Astrónomas y astrónomos del IFA se adjudicaron tiempo de observación en el Telescopio Espacial Hubble (HST)


Ejemplos de galaxias medusas (crédito: colaboración ESO / GASP)

Se trata de dos proyectos de investigación que integran astrónomas y astrónomos del Instituto de Física y Astronomía -IFA- que obtuvieron tiempo de observación con el Telescopio Espacial Hubble (HST) lo que les permitirá obtener datos y las más nítidas imágenes a las que se puede acceder.

“Al estar en el espacio, este telescopio evita el efecto borroso de la atmósfera terrestre”, señaló la astrónoma Dra. Yara Jaffé del IFA e integrante del equipo de investigación del proyecto “Formación estelar en las colas de galaxias medusa”, liderada por el astrónomo Dr. Marco Gullieuszik (Observatorio Astronómico de Padova, Italia) de la colaboración GASP.

“En mi caso participé en una propuesta para observar ‘galaxias medusa’, que se destacan por sus hermosos tentáculos de gas”, relata la profesora Jaffé del IFA y destaca que: “Lo interesante de las galaxias medusa es que representan una fase de transición en la vida de las galaxias en donde sufren grandes transformaciones debido a un cambio drástico de entorno. Las medusas se encuentran en un proceso migratorio, saliendo de lugares solitarios en el Universo para entrar a grandes cúmulos de galaxias. En su trayecto, se encuentran con el gas caliente que llena el espacio entre las galaxias en los cúmulos, cuya presión es capaz de barrer el gas que la galaxia trae consigo, generando así sus colas o tentáculos que apuntan en dirección opuesta al movimiento. Se espera que después de que suficiente gas haya sido removido, las galaxias se quedarán sin materia prima para formar nuevas estrellas y por lo tanto envejecerán”

Como parte del segundo proyecto que se adjudicó tiempo de observación, titulado “Caminos hacia binarias compactas con enanas blancas”, la estudiante de posgrado del IFA, Stephania Hérnandez, nos explica sobre la importancia de las imágenes que entregará el Hubble para esta investigación. 

Liderado por el astrofísico de la Universidad de Sheffield, UK, Dr. Steven Parsons, el estudio aborda las estrellas binarias compactas. Éstas se componen por una estrella con características similares al sol y una enana blanca, la cual es el remanente de una estrella que ya consumió todo su combustible y perdió sus capas externas.

Crédito: M. Garlick/University of Warwick/ESO

Este tipo de binarias pueden guiarnos para entender el origen y mecanismos por los cuales se producen las explosiones de supernova tipo Ia. Estas fascinantes explosiones son usadas para medir distancias a otras galaxias y tienen un impacto en distintas áreas de la astronomía, por lo cual es importante entender cómo se originan. 

Según explica la astrónoma Hernández: “En estas binarias, la enana blanca no se puede observar con telescopios terrestres, ya que su tamaño es similar al del planeta tierra y su brillo es opacado por la estrella compañera. Para observar una enana blanca en un sistema binario como estos, se requieren observaciones en el ultravioleta, donde el brillo de la enana blanca domina por sobre el de la compañera. Por eso las observaciones con el telescopio Hubble son tan importantes”, recalca. 

Entonces, las observaciones con HST tienen dos objetivos: el primero es caracterizar a las enanas blancas en estas binarias para tener una visión más completa del comportamiento y del futuro de los sistemas. El segundo objetivo es comparar dichas características de la enana blanca con los resultados obtenidos con un método nuevo, el cual hace uso de otros instrumentos. “Esto también es muy importante puesto que no sabemos cuánto tiempo más estará el telescopio Hubble funcionando”, finaliza la estudiante de doctorado.

Este equipo también lo integran los profesores del IFA, Dr Matthias Schreiber y la Dra. Mónica Zorotovic.

¿Importan las “estrellas huéspedes” del Extremo Oriente antiguo para la astrofísica de hoy?

Como “estrellas huéspedes” fueron denominadas más de 600 apariciones inesperadas y llamativas en el cielo nocturno por astrónomos chinos y coreanos, quienes las observaron hasta el final de siglo XVII, por más de 2500 años.  

La “estrella huésped” más famosa es una supernova fue observada en China como una estrella más brillante que Venus en el año 1054, hoy visible como la nebulosa del Cangrejo M1. Por otro lado, la astrofísica moderna conoce otro fenómeno parecido, el de la “nova clásica”, una explosión termonuclear superficial. 

Esto puede ocurrir en una binaria cataclísmica, que consiste en una enana blanca y una estrella normal de baja masa, tan cercana, que transfiere permanentemente un flujo de gas hidrógeno hacia la enana blanca durante largo tiempo.  Así se forma una alta concentración de hidrógeno en la superficie de la enana blanca que, finalmente, se calienta mucho y explota como una “bomba natural de hidrógeno”. La binaria sobrevive a este evento sin mayor cambio. Por eso, en cada binaria cataclísmica se puede repetir el fenómeno “nova clásica” muchas veces, cada ~100 mil años según indica la teoría.

¿“Muchas veces”? ¿Con qué frecuencia realmente? Esta es justo la pregunta inicial que se hizo el Dr. Nikolaus Vogt, profesor del IFA, en el proyecto realizado en colaboración interdisciplinaria con la reconocida especialista en historia de la Astronomía de la Universidad de Jena, Alemania, la Dra. Susanne Hoffmann.

Dra. Susanne Hoffmann

La investigación

Entre las estrellas huéspedes reportadas en los escritos antiguos del Extremo Oriente se seleccionaron 25 ejemplares, correspondientes a aquellas que no se movieron (para eliminar cometas) y las que fueron visibles por más de un día (para eliminar meteoros). 

La Dra. Hoffmann revisó en detalle los textos originales, que muchas veces mencionan estrellas brillantes cercanas y/o constelaciones o asterismos, para poder elegir las áreas del cielo más probables, en las cuales ocurrió cada uno de estos eventos. Luego, se buscó posibles contrapiezas modernas entre las binarias cataclísmicas conocidas y, también, entre restos de supernovas, pulsares y nebulosas planetarias, que podrían haber causado una erupción visible al ojo desnudo hace siglos o milenios.  Los resultados de esta colaboración interdisciplinaria fueron publicados en un total de 5 artículos recientes (entre 2019 y 2020; uno de ellos en colaboración con Dr. Claus Tappert, IFA), en las revistas Astronomische Nachrichten y  Monthly Notices of the Royal Society. 

En la mayoría de los casos hay más de una posibilidad de identificación y siempre se necesitará observaciones adicionales de los candidatos para posibles confirmaciones.

Entre las candidatas destacadas está la nova clásica KT Eri que fue observada en erupción en 2009, llegando a magnitud 5 en su máximo, visible al ojo desnudo. Resulta que los chinos observaron una estrella huésped en el año 1431 cerca de la misma posición en el cielo.  ¿Será posible que la misma nova tenga dos erupciones, separados por 538 años? Aún más sorprendente parece el caso BZ Cam, también una estrella variable cataclísmica conocida, cerca al lugar de una estrella huésped que fue observada en el año 369 por astrónomos chinos. Una fotografía reciente, tomada en filtros de Hα y [OIII], que son líneas de emisión típicas para envolturas de novas, muestra alrededor de BZ Cam una nebulosa tipo anillo compatible con su eyección hace unos 1700 años, y hasta cuatro otros arcos de anillos más tenues, más lejanos y aparentemente más antiguos, que podrían haber sido eyectados cada 2000 años en el pasado, anterior a la última.

La imagen 2 marca la última nebulosa, números. 3 y 4 las anteriores, visibles mejor en la número 1

El proyecto pretende entregar una base para investigaciones futuras, con la meta de entender mejor qué pasa a una variable cataclísmica durante el largo tiempo entre dos erupciones consecutivas tipo “nova clásica”. La nova clásica moderna más remota en tiempo es WY Sge que observada en erupción en el año en 1783. Este intervalo de tiempo (~2 siglos hasta hoy) podría ser aumentado por un factor 10 (~2 milenios), si se confirman algunas identificaciones con eventos “estrellas huéspedes” del antiguo Extremo Oriente. Todavía es poco, comparado los 100 mil años entre dos erupciones tipo nova (que predicen actualmente los astrofísicos teóricos), “pero sería un paso adelante sin duda”, señala el Dr. Vogt.

Aquí las referencias a los 5 artículos del Dr. Nikolaus Vogt

Una conversación con Rayos Cósmicos en la cocina

En la fotografía del experimento la flecha indica la traza

La Orden de los Caballeros Científicos es un programa de divulgación científica que crearon los físicos Mauricio Echiburu, docente de la Universidad de Viña del Mar y Rodrigo Parra, radioastrónomo de APEX, para conversar entre amigos a través de un Podcast y un canal de Youtube.

En el reciente capítulo fue invitado el profesor del Instituto de Física y Astronomía (IFA), el Dr. Alfredo Vega para hablar sobre rayos cósmicos y mostrar con una cámara de Niebla instalada en su cocina la abundancia de partículas subatómicas, principalmente muones, que llegan a la superficie de nuestro planeta producidas por partículas cargadas provenientes del espacio.

Aunque en un primer intento no fue posible conseguir trazas, debido a que no se contó con hielo suficiente, el pasado sábado nuevamente participó del programa donde pudieron disfrutar de una cámara de niebla registrando trazas de partículas subatómicas, a la vez que conversaban sobre el funcionamiento del dispositivo y el origen de las señales registradas en éste. Este segundo programa puede ser visto en el siguiente enlace :

Una cámara de niebla es un entorno cerrado que contiene vapor de agua superenfriado y supersaturado que permiten registrar el ingreso de partículas cargadas, que en el video corresponden principalmente son muones producidos en cascadas de rayos cósmicos, y hacia el final se agregaron una fuente de partículas alfas.

Alfredo Vega precisa que: “Hay dos grandes regiones de esta partículas cargadas que llegan desde el espacio según la cantidad de energía estos porten: los rayos cósmicos de menor energía llegan de forma abundante, decenas por metro cuadrado por minuto. Y aunque en la actualidad los que concentran mayor interés son lo de altas energías, de los que llegan muy pocos por cierto, los de baja energía también son de interés pues permiten hacer estudios de actividad solar, y ofrecen la oportunidad de observaciones caseras en tierra como la que se puede ver en el segundo programa” .

El descubridor de los rayos cósmicos es el austríaco Victor F. Hess, quien llegó a recibir el Premio Nobel de Física en 1936 por el descubrimiento de la radiación cósmica, ya que comprobó que la fuente de éstas provenían desde el cosmos. Hess se elevó en un globo aerostático para hacer estas pruebas.

Cabe recordar que, el físico y jesuita alemán, Theodor Wulf, años antes ya había comenzado a investigar una extraña radiación que descargaba electroscopios elaborados por él mismo. Para lograr este resultado subió los 330 metros de la torre Eiffel para comprobar si el origen de ésta era terrestre, pero sin resultados concluyentes, honor que finalmente recaería sobre Hess.

El primero de los programas en los que participó en Dr. Vega parte recordando una conversación en La Serena en la que junto otros amigos, entre los que se encontraba uno de los conductores del programa, hablaban de Hess y Wulf,  para luego tocar diversos asuntos que de una u otra forma se conectan con rayos cósmicos, aunque ese día no fue posible registrarlos ( Ver aquí el intento ).

Para conocer en mayor detalle de este y otros temas sobre Física puedes escuchar el Podcast de La Orden de los Caballeros Científicos o del Canal Youtube de OCC (buscar por “OCC episodios”).

Proyectan posgrado en Física en conjunto con tres universidades

Sobre “Vientos estelares impulsados por radiación” dictará su charla el astrónomo Dr. Michel Curé del Instituto de Física y Astronomía, IFA, este viernes 3 de julio a las 10:00 vía zoom en el Ciclo de Charlas de Física.

Michel Curé es Doctorado en Física en Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Alemania y su principal línea de investigación son las estrellas masivas y, en particular, la forma en que ellas pierden masa (hidrodinámica y Vientos estelares).

Esta iniciativa de conferencias públicas forma parte del Programa Conjunto de Doctorado que encuentra impulsando el Instituto de Física y Astronomía (IFA) junto a la Universidad de La Serena y la Universidad de Tarapacá.

Dos veces al mes están programadas las sesiones con los académicos expertos de cada universidad que proyectan para el 2021 este posgrado. El académico encargado de Física por parte del IFA, Dr. Alfredo Vega, destaca que : “Estas charlas han permitido conocernos entre los académicos y familiarizarnos con las áreas de trabajo que tiene cada uno”.

Las áreas de estudio de este futuro programa abordará las líneas de Física de Sistemas Complejos, Física de Materia Condensada, Física de Partículas así como Gravitación y Cosmología.

El evento se llevará a cabo vía ZOOM

?? Link de la charla es: https://reuna.zoom.us/j/6793908522