Los troyanos en nuestro Sistema Solar

Evolución en el tiempo (hasta 10 mil años) del polvo (granos entre µm hasta cm) al rededor de los puntos Lagrangianos de un planeta tipo Júpiter. La figura muestra siempre al planeta en la misma posición. El polvo del disco se va evacuando, excepto en los puntos Lagrangianos donde se acumulan Troyanos. La masa final acumulada en ellos es de 3 masas lunares.

En 1772 Lagrange identificó cinco puntos de estabilidad entre tres cuerpos: el Sol, un planeta, y un objeto pequeño. En este contexto, estabilidad hace referencia a que en esos puntos el objeto pequeño será igualmente atraído por los dos cuerpos, con la misma intensidad. A los objetos (asteroides) que comparten la órbita de un planeta se les llama Troyanos, y están ubicados en dos puntos estables de Lagrange, llamados L4 y L5, dónde: L4, está a 60º adelante del planeta y L5, 60º detrás de él. 

Según Lagrange, grandes cantidades de polvo y asteroides (del tamaños de metros a kilómetros) deberían acumularse en estos puntos alrededor de Júpiter, los que fueron observados por primera vez en 1906. Con el avance de la tecnología y nuevas observaciones, se han identificado cientos de Troyanos en el Sistema Solar. Sin embargo, aún no se sabe completamente cómo se forman estos objetos ni porqué pareciera que hay más objetos en un punto de Lagrange que en el otro. A pesar de la existencia de estos puntos de equilibrio, no está claro cuál es la dinámica que permite que polvo y rocas se acumulen, ni a qué velocidad lo hacen -o en qué cantidades-. Más aún, considerando que en los inicios del Sistema Solar, este formaba un disco con un alto contenido de gas (99%) y poco polvo (1%), el origen de los Troyanos debe estar íntimamente relacionado a esta interacción entre gas y polvo.

Buscando responder esta interrogante, un grupo internacional de astrónomos, liderado por Matías Montesinos,  investigador asociado del Max Planck Tandem Group y colaborador del Núcleo Milenio de Formación Planetaria, NPF,  resolvió teóricamente dicha interacción, reconstruyendo así el origen y el pasado remoto de los Troyanos alrededor de un planeta tipo Júpiter.

Seis de los ocho autores de este trabajo pertenecen al NPF. Además de Montesinos, participó Juan Garrido-Deutelmoser, estudiante de postgrado; Johan Olofsson, investigador asociado; Jorge Cuadra, investigador asociado; Amelia Bayo, directora del NPF; y Mario Sucerquia, investigador postdoctoral. La investigación fue publicada en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics.

“Modelamos la evolución de un disco protoplanetario mediante simulaciones hidrodinámicas, tomando en cuenta las interacciones de un planeta tipo Júpiter con el contenido de gas y polvo del disco. Además, consideramos una ecuación de energía, en la que el gas es calentado por la estrella, y enfriado poco a poco mediante radiación de cuerpo negro, permitiendonos modelar de manera más realista la termodinámica y dinámica del proceso”, explica Montesinos.

Los investigadores concluyeron que el polvo efectivamente se aloja en los puntos Lagrangianos, lo que ocurre en un periodo de tiempo corto. En unos 10 mil años debiera acumularse polvo en L4 y L5, en una cantidad aproximadamente de algunas masas lunares. Este polvo se acumula por la interacción gravitacional entre Júpiter y el gas primordial del disco protoplanetario. 

“Notamos además ciertas peculiaridades en la formación final de los Troyanos. Por ejemplo descubrimos una asimetría natural en dónde L5 acumula más masa que L4 (lo cual no es posible determinar sólo con argumentos de estabilidad de Lagrange). Además, encontramos que el reservorio de polvo para el ensamblaje de un Troyano se encuentra solamente en la misma región orbital del planeta. Es decir, los Troyanos “atrapados” en un punto Lagrangiano no provienen de regiones lejanas al planeta (ej., bordes exteriores del disco), sino que de zonas co-rotantes a él, en su misma órbita”, indica Montesinos. El astrofísico agrega que lo anterior quiere decir, por ejemplo, que estos troyanos compartirían la composición química del planeta al que acompañan, al menos en primer orden.

Amelia Bayo, quien también es académica del Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso comenta que una de las cosas que me parecen más interesantes del trabajo es que conecta muy directamente el “mundo” de la investigación de exoplanetas,  con lo qué podemos ver en otros sistemas solares, con nuestro sistema solar. “Sabemos por ejemplo que hay muchos sistemas planetarios que son super distintos a nuestro sistema solar, pero parece que la acumulación de polvo en estos puntos y con estas asimetrías debería de ser una característica común del zoo planetario”, indica.

Trabajo a futuro

Un punto interesante para los investigadores es considerar las interacciones con otros planetas del Sistema Solar que pudieron influir en la formación de los Troyanos.

“Como futuros trabajos observacionales, sería interesante intentar detectar estos Troyanos primordiales en ciertos sistemas jóvenes. Hay muchos discos alrededor de estrellas jóvenes, que se asemejan a lo que fue el Sistema Solar. En algunos de ellos se han observado cavidades, supuestamente formadas por planetas, sin embargo ha sido muy difícil detectarlos. Alrededor de estos planetas aún no observados, deberían haber dos enjambres de Troyanos, uno adelante del planeta en L4, y otro siguiéndolo por detrás en L5. Encontrar estas dos grandes acumulaciones de polvo al interior de una cavidad, sería una pista indirecta de la presencia de un planeta oculto en ella”, concluye Matias Montesinos.

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Fuente: Carol Rojas, Núcleo de Formación Planetaria, NPF

Vuelven las charlas de Astronomía del IFA ahora en versión online y con lengua de señas

Desde hace más de una década el Instituto de Física y Astronomía (IFA) está organizando charlas públicas mensuales sobre temas astronómicos, las cuales se dictaban los primeros lunes de cada mes, en el Centro de Extensión de la Universidad de Valparaíso.

La primera suspensión en la longeva historia de estos eventos ocurrió el 4 de noviembre del 2019, por el estallido social en Chile, pero un mes más tarde concluyó el ciclo 2019 con una charla del tema “Sorpresas en el Corazón de Plutón” por él Dr. Jorge Cuadra (PUC).

“Iniciando el año 2020, ya habíamos hecho planes de continuación durante el primer semestre, pero todo fue suspendido por la pandemia. Sin embargo, el IFA quiere continuar con las tradicionales charlas a pedido del público, esta vez, en versión online y permitir así un mejor acceso ”, señaló el organizador de este ciclo y profesor de Astronomía del IFA, Dr. Nikolaus Vogt. Asimismo destacó para este nuevo ciclo que se contará con intérprete en lenguas de señas chilenas gracias al financiamiento de Breaking the Barriers de SOCHIAS.

Para comenzar tendremos con un evento especial, organizado en conjunto entre el IFA, la Agrupación Astronómica Aconcagua (AAA) y la I. Municipalidad de Calle Larga. Cada expositor(a) de estas instituciones presentará al público los avances más importantes y planes futuros en varios proyectos, con énfasis en el telescopio Bochum de la UV y el Planetario de la Municipalidad, apoyado por fotografías y material audiovisual. Al final de la charla se dará el espacio para que el público realice preguntas en directo a los expositores.

En el mes de noviembre continuará el programa con dos charlas más, ambas relacionadas al eclipse del Sol, que tendrá lugar el 14 de diciembre y que podrá ser observado como eclipse total en el Sur de Chile.

Aquí el programa:

Lunes, 5 de octubre de 2020 – 19:00 hrs
Astronomía en la Región de Valparaíso: Presente y futuro

Expositores:
Dra. Maja Vučković (profesora del IFA)
Yerko Chacón (presidente de la AAA)
Nelson Venegas (alcalde de la I. Municipalidad Calle Larga)


Resumen: Se presentarán algunos detalles sobre el proceso de la modernización del “Telescopio Bochum” de la UV en Pocuro (comuna Calle Larga), que pronto permitirá observaciones tanto presenciales como a control remoto para la investigación científica y la docencia IFA. Este sistema moderno se aplicará también en actividades diversas de la divulgación astronómica, permitiendo un acceso on-line ocasional al telescopio para estudiantes escolares seleccionados según su interés particular en la astronomía. El telescopio se usará también en sesiones públicas presenciales de observación nocturna, a cargo de la Agrupación Astronómica Aconcagua (AAA), haciendo posible la observación directa de planetas, cometas, cúmulos estelares, nebulosas y galaxias entre otros al público interesado. Finalmente, se informará sobre los adelantos presentes y los planes futuros en referencia al planetario actualmente en construcción en el Parque Cultural Pedro Aguirre Cerda. El observatorio astronómico y el planetario son muy importantes en el futuro desarrollo de la I. Municipalidad Calle Larga, ofreciendo oportunidades únicas de educación científica y así nutrir el pensamiento científico de la comunidad local, lo que sería un verdadero nicho en comparación con otras comunas similares de Chile.

Enlace Canal YouTube Aquí

Lunes, 2 de noviembre de 2020 – 19:00 hrs
El eclipse total de Sol en Chile
Expositor:
Dr. Michel Curé, IFA – UV

Lunes, 30 de noviembre de 2020 – 19:00 hrs
Eclipse solar: cómo ver la luz sin quedar en oscuridad
Expositor: Dr. Martin Hoehmann, Jefe Cátedra de Oftalmología, Escuela de Medicina – UV

Abiertas las postulaciones a Programa de Magíster y Doctorado en Astrofísica

Nebulosa de Orión

Programa de Doctorado:

Este doctorado, sustentado por un cuerpo académico de excelencia y altos índices de productividad científica, tiene como objetivo formar recursos humanos para realizar investigación científica en Astrofísica. Chile cuenta con infraestructura de telescopios e instrumentación astronómica de excelencia mundial, garantizando el 10% del tiempo de observación a quienes trabajan en Instituciones chilenas.

El estudiante de nuestro programa de doctorado, sea nacional o extranjero, se formará en un sólido ambiente de creación científica, constituyendo grupos de investigación con otros alumnos de postgrado, post-doctodorados y profesores; además, podrá entablar colaboraciones con universidades de prestigio nacional e internacional.

El Doctor en Astrofísica tendrá una formación avanzada en física aplicada a fenómenos astronómicos, capacidad crítica e independencia de criterio, y una experiencia profunda en investigación del más alto nivel en alguna de las áreas claves de la astrofísica, que van desde la formación de planetas hasta la cosmología teórica, pasando por la astroestadística y los observatorios virtuales.

Toda la información aquí: https://postgrados.uv.cl/doctorado/doctorado-en-astrofisica

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Programa de Magíster en Astrofísica

El Programa de Magíster en Astrofísica de la Universidad de Valparaíso se caracteriza por contribuir a la formación de nuevos científicos capaces de producir y transferir conocimientos en el área de la astrofísica, capacitando al estudiante con conocimientos formales y experiencia de investigación en astrofísica. 

El programa es de carácter académico y está articulado tanto con la Licenciatura de Física mención Astronomía, como con el Programa de Doctorado en Astrofísica, a través de sus planes de estudio. 

Las líneas de investigación del Programa están directamente ligadas a aquellas desarrolladas por el cuerpo académico del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Facultad de Ciencias: Astrofísica Estelar, Astrofísica Galáctica, Astrofísica Extragaláctica, Astrofísica Teórica, y Astroestadística. 

Los graduados del programa de Magíster en Astrofísica se caracterizan por tener conocimientos avanzados en una o más áreas de la Astrofísica desarrolladas en el IFA, además de tener una formación teórica y práctica con énfasis en la aplicación de metodologías de investigación, lo cual implica haber desarrollado la capacidad para proponer, formular, evaluar y ejecutar proyectos, así como también una capacidad efectiva de difusión y divulgación de los resultados obtenidos.

Toda la información en el siguiente link : https://postgrados.uv.cl/magister/astrofisica

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¿Qué significa el hallazgo de fosfina en Venus?

Venus
  • Venus es conocido popularmente como el “Lucero del Alba o del Atardecer” y por ser el “planeta hermano de la Tierra”, eminentemente rocoso y terrestre, ya que posee similar tamaño, masa y composición.
  • Estos hallazgos, si bien son una importante sorpresa que dispone a la comunidad de investigadores astronómicos a avanzar en nuevos rastros de formas de vida extraterrestre, los orígenes de este gas probablemente lleven a revelar inéditas fórmulas químicas pensadas desde la Tierra.

Olor a ajo sería lo más cercano al gas fosfano (o fosfina), el que fue detectado en las nubes de Venus. Sólo si lográramos salir con vida luego de la inspiración de esa sustancia que es extremadamente venenosa, ya que sobrevivir a ello sería casi un milagro.

Los rastros de vida microbiana en Venus, que se basan en pequeñas trazas de fosfina, fueron descubiertos por especialistas de la Universidad de Cardiff en Reino Unido (UK), junto a la Universidad Tecnológica de Massachusetts MIT en Estados Unidos. Las observaciones fueron realizadas con el telescopio James Claerk Maxwell (JCMT) en Hawái y confirmadas con el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) en Chile.

La autora principal de este descubrimiento, la Dra. Jane Greaves de la Universidad de Cardiff (UK) junto a un gran equipo de científicos de varios países publicaron su trabajo en la prestigiosa revista Nature Astronomy.

El Dr. Jacob Crosset, astrónomo e investigador postdoctoral del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Universidad de Valparaíso, comentó el significado de que la fosfina haya sido detectada en las nubes de Venus: “La fosfina es un gas que en la Tierra solo es creado por microbios y procesos industriales, y no se sabe aún que se produzca naturalmente en la Tierra sin vida”.

El Dr. Crosset nos comenta que este equipo de científicos explicó los altos niveles de fosfina con fenómenos conocidos que ocurren en Venus, como volcanes, rayos y meteoros, pero ninguno de ellos pudo explicar el alto nivel del gas. 

Señala que: “Las únicas explicaciones que encontraron que podrían funcionar es que hay algunos procesos químicos nuevos y desconocidos que ocurren en Venus, o que podría haber indicios de vida bacteriana generando gas fosfina en las nubes de Venus. 

El Dr. Crosset, emocionado, agrega que no esperaban ver la cantidad de fosfina que se detectó en las nubes de Venus.

-¿Podría ser esto un rastro de vida pasada en este planeta?-

¡Posiblemente! Sabemos que los microorganismos producen esta sustancia química en la Tierra, sin embargo, las nubes de Venus son extremadamente ácidas, por lo que sería muy difícil que exista vida ahí. Una explicación más probable es que no comprendemos completamente la química detrás de la producción de fosfina en Venus si son algunas reacciones químicas o procesos geológicos nuevos que crean el gas. Esto es parte de la emoción, ¡no sabemos cuál es la respuesta! El resultado muestra que todavía hay mucho más que investigar sobre las nubes de Venus y verificar que es lo que crea esta sustancia química en Venus. 

-¿Qué implicaciones tiene este descubrimiento en la búsqueda de vida en el Universo?- 

Esta investigación ha demostrado que la fosfina es una sustancia química de “trazador biológico”. Los productos químicos de firma biológica son producidos por organismos vivos y no a través de otras reacciones químicas. La detección de estos compuestos en otros planetas proporcionará algunas de las mejores pruebas de vida en otros mundos. Sin embargo, debemos trabajar mucho para comprender todas las formas en que se pueden fabricar sustancias químicas como la fosfina, para saber si realmente es vida la que la produce. Es de esperar que el seguimiento de la investigación descubra si hay nuevos procesos químicos que comprender en Venus o si puede haber vida en otro mundos. 

La visión ancestral de los eclipses solares: mitos y leyendas

  • Este es el capítulo XXV del Ciclo Astronomía en Tu Casa organizado por el Proyecto Anillo de Agujeros Negros Supermasivos y que el viernes 11 de Septiembre a las 19 horas presentará el astrónomo del Instituto de Física y Astronomía (IFA) Erick C. Pastén
  • Con ya más de 32.000 espectadores este Ciclo de Charlas online fue ideado especialmente para brindar un panorama científico a las familias en casa producto del Covid-19

¿Qué son los eclipses? ¿Cómo sucede este fenómeno astronómico? ¿Cómo se los han explicado las diversas culturas a lo largo de la historia de la humanidad ?

Esta charla es un recorrido sobre los mitos y las leyendas que crearon diversas culturas para explicar la naturaleza de tan espectacular evento. Se presentarán los relatos de los egipcios, los japoneses y culturas originarias precolombinas, entre otras.

El pasado y el futuro eclipse solar que ocurrió y ocurrirá en nuestro país el próximo 14 de diciembre invita a realizar una reflexión a cerca de las visiones que tenían los pueblos antiguos a cerca de estos fenómenos.

Sobre este tema nos dictará su charla el Master en Astrofísica, Erick Pastén el próximo viernes 11 de septiembre a las 19 horas en el Ciclo de Charlas online “Astronomía en tu Casa” que son transmitidas en vivo por el Canal de Youtube del Proyecto Anillo de Agujeros Negros Supermasivos.

Erick C. Pastén es Licenciado en Física en la UTFSM; Master en Astrofísica del Instituto de Física y Astronomía (IFA – UV), y miembro del Núcleo Mileno de Formación de Planetaria (NPF)  e ilustrador amateur. Su principal área de investigación abarcan las enanas blancas,  estrellas binarias compactas y Magnetismo.

Luego de esta charla, durante media hora, el público asistente podrá interactuar con el charlista en directo haciendo consultas acerca de la temática expuesta.

Este ciclo es una realización del Proyecto Anillo de Agujeros Negros Supermasivos, integrado por astrónomas y astrónomos de la Universidad de Concepción, la Pontificia Universidad Católica y la Universidad de Valparaíso

Los episodios anteriores de las charlas astronómicas se encuentran disponibles en el mismo canal YouTube “Proyecto Anillo Agujeros Negros Supermasivos”, en el link  https://bit.ly/anilloBHYoutube, incluyendo temas sobre agujeros negros, arqueología galáctica y colisiones de galaxias, entre otros.

Investigadores del IFA se refieren al impacto del telescopio James Webb 

El gran reflector permitirá al telescopio observar las estrellas en rangos de frecuencia mucho más bajos comparado con el telescopio espacial Hubble

Revolucionarios aportes brindará el telescopio James Webb (JWST) que se lanzará en octubre del 2021 al espacio y que tendrá un tremendo impacto para la investigación que desarrollan los y las astrónomas en el Instituto de Física y Astronomía (IFA – UV) de la Universidad de Valparaíso.

25 años tardó en estar listo este observatorio espacial desarrollado por 17 países que está siendo construido y operado conjuntamente por la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, para sustituir los telescopios Hubble y Spitzer.

El astrónomo del IFA , Dr. Eduardo Ibar se refirió a esta importante noticia publicada por varios medios de comunicación los últimos días : “No estará orbitando a la Tierra, sino que estará a 1.5 millones de kilómetros, en una posición que le llamamos el Lagrangiano-2, ubicado  “detrás de la Tierra” en la proyección de la línea que une el Sol y la Tierra, precisó.

El Dr. Ibar advierte que : “Esto lo pone en una tremenda desventaja, ya que si por algún motivo la óptica no está alineada, como sucedió con el telescopio espacial Hubble no hay forma de enviar astronautas a repararlo, además, la envergadura del telescopio de 6.5 metros de diámetro no permite lanzarlo en forma desplegada, es decir , que necesitará desplegarse en el espacio, añadiendo riesgos que deben ser controlados a la perfección ”

Las observaciones astronómicas del JWST permitirán tener una mirada única para explorar los comienzos del Universo, las cuales en combinación con los telescopios terrestres ubicados en el norte de Chile revolucionarán, entre otros, nuestro entendimiento de cómo se formaron y evolucionaron las galaxias. 

Por su parte, la docente del IFA y directora del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF) Dra. Amelia Bayo, comenta que con respecto a la formación estelar y planetaria, y, también para el estudio de exoplanetas, el James Webb supone un avance “astronómico” en precisión con respecto a sus “predecesores”, el telescopio SPITZER en el infrarrojo medio, y el Hubble en el infrarrojo cercano.

James Webb va a permitir analizar con un detalle exquisito las atmósferas de planetas que orbitan otras estrellas. La técnica que se ocupará para esto es la espectroscopía infrarroja, que permitirá conocer aspectos químicos inaccesibles hasta ahora de estos mundos extrasolares.

En un “paso astronómico anterior”, es decir, respecto de los discos en los que se forman estos exoplanetas, James Webb permitirá comparar las propiedades del polvo y gas de estos discos que alimentan a los protoplanetas, alcanzando objetos de una de nuestras galaxias vecinas, la Gran Nube de Magallanes, y, por primera vez, comenzar a entender semejanzas y diferencias en los procesos de formación planetaria entre distintas galaxias, concluyó la Dra. Amelia Bayo.