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Astrónomos seleccionados para probar nuevo telescopio espacial

Astrónomos de Berkeley seleccionados para tomar un nuevo telescopio espacial para dar un giro

Publicado el 21 de noviembre


Dos astrónomos de la UC Berkeley esperan ansiosamente el lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb en la primavera de 2019, habiendo sido elegido para dirigir dos de los primeros 13 grupos que pondrán a prueba las capacidades del nuevo y elegante sucesor de la NASA para el Telescopio Espacial Hubble.

Los 13 equipos, que se anunciaron la semana pasada, no podrán tener acceso a los datos durante otros dos años, luego de un período de comisionamiento de seis meses después del lanzamiento. Pero desde noviembre de 2019 hasta abril de 2020, estos equipos escanearán objetos cercanos y lejanos, que van desde los planetas de nuestro sistema solar a los planetas que rodean las estrellas cercanas, y desde los sistemas estelares de la Vía Láctea hasta las galaxias en el límite del universo.
Imagen
"La diversidad de la ciencia representada por estos 13 equipos es increíble", dijo Daniel Weisz, profesor asistente de astronomía y líder de uno de los equipos. "Definitivamente estamos entusiasmados con esta oportunidad".

Los equipos esperan nuevos descubrimientos, pero también han sido seleccionados debido a las promesas de proporcionar información de referencia para futuros observadores y herramientas de software que los astrónomos necesitarán para dar sentido a sus observaciones en el telescopio.

"Con la vida útil de cinco años del telescopio, tenemos que usarlo de manera muy eficiente para maximizar el rendimiento", dijo Weisz. "Se supone que el programa de ciencia de lanzamiento anticipado produce resultados que permiten la ciencia dentro de los cinco meses posteriores a las observaciones, que en el mundo de la astronomía es básicamente ayer".

Permitir que los astrónomos, en lugar del personal, tomen el telescopio para una prueba de manejo es un nuevo concepto para la NASA, dijo Imke de Pater, profesor de astronomía de UC Berkeley, quien dirigirá un equipo que utilizará el telescopio para observar de cerca el sistema solar. Ella y su equipo se concentrarán en Júpiter, sus lunas Io y Ganímedes y sus anillos tenues, para ver si pueden capturar detalles finos contra el brillante fondo de Júpiter, que en realidad es demasiado brillante para que el telescopio pueda mirar sin filtros.

"Veremos si podemos obtener imágenes de los anillos y deshacernos de la luz dispersa de Júpiter, lo que empuja los límites del telescopio y realmente pone a prueba las capacidades de JWST", dijo.


Ilustración de James Webb Space Telescope, NASA.

Weisz, que estudia los sistemas estelares, desde cúmulos globulares con millones de estrellas hasta galaxias en el Universo local, tendrá una visión a largo plazo. Está particularmente interesado en los sistemas lo suficientemente cerca como para que las estrellas individuales puedan ser seleccionadas y contadas, lo que le puede decir a los astrónomos sobre la historia de la galaxia y, en última instancia, la historia del universo.

El telescopio James Webb será ideal para esto, porque sus espejos serán dos veces y media el tamaño del espejo en el telescopio espacial Hubble, reduciendo efectivamente el tiempo que lleva recolectar datos en un cúmulo o galaxia por un factor de 10 Esto permite estudios detallados de las estrellas más tenues, algunas de las cuales comenzaron a brillar cuando el universo era un bebé hace más de 10 mil millones de años.

"Para los estudios de estrellas muy débiles en la Vía Láctea, nuestra propia galaxia, el JWST va a ser fenomenal", dijo. "El telescopio hará aproximadamente en su misión de cinco a 10 años lo que Hubble ha hecho en su misión de 25 años para las galaxias locales".

Durante las 20 horas de tiempo del telescopio asignadas a su equipo, tomarán imágenes tanto ópticas como infrarrojas para un cúmulo globular en la Vía Láctea, una galaxia enana muy tenue, dominada por la materia oscura que orbita la Vía Láctea y un vecino cercano y compañero de viaje de la Vía Láctea, una galaxia a una distancia de aproximadamente 3 millones de años luz.

Al contar y determinar la edad de cada estrella dentro de estas galaxias, por ejemplo, espera arrojar luz sobre lo que sucedió temprano en el universo cuando las estrellas comenzaron a brillar en el cosmos, la llamada época de reionización.

"Estamos ajustando nuestros horarios académicos para estar listos para emprender el camino tan pronto como se descarguen los datos; iremos a las carreras ", dijo Weisz.

De Pater admite que dos años es mucho tiempo de espera, pero ella, su codirector Thierry Fouchet del Observatorio de París y su equipo esperan usar sus 28,9 horas de tiempo de observación para medir las velocidades del viento en la Gran Mancha Roja de Júpiter. observa los gases en las atmósferas de Io y Ganimedes y observa las ondas que dejan los cometas en los anillos alrededor del planeta.

"La idea es que para cualquier objeto del sistema solar, tienes que ensamblar un mosaico del planeta o la luna a partir de múltiples observaciones cuando todo se mueve, rota y cambia. ¿Cómo lo haces? ", Dijo de Pater. "Tenemos que desarrollar el software para que los astrónomos puedan juntar sus pequeñas estampillas postales en un mapa".

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💫47 Tucanae

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Using Hubble Space Telescope, astronomers have captured for the first time snapshots of fledgling white dwarf stars beginning their slow-paced, 40-million-year migration from the crowded center of an ancient star cluster to the less populated suburbs. White dwarfs are the burned-out relics of stars that rapidly lose mass, cool down, and shut off their nuclear furnaces. As these glowing carcasses age and shed weight, their orbits begin to expand outward from the star cluster's packed downtown. This migration is caused by a gravitational tussle among stars inside the cluster. Globular star clusters sort out stars according to their mass, governed by a gravitational billiard-ball game where lower mass stars rob momentum from more massive stars. The result is that heavier stars slow down and sink to the cluster’s core, while lighter stars pick up speed and move across the cluster to the edge. This process is known as "mass segregation." Until these Hubble observations, astronomers had never definitively seen the dynamical conveyor belt in action. Astronomers used Hubble to watch the white-dwarf exodus in the globular star cluster 47 Tucanae, a dense swarm of hundreds of thousands of stars in our Milky Way galaxy. The cluster resides 16,700 light-years away in the southern constellation Tucana.




"We've seen the final picture before: white dwarfs that have already sorted themselves out and are orbiting in a location outside the core that is appropriate for their mass," explained Jeremy Heyl of the University of British Columbia (UBC), Vancouver, Canada, first author on the science paper. The team's results appeared in the May 1 issue of The Astrophysical Journal. "But in this study, which comprises about a quarter of all the young white dwarfs in the cluster, we're actually catching the stars in the process of moving outward and segregating themselves according to mass," Heyl said. "The entire process doesn't take very long, only a few hundreds of millions of years, out of the 10-billion-year age of the cluster, for the white dwarfs to reach their new home in the outer suburbs. "This result hasn't been seen before, and it challenges some ideas about some of the details of how and when a star loses its mass near the end of its life," added team member Harvey Richer of UBC. Using the ultraviolet-light capabilities of Hubble's sharp-eyed Wide Field Camera 3, the astronomers examined 3,000 white dwarfs, tracing two populations with diverse ages and orbits. One grouping was 6 million years old and had just begun their journey. Another was around 100 million years old and had already arrived at its new homestead far away from the center, roughly 1.5 light-years, or nearly 9 trillion miles, away. Only Hubble can detect these stars because ultraviolet light is blocked by Earth's atmosphere and therefore doesn't reach ground-based telescopes. The astronomers estimated the white dwarfs' ages by analyzing their colors, which gives them the stars' temperatures.

The hottest dwarfs shine fiercely in ultraviolet light. The dwarfs were tossed out of the rough-and-tumble cluster center due to gravitational interactions with heftier stars orbiting the region. Stars in globular clusters sort themselves out by weight, with the heavier stars sinking to the middle. Before flaming out as white dwarfs, the migrating stars were among the most massive in the cluster, weighing roughly as much as our Sun. The more massive stars burned out long ago. The migrating white dwarfs, however, are not in a hurry to leave. Their orbits expand outward at about 30 miles an hour, roughly the average speed of a car traveling in the city. The dead stars will continue this pace for about 40 million years, until they reach a location that is more appropriate for their mass. Although the astronomers were not surprised to see the migration, they were puzzled to find that the youngest white dwarfs were just embarking on their journey. This discovery may be evidence that the stars shed much of their mass at a later stage in their lives than once thought. About 100 million years before stars evolve into white dwarfs, they swell up and become red giant stars. Many astronomers thought that stars lose most of their mass during this phase by blowing it off into space. But the Hubble observations reveal that the stars actually dump 40 percent to 50 percent of their bulk just 10 million years before completely burning out as white dwarfs. "This late start is evidence that these white dwarfs are losing a large amount of mass just before they become white dwarfs and not during the earlier red giant phase, as most astronomers had thought," said Richer.

"That's why we are seeing stars still in the process of moving slowly away from the center of the cluster. It's only after they lose their mass that they get gravitationally pushed out of the core. If the stars had shed most of their weight earlier in their lives, we wouldn't see such a dramatic effect between the youngest white dwarfs and the older ones that are 100 million years old." Although the white dwarfs have exhausted the hydrogen fuel that makes them shine as stars, these stellar relics are among the brightest stars in this primordial cluster because their brilliant hot cores have been exposed, which are luminous largely in ultraviolet light. "When a white dwarf forms, they've got all this stored-up heat in their cores, and the reason we can see a white dwarf is because over time they radiate their stored thermal energy slowly into space," Richer explained. "They're getting cooler and less luminous as time goes on because they have no nuclear sources of energy." After making it through the gauntlet of gravitational interactions within the crowded 1.5-light-year-wide core, the traveling white dwarfs encounter few interactions as they migrate outward, because the density of stars decreases. "A lot of action happens when they're 30 million to 40 million years old, and continues up to around 100 million years, and then as they get older the white dwarfs still evolve but less dramatically," Heyl said. The 47 Tucanae cluster is an ideal place to study the mass segregation of white dwarfs because it is nearby and has a significant number of centrally concentrated stars that can be resolved by Hubble's crisp vision.


Credit: NASA, ESA, and H. Richer and J. Heyl (University of British Columbia, Vancouver, Canada)



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💫Materia oscura y energía oscura: ¿Realmente existen?

Materia oscura y energía oscura: ¿Realmente existen?

Un investigador de la Universidad de Ginebra ha demostrado recientemente que la expansión acelerada del universo y el movimiento de las estrellas en las galaxias se puede explicar sin recurrir a los conceptos de materia oscura y energía oscura.

Fecha: 22 de noviembre de 2017

Fuente: Université de Genève

Resumen:
Los investigadores han planteado la hipótesis de que el universo contiene una "materia oscura". También han postulado la existencia de una "energía oscura". Estas dos hipótesis explican el movimiento de las estrellas en las galaxias y la aceleración de la expansión del universo. Pero, según un investigador, estos conceptos pueden dejar de ser válidos: los fenómenos se pueden demostrar sin ellos. Esta investigación explota un nuevo modelo teórico basado en la invarianza de escala del espacio vacío.


 HISTORIA COMPLETA

Un investigador de la Universidad de Ginebra ha demostrado recientemente que la expansión acelerada del universo y el movimiento de las estrellas en las galaxias se puede explicar sin recurrir a los conceptos de materia oscura y energía oscura ... que en realidad podrían no existir.

Crédito: © 1xpert / Fotolia
Durante casi un siglo, los investigadores han planteado la hipótesis de que el universo contiene más materia de la que se puede observar directamente, conocida como "materia oscura". También han postulado la existencia de una "energía oscura" que es más poderosa que la atracción gravitacional. Estas dos hipótesis, se ha argumentado, explican el movimiento de las estrellas en las galaxias y la expansión acelerada del universo, respectivamente. Pero, según un investigador de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, estos conceptos pueden dejar de ser válidos: los fenómenos que supuestamente describen pueden demostrarse sin ellos. Esta investigación, que se publica en The Astrophysical Journal, explota un nuevo modelo teórico basado en la invarianza de escala del espacio vacío, que puede resolver dos de los mayores misterios de la astronomía.

En 1933, el astrónomo suizo Fritz Zwicky hizo un descubrimiento que dejó al mundo sin palabras: había, afirmó Zwicky, sustancialmente más materia en el universo de la que realmente podemos ver. Los astrónomos llamaron a esta materia desconocida "materia oscura", un concepto que adquirió aún más importancia en la década de 1970, cuando el astrónomo estadounidense Vera Rubin recurrió a este enigmático asunto para explicar los movimientos y la velocidad de las estrellas. Posteriormente, los científicos han dedicado considerables recursos a identificar la materia oscura, en el espacio, en el suelo e incluso en el CERN, pero sin éxito. En 1998 hubo un segundo trueno: un equipo de astrofísicos australianos y estadounidenses descubrieron la aceleración de la expansión del universo, ganándose el Premio Nobel de física en 2011. Sin embargo, a pesar de los enormes recursos que se han implementado, ninguna teoría o la observación ha sido capaz de definir esta energía negra supuestamente más fuerte que la atracción gravitacional de Newton. En resumen, la materia negra y la energía oscura son dos misterios que han dejado perplejos a los astrónomos durante más de 80 años y 20 años respectivamente.

Un nuevo modelo basado en la invarianza de escala del espacio vacío

Lee Mas: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171122113013.htm

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💫Cartwheel Galaxy


A rare and spectacular head-on collision between two galaxies appears in this Hubble telescope picture of the Cartwheel Galaxy, located 500 million light-years from Earth in the constellation Sculptor. The striking ring-like feature is a direct result of a smaller intruder galaxy — possibly one of two objects to the right of the ring — that careened through the core [close-up image at lower left] of the host galaxy. Like a rock tossed into a lake, the collision sent a ripple of energy into space, plowing gas and dust in front of it. Expanding at 200,000 mph, this cosmic tsunami leaves in its wake a firestorm of new star creation. Hubble resolves bright blue knots that are gigantic clusters of newborn stars [close-up image at upper left] and immense loops and bubbles blown into space by exploding stars (called supernovae) going off like a string of firecrackers.

Credit:
Hubble / NASA / ESA


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💫Descubriendo los orígenes de los halos de las galaxias

Descubriendo los orígenes de los halos de las galaxias

21 de noviembre de 2017



Figura 1: Se identificaron once galaxias enanas y dos halos con estrellas en la región exterior de la galaxia Whale cercana. Crédito: Universidad de Tohoku / NAOJ
Usando el Telescopio Subaru encima de Maunakea, los investigadores han identificado 11 galaxias enanas y dos halos que contienen estrellas en la región exterior de una gran galaxia espiral a 25 millones de años luz de la Tierra. Los hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal, proporcionan una nueva visión de cómo estas "corrientes estelares mareales" se forman alrededor de las galaxias.

Investigadores de la Universidad de Tohoku y sus colegas utilizaron una cámara de campo de visión ultraancha en el Telescopio Subaru para desarrollar una mejor comprensión de los halos estelares. Estas colecciones de estrellas en forma de anillo orbitan grandes galaxias y, a menudo, se pueden originar en galaxias enanas más pequeñas cercanas.

El equipo centró su atención en Galaxy NGC 4631, también conocida como Whale Galaxy debido a su forma. Identificaron 11 galaxias enanas en su región exterior, algunas de las cuales ya eran conocidas. Las galaxias enanas no se detectan fácilmente debido a sus pequeños tamaños, masas y bajo brillo. El equipo también encontró dos corrientes estelares de marea que orbitan alrededor de la galaxia: una, llamada Stream SE, se encuentra frente a ella y la otra, llamada Stream NW, se encuentra detrás de ella.

Con base en los cálculos destinados a estimar el contenido metálico de las corrientes estelares, el equipo cree que es posible que se originaran como resultado de una interacción gravitatoria entre Whale Galaxy y una galaxia enana que orbita. El equipo centró su atención en Galaxy NGC 4631, también conocida como Whale Galaxy debido a su forma. Identificaron 11 galaxias enanas en su región exterior, algunas de las cuales ya eran conocidas. Las galaxias enanas no se detectan fácilmente debido a sus pequeños tamaños, masas y bajo brillo. El equipo también encontró dos corrientes estelares de marea que orbitan alrededor de la galaxia: una, llamada Stream SE, se encuentra frente a ella y la otra, llamada Stream NW, se encuentra detrás de ella.



Descubriendo los orígenes de los halos de las galaxias
Figura 2: galaxias enanas descubiertas por observación. Los compuestos de tres colores se caracterizan por las imágenes HSC-g y HSC-i. Se crea una pseudoimagen con un color intermedio a partir de la imagen promediada de las imágenes HSC-gy HSC-i. La parte superior derecha ...

El equipo también descubrió que ambas corrientes son relativamente más débiles que otras corrientes estelares que se han estudiado alrededor de galaxias cercanas a la Vía Láctea. Stream NW es el más brillante del par, y tiene un núcleo más concentrado. Los investigadores plantean la hipótesis de que este brillo se debe a una galaxia enana, posiblemente integrada en él, y que este enano tuvo una interacción gravitatoria con la galaxia ballena para formar Stream SE.

Se cree que los halos estelares son menos comunes cuando la masa estelar de una galaxia es más pequeña que la masa estelar de las galaxias más grandes, como la galaxia Triangulum. Como resultado de sus cálculos, los investigadores creen que la galaxia ballena, aunque es grande, tiene una masa más pequeña que la Vía Láctea. No obstante, todavía se encuentra en una fase de crecimiento activo, al igual que sus halos circundantes. Estudios futuros podrían ayudar a aclarar cómo los halos estelares se forman alrededor de las galaxias con masas relativamente pequeñas, concluyen los investigadores.

Lee más en: https://phys.org/news/2017-11-uncovering-galaxies-halos.html#jCp

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💫CANDELS Field

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An international team of astronomers, led by Yale University and University of California scientists, has pushed back the cosmic frontier of galaxy exploration to a time when the universe was only 5 percent of its present age of 13.8 billion years. The team discovered an exceptionally luminous galaxy more than 13 billion years in the past and determined its exact distance from Earth using the combined data from NASA's Hubble and Spitzer space telescopes, and the Keck I 10-meter telescope at the W. M. Keck Observatory in Hawaii. These observations confirmed it to be the most distant galaxy currently measured, setting a new record. The galaxy existed so long ago, it appears to be only 100 million years old. The galaxy, EGS-zs8-1, was originally identified based on its particular colors in images from Hubble and Spitzer and is one of the brightest and most massive objects in the early universe. "It has already grown more than 15 percent of the mass of our own Milky Way today," said Pascal Oesch, lead author of the study from Yale University, New Haven, Connecticut. "But it had only 670 million years to do so. The universe was still very young then." The new distance measurement also enabled the astronomers to determine that EGS-zs8-1 was still forming stars very rapidly, about 80 times faster than our Milky Way galaxy today (which has a star-formation rate of one star per year.)




Only a handful of galaxies currently have accurate distances measured in this very early universe. "Every confirmation adds another piece to the puzzle of how the first generations of galaxies formed in the early universe," said Pieter van Dokkum of Yale, second author of the study. "Only the most sensitive telescopes are powerful enough to reach to these large distances." The discovery was only possible thanks to the relatively new Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration (MOSFIRE) instrument on the Keck I telescope, which allows astronomers to efficiently study several galaxies at the same time. Measuring galaxies at these extreme distances and characterizing their properties is a main goal of astronomers over the next decade. The observations see EGS-zs8-1 at a time when the universe was undergoing very important changes: the hydrogen between galaxies was transitioning from an opaque to a transparent state. "It appears that the young stars in the early galaxies like EGS-zs8-1 were the main drivers for this transition, called reionization," said study co-author, Rychard Bouwens of the Leiden Observatory, Leiden, Netherlands. These new Hubble, Spitzer, and Keck observations together give a new glimpse into the nature of the infant universe.

They confirm that massive galaxies already existed early in the history of the universe, but that their physical properties were very different from galaxies seen around us today. Astronomers now have very strong evidence that the peculiar colors of early galaxies seen in the Spitzer images originate from a very rapid formation of massive, young stars, which interacted with the primordial gas in these galaxies. The new observations underline the very exciting discoveries that NASA's James Webb Space Telescope will enable when it is launched in 2018. In addition to pushing the cosmic frontier to even earlier cosmic times, the Webb telescope will be able to dissect the infrared galaxy light of EGS-zs8-1 seen with the Spitzer Space Telescope and will provide astronomers with much more detailed insights into its gas properties. "Our current observations indicate that it will be very easy to measure accurate distances to these distant galaxies in the future with the James Webb Space Telescope," said Garth Illingworth of the University of California, Santa Cruz. "The result of Webb's upcoming measurements will provide a much more complete picture of the formation of galaxies at the cosmic dawn." The team’s results will appear May 5 in the online edition of The Astrophysical Journal Letters.


Credit: NASA, ESA, P. Oesch and I. Momcheva (Yale University), and the 3D-HST and HUDF09/XDF Teams



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