muy buena calidad

¿El nivel de alarma estaba justificado? ¿Hemos puesto en perspectiva cuál era el riesgo real?

Realmente solo se han seguido los protocolos. Aunque pueda parecer un número muy pequeñito, es la primera vez que un asteroide recién descubierto se mantiene por encima del 1%. Esto no había pasado nunca. Apophis empezó con un 2,7 % y, a la que añadimos medidas, aquello bajó a cero rápidamente. Es un caso muy particular y, de hecho, nosotros todos los años nos reunimos en una conferencia, la Planetary Defence Conference, donde la comunidad científica que se dedica a la vigilancia y a la caracterización de estos objetos establece criterios por encima de los cuales hay que avisar a la población. Porque puede parecer una probabilidad muy pequeña, pero es importante concienciar y avisar, ya que puede darse el caso de que esa probabilidad suba. Y cuanto antes lo sepan la sociedad, las agencias y los gobiernos, mejor.

¿Puede que en el pasado haya habido muchos objetos con características similares o incluso más riesgo, pero no los vimos porque no teníamos la instrumentación?

En los últimos años se ha hecho un esfuerzo considerable en que existan pequeños telescopios o grandes telescopios dedicados exclusivamente a intentar escanear el cielo varias veces cada noche. Porque es importante, primero, cubrir todo el cielo para detectar estos objetos y, después, con detectores cada vez mejores, intentando llegar a tamaños más pequeños. El problema de los objetos más pequeños es que solo los vas a descubrir cuando están demasiado cerca y no tienes tiempo. En este caso mide unos 50 metros, pero tiene capacidad de generar algo parecido a lo que sucedió en Tunguska, que arrasó un área como prácticamente la isla de Tenerife.

Es la primera vez que un asteroide recién descubierto y que lo hemos observado durante varias semanas se mantiene por encima del 1%. Esto no había pasado nunca

Usted también estaba implicada en la misión para estudiar los efectos del primer desvío de un asteroide.

Participé coordinando las observaciones desde tierra que hicimos antes, durante y después del impacto del sistema Didymos y Dimorphos con DART y ahora en la sonda Hera, que lo lanzamos el 7 de octubre del año pasado, que va a visitar el mismo asteroide. Soy responsable de una de las cámaras que va a bordo de la nave precisamente para obtener información espectral en el óptico, también de la superficie para ver qué pasó. Queremos saber cómo se ha quedado el sistema, si hay partículas de polvo, incluso pequeñas rocas orbitando, que podría ser el caso si hemos dejado un cráter o si directamente nos hemos cargado Dimorphos, porque no lo sabemos.

Se está ensayando esta posible tecnología para desviar objetos en rumbo de colisión a la Tierra. Si este viniera con más riesgo en 2032, ¿podríamos tener la herramienta lista para desviarlo?

Bueno, los márgenes que manejamos con DART eran de entre cuatro y cinco años desde que empieza la construcción. Como era una prueba, se tardó más porque se metieron cámaras e instrumentos. Pero, si fuera solo el desvío, puedes tardar menos, entiendo que podríamos manejarnos en esos tiempos, de cuatro o cinco años. Eso es un poco lo que nos llevaría.

Si nos encontráramos con un asteroide que tiene un margen de tiempo menor, ¿ahora mismo no tendríamos defensa?

Ahora mismo está complicado. La capacidad de reacción es pequeña. Puede pasar que un objeto de 100 metros no lo puedas identificar hasta que no esté a dos meses o tres meses de impactar.

¿No se ha pensado en tener preparados ya posibles misiones que no haya que partir de cero cada vez?

Eso depende también de las agencias y de los fondos. De momento no se ha manejado la idea, que yo sepa. Se ha hecho este primer test y bueno, si esto sigue por este camino, pues evidentemente es una opción que se podría plantear, podríamos plantearlo incluso desde la comunidad científica.

Puede pasar que un objeto de 100 metros no lo puedas identificar hasta que no esté a dos meses o tres meses de impactar

¿Y cuál es el riesgo real? Parece que estamos adquiriendo conciencia de que estamos en un vecindario muy agitado, que hay muchas cosas por ahí circulando. ¿Cuántos objetos pequeños de estos hay, que sepamos?

Por encima de un kilómetro de tamaño ya hace décadas que no se descubre nada nuevo. Digamos que el censo está completo. El problema está precisamente por encima de 100 metros y hasta el kilómetro. Porque esos son los que pueden causar un destrozo considerable. En ese rango en concreto estimamos que hemos identificado menos de la mitad del total de asteroides. Precisamente por lo que digo, que es muy difícil observarlos a una distancia grande, debido a su tamaño.

¿Es una cuestión de azar que no haya uno en rumbo de colisión y que lo veamos?

Por eso estamos invirtiendo y poniendo esfuerzos en terminar con el censo y se están poniendo esos telescopios, que a lo mejor no son muy grandes, pero tienen un gran campo de visión y pueden cubrir todo el cielo varias veces cada noche. Se va un poco por ahí, la defensa planetaria, tecnologías de desvío, y luego vamos a ver cuántos hay, porque no lo sabemos.

Con la convulsión que ha habido en la política estadounidense en las últimas semanas, ¿temen que estos programas se desmantelen de alguna manera o se baje la guardia?

Bueno, eso ya ha ocurrido en anteriormente. En el primer mandato de Trump ya se recortaron en algunos proyectos. La NASA está intentando con esto poner el foco para que no se recorten estos programas.

¿Sería un error tremendo el quitar medios?

Quitar medios en investigación siempre es un error tremendo, da igual en qué investiguemos.

Bueno, hay campos en los que las consecuencias pueden ser más o menos trágicas…

Evidentemente, igual que en sanidad o en cosas que nos jugamos la vida, se podría decir así.

Para terminar, se dice siempre que si los dinosaurios hubieran tenido una agencia espacial no habrían muerto. ¿Es cierto?

Aquel caso era totalmente imparable. Si nos viene un meteorito de diez kilómetros, estamos perdidos. Más vale ponerse a rezar, porque vamos, no hay donde meterse. Ya te lo digo yo.

Un equipo internacional con participación del Instituto de Física de Cantabria descubre más de 40 estrellas en el Arco del Dragón

elDiario.es Cantabria — Fri, 10 Jan 2025 08:24:07 +0000

Este nuevo logro no solo establece un récord, sino que también abre una ventana a nuevas investigaciones sobre cómo se forman las galaxias

Un equipo internacional en el que participa José M. Diego, investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria (UC), ha identificado por primera vez más de 40 estrellas individuales en una galaxia situada a casi 6.500 millones de años luz de la Tierra.

Este trabajo, publicado en la revista Nature Astronomy, ha sido posible gracias al telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, y con la ayuda del efecto conocido como 'lente gravitacional', que amplifica la luz de estrellas lejanas y permite observarlas con un nivel de detalle hasta ahora imposible de obtener.

La galaxia estudiada, bautizada como 'el Arco del Dragón' por su forma ovalada y alargada, se encuentra detrás de un cúmulo de galaxias llamado Abell 370, cuya enorme gravedad actúa como una lupa cósmica.

Este fenómeno magnifica y alarga la luz que proviene de la galaxia lejana, lo que ha permitido al equipo observar las estrellas individuales que forman el arco.

Las imágenes, captadas en diciembre de 2022 y 2023, muestran un total de 44 estrellas cuya luminosidad cambia con el tiempo, debido a las variaciones en el efecto de lente gravitacional, ha indicado la UC en nota de prensa.

Hasta ahora, los astrónomos solo habían logrado identificar una o dos estrellas individuales en galaxias tan lejanas. Este nuevo logro no solo establece un récord, sino que también abre una ventana a nuevas investigaciones sobre cómo se forman las galaxias, cómo evolucionan las estrellas del Universo y cuál es la naturaleza de la materia oscura.

“Este avance demuestra que podemos estudiar galaxias distantes con un nivel de detalle que antes parecía imposible. El James Webb y el efecto que dan las lentes gravitacionales nos están permitiendo explorar aspectos del Universo primitivo que hasta ahora eran inaccesibles”, ha explicado el investigador del IFCA José M. Diego.

Los diez avances científicos más destacados del año 2024, según la revista ‘Science’

Sinc — Thu, 19 Dec 2024 11:35:25 +0000

Entre los diez finalistas de este año destaca en la primera posición el fármaco inyectable lenacapavir contra el VIH y los avances en inmunoterapia, ADN antiguo y exploración espacial

Hemeroteca - Una inyección que puede revolucionar la lucha contra el VIH es el avance científico del año según la revista 'Science'

La revista Science ha seleccionado su top 10 de avances más relevantes en los distintos campos de la ciencia. Además de elegir como avance de año el fármaco lenacapavir contra el VIH, un medicamento inyectable que protege a las personas durante 6 meses con cada inyección, los editores de la revista han destacado otra investigaciones

Entre lo más relevante de 2024, Science cita los avances contra las enfermedades autoinmunes mediante inmunoterapia, los hallazgos del telescopio espacial JWST, el descubrimiento de nuevos orgánulos celulares o las revelaciones sobre ADN antiguo.

Esta es la lista de los principales hitos científicos del año para la revista Science:

Lenacapavir contra el VIH

El VIH sigue infectando a más de 1 millón de personas al año, y el desarrollo de una posible vacuna sigue lejos de alcanzarse. Sin embargo, los científicos han puesto sobre la mesa otra opción: un medicamento inyectable.

A diferencia de los medicamentos principales contra el VIH que alteran las enzimas virales al unirse a los “sitios activos” que les permiten funcionar, el lenacapavir interactúa con las proteínas de la cápside que forman un cono protector alrededor del ARN viral.

Ya en 1996, los investigadores demostraron que poderosos cócteles de medicamentos podrían suprimir completamente el VIH y evitar el desarrollo de la enfermedad, el gran avance de Science ese año.

Células inmunitarias en enfermedades autoinmunes

La terapia CAR-T debutó como tratamiento para el cáncer en sangre hace casi 15 años (y formó parte del Avance del Año de Science en 2013). Es una forma completamente diferente de abordar la enfermedad: los médicos aíslan las células T, los centinelas del sistema inmunológico, de los glóbulos blancos de un paciente.

A continuación, modifican genéticamente esas células, normalmente para buscar y destruir las células B, otro componente del sistema inmunitario, y se las devuelven al paciente. Las células B cancerosas están en la raíz de ciertas leucemias y linfomas, y la terapia CAR-T puede extirparlas.

Este año, un nuevo enfoque, la terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR-T), produjo mejoras sorprendentes en pacientes gravemente enfermos, abriendo lo que puede ser un nuevo capítulo en el tratamiento de enfermedades autoinmunes.

El JWST explora el amanecer cósmico

Desde que el observatorio James Webb Space Telescope (JWST) de la NASA abrió su gigantesco ojo en febrero de 2022, el telescopio espacial ha detectado más galaxias brillantes en las primeras épocas del universo de lo que los teóricos creían posible. Este año, estudios detallados de la luz antigua de las galaxias han comenzado a explicar lo que podría estar sucediendo.

El JWST, el telescopio espacial más grande y potente jamás construido y el Avance del Año 2022 de Science, fue diseñado específicamente para estudiar los primeros mil millones de años del universo, capturando más luz roja tenue que los instrumentos anteriores.

Plaguicidas a base de ARN

Este año, la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA, por sus siglas en inglés) aprobó lo que podría ser una solución a que los insecticidas maten a especies inocentes junto con plagas: un aerosol de pesticida a base de ARN adaptado a un gen en su objetivo previsto.

Inventado por la compañía GreenLight Biosciences, Calantha interfiere con un gen exclusivo del escarabajo. Cuando las larvas mastican hojas que han sido rociadas, el ARN bloquea la expresión de una proteína clave y mueren en cuestión de días. Este mecanismo, conocido como ARN de interferencia (ARNi), es un proceso natural que la mayoría de las células utilizan para regular la expresión génica y defenderse de los virus.

Descubrimiento de orgánulos

Algunas bacterias logran la hazaña, pero hasta este año, no se sabía que ningún eucariota (un organismo con una célula compleja, como plantas y animales) “fijara” el nitrógeno de la atmósfera, convirtiéndolo en amoníaco, que las plantas pueden usar para producir proteínas y otras moléculas esenciales.

Eso cambió con el descubrimiento de los “nitroplastos”, compartimentos únicos para fijar nitrógeno en las células de las algas marinas. Además de demostrar lo mucho que aún no sabemos sobre la evolución de la complejidad celular, este hallazgo y el trabajo relacionado apuntan a la posibilidad de futuros cultivos dotados de nitroplastos que les permitirían fecundarse a sí mismos.

Nuevo tipo de magnetismo

Durante 98 años, los físicos conocieron dos tipos de materiales permanentemente magnéticos. Ahora, han encontrado una tercera. En ferromagnetos conocidos como el hierro, los electrones desapareados de los átomos vecinos giran en la misma dirección, magnetizando el material para que, por ejemplo, se pegue a un refrigerador.

Los antiferromagnetos como el cromo tienen cero magnetismo general, pero poseen un patrón magnético a escala atómica, con electrones vecinos girando en direcciones opuestas.

Los nuevos alterimanes, hipotetizados hace 5 años, comparten aspectos de ambos. Los electrones vecinos giran de manera opuesta, lo que garantiza un magnetismo neto cero, pero en un nivel más profundo, los materiales también se asemejan a los ferromagnetos. Este año, varios grupos demostraron esa doble personalidad.

Multicelularidad en los antiguos eucariotas

Fósiles microscópicos de algas de China reportados a principios de este año asombraron a los biólogos evolutivos por su extrema edad. Datados en 1.600 millones de años, los especímenes sugieren que uno de los sellos distintivos de la vida compleja, la multicelularidad, surgió mucho antes de lo que se pensaba.

Este nuevo descubrimiento sugiere, en cambio, que los eucariotas multicelulares simples surgieron 1.000 millones de años antes de la aparición de planes corporales más complejos, que incluían células que carecen de acceso directo al entorno exterior.

Fósiles microscópicos de algas de China reportados a principios de este año asombraron a los biólogos evolutivos por su extrema edad

La meseta central de Sudáfrica puede haber sido empujada hacia arriba por las olas de roca del manto. Laranik/Alamy foto almacenada

Olas del manto esculpen los continentes

Cuando las fuerzas de la tectónica de placas destrozan los continentes, es un proceso increíblemente violento, que se desarrolla en cámara lenta. También se pensaba que era muy local, pero un trabajo de este año cambió esta visión, mostrando que esta violencia localizada genera ondas expansivas en el manto que dan forma a toda la faz de los continentes.

En un artículo publicado en agosto en Nature, los investigadores expusieron lo que equivale a un apéndice convincente a la teoría de la tectónica de placas.

Nueva era de cohetes espaciales

SpaceX, la compañía de cohetes fundada y dirigida por Elon Musk, ya ha reducido el precio de poner la carga en órbita en aproximadamente un factor de 10 con sus cohetes Falcon 9 y Falcon Heavy, parcialmente reutilizables. Se espera que una Starship totalmente reutilizable reduzca ese precio en otro orden de magnitud. En ese momento, la visión de Musk de poner personas en Marte no parece tan descabellada.

Los científicos también se beneficiarán. “El acceso al espacio es demasiado valioso como para arriesgarse a fracasar, por lo que las misiones de la NASA tienden a ser costosas y laboriosas, probadas a la enésima potencia. Pero con los vuelos rutinarios de Starship, los científicos podrán arriesgarse más, construyendo instrumentos con piezas baratas y listas para usar y lanzándolas a menudo”.

Revelaciones del ADN antiguo

El ADN recuperado de huesos y dientes antiguos ha proporcionado información sobre los movimientos de población de hace mucho tiempo, la evolución de las enfermedades infecciosas y la dieta prehistórica. Ahora, también está revelando secretos familiares.

Este año, una gran cantidad de estudios han construido el equivalente a las genealogías antiguas, reconstruyendo árboles genealógicos de personas que murieron hace miles de años.

El español que ve 'nacer' el universo: “Buscamos las galaxias primigenias formadas tras el Big Bang”

Antonio Martínez Ron — Sun, 06 Oct 2024 19:15:11 +0000

El astrofísico español Pablo Arrabal Haro trabaja en el equipo de la NASA que estudia las imágenes del espacio profundo obtenidas por el telescopio espacial James Webb que está revolucionando el campo de la cosmología

Hemeroteca - Detectan el mayor chorro de plasma eyectado por un agujero negro: su longitud es 140 veces la de la Vía Láctea

En el año 2020, Pablo Arrabal Haro se trasladó a Estados Unidos para trabajar en el NOIRLab, en Arizona, en plena pandemia de coronavirus. Aún recuerda la sensación extraña de viajar a un continente nuevo y quedarse encerrado. “Vi a mi jefe en persona un día y en diez meses no lo vi más”, asegura. A pesar de este tropiezo inicial, a sus 34 años la carrera de este astrofísico español está disparada, porque trabaja estudiando las imágenes del universo profundo obtenidas por el telescopio espacial James Webb (JWST) y sus trabajos con espectroscopía han revelado los detalles de las galaxias brillantes ultralejanas, las más primitivas detectadas hasta ahora.

Tras dejar el NOIRLab, se ha incorporado apenas hace un mes al Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para continuar con su trabajo. Charlamos con él por videoconferencia desde su despacho, cuando está trabajando en un proyecto que se propone observar unas 100 galaxias candidatas a encontrarse en los primeros 500 millones de años del universo y con algunas cajas de su reciente mudanza aún sin desembalar.

¿Qué nos ha enseñado hasta ahora el telescopio JWST sobre los principios del universo?

El James Webb ha sido una revolución en nuestro entendimiento de cómo era el universo profundo. Sabíamos que iba a suponer un antes y un después, pero nadie se imaginaba que la diferencia iba a ser tan abrumadora, que íbamos a aprender tanto en tan poco tiempo. Desde que se lanzó, yo nunca he vivido un avance tan rápido en el campo. Lo más destacado es que hay una mayor cantidad de galaxias muy brillantes en una etapa muy temprana del universo (los primeros 500 millones de años) que es sustancialmente mayor que la predicha por los modelos previos a James Webb. Y la segunda gran sorpresa ha sido la sobreabundancia de agujeros negros supermasivos también en épocas tempranas. No se esperaba que hubiesen tenido tiempo de formarse tantos tan temprano, aunque no sean tan masivos como los que veíamos antes.

¿Sería correcto decir que los primeros momentos del universo parecen ir a cámara rápida?

Sí, totalmente. La evolución de las galaxias en los primeros millones de años del universo ha sido más rápida de lo que se pensaba, mucho más que el ritmo de evolución que siguió posteriormente.

¿Qué caracteriza a estas galaxias tempranas tan brillantes?

Creemos que lo que pasa en el universo primitivo es que hay más abundancia de estrellas jóvenes, de modo que están produciendo una luminosidad muy superior al de las estrellas viejas. Esta proporción mayor de estrellas jóvenes hace que las galaxias sean más brillantes sin necesidad de tener una masa tan grande. Los conflictos a nivel evolutivo vienen de preguntarse cómo es posible que se haya producido esta cantidad de masa en tan poco tiempo. Pero si lo que tienes son fuentes muy luminosas no tan masivas, tienes una relación luminosidad-masa que es muy superior en el universo primitivo, y eso está haciendo que las galaxias que observas sean más brillantes de lo que esperarías para la masa real que tienen.

Lo más destacado es que hay una mayor cantidad de galaxias muy brillantes en una etapa muy temprana del universo

¿Hubo cierto amarillismo al informar de que las observaciones de estas galaxias obligaban a retrasar la fecha del Big Bang?

Sí, fue un poco sorprendente, digamos. Porque hay algún científico bien reconocido en nuestro campo que apoyó ese estudio que era muy simplista. Pero era algo que todos sabíamos que no estaba bien, porque era tratar galaxias muy brillantes en esta época del universo, usando los mismos procedimientos que si fueran galaxias del universo local, y obviamente eso generaba masas muy superiores a las que realmente tienen. Aparte de la incertidumbre en la propia distancia, algunas de las galaxias de ese primer estudio que fue tan popular después se demostró que estaban mucho más cerca. Cuando tienes algo igual de brillante, pero más cerca, no necesitas tanta masa, porque, al estar más cerca, es normal que sea tan brillante.

¿Están mirando la infancia del universo?

Sí que es verdad que el James Webb nos está mostrando una época que es muy impredecible, en la que las galaxias, según el entorno en que se formen, tienen unas propiedades muy diferentes unas de otras. Y eso es lo que estamos observando. En las más lejanas que llegamos a observar con suficiente detalle encontramos propiedades muy diversas. La sensación es que el proceso de evolución está muy acelerado, así que diferencias muy sutiles hacen que esas propiedades sean diferentes.

¿La secuencia por la que se formaron las primeras estrellas y galaxias sigue siendo la misma?

Cualitativamente, lo que vemos no afecta al proceso por el que pensamos que se formaron las primeras galaxias, que básicamente es que los halos de materia oscura después de la recombinación empiezan a acretar gas de hidrógeno y helio, y de ese material se forman las primeras estrellas, ya en regiones densas de ese gas. La secuencia va de gas a estrellas y esas estrellas forman las galaxias, pero en el mismo sitio, en una región ya muy densa.

¿Sabemos en qué momento ocurre eso?

No, esa es una de las grandes metas del James Webb, ver hasta dónde de lejos podemos llegar y observar las primeras galaxias. Es lo que se llama el fin de la edad oscura del universo, esa época en que ya es trasparente a los fotones, se ha recombinado el gas neutro en general y las primeras estrellas y galaxias empiezan a formarse. Pero no sabemos en que época se forman las primeras galaxias, es muy difícil dar una estimación de cuándo sucede.

Queremos ver ‘el fin de la edad oscura del universo’, esa época en que las primeras estrellas y galaxias empiezan a formarse

Los agujeros negros irían en último lugar de ese proceso. ¿No hay ninguna sorpresa respecto a ellos?

Estamos hablando de agujeros negros galácticos, no estelares, que son los supermasivos y requieren que haya habido ya una evolución de la galaxia. Lo que ahora estamos viendo es que es más fácil formar esos agujeros negros en el universo temprano.

¿Cuántas galaxias primitivas han detectado ya?

No hay tantas, solo unas decenas. Y el objeto más lejano está a unos 290 millones de años después del Big Bang, eso es lo más lejano que hemos llegado. Con el telescopio espacial Hubble la más lejana —y generaba muchas dudas porque el espectro no era de mucha calidad— estaba a 430 millones de años, según hemos podido confirmar ahora con el James Webb

Lo que ahora estamos viendo es que es más fácil formar esos agujeros negros en el universo temprano

¿Cómo de variadas y especiales son esas galaxias primitivas?

Las que estamos observando son galaxias brillantes, precisamente porque de otra manera no podríamos llegar a una distancia tan lejana. Es decir, en esa época tan temprana estamos un poco sesgados a los objetos más brillantes, porque son los que podemos llegar a detectar. Una de las particularidades de estas galaxias es que suelen ser muy poco metálicas y tienen muy poco polvo estelar, lo que hace que aumente su brillo, porque el polvo lo atenúa. Es una de las propuestas para explicar también por qué son más brillantes de lo que se pensaba. No es que no haya nada de polvo, porque el polvo se genera muy rápidamente en el universo, pero viene de generaciones posteriores de estrellas, que ya han existido y muerto y enriquecen el medio estelar.

¿Se podría decir que ese primer universo estaría limpio de polvo de estrellas?

Sí, es una de las cosas que pensamos, pero todavía no hemos llegado a observar galaxias prístinas, lo que llamamos estrellas de población III que es uno de los grandes objetivos que la gente quiere encontrar. Son estrellas que serían totalmente primigenias, creadas a partir de gas primigenio posterior al Big Bang, únicamente tendrían hidrógeno y helio y a lo mejor algo de litio, pero sin carbono ni oxígeno. Sería un gran descubrimiento, te estaría indicando: aquí es donde empiezan a formarse las galaxias, estas son las primeras de todas. Y eso todavía no se ha encontrado. Por supuesto, a esa distancia no verías estrellas, sino protogalaxias.

Uno de nuestros objetivos es encontrar estrellas totalmente primigenias, creadas a partir de gas primigenio posterior al Big Bang

¿Y el James Webb podría detectar una de esas galaxias prístinas?

Es posible, pero poco probable, eso es lo que pensamos. Lo que se espera encontrar son galaxias que tengan líneas de emisión muy específicas de hidrógeno y helio con una intensidad muy superior a las que vemos en las galaxias del resto de universo, pero aun así tendrían trazas de materiales de elementos más pesados.

¿Se puede considerar que ese es el gran objetivo?

Bueno, hay muchos objetivos en diferentes campos, nosotros nos centramos en galaxias profundas, que es uno de los grandes pilares del JWST. Ahora mismo el objetivo principal es entender qué son los “little red dots”, que son estos agujeros negros supermasivos no tan masivos, y cómo se forman y por qué hay tantos. Y descifrar qué procesos son los que están causando que esas galaxias ultralejanas sean más brillantes de lo que esperamos. Ya sabemos qué ingredientes pueden causar eso, pero no sabemos cuáles están en juego en esa época del universo. Sabemos que hay cosas que funcionan pero no sabemos realmente cuáles están pasando. Las explicaciones más sencillas pasan porque haya una densidad de polvo muy baja o casi inexistente, o que la formación estelar sea más violenta en esa época del universo, en el sentido de que las estrellas se forman en estallidos de formación estelar, que se forman muchas estrellas en un momento dado y luego se paran.

Me emociono todavía, porque tengo la suerte de estar trabajando en proyectos de mucho nivel y rodeado de gente muy buena

¿Sigue emocionándose al ver las imágenes del primer universo?

Me emociono todavía, porque tengo la suerte de estar trabajando en proyectos de mucho nivel y rodeado de gente muy buena, en la punta de lanza para entender cómo es el universo profundo. Es una época muy bonita para dedicarte a esto.

Pero, ¿qué siente al ver esas primeras galaxias y pensar en la escala?

Te diría que infunde humildad, pero es lo que siempre pasa cuando uno mira el universo, que siente lo insignificante que es un planeta como el nuestro y una especie dentro de ese planeta, lo relativizas todo. Sobre la escala, de vez en cuando tienes que separarte un poco y mirar desde fuera. Sigue siendo colosal, pero digamos que ya estás acostumbrado a trabajar con esos números y esa abstracción. Me doy cuenta cuando hablo de estrellas que se mueren “muy rápido” y me refiero a diez millones de años, que es más de lo que hemos estado nosotros aquí (risas).

¿Cuál es el siguiente paso de su grupo?

Nosotros estamos trabajando en un proyecto que se llama CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey), liderado por Mark Dickinson, del NOIRLab. Es el tercer proyecto más grande en tiempo dedicado aprobado hasta la fecha con el JWST y el más grande de espectroscopía profunda. De forma muy resumida, lo fundamental aquí es que los candidatos a galaxias ultralejanas se detectan primero en los datos de imagen, pero solo se consideran confirmados una vez se toma espectroscopía de ellos.

Vamos a tomar espectroscopía profunda de unas 100 galaxias candidatas a encontrarse en los primeros 500 millones de años del universo

La espectroscopía descompone la luz de los objetos que observamos y nos muestra cómo es la distribución de energía de la galaxia en longitud de onda, lo que proporciona información mucho más precisa sobre la distancia a la que se encuentra el objeto, la composición química de sus estrellas y su medio interestelar, y otros parámetros físicos. En CAPERS vamos a tomar espectroscopía profunda de unas 100 galaxias candidatas a encontrarse en los primeros 500 millones de años del universo, y aparte observaremos simultáneamente otras 10.000 galaxias en diferentes momentos de la historia del universo.

¿Cuál ha sido el momento mas emocionante hasta ahora?

Recuerdo de forma muy especial la llegada de los primeros datos. Yo he trabajado en el proyecto CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science). Fue un proyecto público “de primera hora” y la competitividad era enorme, gente de todo el mundo estaba pendiente y la presión era gigantesca. Recuerdo que estábamos en la Universidad de Austin, en Texas, y nos metimos todos en una habitación sin ventanas y solo con ordenadores, como si fuera un búnker. Teníamos bidones de comida y bebida y ordenadores, y nos pusimos a procesar los datos desde el momento en que llegaron sin parar durante una semana intensiva. Ahí fue cuando empezamos a buscar las primeras galaxias lejanas, todavía solo con datos de imagen, sin espectroscopía.

Y también fue el momento en que encontraron una galaxia muy especial, ¿no?

Una vez que Steve Finkelstein, que era el líder del programa, hizo la primera selección de candidatos a galaxias ultralejanas y estuvimos mirándola, vimos una en concreto que era especialmente clara. A esta le tenemos un cariño especial, la bautizamos como galaxia de Maisie, porque que es el nombre de la hija de Finkelstein, que llevaba tiempo pidiendo que le pusiera su nombre y coincidió que la encontramos el día de su cumpleaños, estando todos allí metidos en aquella habitación sin ventanas, trabajando sin parar.

Nosotros la publicamos como galaxia muy lejana y luego la confirmamos en un artículo en Nature, esa y otra mas ultralejanas y refutamos una candidata que habría sido el récord y seguiría siéndolo a día de hoy. Pero nosotros confirmamos con la espectroscopía de mi proyecto que era mucho más reciente. De haberse confirmado, esa galaxia habría estado a 240 millones después del Big Bang, pero resulta que estaba mucho más tarde, a 1.200 millones de años del Big Bang.

¿Es una pena no confirmar una anomalía así?

A mí me habría gustado confirmarla, porque habría roto muchas cosas. Esa galaxia, con lo luminosa que era, sí que habría sido un problema serio para los modelos de evolución de las galaxias, sí que habría sido imposible de explicar. A pesar de que siempre intentamos ir confirmando las teorías que tenemos, es emocionante encontrar algo que se escapa un poco del entendimiento y tener que explicarlo. Es un estímulo intelectual.

Si tuviera que pedirle un deseo al JWST en forma de descubrimiento, ¿cuál sería?

Como objetivo realista a corto o medio plazo, me gustaría contribuir sustancialmente a entender qué sucede con las galaxias brillantes tempranas. Si me pides un objeto concreto, me encantaría encontrar una galaxia con estrellas de población III, una galaxia aún más lejana. Sería como encontrar la foto de bebé de las primeras galaxias.

El telescopio James Webb resuelve un viejo misterio cósmico: hallan la estrella de neutrones que dejó la supernova 1987A

Antonio Martínez Ron — Thu, 22 Feb 2024 19:14:32 +0000

Es la única supernova observable a simple vista en los últimos 400 años y la más estudiada de la historia, pero se desconocía si había dado lugar a una estrella de neutrones o un agujero negro, un enigma aclarado gracias a los instrumentos del telescopio espacial

Hemeroteca - Detectan el agujero negro más antiguo jamás observado, clave para entender el origen de las galaxias

El 23 de febrero de 1987 los astrofísicos de todo el mundo recibieron una especie de regalo del cosmos: una supernova brillaba en el cielo nocturno, la primera en 400 años después de la que avistó Johannes Kepler en 1604. A esta explosión estelar situada en la Gran Nube de Magallanes se le asignó el nombre de SN 1987A y se convirtió en la supernova más estudiada de la historia. Pero, debido a la presencia de densas nubes de polvo estelar, no se encontraba la estrella de neutrones que los astrofísicos esperaban encontrar como remanente y no se podía descartar la posibilidad de que hubiera colapsado para generar un agujero negro.

Ahora, un equipo de astrónomos liderado por Claes Fransson, de la Universidad de Estocolmo (Suecia), ha hallado la primera evidencia concluyente de la existencia de esta estrella de neutrones en el remanente de la Supernova 1987A, gracias a los instrumentos del Telescopio Espacial James Webb (JWST).

Los resultados, que se publican este jueves en la revista Science, se basan en la observación de una serie de emisiones en longitudes de onda infrarrojas captadas por el JWST y que, a través de espectroscopia, permiten examinar la composición y los movimientos del gas.

En concreto, los autores han encontrado líneas de emisión de gas argón y azufre altamente ionizados ubicadas cerca de donde explotó la estrella, algo que sólo pueden explicarse si existe una fuente brillante de radiación ultravioleta y de rayos X procedente de una estrella de neutrones, ya sea directa o indirectamente. Si se tratara de un agujero negro —aclaran los autores del estudio— no produciría este tipo de líneas observadas en el espectro.

El fin de un misterio

“Ahora sabemos que existe una fuente compacta de radiación ionizante, probablemente proveniente de una estrella de neutrones”, asegura Fransson en una nota de prensa. “Hemos estado buscando esto desde el momento de la explosión, pero tuvimos que esperar a que JWST pudiera verificar las predicciones”. “El misterio sobre si una estrella de neutrones se esconde en el polvo ha durado más de 30 años y es emocionante que lo hayamos resuelto”, añade Mike Barlow, astrofísico y coautor del artículo.

El misterio sobre si una estrella de neutrones se esconde en el polvo ha durado más de 30 años y es emocionante que lo hayamos resuelto

Mike Barlow — Astrofísico y coautor del artículo

Para el astrofísico español Miguel Santander, que no ha participado en el estudio, este resultado “concluye casi cuatro décadas de intensa búsqueda de la estrella de neutrones que esperábamos en el centro del remanente de supernova (algo de lo que ya había pistas pero ninguna observación directa), y muestra una vez más el enorme potencial de JWST para estudiar el universo”.

Los diversos estudios previos, recuerda Jonay González, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), habían permitido concluir que el remanente de la explosión de supernova es una estrella de neutrones. “Pero en este nuevo artículo, el telescopio James Webb proporciona una mejora sin precedentes en las imágenes con mucha más resolución tanta especial como espectral”, asegura. “El estudio supone un paso más para la confirmación del origen de esta supernova”.

Las supernovas son el espectacular resultado final del colapso de estrellas con una masa entre 8 y 10 veces la del Sol. Son las principales fuentes de elementos químicos (como carbono, oxígeno, silicio y hierro) que hacen posible la vida. El núcleo colapsado de estas estrellas en explosión puede dar como resultado estrellas de neutrones mucho más pequeñas, compuestas de la materia más densa del universo conocido, o agujeros negros. No hay ningún otro objeto como la estrella de neutrones de la Supernova 1987A tan cerca de nosotros y que se haya formado tan recientemente. Debido a que el material que la rodea se está expandiendo, veremos más a medida que pase el tiempo, apuntan los investigadores.

Detectan el agujero negro más antiguo jamás observado, clave para entender el origen de las galaxias

Antonio Martínez Ron — Wed, 17 Jan 2024 16:01:20 +0000

Este agujero negro, detectado gracias al telescopio espacial JWST, está en el centro de una galaxia formada 400 millones de años después del Big Bang, una fecha muy temprana que permite comprender mejor la evolución conjunta de estos dos tipos de objetos en los inicios del universo

Hemeroteca - El misterioso impacto de un rayo cósmico ultraenergético contra la Tierra: no hay nada en el lugar del que procede

Un equipo internacional de investigadores, con participación española, ha descubierto el agujero negro más antiguo observado hasta la fecha, un extraordinario objeto cósmico que está devorando a su galaxia anfitriona y que data de los albores del universo, formado solo 400 millones de años después del Big Bang, hace más de 13.000 millones de años.

Lo más interesante, según los autores, es el hecho de que este agujero negro relativamente poco masivo (unos pocos millones de veces la masa de nuestro Sol) exista tan temprano en el universo, ya que desafía nuestras suposiciones sobre cómo se forman y crecen estos objetos, al tiempo que aporta nuevas claves sobre el origen de las primeras galaxias.

El equipo liderado por Roberto Maiolino, de la Universidad de Cambridge, publica sus resultados este miércoles en la revista Nature y ha utilizado el telescopio espacial James Webb (JWST) para detectar el agujero negro en el seno de la galaxia GN-z11, una de las más antiguas del universo y conocida por observaciones anteriores del telescopio Hubble. “El primer análisis de los datos sugería que estábamos viendo una galaxia que estaba formando estrellas de manera muy intensa, pero no era tan evidente la presencia de un agujero negro”, explica a elDiario.es el astrofísico Santiago Arribas, investigador del Centro de Astrobiología (INTA-CAB-CSIC) y coautor del artículo. “Haciendo las cosas con más detalle, hemos descubierto que había un agujero negro”.

La infancia de un agujero negro

Este joven agujero negro está devorando material de su galaxia anfitriona para impulsar su crecimiento, pero lo hace con mucha más fuerza que sus hermanos de épocas posteriores, lo que lleva a los científicos a replantearse la manera en que estos se forman. El tamaño de este agujero negro recién descubierto sugiere que podrían formarse de otras maneras: podrían “nacer grandes” o podrían comer materia a un ritmo cinco veces mayor de lo que se creía posible. De alguna manera, admite Arribas, es como observar una “cría de agujero negro”, las etapas infantiles de estos objetos que nos permiten entender qué sucedió en las primerísimas fases de la historia del universo.

“Es muy temprano en el universo para ver un agujero negro de esta masa, por lo que tenemos que considerar otras formas en que podrían formarse”, asegura Maiolino. “Las galaxias muy tempranas eran extremadamente ricas en gas, por lo que habrían sido como un bufet para los agujeros negros”. Según los modelos estándar, los agujeros negros supermasivos se forman a partir de restos de estrellas muertas, que colapsan y pueden formar un agujero negro de unas cien veces la masa del Sol. Si creciera de la forma esperada, este agujero negro recién detectado tardaría unos mil millones de años en crecer hasta alcanzar el tamaño observado. Sin embargo, el universo aún no tenía mil millones de años cuando se formó.

Los datos indican que los agujeros negros podrían 'nacer grandes' o podrían comer materia a un ritmo cinco veces mayor de lo que se creía posible

Hasta ahora se sabía que había agujeros negros supermasivos en etapas muy tempranas del universo, que datan del doble de tiempo que este — unos 800 millones de años después del Big Bang —, y que se distinguen muy poco de los más cercanos. “La cuestión clave era cómo se forman con tan poco tiempo desde del Big Bang”, explica Arribas. “Encontrar uno que es menos masivo, pero está más lejos, nos da las información muy valiosa de cómo es el proceso de formación de estos objetos, que son claves en la evolución de las galaxias y el universo”, asegura. “Es un predecesor de los agujeros negros supermasivos”.

Como sucede siempre, este nuevo agujero negro en el centro de la joven galaxia anfitriona, GN-z11, no se puede observar directamente, sino que se detecta gracias el brillo de un disco de acreción giratorio, que se forma en los bordes. El gas en el disco de acreción se calienta extremadamente y comienza a brillar e irradiar energía en el rango del ultravioleta, que es lo que detectan los astrónomos. GN-z11 es una galaxia compacta, unas cien veces más pequeña que la Vía Láctea, pero —según los autores— es probable que el agujero negro esté perjudicando su desarrollo. Cuando los agujeros negros consumen demasiado gas, lo empujan como un viento ultrarrápido. Este “viento” podría detener el proceso de formación de estrellas, matando lentamente a la galaxia, pero también matará al agujero negro en sí, ya que cortaría la fuente que lo alimenta.

Una receta en tiempo récord

Los astrofísicos creen que los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de galaxias como la Vía Láctea crecieron hasta su tamaño actual a lo largo de miles de millones de años. Así que este nuevo hallazgo es como si una convención de cocineros hubiera descubierto que los tiempos para una receta llevara la mitad de tiempo. “Los agujeros negros y las galaxias que los albergan evolucionan de de forma simultánea, sabemos que muchas de sus propiedades están fuertemente relacionadas”, subraya Arribas. Entender los agujeros negros es clave para entender cómo se formaron las primeras galaxias, insiste. “Estamos observando una fase muy concreta en el proceso de formación de un agujero negro supermasivo. Estamos viendo que el agujero negro está capturando masa en grandísimas cantidades, y en una fase de crecimiento muy rápido”.

“Los agujeros negros activos que solemos ver tienen entre decenas y miles de millones de veces la masa del Sol, y este tendría sólo uno o unos pocos millones, por la época tan temprana, sin que le haya dado tiempo a crecer”, explica el astrofísico Héctor Vives, investigador de CEFCA (Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón) que no ha participado en el estudio. La novedad de este trabajo, a su juicio, “es que antes se pensaba que la emisión en esta galaxia podría ser principalmente por formación estelar muy vigorosa, pero ahora, combinando datos para sacar un espectro mejor, ven que sí habría un agujero negro supermasivo acretando [creciendo]. Pero relativamente pequeño, y por eso con los datos anteriores no estaba claro”, señala. Sobre el origen de las primeras galaxias, añade, “los modelos que se usan para estudiar lo que está pasando durante la formación estelar se han hecho basándose en galaxias de épocas posteriores, así que puede que las propiedades diferentes del gas en las muy tempranas haga que estos modelos no sean válidos del todo”.

Otros grupos de investigación que están analizando las mismas imágenes, como el de Alex J. Cameron, han presentado recientemente un artículo pendiente de revisión, lo que se conoce como un “preprint”, en el que a partir de los datos del JWST creen que podría haber un cúmulo estelar en el centro de esta galaxia, lo que a juicio de los autores del trabajo publicado en Nature no es incompatible. “No desmiente que haya un núcleo activo en la galaxia, sino que trata de añadir otros datos, son enfoques distintos de investigación” asegura Bruno Rodríguez del Pino, astrofísico del CAB y coautor del trabajo. “De hecho hay otro resultado reciente y también en proceso de revisión—añade Arribas— en el cual los autores analizan la imagen de esta galaxia en mucho detalle y lo que ven es que la emisión es muy compacta, lo que favorece o da más apoyo al resultado de que es un agujero negro”.

Un “salto gigante”

Maiolino dice que el nuevo descubrimiento proporcionado por el telescopio JWST hace que este sea el momento más emocionante de su carrera. “Es una nueva era: el salto gigante en la sensibilidad, especialmente en el infrarrojo, es como pasar del telescopio de Galileo a un telescopio moderno de la noche a la mañana”, afirma. “Antes de que Webb estuviera en activo, pensaba que tal vez el universo no fuera tan interesante si se iba más allá de lo que podíamos ver con el Telescopio Espacial Hubble. Pero no ha sido así en absoluto: el universo ha sido bastante generoso en lo que nos muestra, y esto es sólo el comienzo”.

Es un salto gigante, como pasar del telescopio de Galileo a un telescopio moderno de la noche a la mañana

Roberto Maiolino — Astrofísico de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio

El autor principal del artículo cree que la sensibilidad de JWST significa que en los próximos meses y años se podrán encontrar agujeros negros aún más antiguos. Él y su equipo esperan utilizar futuras observaciones del JWST para tratar de encontrar semillas más pequeñas de agujeros negros, lo que podría ayudarles a desenredar las diferentes formas en que podrían formarse: si comienzan siendo grandes o si crecen rápidamente. “Este resultado nos hace pensar que en los próximos años podremos observar no uno, sino muchos objetos en estas fases, o quizá en fases anteriores”, concluye Santiago Arribas. “Y con una muestra más grande podremos entender mucho mejor cómo se formaron los primeros agujeros negros y las primeras galaxias”.

Descubren una galaxia similar a la nuestra en los confines del universo

Agencia Sinc — Wed, 08 Nov 2023 16:35:06 +0000

Un equipo científico internacional ha descubierto la galaxia espiral barrada más lejana conocida hasta ahora, formada cuando el universo tenía solo 2.100 millones de años, lo que desafía el conocimiento previo sobre formación de galaxias

Hemeroteca - Un estallido de ondas de radio a 8.000 millones de años luz ayudará a buscar la “materia perdida” del universo

La edad actual del universo es de alrededor de 13.800 millones de años, y hasta ahora los científicos pensaban que la estructura de las galaxias espirales como la nuestra, la Vía Láctea, no se consolidaba hasta que el cosmos tenía la mitad de su edad actual.

Sin embargo, “en contra de lo esperado, un nuevo descubrimiento revela que ya existían galaxias similares a la Vía Láctea hace 11.700 millones de años, cuando el universo tenía solo un 15 % de la edad actual”, afirma Luca Costantin, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) y autor de principal de un estudio que se publica en la revista Nature donde se presenta el hallazgo.

Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST, en inglés), los autores han localizado una galaxia en el universo joven que cuenta con una de las estructuras más características de la Vía Láctea, la conocida como barra galáctica, una banda central de estrellas brillantes.

La galaxia espiral barrada descubierta, denominada ceers-2112, presenta un desplazamiento al rojo de 3, lo que en la astrofísica se asocia a cuando el universo tenía solo 2.100 millones de años, lo que desafía el conocimiento previo sobre formación de galaxias.

La galaxia espiral barrada ceers-2112, similar a la Vía Láctea, presenta un desplazamiento al rojo de 3, lo que se asocia a cuando el universo tenía solo 2.100 millones de años

“Ceers-2112 se considera una galaxia análoga a la Vía Láctea, ya que presenta una estructura espiral barrada y la misma masa que debía tener la nuestra en ese instante del cosmos”, apunta Costantin.

“Sorprendentemente, este hallazgo prueba que cuando el universo era aún muy joven la evolución de esta galaxia estaba dominada por los bariones (la materia ordinaria de la que estamos compuestos) y no por la materia oscura, aunque es más abundante”, añade el coautor Jairo Méndez Abreu, investigador de la Universidad de La Laguna y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

El significado de la barra galáctica

Estudiando la estructura de galaxias a diferentes distancias (es decir, a diferentes edades del universo), los científicos tratan de reconstruir la historia de formación y evolución de la Vía Láctea. En el universo cercano, la mayoría de las galaxias espirales masivas muestran una estructura alargada en forma de barra en sus regiones centrales, al igual que nuestra propia galaxia.

Por el contrario, según las predicciones de los modelos teóricos, las condiciones físicas y dinámicas del universo primitivo no favorecen la formación de barras en las galaxias más jóvenes y distantes. Las barras galácticas tienen un papel fundamental en la evolución de las galaxias, ya que favorecen la mezcla de elementos, lo cual es esencial para la formación de estrellas (como el Sol).

“Las galaxias no siempre han sido como las observamos a nuestro alrededor, ya que varían su masa y estructura a lo largo de su vida. Aunque las galaxias barradas similares a la Vía Láctea son comunes en el universo cercano, hasta ahora creíamos que deberían ser extremadamente raras cuando observamos atrás en el tiempo”, señala Pablo G. Pérez González, investigador científico del INTA en el CAB de Madrid y segundo autor del artículo.

Hasta ahora se pensaba que galaxias barradas como esta eran extraordinariamente raras al observar atrás en la historia del universo

Desde el punto de vista observacional, hasta ahora el conocimiento sobre la morfología de galaxias lejanas se ha basado principalmente en estudios realizados con el telescopio espacial Hubble, los cuales revelaban estructuras muy irregulares, resultado de posibles fusiones entre galaxias. Sin embargo, las extraordinarias capacidades del Webb están revolucionando la astrofísica, desvelando que el universo lejano no es exactamente como los científicos esperaban.

“Con el JWST tenemos por primera vez la tecnología y la instrumentación necesarias para estudiar en detalle la morfología de galaxias muy lejanas. Investigar cómo las galaxias adquieren la estructura que las caracteriza hoy es esencial para comprender los procesos de formación y evolución”, indica la coautora Cristina Cabello, investigadora postdoctoral del Instituto de Física de Partículas y del Cosmos de la Universidad Complutense de Madrid (IPARCOS-UCM).

Cámara NIRCam del Webb y complejos cálculos

En concreto, la barra de la galaxia ceers-2112 se ha identificado gracias al análisis de imágenes captadas con el instrumento NIRCam del telescopio Webb. Los autores han utilizado complejos métodos de análisis de estructuras, como el modelado de la luz de la galaxia a diferentes longitudes de onda o estudiando las variaciones espaciales de las componentes simétricas (el llamado análisis de Fourier).

Los datos científicos se tomaron durante las observaciones del proyecto CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science) liderado por Steven L. Finkels-tein desde la Universidad de Texas (EE UU) dentro del Extended Groth Strip, una región del cielo ubicada entre las constelaciones de la Osa Mayor y el Boyero. En conjunto, en este proyecto han participado 33 investigadores de 29 instituciones en ocho países.

Referencia: Costantin et al. “A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3”. Nature, 2023.

Fuente: CAB (CSIC-INTA) | Derechos: Creative Commons.

Un Investigador del IFCA lidera el descubrimiento de 'Quyllur', la primera estrella roja supergigante dectada por el telescopio James Webb

elDiario.es Cantabria — Fri, 04 Aug 2023 11:37:25 +0000

El equipo investigador ha identificado además cinco galaxias que parecen ser un cúmulo de galaxias muy joven que se formó hace unos 12.100 millones de años

El investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC), José M. Diego, ha descubierto, a través del telescopio espacial James Webb de la NASA, la imagen de 'Quyllur', la primera estrella gigante roja observada a más de 1.000 millones de años-luz de la Tierra.

“Es casi imposible ver estrellas gigantes rojas con lentes si no es en el infrarrojo. Esta es la primera que encontramos con Webb, pero esperamos que haya muchas más”, ha señalado Diego, investigador del IFCA en el Grupo de Cosmología Avanzada e Instrumentación.

Según ha informado la Universidad de Cantabria (UC), un objeto importante que se ha observado en la imagen del Webb es una línea larga y delgada como un lápiz, conocida como 'La Flaca', una galaxia lejana ampliada, cuya luz también tardó casi 11.000 millones de años en llegar a la Tierra.

La sorpresa fue que Diego encontró, en una galaxia próxima a 'La Flaca', esta nueva estrella roja gigante, a la que ha bautizado 'Quyllur', el término quechua que se utiliza para denominar una estrella.

Dentro de la imagen del cúmulo de galaxias 'El Gordo', otra de las características más llamativas que se han observado es un arco brillante apodado 'El Anzuelo' por su forma. La luz que emite esta galaxia tardó 10.600 millones de años en llegar a la Tierra y su característico color rojo se debe a una combinación del color del polvo de la propia galaxia y el corrimiento al rojo cosmológico debido a su gran distancia.

Al corregir las distorsiones que crean las lentes, el equipo pudo determinar que 'El Anzuelo' tiene aproximadamente una cuarta parte del tamaño de la Vía Láctea. Además han estudiado la historia de la galaxia, descubriendo que la formación de estrellas fue desapareciendo con rapidez en el centro, un proceso conocido como apagamiento.

El equipo investigador ha identificado además cinco galaxias que parecen ser un cúmulo de galaxias muy joven que se formó hace unos 12.100 millones de años y unas galaxias muy tenues, que parecen manchas, conocidas como galaxias ultradifusas. Estos objetos, que se encuentran dispersos por el cúmulo de 'El Gordo', tienen sus estrellas muy repartidas por el espacio y su luz viajó 7.200 millones de años para llegar hasta nosotros.

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo y un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

La masa de las galaxias y el telescopio James Webb

Emilio J. Alfaro Navarro — Thu, 13 Apr 2023 18:31:03 +0000

La densidad de galaxias masivas observada supera en al menos dos órdenes de magnitud a la prevista por los modelos más optimistas.

La conjetura de la vida

Cualquier teoría que intente explicar el origen del universo tiene que englobar a todas las escalas espaciales y a sus componentes más significativas. Eso incluye a los quarks, como elementos fundamentales de las partículas del núcleo atómico, y a las galaxias y cúmulos de galaxias, donde estos enormes almacenes de masa y energía danzan alrededor de su centro dinámico coreografiados por la gravitación.

El modelo estándar contiene así una teoría de la formación de las galaxias que se denomina de Materia Oscura Fría con Λ [1] (Λ Cold Dark Matter en inglés). La característica fundamental de este modelo —al menos para el asunto que nos ocupa hoy— es que las galaxias sufren un proceso de crecimiento y transformación jerárquico.

¿Qué quiere decir esto? Si consideramos que hay tres tipos morfológicos de galaxias: irregulares, espirales y elípticas, observamos que su abundancia relativa cambia con el tiempo cósmico. La teoría predice que las primeras galaxias que se formaron deberían tener una masa estelar baja —entre uno y diez millones de masas solares— y una alta tasa de formación estelar específica [2]. Abundarían las irregulares y la masa de las galaxias crecería con el tiempo por dos mecanismos bien diferenciados: la formación de nuevas estrellas y la fusión de dos o más galaxias atraídas hacia el pozo de potencial generado por las más masivas. Estas predicciones fueron pronto corroboradas por numerosas observaciones, entre las que cabe destacar a las maravillosas imágenes del telescopio espacial Hubble —Campo Profundo y Campo Ultra Profundo (Deep Field y Ultra Deep Field)— que nos muestran un universo joven, denso y violento, donde las galaxias son desgarradas por las fuerzas de marea y se fusionan unas con otras dando lugar a objetos cada vez más masivos modificando, en ocasiones, un tipo morfológico.

De esta forma, una numerosa y joven población de galaxias enanas, predominantemente irregulares, va evolucionando hacia un menor número de espirales con mayor masa —entre mil y diez mil millones de masas solares— y, en promedio, una menor capacidad de convertir gas en estrellas. Por otro lado, las espirales pueden seguir creciendo alimentándose de las enanas que orbitan a su alrededor, en una especie de canibalismo galáctico, y cuando dos de estas espirales gigantes se fusionan, como parece que es el destino de Andrómeda y la Vía Láctea, se forma una galaxia elíptica, el Leviatán de los cielos, con masas de entre cien mil millones y un billón de masas solares y una componente gaseosa residual, incapaz ya de formar nuevas estrellas. Podríamos decir que, grosso modo, este es el mejor escenario que nos hemos dado para explicar la trama de los cielos.

El telescopio espacial Hubble, diseñado para trabajar en el rango óptico y ultravioleta cercano, ayudó a perfilar este modelo proporcionando datos de alta calidad para un buen rango de corrimientos al rojo, es decir, para un período temporal cercano a la edad del universo. Pero, ¿viajamos tan atrás en el tiempo?, ¿vimos nacer a las primeras galaxias?, ¿fotografiamos a la familia completa? Estas preguntas forman parte de las cuestiones abiertas en Cosmología observacional y, junto a otros objetivos astronómicos, motivaron el diseño y construcción del telescopio espacial James Webb.

La clave y los espectros

Mientras que el Hubble se centraba en los rangos visible y ultravioleta, el James Webb fue diseñado para abrirnos la ventana infrarroja al espacio profundo. Dado que la expansión del universo se manifiesta en un corrimiento al rojo, la emisión ultravioleta de las galaxias, típica de la formación estelar masiva, se podría ver en el infrarrojo cercano si observáramos lo suficientemente profundo en el espacio-tiempo.

Esto es lo que nos está proporcionando el James Webb, pero sus imágenes de cielo profundo parecen poner en tela de juicio el paradigma expresado en los párrafos anteriores. Labbé y colaboradores reportan, en Nature (23/3/2023), que han encontrado seis galaxias con masas superiores a diez mil millones de soles. Estas galaxias presentan una alta tasa de formación estelar y un corrimiento al rojo (z) de entre 6 y 9 lo que corresponde a un tiempo cósmico de solo seiscientos millones de años —recordemos que la edad del universo se estima en trece mil ochocientos millones de años. ¿Qué le ocurre entonces a nuestro mejor modelo?

Simulaciones de un universo temprano son capaces de producir galaxias muy masivas en un corto espacio de tiempo e incluso, bajo ciertas condiciones, conseguir una tasa de formación estelar similar a la esperada para este tiempo cósmico, pero lo que parece imposible es generar una alta concentración de objetos tan masivos en un volumen de universo tan pequeño. La densidad de galaxias masivas observada supera en al menos dos órdenes de magnitud a la prevista por los modelos más optimistas.

¿Qué está pasando? Pues varias cosas. En primer lugar, que las medidas de las variables físicas como corrimiento al rojo, tiempo cósmico y masa estelar de las galaxias no son ni mucho menos directas, y deben obtenerse a partir de aproximaciones y modelos de la expansión del universo, la relación entre masa y luminosidad para distintos tipos de galaxias y el ajuste de las emisiones infrarrojas observadas a una plantilla de galaxia distorsionada por la expansión cósmica. Los autores lo saben y lo discuten en el artículo. La masa estimada presenta una incertidumbre de hasta un factor cien. Y claro, si la masa real fuera cien veces inferior a la publicada por este grupo no estaríamos escribiendo este artículo, todo estaría en orden.

Ahora nos toca esperar a que el mismo James Webb nos proporcione la clave y obtenga espectros (distribuciones de energía por intervalos pequeños de longitud de onda) que nos rebajen sustancialmente la incertidumbre en la medida de estas variables y, si fuera posible, que los nuevos resultados nos permitieran seguir durmiendo tranquilos, sin preocuparnos de que el universo y nuestra visión del mismo no estuvieran donde tienen que estar.

[1] Λ indica que el modelo cosmológico incluye una proporción de energía oscura no nula, es decir introducimos la componente de materia-energía que acelera la expansión del universo.

[2] La tasa de formación estelar específica mide la cantidad de gas que se transforma en estrellas por unidad de tiempo y masa de la galaxia.

El telescopio James Webb detecta por primera vez dióxido de azufre en la atmósfera de un exoplaneta

Agencia Sinc — Tue, 22 Nov 2022 20:08:18 +0000

Tres instrumentos del telescopio espacial James Webb han detectado monóxido y dióxido de carbono, agua, sodio y potasio en la capa gaseosa de WASP-39 b, un ‘saturno caliente’ situado a 700 años luz, y lo más sorprendente: dióxido de azufre. Esta molécula se produce por reacciones fotoquímicas inducidas por la energética luz de la estrella madre, como ocurre en la capa de ozono de la Tierra

La nave de la misión Artemis I llega a la Luna

Aunque en los últimos meses se han hecho famosas las impresionantes imágenes del cosmos captadas por el telescopio espacial James Webb (JWST), este gran observatorio de la NASA y la ESA acaba de obtener otra primicia: la huella química de la atmósfera de un exoplaneta, donde se encuentra por primera vez dióxido de azufre (SO2). Aunque no se cree que el exoplaneta sea habitable, esta investigación sí supone un nuevo avance en la búsqueda de potenciales rastros de vida en planetas que sí reúnan las condiciones para la vida.

El conjunto de instrumentos altamente sensibles del telescopio se enfocó en la atmósfera de un “saturno caliente”, un planeta tan masivo como Saturno que orbita una estrella a unos 700 años luz de distancia, conocido como WASP-39 b.

Si bien el Webb y otros telescopios espaciales, incluidos el Hubble y el Spitzer, han revelado previamente compuestos aislados de la atmósfera de este planeta caliente, las nuevas lecturas brindan un menú completo de átomos, moléculas e incluso signos de química activa y de la presencia de nubes. Los nuevos datos también dan una pista de cómo se verían estas nubes de cerca: divididas en lugar de una capa única y uniforme sobre el planeta.

“Observamos el exoplaneta con múltiples instrumentos que, juntos, brindan una amplia franja del espectro infrarrojo y una panoplia de huellas dactilares químicas inaccesibles hasta el JWST”, dice Natalie Batalha, astrónoma de la Universidad de California en Santa Cruz (EE UU), quien contribuyó y ayudó a coordinar la nueva investigación.

El conjunto de descubrimientos se detalla en un conjunto de cinco nuevos artículos científicos, que se publicarán en una revista de alto impacto y se hacen ahora disponibles. Entre las revelaciones sin precedentes se encuentra la primera detección en la atmósfera de un exoplaneta de dióxido de azufre, una molécula producida a partir de reacciones químicas provocadas por la luz de alta energía de la estrella madre del planeta. En la Tierra, la capa protectora de ozono en la atmósfera superior se crea de manera similar.

Una señal y reacción peculiares

“En los primeros datos vimos una señal muy peculiar en la atmósfera de este planeta cuyo origen no logramos entender. Ahora, con este análisis, hemos podido inferir que se trataba de la huella que deja el dióxido de azufre producido por la alta radiación que el planeta recibe de su estrella en las capas altas de la atmósfera”, indica Jorge LilloBox, investigador postdoctoral del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) que ha participado en el estudio.

Según Shang-Min Tsai, investigador de la Universidad de Oxford en el Reino Unido y autor principal del artículo que explica el origen del dióxido de azufre en la atmósfera de WASP-39 b, “Esta es la primera vez que vemos evidencia concreta de fotoquímica (reacciones químicas iniciadas por luz estelar energética) en exoplanetas”. A una temperatura estimada de 1.600 grados Fahrenheit (900 grados Celsius) y una atmósfera compuesta principalmente de hidrógeno, no se cree que WASP-39 b sea habitable.

La proximidad del planeta a su estrella anfitriona, ocho veces más cerca que Mercurio de nuestro Sol, también lo convierte en un laboratorio para estudiar los efectos de la radiación de las estrellas anfitrionas en los exoplanetas. Un mejor conocimiento de la conexión estrella-planeta debería traer una comprensión más profunda de cómo estos procesos crean la diversidad de planetas observados en la galaxia.

Además de sodio, potasio y agua, el telescopio Webb también vio dióxido de carbono a una resolución alta, proporcionando el doble de datos que los informados en sus observaciones anteriores.

Mientras tanto, se detectó monóxido de carbono, pero las firmas obvias de metano y sulfuro de hidrógeno estaban ausentes de los datos de Webb. Si están presentes, estas moléculas se encuentran en niveles muy bajos, un hallazgo significativo para los científicos que realizan inventarios de la química de los exoplanetas para comprender mejor la formación y el desarrollo de estos mundos distantes.

Tres instrumentos: NIRSpec, NIRCam y NIRISS

Webb observa el universo en luz infrarroja, en el extremo rojo del espectro de luz más allá de lo que pueden ver los ojos humanos; eso permite que el telescopio recoja huellas químicas que no se pueden detectar en la luz visible. En total se han utilizado tres instrumentos para caracterizar en profundidad la atmósfera de este planeta en el rango infrarrojo: NIRSpec, NIRCam y NIRISS.

“Realmente se pueden restringir con precisión las propiedades de estos planetas al tener un espectro tan amplio”, señala Adina Feinstein, estudiante de posgrado de la Universidad de Chicago y primera autora del artículo que se enfoca en las observaciones de espectro usando NIRISS, “entonces comienzas a obtener una imagen completa [de las atmósferas] que no podías obtener antes”.

Para ver la luz de WASP-39 b, Webb siguió el paso del planeta frente a su estrella, lo que permitió que parte de la luz de la estrella se filtrara a través de la atmósfera del planeta. Los diferentes tipos de sustancias químicas en la atmósfera absorben diferentes colores del espectro de luz de las estrellas, por lo que los colores que faltan indican a los astrónomos qué moléculas están presentes.

Tener una lista tan completa de ingredientes químicos en la atmósfera de un exoplaneta también les da a los científicos una idea de la abundancia de diferentes elementos en relación entre sí, como las proporciones de carbono a oxígeno o de potasio a oxígeno.

Pistas sobre la formación del exoplaneta

Eso, a su vez, proporciona una idea de cómo este planeta, y quizás otros, se formaron a partir del disco de gas y polvo que rodeaba a la estrella madre en sus años más jóvenes. El inventario químico de WASP-39 b sugiere una historia de aplastamientos y fusiones de cuerpos más pequeños llamados planetesimales para crear un eventual planeta gigante.

Los nuevos hallazgos proporcionan una buena idea de la capacidad de los instrumentos del Webb para realizar la amplia gama de investigaciones de exoplanetas (planetas alrededor de otras estrellas) que espera la comunidad científica. Eso incluye sondear las atmósferas de planetas rocosos más pequeños como los del sistema TRAPPIST-1.

“Estos resultados son una confirmación de la capacidad de los instrumentos del JWST para explorar la atmosferas de todo tipo de exoplanetas, incluidos los mundos pequeños y rocosos”, subraya Enric Pallé, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) que ha participado en el estudio.

Por su parte, David Barrado, investigador del CAB, resalta que al telescopio Webb se le añadirán en el futuro otros en orbita, como PLATO, o en Tierra, como el ELT que se está construyendo en Chile, proyectos en los que también participa el Centro de Astrobiología.

El telescopio James Webb toma su primera imagen directa de un planeta fuera del Sistema Solar

EFE / elDiario.es — Fri, 02 Sep 2022 10:19:46 +0000

El escogido es un gigante gaseoso que se conoce desde 2017, pero no es habitable

Nuevos ojos sobre el universo: los secretos que esconden las imágenes del telescopio James Webb

Lanzado la pasada Navidad, el telescopio espacial James Webb va logrando nuevos retos. En esta ocasión ha sido su primera imagen directa de un planeta fuera del Sistema Solar, y el elegido ha sido HIP 65426 b, un gigante gaseoso y, por tanto, no habitable. Este exoplaneta fue descubierto en 2017, tiene entre seis y doce veces la masa de Júpiter y, si se compara con la edad de la Tierra –4.500 millones de años– puede decirse que es joven. Tiene entre 15 y 20 millones de años.

Aunque ya había sido observado por el Very Large Telescope del Observatorio Europea Central (ESO) en Chile, las imágenes proporcionadas por cuatro de los instrumentos del James Webb, revelan nuevos detalles que no podían captar los telescopios en tierra.

Este es “un momento transformador, no solo para el Webb sino para la astronomía en general”, en palabras de Sasha Hinkley de la Universidad de Exeter (Reino Unido), que dirigió las observaciones. El hallazgo, “muestra las posibilidades futuras de Webb para estudiar mundos distantes”, indican desde la cuenta de Twitter del telescopio de la NASA.

El planeta gaseoso está unas cien veces más lejos de su estrella anfitriona que la Tierra del Sol, lo que permite que ambos cuerpos puedan ser claramente separados por el nuevo telescopio, nacido de la colaboración de la Nasa, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

En cada imagen, el exoplaneta aparece como una mancha de luz con una forma un poco diferente, debido a las particularidades del sistema óptico del telescopio y cómo traduce la luz a través de los diferentes sensores ópticos, explicó la ESA en un comunicado.

“Obtener esta imagen fue como buscar un tesoro espacial”, explicó Aarynn Carter de la Universidad de California, que dirigió el análisis de las imágenes. “¿Por qué no parecen imágenes de nuestro sistema solar capturadas por Juno o Cassini? El espacio es grande y los exoplanetas son pequeños, ¡y están muy lejos de nosotros! No olvides que no obtuvimos nuestro primer vistazo detallado a Plutón hasta 2015”, explican también desde la cuenta de la NASA.

La científica, citada por la Nasa, dijo que, al principio, todo lo que podía ver era la luz de la estrella, “pero con un cuidadoso procesamiento de imágenes, pude eliminarla y descubrir el planeta”. Además, consideró que hay “muchas más imágenes” por llegar que “darán forma a nuestra comprensión” de la física, química y formación de los exoplanetas.

Macarena García: "Hay mucha esperanza de descubrir planetas exóticos donde se puedan dar condiciones de albergar vida"

Daniel Sánchez Caballero — Sun, 24 Jul 2022 19:11:57 +0000

Responsable de uno de los instrumentos del telescopio James Webb, desgrana la misión conjunta de la NASA y la ESA y hasta dónde puede llegar el "más grande y más sensible" aparato de observación enviado nunca al espacio

La NASA revela nuevas imágenes de galaxias y una estrella muriendo obtenidas con el telescopio James Webb

A Macarena García le gusta recordar que, aunque los medios tendamos a hablar de la NASA, el programa del telescopio espacial James Webb “tiene un componente europeo muy importante” y que “España y Europa son parte de esto”. No todo el crédito queda para los norteamericanos. Esta astrofísica canaria, científica de calibración para el instrumento MIRI de la Agencia Espacial Europea (ESA) y líder del equipo MIRI del Space Telescope James Webb (STJW), es un ejemplo de ello.

El James Webb dejó boquiabierto al mundo hace un par de semanas cuando se publicó su primera serie de imágenes, que fueron directas a los libros de historia. Un gran momento para García, que se unió al equipo MIRI hace 14 años y lleva trabajando específicamente en el equipo de este telescopio gigante (6,5 metros de diámetro de lente) en Baltimore (EEUU) desde 2015. La astrofísica se muestra emocionada ante las posibilidades que ofrecerá el James Webb, “el más grande y más sensible” telescopio que se ha lanzado nunca al espacio, capaz de ver a través del polvo espacial con una claridad inédita y traer a nuestros ordenadores estrellas y galaxias con miles de millones de años, tan antiguas casi como el propio universo.

Durante el tiempo que dure la misión, el Webb va a mirar desde el espacio más profundo hasta nuestro Sistema Solar, caracterizará planetas y –se espera– arrojará luz sobre la evolución del universo desde el Big Bang hasta nuestros días, un área en la que aún tenemos grandes sombras. García, que siempre tuvo clara su vocación y se movió para conseguirla, nos lleva en esta entrevista por las entrañas del STJW y lo que puede ofrecer el telescopio al mundo.

¿Qué es capaz de hacer el James Webb?

Es el telescopio más grande y más sensible que se ha lanzado nunca al espacio, sobre todo operando en el rango de longitud de onda del infrarrojo, que es una porción de la luz que no podemos ver con nuestros ojos. La gran diferencia es que por su gran tamaño y la gran sensibilidad de sus instrumentos puede ver mucho detalle y más allá que cualquier misión anterior. Va a tener un gran impacto en todas las áreas. Por ejemplo en detectar las primeras galaxias y estrellas. Este fue realmente el motivo original por el que se construyó el telescopio.

Nos va a enseñar cómo evolucionan las galaxias desde su origen hasta hoy, cómo se crearon los agujeros negros que hay en el centro de las galaxias, cuál es el ciclo de vida de las estrellas

También nos va a enseñar cómo evolucionan las galaxias desde su origen hasta hoy, cómo se crearon los agujeros negros que hay en el centro de las galaxias, cuál es el ciclo de vida de las estrellas –hay muchas cosas que no se saben todavía–, caracterizar exoplanetas (planetas que orbitan en estrellas que no son el Sol) también va a ser un aspecto muy importante. Webb no es un cazador de planetas, no está diseñado para encontrar planetas nuevos, pero va a tener mucho potencial para caracterizar los planetas que ya conocemos y entender cuáles son las condiciones atmosféricas, si tiene nubes o no, vapor de agua o si la atmósfera reúne las condiciones para albergar vida. Estas son las grandes preguntas.

¿Las imágenes liberadas nos han enseñado algo ya?

Son imágenes elegidas a propósito de objetos conocidos y bien estudiados para dos cosas: primero enseñarlas y luego ver la capacidad del telescopio y sus instrumentos. También para tener un set de datos inicial para la comunidad científica, que ya puede empezar a estudiarlo. De hecho, para la imagen del campo profundo ya se ha publicado al menos un artículo científico. Desde el punto de vista del equipo de Webb el objetivo no era hacer ciencia. Era tomar los datos, que tuvieran buena calidad, fueran visualmente agradables e interesantes para el público y enseñarlos. Yo espero más artículos en poco tiempo.

¿Qué cuenta este primer artículo?

La verdad es que salió hace un día y no lo he podido leer, pero creo que está hecho desde el punto de vista estadístico. Cuando se habla del espacio profundo una de las primeras cosas que hay que hacer es separar las galaxias en fracciones de tiempo. En esa imagen hay galaxias de muchas edades y muchos momentos del universo. Creo que se han centrado en eso.

Ya que lo menciona, ¿cómo se sabe la antigüedad de una galaxia concreta en una imagen?

Hay varios métodos. Estas imágenes son combinaciones de filtros diferentes; cada filtro selecciona una porción de la luz. Las galaxias tienen lo que se llaman características espectrales. Cuando forman estrellas, al observarlas con diferentes filtros se ve que algunos son más brillantes porque las estrellas emiten en ese filtro. Como el universo está en expansión, las galaxias emiten luz en el momento en el que nacieron, por ejemplo hace 13.000 millones de años o 10.000 millones de años. Las galaxias emiten esta señal, que viaja hacia nosotros por un universo que se está expandiendo.

El universo se expande en sí mismo, no se sabe qué hay más allá, quizás nada. Pero es una pregunta interesante y espero que Webb ayude a resolverla

Es como una espiral que estás estirando y la onda viaja hacia nosotros. Cuando la observas con diferentes filtros, cada uno va a seleccionar un rango de edades y dependiendo del color que tengan esos filtros te va a decir la edad. Separamos la edad por la fotometría, es decir, por los colores que se ven. Y cuando tienes candidatos para galaxias muy antiguas lo que haces para confirmarlas es tomar un espectro: con la misma galaxia dispersas la luz, haces un arcoiris y en ese arcoiris se ven las características espectrales, y depende de dónde estén sabes cuál es la edad de la galaxia con mucha precisión.

En la imagen de SMACS 0723 se ven galaxias tan antiguas casi como el universo, si no me equivoco.

Se ve una galaxia confirmada de 13.100 millones de años. El universo tiene 13.800 millones de años, más o menos, y las primeras galaxias nacieron hace 13.400 o 13.500 millones. Pero el objetivo de publicar estas imágenes no era publicar la ciencia.

¿Cuánto de real tienen estas imágenes y cuánto de procesamiento de datos y composición?

Son reales. Todo lo que se ve en la imagen es real y todo son datos científicos. Cuando los datos se descargan del telescopio siempre hay que limpiar efectos electrónicos, calibrarlos y traducir de unidades electrónicas, digamos, a físicas, para poder hacer medidas y comparar. Es un proceso muy estándar. En el caso de estas imágenes, cada una tiene un filtro. Como el rango de la luz es infrarrojo lo que ves en la imagen original no es más que señal de claros y oscuros. Pero luego quieres traducir eso a un color que corresponda a algo que visualmente nosotros podamos entender. Lo que se hace entonces es que los filtros que están más azules en el infrarrojo se le da colores más azules, y a los filtros más rojos colores más rojos. Es todo real, pero los colores se traducen al visible para que se puedan entender y también para que sean atractivos para el gran público.

Entonces si tuviéramos la capacidad de mirar ese trozo del universo veríamos más o menos eso.

No con los mismos colores. La elección de colores la hizo el equipo de artistas y gente de relaciones públicas. Podían haber elegido una gama de colores todos azules o rojos, había opciones. Pero el contraste, la profundidad de las imágenes y las estructuras que se ven están todos ahí, aunque no en esos rojos y azules.

¿La misión tiene entre sus objetivos demostrar cosas que se creen o se apunta a ver qué se ve?

Un poco de las dos. Hay objetivos muy claros, como las primeras galaxias, entender cómo se forman los agujeros negros supermasivos o entender atmósferas de planetas. Siempre se basa en misiones u estudios anteriores, pero también está todo ese espacio científico de descubrimiento. Vamos a observar un rango del universo que nunca hemos visto antes, con un detalle que nunca hemos visto antes. Vamos a observar objetos que nunca hemos visto antes. Ahí sí que vamos a ver qué hay. Esto se aplica a todos los campos. Por ejemplo, los exoplanetas son un campo científicamente hablando relativamente joven, y ahí hay mucha esperanza de que se descubran planetas exóticos, planetas donde se puedan dar condiciones de albergar vida. Hay un planeta del que inicialmente decían que es tan caliente que puede incluso llover lava... Se van a descubrir muchas cosas nuevas y diferentes, estoy segura. Quién sabe lo que hay ahí fuera.

¿El telescopio va a mirar solo lejos o también cerca?

Cerquita también. Vamos a observar desde los orígenes de la galaxia hace 13.500 millones de años hasta nuestro sistema solar. De hecho, hay muchos programas del sistema solar. El primer año de observaciones científicas ya está planeado: todas las propuestas están aprobadas y los científicos están esperando sus datos. Hay muchos programas que estudian el sistema solar, asteroides, que van a caracterizar con mucho más detalle las atmósferas, etc.

¿Cómo se elige qué mira el telescopio?

Hace algo más de un año se hizo la llamada de propuestas. Se invita a la comunidad científica a proponer qué quieren mirar, con qué instrumentos, etc. Se recibieron un montón de propuestas y un comité con diferentes paneles para diferentes temas (sistema solar, galaxias, lo que sea) selecciona las propuestas. Este año sobre noviembre se hará la llamada de propuestas para el segundo año de observaciones.

Ha hablado de las galaxias varias veces. Una de las imágenes más llamativas es la del Quinteto de Stephan, donde se ven galaxias en interacción, según nos ha explicado. ¿En qué consiste esto?

Es interesante, porque son cinco galaxias pero la que está más a la izquierda en la imagen no está físicamente cerca de las otras. Por el efecto parece que están cerca, pero no. Todas las galaxias a lo largo de su vida se supone que pasan por una fase de interacción y fusión. Son procesos que duran miles de años y a medida que las galaxias se encuentran unas con otras y están suficientemente cerca para interaccionar gravitatoriamente empiezan este proceso de fusión e interacción. Es un proceso muy chulo. Primero es muy lento, pero al mismo tiempo muy violento. Las galaxias tienen muchas nubes de gas y polvo, y al chocar entre ellas y presionar una contra la otra estas nubes se comprimen y aumenta la temperatura y la presión, y empiezan a formarse estrellas.

Eso se ve en las imágenes que ha ofrecido el Webb...

En el Quinteto se ve una zona rojiza en el centro, que es una zona de formación estelar joven. Depende de la masa original de las galaxias y la distancia y el ángulo en el que se encuentren, el futuro de esas galaxias será o unirse en una sola galaxia más en espiral –y los agujeros negros en el centro se unirán también– o a veces se encuentran, se deforman, crean estrellas y finalmente se separan. Depende mucho de su masa inicial. Es un proceso muy importante porque explica cómo son las galaxias hoy en día.

Otra cuestión que ha comentado son los exoplanetas. Se publicó el primer espectro de uno. Siempre hablamos en la prensa del agua en los planetas o de si puede albergar vida. ¿Por qué es tan importante saber si un planeta puede albergar vida aunque sea casi seguro que no la hay?

Es un paso más. Esto va un poco de responder de dónde venimos, cuál es el origen de la vida, cómo se forman las planetas y se crean esas condiciones para albergar vida. Mucho del trabajo en astrofísica y el estudio del universo es estadístico, estudiar una serie de planetas. El WASP es un gigante gaseoso, con la mitad de masa que Júpiter pero el mismo tamaño. Forma parte de una familia de planetas con una cierta masa, tamaño y características. Lo que quieres siempre es caracterizarlos. Ver qué es lo más típico de una familia de planetas, cómo se forman, cuál es la composición de la atmósfera, a qué distancia está de la estrella. Siempre quieres tener estudios estadísticamente significativos que te ayuden a entender este proceso de formación.

Una duda técnica. Se envió el espectro del exoplaneta, pero no una imagen de él. ¿Es porque está demasiado lejos, es muy pequeño...?

Con la técnica que se utiliza para tomar un espectro no se puede hacer imágenes. Y desde el punto de vista de la caracterización de objetos el espectro te da mucha más información. Este se hizo con un instrumento que se llama NIRISS. Hay otros dos, MIRI y NIRCam, que utilizan una técnica que se llama cronografía que lo que hace es simular un eclipse. Y al simular un eclipse lo que haces es bloquear la luz de una estrella y entonces puedes ver los planetas alrededor. Pero depende de la distancia a la que está el planeta, una vez bloqueas la luz de la estrella el planeta que vas a ver puede ser muy parecido a una estrella.

¿Cuál es de las imágenes te ha llamado más la atención personalmente?

El Quinteto de Stephan observado solo con MIRI. Tengo un sesgo porque es el instrumento con el que llevo trabajando mucho tiempo, pero desde el punto de vista científico muestra el potencial que tiene. Una de las grandes ventajas de observar en infrarrojo es que observas a través del polvo, aunque sí hay objetos que tienen demasiado y no se pueden ver. Tres de los instrumentos a bordo observan en el infrarrojo cercano, más parecido al rango en el que observó el Hubble. Pero MIRI observa en el infrarrojo medio y esto te da la habilidad de atravesar más el polvo, observar muy bien el polvo que hay detrás, el cambio de temperaturas y objetos más fríos, puedes ver un poco más dentro que en la imagen de NIRCam. Cada color indica una cosa. El rojo indica mucho polvo, una formación estelar joven, y los azules indican menos polvo. Los amarillos y verdes indican presencia de polvo, pero también componentes orgánicos. Esa imagen me fascina. Es muy bonita, está muy clara, da mucha resolución y cada color ayuda a separar qué está ocurriendo en cada uno de esos objetos.

No me resisto a hacerle la que diría que es una de las preguntas más recurrentes que se hace cualquier persona interesada en el espacio. Ha comentado antes que “el universo se expande”... ¿Hacia dónde, qué hay ahí?

Quién sabe. Se expande en sí mismo, en cierto modo. Son esas preguntas, como qué había antes del Big Bang o durante cuánto tiempo se va a expandir... El momento del Big Bang, en parte por el nombre (Big Bang significa 'gran explosión') es natural pensar en ello como una explosión que ocurrió en un punto, pero en realidad fue algo que ocurrió en todos sitios al mismo tiempo. El universo se expande en sí mismo, no se sabe qué hay más allá, quizás nada. Pero es una pregunta interesante y espero que Webb ayude a resolverla.

Ha comentado al inicio que siempre se está pensando en la siguiente misión. ¿En qué se trabaja?

Si hablamos de grandes telescopios hay varios en consideración. Uno de ellos es Luvoir. Todavía no está confirmado, pero sería un telescopio más grande que Webb, con el mismo tipo de tecnología y trabajará rangos de longitud de onda un poco diferentes.

Nuevos ojos sobre el universo: los secretos que esconden las imágenes del telescopio James Webb

Raúl Sánchez, Daniel Sánchez Caballero — Wed, 13 Jul 2022 20:42:46 +0000

Nos adentramos en lo más profundo del espacio a través de las últimas imágenes de la NASA; la doctora Sara Cazzoli, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, nos guía por galaxias casi tan antiguas como el universo, otras en colisión y agujeros negros masivos

La NASA revela nuevas imágenes de galaxias y una estrella muriendo obtenidas con el James Webb

Detectado un extraño y persistente “latido” de radio a miles de millones de años luz de la Tierra

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Esta es la imagen más lejana y precisa que se ha obtenido nunca del universo profundo en el espectro infrarrojo, según la NASA. En ella se ve SMACS 0723, un cúmulo de galaxias ubicado a millones de años luz de la Tierra.

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Lo que vemos no es una foto actual: es el aspecto que el clúster de galaxias tenía hace 4.600 millones de años, el tiempo que ha tardado la luz en llegar a nosotros. Aunque parezca inmensa, la imagen muestra un trozo del cielo que, según la NASA, es "del tamaño de un grano de arena si extendemos el brazo".

Todo lo que se ve en esa imagen correspondería, en realidad, a un fragmento como este de una noche estrellada que es visible desde el hemisferio sur.

La imagen, obtenida por la NIRCam (Near-Infrared Camera) del James Webb, es una composición realizada a partir de varias imágenes tomadas con diferente longitud de onda durante 12 horas. El Hubble necesitaba semanas para obtener imágenes de peor calidad.

¿Qué son los objetos que se ven en la imagen? Principalmente, galaxias que están a miles de millones de años luz de nosotros. Son, por ejemplo, las áreas circulares, en espiral u otras formas que puedes ver por todo el retrato de esta ínfima parte del universo.

Esta otra que ves en el centro de la imagen, por ejemplo, es una galaxia con forma de espirales con barra.

Pero no todas están a la misma distancia. El James Webb ha podido identificar galaxias que se crearon en los primeros pasos del universo. Generalmente, son las de color más rojizo. Ese pequeño punto rojo que ves, por ejemplo, es una imagen de hace 13.000 millones de años, muy poco tiempo después (en términos cósmicos) del Big Bang.

También podemos ver objetos muy brillantes y centelleantes. Estos son estrellas de nuestra propia galaxia, que están mucho más cerca.

Si te fijas, la imagen parece hacer un efecto de lupa en el centro. ¿Por qué? Porque la masa total de este cúmulo de galaxias es tan grande que deforma el espacio y actúa como una lente gravitacional, según explica la NASA.

Es decir, que obliga a la luz de las galaxias más lejanas que están detrás del cúmulo a recorrer ese espacio curvado.

Por ejemplo, los datos del James Webb confirman que estos dos arcos rojizos y alargados en el centro son un reflejo de la misma galaxia.

Esta primera imagen que reveló la NASA muestra el punto más lejano del universo conocido. Pero, ¿y si miramos más cerca de nuestra galaxia?

Viajamos a otro punto del universo.

La imagen del Quinteto de Stephan es la más grande realizada por el telescopio James Webb. Cubre un área de un quinto del diámetro de la luna y tiene 150 millones de megapíxeles a partir de un millar de imágenes.

Este grupo de galaxias, cinco en total en interacción entre ellas, se encuentra en la constelación de Pegaso.

No todas estas galaxias que ves pertenecen al Quinteto de Stephan, uno de los entornos más densos de nuestro universo.

Las demás, en segundo plano, son galaxias lejanas (alguna del universo primordial) que hasta hoy no se han podido ver con tanto detalle.

Aunque se llama un "quinteto", solo cuatro de las galaxias están realmente juntas y participando en una verdadera danza cósmica.

La quinta en cuestión es NGC 7320, la más cercana y brillante de todas. Está solamente a 40 millones de años luz, mientras que las otras están a 290 millones de años luz.

Estas dos galaxias del sistema NGC 7318 están en plena interacción y fusión, algo común, sobre todo en el universo primordial (más caótico). Las galaxias en colisión, a millones de kilómetros por hora, cambian dramáticamente de apariencia.

En las nubes de gas y polvo entremezcladas de las dos galaxias (de color rojizo) saltan chispas. Se forman estrellas jóvenes, caracterizadas por una luz mas azulada.

¿Ves la cara? La parte más brillante de las galaxias del sistema la forman dos ojos, y el conjunto de brazos espirales y colas de mareas dibuja un curioso rostro sonriente. ¿El pelo? Es el arco de luz roja que cruza el centro del grupo. Está despeinado, como es previsible por las muchas violentas interacciones entre las galaxias del Quinteto.

Este "arco" entre las dos galaxias en fusión no solo se compone de nubes de gas y polvo (de color rojo), sino tambien de gas muy caliente.

Casi todas las galaxias tienen un agujero negro supermasivo, pero solo una pequeña fracción se consideran "activas". Esta que ves, NGC 7319, es una. Su agujero negro central tiene 24 millones de veces la masa del Sol.

Si observamos de cerca el centro de NGC 7319 podemos vislumbrar una estructura con forma de "copo de nieve": es allí donde encontramos el centro activo de la galaxia.

Si nos alejamos un poco vemos filamentos de materia (gas, principalmente hidrógeno frío) perpendiculares a los brazos en espiral de la misma galaxia que alimentarán el agujero negro central.

Más abajo, NGC 7317 llama la atención por su aspecto tan homogéneo en comparación con el resto. Se debe a que ha sido protagonista de las interacciones más tempranas entre estas galaxias: protagonizó los primeros pasos de la danza cósmica del Quinteto.

¿Ves las estelas blancas alrededor del sistema? Son las colas de mareas, un signo de una interacción compleja entre galaxias en el pasado. Estas estructuras están compuestas principalmente de "gas arrastrado" durante la interacción entre galaxias por efecto de las fuerzas de mareas gravitatorias.

En esas colas se observan estrellas en formación, agrupaciones de estrellas jóvenes, e incluso, en los casos más extremos, galaxias enanas enteras.

Lo publicado hasta el momento por la NASA es solo un aperitivo de lo que vendrá. El James Webb, un telescopio con un espejo de 6,5 metros y 18 segmentos, está diseñado para ir varios pasos más allá que su antecesor, el Hubble, por su alcance y su capacidad para generar imágenes de mucha más calidad.

Estas imágenes son solo el principio: los científicos analizarán ahora toda la información recogida en este "viaje en el tiempo", como lo denomina la NASA, que nos ayudará a conocer mejor el origen del universo y cómo hemos llegado hasta aquí.