miércoles, mayo 28, 2008

Un termómetro molecular para el universo distante

Comunicado de Prensa ESO PR 13/08.

Primera medición precisa de la temperatura de la radiación cósmica de fondo en una época temprana.

Los astrónomos han utilizado el VLT (Very Large Telescope = Telescopio Muy Grande) de ESO (European Southern Observatory = Observatorio Austral Europeo) para detectar, por primera vez en el ultravioleta, la molécula de monóxido de carbono en una galaxia ubicada a casi 11 mil millones de años-luz de distancia, una proeza que ha permanecido esquiva por 25 años. Esta detección les permite obtener la medición más precisa de la temperatura cósmica en una época tan remota.

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ESO PR Photo 13a/08 – Descubriendo galaxias ocultas

Galaxias muy ocultas pueden ser descubiertas a través de la impresión que su gas interestelar deja en el espectro de un quásar más lejano. Las nubes interestelares de gas absorben parte de la luz emitida por los quásares. El espectro resultante presenta “valles” oscuros que pueden ser atribuidos a elementos y posiblemente a moléculas bien conocidas. En esta representación esquemática, el VLT observa (D) los rasgos asociados con tres sistemas, localizados a diferentes distancias (A, B y C) y cuya luz es, por lo tanto, desplazada en cantidades diferentes. El quásar, que actúa como un fanal, es el objeto brillante que se ve a la izquierda de la imagen.

© ESO

El equipo de astrónomos [1] apuntó el espectrógrafo UVES del VLT de ESO durante más de 8 horas hacia una galaxia escondida cuya luz ha tardado más de 11 mil millones de años en alcanzarnos, lo que significa aproximadamente el 80% de la edad del universo.

La única forma en que esta galaxia puede ser vista es a través de la impresión que su gas interestelar deja en el espectro de un quásar aún más distante [2]. “Los quásares se utilizan aquí únicamente como un fanal en el universo muy lejano. Las nubes interestelares de gas de las galaxias, localizadas entre los quásares y nosotros a lo largo de la misma línea de visión, absorben parte de la luz emitida por los quásares. Consecuentemente, el espectro resultante presenta “valles” oscuros que pueden ser atribuidos a elementos, e incluso moléculas, bien conocidos”, explica Raghunathan Srianand (Pune, India), quien encabezó el equipo que realizó las observaciones.

Gracias al poder del VLT y de una selección muy cuidadosa del objeto (el objeto fue elegido entre unos diez mil quásares) el equipo pudo descubrir la presencia de hidrógeno molecular normal y deuterado (H2, HD) y de moléculas de monóxido de carbono (CO) en el medio interestelar de esta galaxia remota. “Esta es la primera vez que estas tres moléculas han sido detectadas por absorción en frente a un quásar, una detección que ha permanecido esquiva por un cuarto de siglo”, dice Cédric Ledoux (ESO), uno de los miembros del equipo.

El mismo equipo ya había marcado un récord para la detección más distante de hidrógeno molecular en una galaxia que se puede ver tal como era cuando el universo tenía menos de mil quinientos millones de años de edad (Véase, en inglés, ESO PR 16/06: Physics in Universe's Youth).

El gas interestelar es el reservorio a partir del cual se forman las estrellas y, como tal, es un componente importante de las galaxias. Más aún, como la formación y el estado de las moléculas son muy sensibles a las condiciones físicas del gas, que a su vez dependen de la tasa a la que se forman las estrellas, el estudio detallado de la química del medio interestelar es una herramienta importante para comprender cómo se forman las galaxias.

Basados en sus observaciones, los astrónomos demostraron que las condiciones físicas prevalecientes en el gas interestelar de esta remota galaxia son similares a las que se observan en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

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ESO PR Photo 13b/08 – La molécula CO en el universo distante.

Espectro de un quásar muy distante en el cual se pueden ver las impresiones dejadas por una galaxia localizada a casi 11 000 millones de años-luz de distancia. Varias bandas de monóxido de carbono (CO), así como bandas de hidrógeno molecular normal y deuterado (H2, HD), fueron identificadas por los astrónomos. Las intensidades diferentes de las bandas de CO permitieron a los científicos inferir la temperatura de la radiación cósmica de fondo en esa remota época.

© ESO

Lo que es más importante aún, el equipo fue capaz de medir con la mayor precisión lograda hasta ahora la temperatura de la radiación cósmica de fondo en el universo remoto [3]. “A diferencia de otros métodos, la medición de la temperatura de la radiación cósmica de fondo utilizando la molécula de CO implica muy pocas presunciones”, declara el co-autor Pasquier Noterdaeme.

Si el universo se formó en un “Big Bang”, como supone la mayor parte de los astrofísicos, el resplandor de esta bola de fuego primigenia debería haber sido más caliente en el pasado. Esto es exactamente lo que encontraron las nuevas mediciones. “Dada la temperatura actual medida en 2,725 K, uno podría suponer que la temperatura hace unos 11 mil millones de años debería ser de unos 9,3 K”, dice el co-autor Patrick Petitjean. “Nuestro conjunto único de observaciones con el VLT nos permite deducir que una temperatura de 9,15 K, más o menos 0,7 K, está notablemente de acuerdo con la teoría”. “Creemos que nuestro análisis es pionero en los estudios de la química interestelar en el gran desplazamiento al rojo, y que demuestra que es posible, junto con la detección de otras moléculas tales como HD o CH, utilizar la química interestelar para desentrañar importantes cuestiones cosmológicas”.

Los resultados descritos aquí han sido presentados en una Carta al Editor en Astronomy and Astrophysics: "First detection of CO in a high-redshift damped Lyman-alpha system", by R. Srianand et al.).

NOTAS

[1] El equipo está integrado por Raghunathan Srianand (IUCAA, Pune, India), Pasquier Noterdaeme y Cédric Ledoux (ESO), y Patrick Petitjean (IAP, Francia). El mismo equipo ya había realizado las primeras mediciones de la temperatura de la radiación cósmica de fondo en una época en que el universo tenía solamente unos 2 500 millones de años de edad, utilizando también el UVES adosado al VLT. En esa instancia únicamente pudieron medir una temperatura en el rango entre 6 y 14 K.

[2] Los quásares son objetos extraordinariamente luminosos que se encuentran en el universo distante, y que según se cree son producidos por agujeros negros súper masivos en el corazón de las galaxias. Un único quásar puede ser más luminoso que toda una galaxia de cien mil millones de estrellas, e incluso entonces esta notable cantidad de energía se origina en un volumen menor que nuestro sistema solar.

[3] Una de las predicciones fundamentales de la teoría del Big Bang caliente para la creación del universo es la existencia de la radiación de microondas cósmica de fondo (CMBR = Cosmic Microwave Background Radiation, por sus siglas en inglés). Esta radiación es una reliquia de la bola de fuego primigenia y fue descubierta en 1964 a través de observaciones de radio realizadas por los físicos estadounidenses Arno A. Penzias y Robert W. Wilson, quienes recibieron el premio Nóbel en 1978. Más tarde, observaciones de precisión realizadas por los satélites COBE y WMAP demostraron que esta antigua radiación llena el universo, con una temperatura actual ligeramente menor a los 3 grados sobre el cero absoluto (2,725 K o -270,4 grados Celsius). Una predicción particular de la teoría del Big Bang es que el universo se enfría a medida que se expande, en una temperatura a escala con el factor de disolución del universo (1 + desplazamiento al rojo). En el desplazamiento al rojo de la galaxia (2,41837), se podría esperar una temperatura de 2,725 x (1 + 2,41837) = 9,315 K o -263,835 grados Celsius).


VLT

VLT de ESO en Paranal, Chile.

© ESO


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Artículo original: ESO Press Release 13/08.
Título: “A Molecular Thermometer for the Distant Universe”
Fecha: Mayo 13, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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domingo, mayo 04, 2008

Juegos de sol en Paranal

Comunicado de Prensa ESO PR 12/08.

La plantilla de ESO comparte con nosotros imágenes asombrosas de fenómenos solares.

Cerro Paranal, hogar del Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO, es en verdad uno de los mejores lugares astronómicos del mundo. Algunas imágenes asombrosas de los destellos azules y verdes, obtenidas por el personal de ESO en Paranal, y del así llamado “Gegenschein”, son buenas muestras de ello.

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ESO PR Photo 12a/08 – Destello verde en Paranal

Ejemplo de destello verde visto desde Cerro Paranal. La fotografía fue tomada por Stéphane Guisard (ESO). En esta página pueden verse muchos otras fotografías del fenómeno. Por favor, recuerde que mirar al Sol, especialmente si se hace a través de un artilugio óptico (cámara, telescopio, binocular, etc.), es muy peligroso y puede causar ceguera inmediata. No intente observar al Sol a menos que sepa exactamente qué es lo que está haciendo.

© Stéphane Guisard (ESO)

La atmósfera terrestre es un prisma gigantesco que dispersa la luz solar. Las condiciones atmosféricas más ideales, tales como las que comúnmente se encuentran sobre el Cerro Paranal, llevan a la aparición de los así llamados destellos verdes y azules con la puesta del sol. Este fenómeno es tan popular en el lugar que ahora ya es una tradición para el personal de Paranal reunirse diariamente en la plataforma del telescopio para observar el ocaso y su posible destello verde antes de comenzar sus largas noches de observaciones.

Los destellos verdes y azules son acontecimientos fugaces que requieren una vista sin obstáculos del Sol poniente, y una atmósfera muy estable. Estas condiciones se encuentran a menudo en Paranal, una montaña de 2 635 metros de altitud en el desierto chileno de Atacama, donde el cielo está libre de nubes durante más de 300 días al año. Paranal es el hogar del Telescopio Muy Grande de ESO, un conjunto de cuatro telescopios de 8,2 metros y de cuatro telescopios auxiliares de 1,8 metros que conforman el telescopio óptico más avanzado del mundo.

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ESO PR Photo 12b/08 – Destello azul en Paranal

Guillaume Blanchard, otro integrante de la plantilla de ESO, pudo capturar este raro destello azul mientras observaba la puesta del sol desde la Residencia Paranal en Nochebuena. La imagen fue tomada con una cámara digital adosada a un telescopio de 480 mm de longitud focal. El muy intenso tono azul que se ve en la imagen, así como los bordes púrpura, no dejan ninguna duda sobre la realidad del fenómeno.

© Gillaume Blanchard (ESO)

Stéphane Guisard, integrante de la plantilla de ESO, ha estado persiguiendo destellos verdes a lo largo de muchos años y pudo capturarlos en varias ocasiones. La imagen que se muestra más arriba es uno de los muchos ejemplos de su colección. “El reto mayor es capturar el destello verde mientras todavía se puede ver al Sol con todos sus colores”, dice Guisard.

Su colega Guillaume Blanchard ha tenido incluso más suerte. En Nochebuena, mientras era uno de los pocos en seguir la tradición de observar el ocaso, tuvo la oportunidad de inmortalizar un destello azul utilizando su telescopio de aficionado.

El astrónomo de ESO Yuri Beletsky también gusta de tomar fotografías desde Paranal, pero prefiere las vistas nocturnas. En algunas de ellas ha capturado otros efectos interesantes relacionados con el Sol: la así llamada luz zodiacal y el “Gegenschein”.

Tanto la luz zodiacal como el Gegenschein (que en alemán significa “contra-resplandor”) se deben a la luz solar reflejada por el polvo interplanetario. Son tan tenues que únicamente resultan visibles en lugares libres de contaminación lumínica.

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ESO PR Photo 12d/08 – Gegenschein sobre el VLT

En Paranal el cielo es tan oscuro que el famoso y esquivo Gegenschein puede ser contemplado allí en toda su gloria. Aquí se lo puede ver como una banda que corre diagonalmente desde arriba a la izquierda hasta abajo a la derecha. La imagen fue obtenida por Yuri Beletsky en octubre de 2007 utilizando una cámara digital equipada con una lente gran angular de 10 mm instalada sobre una montura ecuatorial portátil. La exposición total fue de 45 minutos.

© Yuri Beletsky (ESO)

La mayor parte del polvo interplanetario del sistema solar se encuentra en la eclíptica, el plano cerca del cual los planetas se mueven alrededor del Sol, y la luz zodiacal y el Gegenschein se ven por lo tanto en la región centrada alrededor de la eclíptica. Mientras que la luz zodiacal se observa en la vecindad del Sol, el Gegenschein se ve en la dirección opuesta al Sol.

Cada una de las diminutas partículas de polvo, restos de cometas y asteroides, actúa como una pequeña Luna reflejando la luz proveniente de nuestra estrella central. “Si se pudieran observar las partículas individuales de polvo, entonces las que se encuentran en el medio del Gegenschein se verían como muy pequeñas Lunas llenas, mientras que las que se esconden en la zona tenue de la banda de polvo se verían como diminutas Lunas crecientes”, explica el astrónomo de ESO Colin Snodgrass. “Pero incluso el VLT no puede observar estas pequeñísimas partículas de polvo en el espacio. En cambio, en fotografías como ésta, vemos el efecto combinado de millones de partículas de polvo reflejando hacia nosotros la luz del Sol”.

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ESO PR Photo 12c/08 – Luz zodiacal en Paranal

Fotografía del cielo matutino sobre la Residencia Paranal tomada por el astrónomo de ESO Yuri Beletsky. Se puede ver la Vía Láctea con sus numerosas sendas de polvo y nebulosas asombrosas. La luz zodiacal resulta claramente visible como una banda de luz inclinada unos 40-50 grados con respecto a la Vía Láctea. También se puede observar en esta imagen al planeta Venus, justo sobre la Residencia.

© Yuri Beletsky (ESO)


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Artículo original: ESO Press Release 12/08.
Título: “Solar Games at Paranal”
Fecha: Mayo 02, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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