Los Anillos de Saturno Aportan Material a las Lunas Diminutas

 

 Este gráfico muestra las lunas del anillo inspeccionadas por la nave espacial Cassini de la NASA en sobrevuelos cercanos. Los anillos y las
lunas representados no están a escala. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Han surgido nuevos hallazgos sobre cinco pequeñas lunas alojadas en y cerca de los anillos de Saturno. Los sobrevuelos más cercanos de la nave espacial Cassini de la NASA revelan que las superficies de estas lunas inusuales están cubiertas con material de los anillos del planeta y de partículas heladas que son expulsadas de la luna más grande de Saturno, Encélado.

"Los atrevidos y cercanos sobrevuelos de estas extrañas lunas nos permiten observar cómo interactúan con los anillos de Saturno", dijo Bonnie Buratti del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Estamos viendo más pruebas de lo extremadamente activo y dinámico que es el sistema de anillos y lunas de Saturno".

La nueva investigación, a partir de los datos recopilados por seis de los instrumentos de Cassini antes de su misión finalizada en 2017, es una clara confirmación de que el polvo y el hielo de los anillos se acumulan en las lunas incrustadas dentro y cerca de los anillos.

Los científicos también encontraron que las superficies lunares eran altamente porosas, lo que confirma aún más que se formaron en múltiples etapas a medida que el material del anillo se asentaba en núcleos más densos que podrían ser restos de un objeto más grande que se rompió. La porosidad también ayuda a explicar su forma: en lugar de ser esféricas, son similares a raviolis, con material pegado alrededor de sus ecuadores.

"Descubrimos que estas lunas están recogiendo partículas de hielo y polvo de los anillos para formar pequeños faldones alrededor de sus ecuadores", dijo Buratti. "Un cuerpo más denso tendría más forma de bola porque la gravedad atraería el material".

"Quizás este proceso se está realizando a lo largo de los anillos, y las partículas de los anillos más grandes también están acrecentando el material del anillo a su alrededor. Las vistas detalladas de estas pequeñas lunas de los anillos pueden darnos más información sobre el comportamiento de las partículas de los anillo en sí", dijo Linda Spilker, científica del Proyecto Cassini en JPL.

De los satélites estudiados, las superficies de los más cercanos a Saturno, Daphnis y Pan, son las más alteradas por los materiales de los anillos. Las superficies de las lunas Atlas, Prometheus y Pandora, más alejadas de Saturno, también tienen material de anillo, pero también están recubiertas con las brillantes partículas heladas y el vapor de agua de la pluma que sale de Encélado. (Un amplio anillo externo de Saturno, conocido como el anillo E, está formado por el material helado que se expande desde esa especie de geiser que sale de Encélado).

La pieza clave del rompecabezas era un conjunto de datos del espectrómetro de cartografía visible e infrarrojo de Cassini (VIMS), que recogía la luz visible para el ojo humano y también la luz infrarroja de longitudes de onda más largas. Fue la primera vez que Cassini estuvo lo suficientemente cerca como para crear un mapa espectral de la superficie del interior de la luna Pan.  Al analizar los espectros, VIMS pudo aprender sobre la composición de los materiales en las cinco lunas.

VIMS vio que las lunas de anillo más cercanas a Saturno aparecen más rojas, similar al color de los anillos principales. Los científicos aún no conocen la composición exacta del material que parece rojo, pero creen que probable sea una mezcla de materia orgánica y hierro.

Las lunas justo fuera de los anillos principales, por otro lado, parecen más azules, similar a la luz de las plumas heladas de Encelado.

Los seis sobrevuelos cercanos realizados por Cassini a las lunas de los anillos, entre Diciembre de 2016 y Abril de 2017, activaron todos los instrumentos ópticos de detección remota de Cassini que estudian el espectro electromagnético. Trabajaron junto con los instrumentos que examinaron el polvo, el plasma y los campos magnéticos y cómo esos elementos interactúan con las lunas.

Todavía quedan preguntas sin resolver, incluyendo qué provocó la formación de las lunas. 

Los científicos usarán los nuevos datos para modelar escenarios y podrían aplicar la información a las lunas pequeñas alrededor de otros planetas y posiblemente incluso a los asteroides.

"¿Alguna de las lunas de los planetas gigantes de hielo Urano y Neptuno interactúan con sus anillos más delgados para formar características similares a las de las lunas de los anillos de Saturno?" dijo Buratti. Estas son preguntas que serán respondidas por misiones futuras.

La misión de Cassini terminó en Septiembre de 2017, cuando la nave espacial se estaba quedando sin combustible. Los controladores de la misión lanzaron deliberadamente a Cassini a la atmósfera de Saturno en lugar de arriesgarse a estrellar la nave en las lunas del planeta. Más ciencia de las últimas órbitas, conocida como la Gran Final, se publicará en los próximos meses.

 

 

Actualizado: 29/3/2019

El Satélite Fermi Registra un Púlsar "Bala de Cañón" Moviéndose Velozmente a Través del Espacio

El satélite Fermi de la NASA ha registrado un púlsar moviéndose por el espacio a casi 4 millones de kilómetros por hora, tan rápido que podría recorrer la distancia entre la Tierra y la Luna en solo 6 minutos. El descubrimiento se realizó utilizando el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y telescopio VLA de la Fundación Nacional de Ciencias.

Los púlsares son estrellas de neutrones superdensas que giran rápidamente, resultado de cuando una estrella masiva explota. Este, apodado PSR J0002 + 6216 (J0002 para abreviar), luce una cola de emisión de radio que apunta directamente hacia los desechos en expansión de una reciente explosión de supernova.

"Gracias a su estrecha cola y el ángulo de visión fortuito podemos rastrear este púlsar hasta su lugar de nacimiento," dijo Frank Schinzel, científico del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Socorro, Nuevo México. "Un estudio más a fondo de este objeto nos ayudará a comprender mejor cómo estas explosiones son capaces de "explusar" estrellas de neutrones a una velocidad tan alta".

El Púlsar J0002 fue descubierto en 2017 por un proyecto de ciencia ciudadana llamado Einstein @ Home, que utiliza el tiempo en las computadoras de los voluntarios para procesar los datos de rayos gamma de Fermi. Gracias al tiempo de procesamiento de la computadora que supera los 10.000 años, el proyecto ha identificado hasta la fecha 23 púlsares de rayos gamma.

Ubicado a unos 6.500 años luz de distancia en la constelación de Casiopea, J0002 gira 8.7 veces por segundo, produciendo un pulso de rayos gamma con cada rotación.

El púlsar se encuentra a unos 53 años luz del centro de un remanente de supernova llamado CTB 1. Su movimiento rápido a través del gas interestelar produce ondas de choque que producen la cola de energía magnética y partículas aceleradas detectadas en longitudes de onda de radio utilizando el VLA. La cola se extiende 13 años luz y apunta claramente al centro de CTB 1.

Utilizando los datos de Fermi y una técnica llamada temporización de púlsar, el equipo pudo medir la rapidez y la dirección en la que se mueve el púlsar a través de nuestra línea de visión.

“Cuanto más largo es el conjunto de datos, más poderosa es la técnica de temporización del púlsar”, dijo Kerr. "El encantador conjunto de datos de 10 años de Fermi es esencialmente lo que hizo posible esta medición".

El resultado respalda la idea de que la supernova responsable de CTB 1, que ocurrió hace unos 10.000 años, fue impulsada a alta velocidad.

J0002 está acelerando a través del espacio cinco veces más rápido que el púlsar promedio, y más rápido que el 99 por ciento de aquellos con velocidades medidas. Eventualmente escapará de nuestra galaxia.

Al principio, los restos en expansión de la supernova se habrían movido hacia afuera más rápido que J0002, pero a lo largo de miles de años, la interacción de la cáscara con el gas interestelar produjo una resistencia que desaceleró gradualmente este movimiento. 

Mientras tanto, el púlsar, que se comporta más como una bala de cañón, corrió constantemente a través del remanente, escapando unos 5.000 años después de la explosión.

Exactamente no está claro cómo se aceleró el púlsar a una velocidad tan alta durante la explosión de la supernova, y un estudio más a fondo de J0002 ayudará a arrojar luz sobre el proceso. El equipo planea observaciones adicionales utilizando el VLA, el Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation y el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA.

 

 

 

Actualizado: 20/3/2019

Lanzada con Éxito una Nueva Tripulación Rumbo a la ISS

 

 mage Credit: NASA TV

 Los astronautas de la NASA Nick Hague y Christina Koch, y el cosmonauta Alexey Ovchinin de Roscosmos, fueron lanzados con éxito a bordo de la nave espacial Soyuz MS-12 el jueves 14 de Marzo a las 19:14 GMT (12:14 del 15 de marzo, hora de Kazajstán) desde el Cosmódromo de Baikonur en Kazajstán en un viaje de seis horas a la Estación.

Los nuevos miembros de la tripulación se acoplarán al módulo Rassvet a la 1:07 GMT del 15 de Marzo. La Expedición 59 comenzará oficialmente en el momento del acoplamiento.

Aproximadamente dos horas después, las escotillas entre la Soyuz y la ISS se abrirán y los nuevos residentes serán recibidos por la astronauta de la NASA, Anne McClain, el Comandante de la Estación Oleg Kononenko de Roscosmos, y David Saint-Jacques, de la Agencia Espacial Canadiense. La tripulación actual de tres personas acaba de dar la bienvenida al primer vehículo de tripulación comercial estadounidense que se acopló a la estación el pasado 3 de Marzo, en medio de una apretada agenda de investigación científica y operaciones desde su llegada en Diciembre.

Los miembros de la tripulación de las Expediciones 59 y 60 continuarán trabajando en cientos de experimentos en biología, biotecnología, ciencias físicas y ciencias de la Tierra a bordo del único laboratorio de microgravedad permanentemente ocupado de la humanidad.

McClain, Saint-Jacques, Hague y Koch también están programados para realizar los primeros paseos espaciales de sus carreras para continuar con las actualizaciones del laboratorio orbital. McClain y Hague están programados para comenzar a trabajar para actualizar el sistema de energía el 22 de Marzo, y McClain y Koch completarán las actualizaciones a los canales de alimentación de dos estaciones durante un paseo espacial del 29 de Marzo. Esta será el primer paseo espacial realizado exclusivamente por dos mujeres. Hague y Saint-Jacques instalarán hardware para una futura plataforma científica durante otro paseo espacial el 8 de Abril.

Hague y Ovchinin están completando un viaje que se interrumpió el 11 de Octubre, cuando un problema de separación con la primera etapa de su cohete Soyuz provocó un aborto de lanzamiento a los dos minutos del vuelo. Aterrizaron de manera segura unos minutos más tarde, después de alcanzar los límites del espacio, y fueron reasignados a volar nuevamente después de que McClain, Kononenko y Saint-Jacques se lanzaran a principios de Diciembre. 

Este será el tercer vuelo de Ovchinin al espacio, el segundo para Hague y el primero para Koch. Hague, Koch y McClain pertenecen a la clase de astronautas de la NASA de 2013, la mitad de las cuales son mujeres, el porcentaje más alto de mujeres candidatas a astronauta seleccionadas para una clase.

 

 

Actualizado: 14/3/2019

Una Misión de la NASA Revela los Orígenes de las 'Quemaduras Solares' de la Luna

Cada objeto, planeta o persona que viaja a través del espacio tiene que lidiar con la radiación dañina del Sol, y la Luna tiene las cicatrices para demostrarlo.

Datos de la misión ARTEMIS de la NASA sugieren que el viento solar y los campos magnéticos de la corteza de la Luna funcionan juntos para producir un patrón distintivo de remolinos en su superficie más oscuros y claros.

El Sol libera un flujo continuo de partículas y radiación llamado viento solar. El viento solar arrastra los planetas, lunas y otros cuerpos en nuestro sistema solar, llenando una burbuja de espacio, llamada heliosfera, que se extiende más allá de la órbita de Plutón.

Aquí en la Tierra, estamos en gran parte protegidos de los efectos dañinos del viento solar: como el viento solar está magnetizado, el campo magnético natural de la Tierra desvía las partículas del viento solar alrededor de nuestro planeta para que solo una pequeña fracción de ellas alcance la atmósfera de nuestro planeta.

Pero a diferencia de la Tierra, la Luna no tiene un campo magnético global. Sin embargo, las rocas magnetizadas cerca de la superficie lunar crean pequeños puntos localizados de campo magnético que se extienden desde cientos de metros hasta cientos de kilómetros. 

Este es el tipo de información que debe entenderse bien para proteger mejor a los astronautas en la Luna de los efectos de la radiación. Las burbujas del campo magnético por sí mismas no son lo suficientemente robustas para proteger a los humanos de ese entorno de radiación severa, pero estudiar su estructura podría ayudar a desarrollar técnicas para proteger a nuestros futuros exploradores.

"Los campos magnéticos en algunas regiones actúan localmente como este protector solar magnético", dijo Andrew Poppe, científico de la Universidad de California en Berkeley, quien investiga los campos magnéticos de la corteza de la Luna utilizando datos de la misión ARTEMIS de la NASA junto con simulaciones del campo magnético ambiental de la Luna.

Estas pequeñas burbujas de "protección solar" magnética también pueden desviar las partículas del viento solar, pero a una escala mucho más pequeña que el campo magnético de la Tierra. Si bien no son suficientes para proteger a los astronautas por sí mismos, tienen un efecto fundamental en la apariencia de la Luna. Bajo estos paraguas magnéticos en miniatura, el material que conforma la superficie de la Luna, llamado regolito, está protegido de las partículas del Sol. A medida que esas partículas fluyen hacia la Luna, se desvían a las áreas alrededor de las burbujas magnéticas, donde las reacciones químicas con el regolito oscurecen la superficie. Esto crea los distintivos remolinos de material más oscuro y más claro que son tan prominentes que se pueden ver desde la Tierra

 Actualizado: 28/2/2019

 

NASA Estudia Reproducir los Orígenes de la Vida en el Fondo del Océano

 

Una imagen de la luna de Saturno, Encelado, iluminada por el Sol, tomada por la misión Cassini. La cola de color falso muestra chorros de
partículas heladas y agua que son esparcidas al espacio desde un océano que se encuentra muy por debajo de la superficie helada
de la luna. Las misiones futuras podrían buscar los ingredientes nencesarios para la vida en el océano en una luna helada como Encelado.  

Image Credit: NASA/JPL

Científicos han reproducido en el laboratorio cómo los ingredientes para la vida podrían haberse formado en lo profundo del océano hace 4 mil millones de años. Los resultados del nuevo estudio ofrecen pistas sobre cómo comenzó la vida en la Tierra y en qué otro lugar del cosmos podemos encontrarla.

La astrobióloga Laurie Barge y su equipo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, están trabajando para reconocer la vida en otros planetas estudiando los orígenes de la vida aquí en la Tierra. Su investigación se centra en cómo los bloques de construcción de la vida se forman en las fuentes hidrotermales en el fondo del océano.

Para recrear los respiraderos hidrotermales en el laboratorio, el equipo hizo sus propios fondos marinos en miniatura al llenar los vasos con mezclas que imitan el océano primordial de la Tierra. Estos océanos basados en laboratorio actúan como viveros de aminoácidos, compuestos orgánicos que son esenciales para la vida tal como la conocemos. Como los bloques de Lego, los aminoácidos se construyen unos sobre otros para formar proteínas, que forman a todos los seres vivos.

"Comprender qué tan lejos puede llegar con solo los compuestos orgánicos y minerales antes de tener una célula real es realmente importante para comprender de qué tipo de entornos podría surgir la vida", dijo Barge, investigadora principal y autora del nuevo estudio. "Además, investigar cómo las cosas como la atmósfera, el océano y los minerales en los respiraderos impactan en todo esto, puede ayudar a comprender la probabilidad de que esto haya ocurrido en otro planeta".

Encontradas alrededor de las grietas en el fondo marino, los respiraderos hidrotermales son lugares donde se forman chimeneas naturales, liberando el fluido calentado debajo de la corteza terrestre. Cuando estas chimeneas interactúan con el agua de mar que las rodea, crean un entorno en constante cambio, que es necesario para que la vida evolucione y cambie. Este ambiente oscuro y cálido alimentado por energía química de la Tierra puede ser la clave de cómo podría formarse la vida en los mundos más alejados de nuestro sistema solar, lejos del calor del Sol.

"Si tenemos estos respiraderos hidrotermales aquí en la Tierra, posiblemente ocurran reacciones similares en otros planetas", dijo Erika Flores, coautora del nuevo estudio de JPL.

Barge y Flores usaron ingredientes que se encuentran comúnmente en el océano de la Tierra en sus experimentos. Combinaron el agua, los minerales y las moléculas "precursoras" piruvato y amoníaco, que son necesarias para iniciar la formación de aminoácidos. Probaron su hipótesis calentando la solución a 70 ºC, la misma temperatura encontrada cerca de un respiradero hidrotermal, y ajustando el pH para imitar el ambiente alcalino. También eliminaron el oxígeno de la mezcla porque, a diferencia de hoy, la Tierra primitiva tenía muy poco oxígeno en su océano. El equipo también utilizó el hidróxido de hierro mineral, "óxido verde", que era abundante en la Tierra primitiva.

EL óxido verde reaccionó con pequeñas cantidades de oxígeno que el equipo inyectó en la solución, produciendo el aminoácido alanina y el alfa hidroxiácido ácido láctico. Los alfa hidroxiácidos son subproductos de reacciones de aminoácidos, pero algunos científicos teorizan que también podrían combinarse para formar moléculas orgánicas más complejas que podrían llevar a la vida.

"Hemos demostrado que en condiciones geológicas similares a las de la Tierra primitiva, y quizás a las de otros planetas, podemos formar aminoácidos y alfa hidroxiácidos a partir de una reacción simple en condiciones suaves que habrían existido en el fondo marino", dijo Barge.

La creación de aminoácidos y alfa hidroxiácidos de Barge en el laboratorio es la culminación de nueve años de investigación sobre los orígenes de la vida. Los estudios anteriores analizaron si los ingredientes adecuados para la vida se encuentran en los respiraderos hidrotermales y la cantidad de energía que pueden generar (suficientes para alimentar una bombilla). Pero este nuevo estudio es la primera vez que su equipo ha observado un entorno muy similar al de una ventilación hidrotermal que provoca una reacción orgánica. Barge y su equipo continuarán estudiando estas reacciones antes de encontrar más ingredientes para la vida y crear moléculas más complejas. Paso a paso, está avanzando lentamente por la cadena de la vida.

Esta línea de investigación es importante ya que los científicos estudian mundos en nuestro sistema solar y más allá donde se pueden albergar ambientes habitables. La luna de Júpiter, Europa y la luna de Saturno, Encelado, por ejemplo, podrían tener respiraderos hidrotermales en los océanos bajo sus capas heladas. Comprender cómo podría comenzar la vida en un océano sin luz solar ayudaría a los científicos a diseñar futuras misiones de exploración, así como experimentos que podrían excavar bajo el hielo para buscar evidencias de aminoácidos u otras moléculas biológicas.

Las futuras misiones a Marte podrían devolver muestras de la superficie oxidada del Planeta Rojo, que puede revelar evidencia de aminoácidos formados por minerales de hierro y agua antigua. Los exoplanetas (mundos más allá de nuestro alcance, pero aún dentro del ámbito de nuestros telescopios) pueden tener firmas de vida en sus atmósferas que podrían revelarse en el futuro.

"Todavía no tenemos evidencia concreta de vida en otros lugares", dijo Barge. "Pero comprender las condiciones que se requieren para el origen de la vida puede ayudar a reducir los lugares donde creemos que la vida podría existir".

 

 

Actualizado: 26/2/2019

 

IRIS Observa Plasma Caliente con Forma de “Renacuajos” en el Sol

 

 Estas imágenes captadas por IRIS muestran los chorros en forma de renacuajo que contienen pseudo-descargas saliendo del Sol.‎ Créditos: Abhishek Srivastava IIT (BHU)/Joy Ng, NASA’s Goddard Space Flight Center

Científicos han descubierto chorros con forma de renacuajo que salen de regiones con campos magnéticos intensos en el Sol. A diferencia de los que viven en la Tierra, estos "renacuajos", formalmente llamados pseudo-descargas, están hechos completamente de plasma, el material conductor de electricidad cargado de partículas que representan aproximadamente el 99 por ciento del universo observable. El descubrimiento agrega una nueva pista a uno de los misterios más antiguos de la astrofísica.

Durante 150 años, los científicos han estado tratando de averiguar por qué la tenue atmósfera superior del Sol, la corona, es 200 veces más caliente que la superficie solar. 

Esta región, que se extiende a lo largo de millones de kilómetros, de alguna manera se sobrecalienta y libera continuamente partículas altamente cargadas, que corren a través del sistema solar a velocidades supersónicas.
 

Cuando esas partículas se encuentran con la Tierra, tienen el potencial de dañar satélites y astronautas, interrumpir las telecomunicaciones e incluso interferir con las redes eléctricas durante eventos particularmente fuertes. Comprender cómo la corona se calienta tanto puede, en última instancia, ayudarnos a comprender la física fundamental detrás de lo que impulsa estos eventos en la Tierra.

En los últimos años, los científicos han debatido ampliamente dos posibles explicaciones para el calentamiento coronal: nanobengalas y ondas electromagnéticas. La teoría de la nanobengala propone explosiones similares a bombas, que liberan energía a la atmósfera solar. Hermanos de las llamaradas solares más grandes, se espera que ocurran cuando las líneas del campo magnético se vuelven a conectar de forma explosiva, liberando una oleada de partículas calientes y cargadas. Una teoría alternativa sugiere que un tipo de onda electromagnética llamada ondas de Alfvén podría empujar partículas cargadas a la atmósfera como una onda del océano que empuja a un surfista. Los científicos ahora piensan que la corona puede ser calentada por una combinación de fenómenos como estos, en lugar de uno solo.

El nuevo descubrimiento de pseudo-descargas agrega otro jugador a ese debate. En particular, puede aportar calor a la corona durante momentos específicos, especialmente cuando el Sol está activo, como durante los máximos solares, la parte más activa del ciclo de 11 años del Sol marcado por un aumento en las manchas solares, las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal.

El descubrimiento de los renacuajos solares fue algo fortuito. Cuando los científicos analizaron recientemente los datos de la misión IRIS de la NASA, los científicos notaron que había chorros alargados únicos que emergían de las manchas solares (regiones frías y magnéticamente activas en la superficie del Sol) y que se elevaban 4.800 kilómetros hacia la corona interior. Los chorros, con cabezas voluminosas y colas enrarecidas, les parecieron a los científicos como renacuajos nadando a través de las capas del Sol.

"Estábamos buscando ondas y expulsión de plasma, pero en cambio, notamos estas pseudo-descargas dinámicas, como chorros de plasma desconectados, que no son como choques reales sino que son altamente energéticos para cumplir con las pérdidas de radiación del Sol", dijo Abhishek Srivastava, científico Instituto de Tecnología (BHU) en Varanasi, India, y autor principal del nuevo artículo publicado en Nature Astronomy.

Usando simulaciones por computadora que coinciden con los eventos, determinaron que estas pseudo-descargas podrían llevar suficiente energía y plasma para calentar la corona interna.

Los científicos creen que los pseudo-descargas son expulsadas por la reconexión magnética, un enredo explosivo de las líneas del campo magnético, que a menudo ocurre en y alrededor de las manchas solares. Las pseudo-descargas solo se han observado alrededor de los bordes de las manchas solares hasta ahora, pero los científicos esperan que también se encuentren en otras regiones altamente magnetizadas.
 

En los últimos cinco años, IRIS ha mantenido un ojo en el Sol en sus más de 1.,000 órbitas alrededor de la Tierra. Es uno de los muchos satélite de la flota de la NASA que mira al Sol y ha observado continuamente el Sol durante las últimas dos décadas. Juntos, están trabajando para resolver el debate sobre el calentamiento coronal y resolver otros misterios que guarda el Sol.

 

 

 

Actualizado: 20/2/2019

¿Dónde Está el Universo Escondiendo la Materia Perdida?

 

 Créditos: Ilustración: Springel et al. (2005); Espectro: NASA/CXC/CfA/Kovács el al.

 Los astrónomos han pasado décadas buscando algo que parece difícil de perder: alrededor de un tercio de la materia "normal" en el Universo. Es posible que los nuevos resultados del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA les hayan ayudado a localizar esta difícil extensión de materia perdida.

Desde observaciones independientes y bien establecidas, los científicos han calculado con confianza cuánta materia normal, es decir, hidrógeno, helio y otros elementos, existían justo después del Big Bang. En el tiempo transcurrido entre los primeros minutos y los primeros mil millones de años, gran parte de la materia normal se abrió camino en polvo cósmico, gases y objetos, como estrellas y planetas, que los telescopios pueden ver en el Universo actual.

El problema es que cuando los astrónomos suman la masa de toda la materia normal en el Universo actual, alrededor de un tercio no se puede encontrar. (Esta materia faltante es distinta de la materia oscura aún misteriosa).

Una idea es que la masa que falta se reunió en filamentos gigantes o filamentos de gas caliente (temperatura inferior a 100.000 Kelvin) y muy caliente (temperatura superior a 100.000 Kelvin) en el espacio intergaláctico. Estos filamentos son conocidos por los astrónomos como el "medio intergaláctico caliente" o WHIM. Son invisibles para los telescopios de luz óptica, pero algunos de los gases calientes en los filamentos se han detectado en luz ultravioleta.

Usando una nueva técnica, los investigadores han encontrado una nueva y sólida prueba del componente caliente del WHIM basada en datos del Chandra y otros telescopios.
 

"Si encontramos esta masa faltante, podemos resolver uno de los mayores enigmas de la astrofísica", dijo Orsolya Kovacs, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts. "¿Dónde escondió el universo tanta cantidad de su materia que forma cosas como las estrellas, los planetas y nosotros?"

Los astrónomos usaron el Chandra para buscar y estudiar los filamentos de gas caliente que se encuentran a lo largo del camino hacia un quásar, una fuente brillante de rayos X alimentada por un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento. Este quásar se encuentra a unos 3.5 billones de años luz de la Tierra. Si el componente de gas caliente del WHIM está asociado con estos filamentos, el gas caliente absorbería parte de los rayos X del quásar. Por lo tanto, buscaron una firma de gas caliente impresa en la luz de rayos X del quásar detectada por el Chandra.

Uno de los desafíos de este método es que la señal de absorción por el WHIM es débil en comparación con la cantidad total de rayos X que proviene del quásar. Cuando se busca en todo el espectro de rayos X en diferentes longitudes de onda, es difícil distinguir tales características de absorción débil (señales reales del WHIM) de las fluctuaciones aleatorias.

Kovacs y su equipo superaron este problema al enfocar su búsqueda solo en ciertas partes del espectro de luz de rayos X, reduciendo la probabilidad de falsos positivos. Lo hicieron identificando primero las galaxias cercanas a la línea de visión al quásar que se encuentran a la misma distancia de la Tierra que las regiones de gas cálido detectadas a partir de datos ultravioleta. Con esta técnica identificaron 17 posibles filamentos entre el quásar y nosotros, y obtuvieron sus distancias.

Debido a la expansión del universo, que extiende la luz a medida que viaja, cualquier absorción de rayos X por la materia en estos filamentos se desplazará a longitudes de onda más rojas. Las cantidades de los desplazamientos dependen de las distancias conocidas al filamento, por lo que el equipo sabía dónde buscar en el espectro para la absorción del WHIM.

"Nuestra técnica es similar en principio a cómo podría realizar una búsqueda eficiente de animales en las vastas llanuras de África", dijo Akos Bogdan, coautor también de CfA. "Sabemos que los animales necesitan beber, así que tiene sentido buscar alrededor de los pozos de agua primero".
 

Los investigadores también tuvieron que superar el problema de la debilidad de la absorción de rayos X. Por lo tanto, aumentaron la señal al agregar espectros de 17 filamentos, convirtiendo una observación de 5,5 días en el equivalente de casi 100 días de datos. Con esta técnica, detectaron oxígeno con características que sugieren que estaba en un gas con una temperatura de aproximadamente un millón de grados Kelvin.

Al extrapolar estas observaciones de oxígeno al conjunto completo de elementos y de la región observada al universo local, los investigadores informan que pueden explicar la cantidad completa de materia faltante. Al menos en este caso en particular, la materia faltante se había estado escondiendo en el WHIM después de todo.

"Estamos encantados de haber podido rastrear parte de este asunto faltante", dijo el coautor Randall Smith, también de CfA. "En el futuro, podemos aplicar este mismo método a otros datos de cuásares para confirmar que este misterio de larga data se ha resuelto por fin".

 

 

Actualizado: 15/2/2019