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lunes, 4 de noviembre de 2013


Posted: 03 Nov 2013 04:00 PM PST
La mayoría de las galaxias alberga un agujero negro supermasivo en su centro (con masas de hasta miles de millones de soles) que, al atraer el gas circundante, puede desatar lo que se conoce como actividad nuclear y que involucra una gran liberación de energía. Pero, ¿cómo se transporta el gas hacia las regiones centrales de las galaxias para alimentar el agujero negro supermasivo? ¿afecta el crecimiento del agujero negro a la evolución de la galaxia que lo alberga?

Un grupo internacional de astrónomos ha respondido a ambas preguntas gracias a la resolución del telescopio ALMA. Han observado en detalle NGC 1433, una galaxia espiral con una configuración compleja. Además de dos anillos externos, y una barra primaria -una estructura en forma de barra que alberga estrellas y transporta gas-, muestra en la región central una versión en miniatura de lo anterior formada por un anillo y una barra nuclear.

"Los datos de ALMA muestran que el gas en la zona central de NGC1433 sigue una estructura espiral dentro del anillo nuclear que explicaría cómo el gas es conducido hacia el núcleo y alimenta la actividad nuclear", ilustra Isabel Márquez, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en España, que participa en el estudio.

La presencia de dos barras parece fundamental, como ya apuntaba el programa NUGA (NUclei of GAlaxies) desarrollado por el mismo grupo de investigadores para estudiar la distribución del gas en galaxias activas y el abastecimiento del agujero negro central. Hallaron que el mecanismo de alimentación más común en las galaxias de la muestra reside en la existencia de una barra primaria con rotación lenta y de una barra nuclear que rota más rápidamente, de modo que se producen resonancias dinámicas que hacen que el gas fluya hacia el centro. La dinámica del gas en NGC 1433 parece confirmar este escenario.

Sin embargo, también han observado que parte del gas molecular, algo menos de un 10%, es expulsado a través de un chorro que emana de una región cercana al núcleo y que eyecta la masa equivalente a siete soles por año. "Puesto que los procesos de formación estelar, en algunas galaxias responsables de este tipo de fenómenos, no son muy intensos en NGC 1433, pensamos que el responsable de este flujo es el propio núcleo activo", señala Isabel Márquez.

"Este descubrimiento confirma la idea actual de que la actividad nuclear puede extraer gas del centro y frenar la formación estelar. El agujero negro supermasivo podría así regular el crecimiento de los bulbos en los centros de las galaxias, lo que explicaría la relación observada entre la masa de los bulbos y de los agujeros negros centrales", concluye la investigadora.



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Posted: 03 Nov 2013 10:00 AM PST
En la novela y película «Contact» del astrofísico Carl Sagan, una civilización extraterrestre envía a la Tierra una transmisión acompañada por un vídeo del discurso de Adolf Hitler en los Juegos Olímpicos de 1936, la primera señal de televisión de la historia con la potencia suficiente como para llegar al espacio interestelar. La ficción imaginada por Sagan ilustra cómo una emisión de ondas con la potencia adecuada, ya sean luminosas, de radio u otro tipo, puede recorrer distancias inimaginables a través del universo y ser detectada por instrumentos lo suficientemente sensibles. Dado que las ondas se desplazan a la velocidad de la luz, cuando vemos en el cielo una estrella situada a 25 años luz estamos contemplando la luz que la estrella emitió hace 25 años; estamos viendo el pasado. Si contáramos con un instrumento lo suficientemente fino como para escudriñar el universo a una distancia de 13.800 millones de años luz, observaríamos lo que ocurrió hace 13.800 millones de años. Y lo que sucedió por aquellas fechas fue el Big Bang, el nacimiento del universo.

La hipótesis que manejan los astrofísicos dice que una fracción de segundo después de aquella colosal explosión, el universo se expandió rápidamente en un proceso conocido como inflación. Por entonces, el universo estaba en un estado de plasma tan caliente que la luz no podía atravesarlo. Unos 380.000 años más tarde, el cosmos se enfrió lo suficiente como para hacerse transparente y permitir el paso de la luz. Aquella primera luz imprimió en el cielo un retrato del universo en pañales cuyo eco aún hoy podemos detectar y que se conoce como radiación cósmica de fondo de microondas.

Esta especie de señal de televisión del universo bebé, que fue teorizada por primera vez en 1948, ha podido recogerse en los últimos años gracias a los sofisticados instrumentos de las sondas WMAP de la NASA y Planck de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Ambos satélites han completado el mapa del cosmos naciente en el que se pueden apreciar diminutas fluctuaciones sobre su temperatura base, inferior a 270 grados bajo cero. Estas regiones corresponden a áreas de distinta densidad, en las que los científicos reconocen las semillas que luego dieron lugar a estrellas y galaxias.

Pero la radiación de fondo, considerada una de las principales pruebas de que existió un Big Bang, no es el final del camino, sino una puerta que aún guarda muchas incógnitas. En 2002 se demostró que una pequeña parte de la radiación, menos de un 10%, está polarizada, una propiedad de las ondas electromagnéticas que presentan una cierta ordenación geométrica. Por ejemplo, los filtros polarizadores empleados en fotografía eliminan los destellos y consiguen cielos más azules porque bloquean las ondas dispersadas al rebotar. La radiación de fondo no solo presenta fluctuaciones de temperatura, sino también de polarización; estas últimas se consideran una prueba de la inflación, ya que reflejan la dispersión de la radiación debida a la energía del Big Bang.

Esta polarización recibe el nombre de modos E. Pero de ella, una pequeña parte aún más residual sufre un segundo tipo de polarización, llamada modos B. Estos se deben a un efecto llamado de lente gravitatoria. De la misma manera que una lente óptica desvía la luz, esta también se dobla durante su trayecto por el universo debido a la gravedad ejercida por la materia, incluyendo la materia oscura, invisible a la observación. “Cuando la lente gravitatoria distorsiona los fotones polarizados de la radiación de fondo, transforma parte de los modos E en modos B”, explica Joaquin Vieira, científico del Instituto Tecnológico de California y de la Universidad de Illinois (EE.UU.). Así, los modos B pueden ofrecer información esencial sobre la distribución de la materia que provoca este efecto de lente.

Los modos B son más difíciles de detectar porque su señal es más débil: las fluctuaciones son del orden de uno entre diez millones. Pero gracias a los avances en los instrumentos de observación, un equipo de científicos de EE.UU., Canadá, Reino Unido y Suráfrica ha conseguido por fin demostrar estos modos B. “Esta detección ha sido posible por una astuta y única combinación de observaciones terrestres desde el Telescopio del Polo Sur [de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU.], que ha medido la luz del Big Bang, y datos del observatorio espacial Herschel [de la ESA], que es sensible a las galaxias asociadas a la materia oscura que causa el efecto de lente gravitatoria”, resume Vieira, que ha dirigido el análisis de los datos de Herschel.

Arrugas en el espacio-tiempo
La principal implicación del hallazgo la subraya el autor principal del estudio publicado en Physical Review Letters, Duncan Hanson, de la Universidad McGill en Montreal (Canadá): “La detección de esta pequeña señal de modos B por lente gravitatoria es un hito importante hacia la medición de otro tipo de modos B más esquivos, creados durante la inflación del Big Bang”. Los modos B a los que Hanson se refiere se produjeron debido a las ondas gravitatorias generadas por las violentas colisiones de la materia, y entre esta y la energía, durante el rápido proceso de inflación. En palabras del coautor del estudio Stephen Hoover, de la Universidad de Chicago (EE.UU.), “las ondas gravitatorias son arrugas en el tejido del espacio-tiempo, y pensamos que las originadas durante la inflación dejaron una huella en los modos B de la polarización de la radiación de fondo”.

Estos son aún más difíciles de detectar que los ocasionados por lente gravitatoria, pero el hallazgo de estos últimos demuestra que es posible registrarlos. Ahora, los cosmólogos especulan si estos esquivos modos B creados en el primer segundo de existencia del universo podrían aparecer en los nuevos resultados del telescopio espacial Planck que se conocerán en 2014. De ser así, no solo se confirmaría la hipótesis de la inflación, sino que estaríamos más cerca que nunca del origen del universo.



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