Y última de las fotografías correspondientes a las que Verónica Casanova y yo tomamos el 17 de marzo desde La Parrilla (Valladolid). Se trata de la Cadena Markarian, en Virgo. En la segunda aparecen identificadas las 30 galaxias más brillantes, aunque aparecen muchas más, algunas de la magnitud +18,5.
Fue tomada empleando el R80/400 f/5. Se trata de un apilado de 21 fotografías a 3200ISO, con un tiempo total de exposición de 1228 segundos.

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Imagen en rayos-X del XXL Survey. Región sur. Crédito: ESO

Telescopios del ESO han permitido a un equipo internacional de astrónomos observar en una tercera dimensión para buscar las mayores estructuras ligadas gravitacionalmente del Universo -los cúmulos de galaxias-. Las observaciones realizadas con el VLT y el complemento NTT además de otras instalaciones forman parte del estudio denominado XXL survey -uno de los mayores realizados para el estudio de cúmulos galácticos-.
Los cúmulos de galaxias son congregaciones masivas de galaxias que almacenan grandes cantidades de gas caliente -con temperaturas tan altas que generan rayos-X-. Estas estructuras son útiles para los astrónomos pues se cree que su creación está influenciada por extraños componentes -materia oscura y energía oscura-. Estudiando sus propiedades a diferentes etapas en la historia del Universo, los cúmulos de galaxias pueden ayudar a comprender mejor en lado oscuro del Universo.

El equipo, consistente en unos 100 astrónomos de todo el mundo, comenzó la cacería de los monstruos cósmicos en 2011. Aunque la radiación muy energética de los rayos-X que muestra su localización es absorbida por la atmósfera terrestre, puede ser detectada por observatorios espaciales de rayos-X. Así, se han combinado los datos del XMM-Newton de la ESA con observaciones realizadas desde el ESO y otros observatorios. El resultado es una enorme y creciente colección de datos a lo largo del espectro electromagnético, denominado como XXL Survey.
Según Marguerite Pierre, del CEA (Saclay, Francia), “El principal objetivo del XXL Survey es aportar una muestra bien definida de 500 cúmulos de galaxias de cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual”.
El telescopio XMM-Newton ha captura imágenes de dos regiones del cielo -cada una de ellas cientos de veces el área de la Luna llena- en un intento de descubrir un gran número de cúmulos de galaxias previamente desconocidos. El equipo del XXL Survey ha publicado sus descubrimientos en una serie de papers usando los 100 cúmulos más brillantes descubiertos.
Observaciones con el instrumento EFOSC2 (instalado en el New Technology Telescope (NTT)) a la par de las realizadas con el instrumento FORS (instalado en el Very Large Telescope (VLT) del ESO) también han sido cuidadosamente analizadas. Han permitido al equipo medir con precisión las distancias a los cúmulos de galaxias, aportando la vista en tres dimensiones necesaria para realizar mediciones precisas de la materia oscura y energía oscura.
Se espera que el XXL Survey produzca muchos excitantes e inesperados resultados, pero incluso con una quinta parte de los datos, están encontrándose importantes y sorprendentes datos.
Uno de los papers explica el descubrimiento de cinco nuevos supercúmulos -cúmulos de cúmulos de galaxias-, tales como el nuestro, conocido como el supercúmulo Laniakea.
Otro de los papers muestra observaciones de un cúmulo de galaxias en concreto (conocido como XLSSC-116), situado a 6.000 millones de años luz. En este cúmulo, observado con el instrumento MUSE del VLT, se ha detectado luz difusa inusualmente brillante. Según Christoph Adami (Laboratoire d’Astrophysique, Marsella, Francia), coautor del paper, “Es la primera vez que somos capaces de estudiar en detalle la luz difusa de un cúmulo de galaxias distante, lo que muestra el poder del instrumento MUSE para estos valiosos estudios”.
El equipo ha usado también los datos para confirmar la idea de que los cúmulos de galaxias del pasado son versiones en menor escala de los observados actualmente -un importante hallazgo para la comprensión teórica de la evolución de los cúmulos a lo largo de la vida del Universo-.
El simple hecho de contar cúmulos de galaxias en los datos del XXL Survey ha confirmado un extraño resultado previamente conocido -que hay menos cúmulos distantes de los esperado en base a las predicciones de los parámetros cosmológicos medidos con el telescopio Planck de la ESA-. La razón para dicha discrepancia es desconocida, aunque el equipo espera encontrar alguna con el muestreo completo de cúmulos, en 2017.
Estos cuatro importantes resultados es únicamente el inicio de lo que nos aportará el masivo estudio de los objetos más masivos del Universo.
Fuente de la noticia: “XXL Hunt for Galaxy Clusters” de ESO.
Crédito: NASA/HST

El telescopio espacial Hubble (NASA/ESA) ha observado una supernova predicha por un equipo de investigadores. A pesar del titular y por ser concreto realmente no se ha predicho que una explosión supernova como tal ocurriese, sino más bien que observaríamos dicha explosión, la cual, ya había sido observada anteriormente. ¿Y cómo es posible?
Visualmente la supernova, conocida como Refsdal, está situada detrás de un cúmulo de galaxias conocido como MACS J1149.5+2223 situado a 5.000 millones de años luz de la Tierra. Debido a la gran gravedad ejercida por el cúmulo, la luz de la supernova, que está 4.300 millones de años luz más lejos de nosotros, es desviada. Esto se conoce como lente gravitatoria.

Esta desviación forma diferentes caminos para luz, y por lo tanto cada camino puede tener diferente longitud, y causar diferencias temporales en la llegada a nuestro planeta. La primera observación de la explosión supernova fue detectada hace una década. El pasado mes de abril cuatro nuevas imágenes de la explosión aparecieron, formando lo que se conoce como una Cruz de Einstein.
El equipo de investigadores usando modelos teóricos de cúmulos de galaxias pronosticó una posible sexta aparición. Y así fue. El pasado 11 de diciembre de 2015 el Hubble fotografió la nueva imagen de la supernova.
Este logro es de gran importancia pues permite calibrar la validez de los modelos cosmológicos existentes. 
Se puede ampliar información el artículo “Hubble captures first-ever predicted exploding star” de John Gideon Hartnett.
Crédito: ESO

Hace cien años, Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general, uno de los avances científicos más importantes del último siglo.
Un resultado clave de la teoría de Einstein es que la materia deforma el espacio-tiempo, y es por ello los objetos masivos pueden causar curvaturas observables en la luz de objetos lejanos. El primer éxito de la teoría fue la observación, durante un eclipse de Sol, de la luz de una lejana estrella desviada cuando pasaba cerca del Sol, en una cantidad calculada previamente por la teoría.
Desde entonces los astrónomos han encontrado muchos ejemplos de este fenómeno, conocido como “lente gravitacional”. Más allá de una ilusión cósmica, las lentes gravitacionales permiten a los astrónomos una forma de estudiar galaxias y cúmulos de galaxias muy lejanos de una forma que de otro modo sería imposible incluso con el más potente de los telescopios.

Los últimos resultados de un grupo de galaxias conocido como “Cheshire Cat” muestra como la teoría de cien años de antigüedad de Einstein puede seguir aportando nuevos descubrimientos hoy en día. Los astrónomos han llamado así a este grupo por su parecido con la cara de un gato sonriendo. Algunas de las galaxias muestran una apariencia alargada y curvada debido a la gran cantidad de masa, la mayor parte en forma de materia oscura únicamente detectable mediante su efecto gravitacional.
Más específicamente, la masa que distorsiona la luz galáctica más lejana está distribuida rodeando las dos gigantes galaxias que serían los “ojos” y la “nariz”. Los múltiples arcos que dan la forma circular a la “cara” surgen de la deformación de la luz de cuatro diferentes galaxias de fondo, al igual que ocurre con las que forman los “ojos”. Las galaxias individuales del sistema, a la vez que los arcos formados por la lente gravitacional, han sido observadas en luz visible por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.
Cada galaxia que forma cada “ojo” es el miembro más brillante de su propio grupo de galaxias y estos dos grupos están moviéndose cada uno a más de 400.000 kilómetros por hora. Los datos del observatorio de rayos-X Chandra de la NASA (en púrpura) muestran el gas caliente que ha estado calentándose a millones de grados, y que es la evidencia de que los grupos de galaxias se están uniendo. Los datos en rayos-X de Chandra también muestran que el “ojo” izquierdo del grupo presenta una alimentación activa del agujero negro supermasivo del centro de la galaxia.
Los astrónomos piensan que el grupo se convertirá en lo que se conoce como grupo fósil, definido como una acumulación de galaxias que contienen una galaxia gigante elíptica y otras mucho menores y débiles. Los grupos fósiles pueden representar una etapa temporal por la que casi todos los grupos de galaxias podrían pasar en algún momento de su evolución. Por este motivo los astrónomos desean comprender mejor las propiedades y comportamiento de estos grupos.
El grupo representa la primera oportunidad para los astrónomos de estudiar un progenitor de un grupo fósil. Los astrónomos estiman que los dos “ojos” se juntarán dentro de mil millones de años, dejando una gran galaxia y docenas de otras menores en un grupo combinado. En ese momento ya se habrá convertido en un grupo fósil.
Un nuevo paper sobre el grupo fue recientemente publicado en The Astrophysical Journal y está disponible online. Los autores son Jimmy Irwin (University of Alabama), Renato Dupke (National Observatory of Brazil), Rodrigo Carrasco (Gemini Observatory), Peter Maksym (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Lucas Johnson y Raymond White III (Alabama).
Fuente de la noticia: “Where Alice in Wonderland Meets Albert Einstein“, NASA
Crédito: NASA, ESA y P.Jeffries/A.Feild (STScI)

Para Foley “Con un solo agujero negro, ocasionalmente una estrella puede acercarse mucho y tener una interacción lo suficientemente fuerte. Con dos agujeros negros, hay dos grupos de estrellas que se aproximan de uno al otro agujero negro. Esto incrementa dramáticamente la probabilidad de que una estrella sea eyectada”. Mientras que el agujero negro del centro de la vía Láctea puede eyectar una estrella por siglo, los agujeros negros supermasivos binarios podrían eyectar hasta 100 estrellas al año.
Después de ser expulsadas de la galaxia, las estrellas binarias adquieren una órbita más cercana a medida que sus órbitas continúan acelerándose con el paso del tiempo. En los sistemas estelares binarios que dan lugar a supernovas es probable que sean -ambas estrellas- enanas blancas, las cuales están a final de sus vidas. Puntualmente, una enana blanca se acerca lo suficiente como para que sea desgarrada por las fuerzas de marea. El material de la estrella es rápidamente capturado por la otra estrella, que gana masa hasta que explota como supernova.

El tiempo necesario para que una de estas estrellas expulsadas explote es relativamente corto, sobre 50 millones de años. Normalmente, estos tipos de estrellas binarias necesitan mucho tiempo para fusionarse, probablemente tanto como la edad de Universo, que es superior a los 13.000 millones de años. Como explicó Foley “la interacción con agujeros negros acorta esta fusión”.
Mientras los científicos piensan que han encontrado las causas de estas peculiares supernovas, algunos misterios continúan sin explicación, como por ejemplo el motivo por el que son inusualmente débiles. Estas supernovas producen más de cinco veces el calcio que se observa en otras explosiones estelares. Normalmente estas explosiones supernova tienen suficiente energía para crear elementos más pesados, tales como el hierro y el níquel, a expensas de producir menor cantidad de calcio. Sin embargo, para estas explosiones atípicas, parece que la cadena de fusión se detiene a medio camino, dejando gran cantidad de calcio y poco hierro.
Para Foley “todo apunta a un explosión débil. Sabemos que estas explosiones tienen menor energía cinética y menor luminosidad que las supernovas típicas. También parece expulsar menor masa, mientras que las explosiones más energéticas suele desmembrar la estrella”. Los resultados aparecieron publicados el 14 de agosto en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fuente de la noticia: NASA

Crédito: NASA, ESA y R.Foley (University of Illinois)

Los científicos han estado fascinados por una serie de estrellas explosivas inusuales. Un nuevo análisis de 13 supernovas -incluyendo datos procedentes del Telescopio Espacial Hubble- está ayudando a los astrónomos a explicar cómo algunas estrellas jóvenes explotan antes de lo esperado y son expulsadas hacia un lugar solitario lejos de sus galaxias.
Es un misterio complicado que empezó en el año 2000 cuando la primera supernova de este tipo fue descubierta (de acuerdo con el líder del estudio, Ryan Foley, de la Universidad de Illinois), y que envuelve a sistemas estelares dobles, galaxias que se fusionan y agujeros negros gemelos. Según señaló “Esta historia ha dado muchos giros y vueltas, y fue sorprendente cada paso del camino. Sabemos que estas estrellas están lejos del punto donde explotaron como supernovas y queremos encontrar cómo llegaron hasta sus posiciones actuales”.

Foley piensa que estas estrellas han migrado de algún modo hasta sus posiciones finales. Para probar esta idea, ha estudiado datos del Observatorio Lick (California) y de los telescopios Subaru y W.M.Keck, ambos en Hawaii, para determinar cómo de rápido pueden viajar las estrellas. Para su sorpresa, descubrió que viajaban a más de 7 millones de kilómetros por hora.
Entonces el astrónomo puso su atención en datar la edad de las galaxias en la región de estas supernovas. Estudiando el archivo de imágenes del Hubble confirmó que muchas son galaxias elípticas que se fusionaron y mezclaron con otras galaxias. Otras observaciones aportaron evidencias circunstanciales para estos encuentros, mostrando que los núcleos de muchas de estas galaxias tienen agujeros negros supermasivos alimentados por el proceso de fusión. Muchas de las galaxias también residen en entornos densos en el corazón de cúmulos de galaxias, un área donde son más probables estos encuentros. Una de las evidencias son las estructuras de polvo extendiéndose a lo largo de los centros de varias de ellas.
Tal y como razono Foley, la localización de las supernovas en relación con las galaxias indica que las estrellas debían ser viejas. Y si las estrellas eran viejas, entonces deberían tener compañeras que aportasen material suficiente para iniciar el proceso de explosión supernova.
¿Cómo puede un sistema estelar doble escapas los límites de una galaxia?
La hipótesis de Foley es que un par de agujeros negros supermasivos de las galaxias que han se han fusionado pueden aportar un pulso gravitacional que lance el sistema binario al espacio intergaláctico. Las observaciones del Hubble muestran que casi toda galaxia tiene un agujero negro masivo en su centro. De acuerdo con el escenario de Foley, tras fusionarse dos galaxias, sus agujeros negros migran al centro de la nueva galaxia creada, cada uno arrastrando un conjunto de estrellas. A medida que los agujeros negros giran uno alrededor del otro, acercándose cada vez más, uno de los sistemas binarios de uno de los agujeros negros se puede aproximar al otro. Muchas de estas estrellas serán lanzadas lejos, y orbitarán más cerca que antes del encuentro.
Fuente de la noticia: NASA

[This post participates in Carnival of Space #406, at Links Through Space]

Crédito: Chandra/VLA

Un nuevo estudio realizado por Georgiana Ogrean y Reinout van Weeren (CfA) en base a datos del observatorio espacial en rayos X Chandra de la NASA, el VLA y el SDSS del cúmulo de galaxias Abell 1033 (situado a 1.700 millones de años luz y formado por unas 350 galaxias) ha permitido detectar una colisión de dos subcúmulos (observados en longitudes de onda de rayos X) ocurrida en el pasado. Para ello han detectado una fuente de radio de tipo fénix, y que habría sido iniciada como consecuencia de la colisión.
Hay tres tipos de radiación detectable en longitudes de onda de radio dentro un cúmulo de galaxias. En concreto, el de tipo fénix tiene su origen en colisiones. Cuando pasa tiempo el gas que se ha visto afectado se va enfriando, pero su emisión en radio perdura. No obstante puede ocurrir que uno de los cuerpos que han colisionado emita ondas de choque. Dichas ondas comprimirían el gas enfriado, aportándole energía adicional y emitiendo este tipo de radiación radio.

Otro tipo de radiación, conocida como radioreliquia sería detectada en las zonas exteriores de las galaxias y es una radiación característica del material que ha colisionado sobre grandes escalas. Finalmente el tipo de radiación de halos de radio sería detectable en el centro del cúmulo y sería resultado de notables movimientos turbulentos durante las colisiones.
Se puede ampliar información en el artículo “Birth of a radio phoenix” de Phys.org.

[This post participates in Carnival of Space #406, at Links Through Space]

Crédito: ESA Planck Collaboration/Phys.org

Se observó por primera vez en 2004 gracias al WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA, y fue posteriormente confirmado por el satélite Planck de la ESA. Se trata de un gigantesco “hueco” conocido como mancha fría (Cold Spot) que aparece en los mapas de la distribución de la Radiación de Fondo Cósmico (CBR) realizados por ambos instrumentos. Está situado en la constelación de Eridiano y supera los 30 grados. Muchos han sido los intentos de explicar satisfactoriamente su existencia pero han fracasado.
Ahora un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos y liderados por Istvan Szapudi (Instituto de astronomía de la Universidad de Hawaii, EEUU) ha propuesto una nueva posibilidad. Se trataría de un supervacío. Los vacíos son colosales regiones con forma de burbuja existente entre los filamentos de materia (y por tanto donde se agrupan los cúmulos y supercúmulos de galaxias). Dichos vacíos tienen una muy baja densidad de material. En concreto, sí esta mancha fría fuese uno de estos vacíos, sería el mayor conocido.

En el mapa de la distribución de la Radiación de Fondo Cósmico, dicha región aparece con una temperatura 70 microkelvins más fría que su entorno (a unos 2,7 K). Dicha diferencia es muy grande teniendo en cuenta que las variaciones en la distribución no suelen variar más allá de 18 microkelvins.
El estudio propone como responsable del fenómeno a la propia expansión del Universo. En el momento en el cual el fotón emitido por la Radiación de Fondo Cósmico entra en dicho vacío, dicho región tiene una densidad mayor que cuando la abandona. La propia expansión hace que la densidad del vacío varíe con el tiempo, y disminuya a lo largo del viaje del fotón a través del mismo. Como hay menos densidad el tirón gravitatorio que experimenta el fotón al salir es menor que el experimentado por otros fotones en otras regiones, causando que su pérdida de energía sea mayor (y por lo tanto, también la temperatura).
No obstante, esta explicación es una posibilidad y necesita más observaciones, no sólo para determinar si realmente es un vacío, sino también si existen otros similares.
Se puede ampliar información en el artículo “Enormous hole in the universe may not be the only one” de Phys.org.


SG Scan 1000kms smoothing from Guilhem Lavaux on Vimeo.

Los astrónomos Mike Hudson, Jonathan Carrick y Stephen Turnbull (Departamento de física y astronomía de la universidad de Waterloo), y Guilhem Lavaux (Instituto de astrofísica de París), has publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society un nuevo mapa esférico en 3D de nuestro “vecindario” cósmico, extendiéndose unos 2.000 millones de años luz. Este nuevo mapa es hasta hoy la imagen más completa que disponemos del mismo.
Este nuevo mapa permitirá mejorar nuestro conocimiento de la distribución de la materia y ayudará a avanzar en los estudios sobre la materia oscura. Tal y como indican los investigadores, la distribución observada de las galaxias no es uniforme, a la vez que no muestra un patrón, presentando picos y valles. Esto estaría de acuerdo con la idea de que las estructuras galácticas a gran escala son el resultado de fluctuaciones cuánticas en los comienzos de nuestro Universo.

Las regiones de color azul claro y blanco corresponden donde existe mayor concentración de galaxias, mientras que las de un tono azul más oscuro serían regiones sin explorar. La zona roja correspondería al supercúmulo de galaxias Shapley, la zona de mayor concentración de galaxias existente en el universo cercano.
Otra nueva aportación de este mapa sería la evidencia de los movimientos propios de las galaxias respecto a la propia expansión de universo, lo cual no había sido incluido en mapas anteriores.
Se puede ampliar información en el artículo “Astrophyicists draw most comprehensive map of the universe” de Phys.org.

Crédito: NASA/ESA/D.Harvey/R.Massey/The Hubble SM4 ERO Team/ST-ECF/Phys.org

La materia oscura es uno de los grandes enigmas de la cosmología moderna. Existen diversas teorías que intentan explicar qué es. Una de ellas propone que estaría formada de partículas subatómicas sin descubrir. Ahora un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Edinmburgo y liderados por David Harvey ha encontrado un resultado inesperado. En su investigación, publicada en Science, estudian el comportamiento de la materia oscura durante las colisiones entre cúmulos de galaxias.
Sabemos que la materia oscura interactúa con la materia ordinaria a través de la gravedad. Se estima que el 90% de la materia de los cúmulos de galaxias está formada por materia oscura, y es por ello que estas estructuras son ideales para estudiarla, sobre todo cuando colisionan. El estudio prevee dos escenarios como punto de partida. En el primero la interacción entre la materia oscura colisionante es frecuente, si bien el intercambio de momento entre sus partículas constituyentes es escaso. De ser así habría que esperar que durante la colisión la materia oscura se ralentizase.

En el segundo escenario se supone que la interacción ocurre en muy pocos casos aunque implicando un notable intercambio de momento. En este escenario se debería esperar que la materia oscura se dispersase. Tanto la ralentización como la dispersión se deduciría de los movimientos de la materia observable dentro de los cúmulos que colisionan. 
Sin embargo para sorpresa de los investigadores, observaron que la materia oscura simplemente cruza una con otra, sin aparente interacción. De ser correcto, las partículas de la materia oscura sí que serían capaces de interactuar a través de la fuerza gravitatoria con la materia ordinaria, pero no entre ellas mismas. Para el estudio los investigadores han empleado el Observatorio Espacial Chandra en rayos-X y el Telescopio Espacial Hubble, observando 72 colisiones de cúmulos. 
Se puede ampliar información en el artículo “Galaxy clusters collide-dark matter still a mystery” de Phys.org.