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Las Poblaciones estelares en las galaxias

La mayoría de las estrellas que pueblan las galaxias tiene una composición química semejante: Un tanto por ciento muy alto de Hidrógeno y Helio. Otros elementos (Carbono, Nitrógeno, Oxigeno, hierro, Níquel…) se detectan mediante el análisis de líneas espectrales en la luz emitida por las estrellas. Podemos dividir las estrellas de una galaxia en dos poblaciones básicas, según su edad y su metalicidad.

La metalicidad se utiliza para expresar la abundancia de elementos más pesados que el helio en las estrellas. Cuando los astrónomos piensan en metales, no se están refiriendo al hierro y al níquel por ejemplo (que son metales). Para un astrónomo, cualquier elemento más pesado que el helio se considera un metal. La razón principal de esto es que los únicos elementos que existieron en el Universo temprano fueron el hidrógeno y el helio. Otros elementos “más pesados” se formaron en el proceso de evolución estelar. Veamos cada una de las poblaciones de estrellas:

a) POBLACIÓN I. Se trata de estrellas jóvenes, con edades de centenares de millones y pocos miles de millones de años. Su Metalicidad se encuentra entre el 2% y el 4%. Se encuentran en el disco y en los brazos de las galaxias espirales. A veces forman cúmulos abiertos y se encuentran en órbitas ordenadas. Nuestro Sol es una estrella de Población I. Debido a que son estrellas más jóvenes de segunda a tercera generación, contienen elementos pesados ​​que fueron fabricados en generaciones anteriores de estrellas. En un grupo de estrellas de Población I, las estrellas más abundantes y brillantes son las gigantes azules.

Las pléyadesCúmulo abierto M45, las Pléyades, es un cúmulo de estrellas jóvenes.

b) POBLACIÓN II. Son estrellas viejas, de una edad de hasta 13 000 millones de años.  Con  una Metalicidad entre el 0.3% y el 1%. Se encuentran en el interior de galaxias elípticas y en el halo de las espirales. A veces forman cúmulos globulares. Suelen ser de color rojizo y con órbitas muy excéntricas. Debido a que son estrellas de primera generación que se formaron muy temprano en la historia del universo, están casi desprovistas de elementos pesados. Su composición es muy similar a la del universo temprano. Las estrellas más brillantes en un grupo de estrellas de Población II son gigantes rojas.

m80M80, es un cúmulo globular, con estrellas muy viejas, imagen; NASA

Habría una hipotética tercera población, serían las primeras estrellas formadas tras el Big Bang en las que no habría nada de metalicidad, aun no tenemos capacidad de observar ninguna, se cree que viven poco tiempo y son de la edad del Universo.

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Las primeras observaciones que realizará el telescopio espacial James Webb

Los datos de las primeras observaciones científicas específicas del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que será lanzado en 2019, ya están perfiladas. Estas observaciones se completarán dentro de los primeros cinco meses de las operaciones científicas del Webb. Algunos de los programas seleccionados incluyen el examen de Júpiter y sus lunas, la búsqueda de moléculas orgánicas alrededor de las estrellas jóvenes,  calculo de la masa de agujeros negros supermasivos que acechan en núcleos galácticos y la búsqueda de galaxias en el universo temprano. En el siguiente enlace podéis consultar qué objetivos tendrá en sus primeros meses: Programa de observación del telescopio espacial James Webb

webb espacioUna de las áreas de investigación más esperadas por Webb sera estudiar planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, los explanetas. Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera del planeta, que absorbe ciertos colores de luz dependiendo de la composición química. Webb medirá esta absorción, utilizando espectrógrafos infrarrojos, para buscar las huellas químicas de los gases de la atmósfera. Los resultados ayudarán a guiar las estrategias de observación de las super Tierras más pequeñas, en su mayoría rocosas y más similares a la Tierra, donde la composición atmosférica puede dar indicios de la potencial habitabilidad de un planeta.

Webb también observará el universo distante, examinando galaxias cuya luz se ha estirado en longitudes de onda infrarrojas mediante la expansión del espacio. Esta región infrarroja está más allá de lo que el Hubble puede detectar.

Para más información: 

www.nasa.gov/webb

www.webbtelescope.org

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Descubierta la galaxia espiral más antigua hasta la fecha

Un equipo de astrónomos de la Universidad Tecnológica de Swinburne y la Universidad Nacional de Australia (ANU) han descubierto la galaxia espiral más antigua hasta la fecha, para ello utilizaron el espectrógrafo de campo integral infrarrojo cercano (NIFS) del telescopio Gemini North en Hawai.

La galaxia, conocida como A1689B11, existió hace 11 mil millones de años, solo 2.600 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía solo una quinta parte de su edad actual. Es, por lo tanto, la galaxia espiral más antigua descubierta hasta la fecha. Esta se encuentra detrás de un cúmulo masivo de galaxias que actúa como una lente, (efecto de lente gravitacional) produciendo dos imágenes magnificadas de la galaxia en diferentes posiciones en el cielo.

galaxia más antiguaLa galaxia espiral A1689B11. Crédito: James Josephides

Las lentes gravitacionales son los telescopios más grandes de la naturaleza, creados por cúmulos masivos compuestos de miles de galaxias y materia oscura. El cúmulo dobla y magnifica la luz de las galaxias detrás de él de manera similar a una lente ordinaria, pero en una escala mucho más grande.

Las galaxias espirales son excepcionalmente raras en el Universo temprano, y este descubrimiento abre la puerta a investigar cómo las galaxias pasan de discos turbulentos y muy caóticos a discos tranquilos y delgados como los de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

¿Es este el objeto más antiguo del Universo?

No, no lo es, el telescopio Hubble ya ha observado objetos más antiguos, es otra galaxia, se llama GN-z11 existió cuando el universo tenía tan solo 400 millones de años. Es una galaxia en formación que aun no ha definido su forma.

Más información:

 Artículo: arXiv: 1710.11130

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¿Qué es la materia oscura?

La materia oscura es una forma invisible de materia que compone la mayor parte de la masa del universo y forma su estructura subyacente. De echo en el Universo un 4.6 % es materia ordinaria, un 23 % es materia oscura, y un 72.4 % es energía oscura. La gravedad de la materia oscura permite que la materia normal en forma de gas y polvo formen estrellas y galaxias.

Los científicos calculan la masa de objetos grandes en el espacio estudiando su movimiento. Los astrónomos que examinaron galaxias espirales en la década de 1950 esperaban ver material en el centro moviéndose más rápido que en los bordes externos. En cambio, encontraron que las estrellas en ambas ubicaciones viajaban a la misma velocidad, lo que indica que las galaxias contenían más masa de la que se podía ver. Los estudios del gas dentro de las galaxias elípticas también indicaron la necesidad de más masa que la que se encuentra en los objetos visibles. Los cúmulos de galaxias se desintegrarían si la única masa que contenían fuera visible a las mediciones astronómicas convencionales.

Albert Einstein demostró que los objetos masivos en el universo se doblan y distorsionan la luz, lo que les permite ser utilizados como lentes. Al estudiar cómo la luz es distorsionada por los cúmulos de galaxias, los astrónomos han sido capaces de crear un mapa de la materia oscura en el universo. Todos estos métodos proporcionan una fuerte indicación de que la mayor parte de la materia en el universo es algo que aún no se ha visto. Por tanto aunque los astrónomos no pueden ver la materia oscura, sí pueden detectar su influencia mediante la observación de cómo la gravedad de galaxia masivas curvan y distorsiona la luz de las galaxias de fondo más distantes, un fenómeno conocido como lente gravitacional.

materia oscura hubbleEstas imagenes capturadas por el Hubble muestran el cúmulo de galaxias masivas Cl 0024 + 17 (ZwCl 0024 + 1652). A la izquierda en luz visible se observan arcos azules de aspecto extraño que aparecen entre las galaxias amarillentas. Estas son las imágenes magnificadas y distorsionadas de galaxias situadas muy por detrás de la agrupación. Su luz se dobla y amplificada por la inmensa gravedad de la agrupación en un proceso llamado lente gravitacional. A la derecha, un matiz azul se añade para indicar la ubicación de material invisible llamada materia oscura. Créditos: NASA, ESA, MJ Jee y H. Ford (Universidad Johns Hopkins)

Aunque la materia oscura constituye la mayor parte de la materia del universo, solo representa aproximadamente una cuarta parte de la composición. El universo está dominado por la energía oscura.

Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse, los científicos pensaron que fruto de esa expansión se quedaría sin energía, disminuyendo la velocidad a medida que la gravedad atraía los objetos dentro de ella. Pero los estudios de supernovas distantes revelaron que el universo de hoy se está expandiendo más rápido de lo hacia en el pasado, no más lento, lo que indica que la expansión se está acelerando. Esto solo sería posible si el universo contiene suficiente energía para superar la gravedad: la energía oscura.

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Desvelando los misterios de las galaxias: M106

En astrofísica la luz de los objetos astronómicos nos llegan en muchas longitudes de onda, pero no todas las podemos ver a simple vista, sin embargo los instrumentos de observación astronómica pueden verlas en cada una de ellas, pudiendo ver parte de estos objetos invisibles y desvelando formas increíbles.

Un caso de este tipo de trabajos es la composición de la galaxia espiral M106 (NGC 4258), para revelar sus misterios se han usado los datos ópticos del Digitized Sky Survey que se muestran en amarillo, los datos de radio de Very Large Array aparecen en color púrpura, datos de rayos X de Chandra se codifican en azul y los datos infrarrojos de el Telescopio Espacial Spitzer aparece en rojo. Dos brazos anómalos, que no son visibles a longitudes de onda ópticas, aparecen como emisión púrpura y azul:

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Créditos imágenes: NASA / CXC / Univ. de Maryland / AS Wilson et al .; Óptico: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL – Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF.

Estos trabajos muestran un nuevo par de brazos espirales que están alineados con los brazos espirales que son visibles en las imágenes tomadas en el óptico, estos nuevos brazos parecen estar compuestos de material calentado por las ondas de choque y que ha sido expulsados del núcleo galáctico.

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La Nebulosa de Saturno, extrañas formas en el espacio

La impresionante nebulosa planetaria NGC 7009, o Nebulosa de Saturno, aparece como una serie de burbujas de formas muy curiosas, iluminadas en colores rosados ​​y azules. Esta preciosa imagen fue capturada por el instrumento MUSE del Very Large Telescope (VLT) de ESO, como parte de un estudio para mapear el polvo dentro de la nebulosa planetaria. El mapa ayudará a los astrónomos a comprender cómo las nebulosas planetarias desarrollan sus formas y simetrías.

nebulosa saturno_ESONebulosa Saturno (NGC 7009). Créditos:  ESO

La Nebulosa de Saturno se encuentra a aproximadamente 5000 años luz de distancia en la constelación de Acuario. Su nombre deriva de su curiosa forma, que se parece al planeta Saturno.

ngc7009 en el cieloUbicación en la constelación de Acuario, se observa con telescopio como un objeto difuso de magnitud 8

La Nebulosa de Saturno se originó a partir del final de una estrella de baja masa (una estrella parecida al Sol), esta se expandió al final de su vida en una gigante roja y arrojó sus capas externas al espacio. El material fue lanzado por fuertes vientos estelares y energizado por la radiación ultravioleta del núcleo caliente estelar, creando una nebulosa de polvo y gas caliente de colores brillantes. En el corazón de la Nebulosa de Saturno se encuentra su estrella, visible en la imagen, que está en proceso de convertirse en una enana blanca.

La cartografía de las estructuras de gas y polvo dentro de las nebulosas planetarias ayudará a comprender su papel en las vidas y muertes de las estrellas de baja masa y también ayudará a los astrónomos a comprender cómo las nebulosas planetarias adquieren sus formas tan extrañas y complejas.

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El magnetismo en las galaxias nos ayuda a conocer el Universo

Un grupo de astrofísicos han detectado el campo magnético de una Galaxia a 5 mil millones de años luz de la Tierra, el más lejano detectado hasta el momento.

magnetismo galaxiaEn En esta imagen del Telescopio Espacial Hubble aparece la galaxia en la que se ha detectado el campo magnético: es el objeto central más débil, mientras que los dos puntos brillantes en los lados son proyecciones del cuásar que está detrás de ella y que es observable debido al efecto de lente gravitatoria. Créditos: Nasa

Una observación que hace posible desvelar un poco cómo se ha formado el magnetismo en el universo y cómo evoluciona con el tiempo. Se ha medido un campo magnético de fuerza y ​​configuración similar al de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, a pesar de que la galaxia en cuestión es cinco mil millones de años más joven. Esto demostraría que los campos magnéticos se generan a una edad temprana de formación galáctica y se mantienen relativamente estables en el tiempo.

Los campos magnéticos galácticos son muy débiles, un millón de veces más débiles que el campo magnético de la Tierra, pero no menos importantes. El magnetismo se genera muy pronto en la vida de una galaxia por procesos naturales, por lo que casi todos los cuerpos celestes son magnéticos. La implicación importante de esta investigación es que para entender el universo necesitamos entender el magnetismo que se genera en él.

Para saber más:

Investigadores:  Sui Ann Mao e Instituto Max Planck de Radioastronomía

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El catálogo Messier, que es y que puedo ver

Hola y bienvenido de nuevo a tu sección “Observación a simple vista y con prismáticos”

Te traemos ti, aficionado, que empieza en esta gran pasión de descubrir las maravillas del cielo nocturno una propuesta interesante;

El catálogo Messier, que es y que puedo ver a simple vista y con prismáticos.

messier                                                          Charles Messier.

Vamos a empezar a construir nuestra afición por lo más básico, y para ello os hablaré de Charles Messier y su famoso catálogo de objetos difusos.

Charles Messier(1730-1817) fue un astrónomo y cazador de cometas francés. Le ocurrió una noche, que mientras buscaba en el cielo nocturno cometas, encontró para nuestra suerte, varios objetos que parecían cometas, y se interesó por ellos y comenzó a estudiarlos.

Al poco tiempo se dio cuenta de que estos objetos no se movían en relación con las estrellas tal como hacen los cometas.

Bien, pues Messier hizo una lista con todos estos objetos difusos para saber donde estaban y que no le confundiera a la hora de buscar cometas.

La lista acabó en 110 objetos.

Al final el bueno de Messier lo que hizo es dejarnos una de las mejores listas de observación de objetos de cielo profundo mas brillantes y especialmente indicados para aficionados.

En estos 110 objetos difusos podremos encontrar cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias.

Hoy en día, este catálogo se utiliza mucho por los aficionados a la astronomía observacional para una actividad llamada “el maratón Messier”.

Es todo un reto para a aficionados.

Se trata de ver todos los objetos Messier posible en una sola noche.

La búsqueda de objetos Messier, es un verdadero placer visual si tienes un telescopio. Pero si no es tu, con unos prismáticos, no podrás verlos todos, pero si los más brillantes.

Hazte con un buen mapa del cielo y busca alguno esta noche!

A continuación te dejo los objetos del catálogo Messier más brillantes para su observación a simple vista y con prismáticos:

Pléyades (M45): 

pléyadesLas Cúmulo abierto. Ascensión recta (AR) 3h47m42sec. Declinación (Dec) +24°24’53’’. Visible en Tauro.

Os presento un cúmulo abierto de estrellas muy jóvenes con unas 500 estrellas, aunque a simple vista veremos unas 7/8.

Recomendado a simple vista y con prismáticos.

Cúmulo de Ptolomeo (M7)

ptolomeoCúmulo abierto. AR 17h54m54sec. Dec -34°49’07’’. Visible en Escorpión.

Este cúmulo incluye 100 estrellas.

Al igual que las Pléyades, recomendado para su observación a simple vista y con prismáticos.

Galaxia de Andrómeda (M31)

andrómeda

Galaxia espiral. AR 0h42m31sec. Dec +41°20’57’’. Visible en Andrómeda.

La galaxia de Andrómeda, con magnitud 4,3, es el objeto visible a simple vista más lejano de nuestro planeta Tierra.

Recomendado para su observación a simple vista y con prismáticos.

El pesebre (M44)

pesebre

Cúmulo Abierto. AR 8h40m58sec. Dec +19°55’44’’. Visible en Cáncer.

Se puede ver a simple vista, pero mejor con prismáticos. Tiene una magnitud aparente de 3,7.

Recomendado para su observación con prismáticos.

Además puedes bajarte la lista completa y un mapa de situación:

Descarga el catalogo Messier completo.

Mapa del catálogo Messier.

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Juan Carlos Cañadilla Lendinez / astronomiadecampo.com

Imagen de portada: M42, la nebulosa de Orión, uno de los objetos Messier Más brillantes. Fuente de la imagen: De Rochus Hess.

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Cúmulos de galaxias a miles de millones de años luz

El conglomerado de galaxias que se muestra en la imagen se denomina SDSS J1110 + 6459 y fue descubierto como parte del proyecto de estudio de galaxias distantes llamado Sloan Giant Arcs Survey. Este cúmulo de galaxias se encuentra a unos 6 mil millones de años luz de la Tierra (desplazamiento al rojo de z = 0,659) y contiene cientos de galaxias. 

galaxias conclomeradoCréditos de la imagen:  NASA , ESA y T. Johnson (Universidad de Michigan)

A la izquierda de la imagen se puede ve  un arco azul, este se compone realmente de tres imágenes separadas de una galaxia de fondo más distante llamada SGAS J111020.0 + 645950.8. La galaxia ha sido ampliada y distorsionada por la gravedad del cúmulo de galaxias en un proceso conocido como lente gravitacional.

reconstruccion galaxia

Cuando el universo era joven, las estrellas se formaban a un ritmo mucho más alto de lo que lo hacen hoy en día. Mirando a través de billones de años luz en el espacio, el Hubble puede estudiar esta era tan temprana. Pero a tales distancias, las galaxias se reducen a simples manchas que ocultan detalles clave pero los astrónomos han conseguido detalles sin precedentes al combinar la visión aguda del Hubble con el poder natural de aumento de una lente gravitacional. El resultado es una imagen 10 veces mejor que lo que Hubble podría lograr por sí solo, mostrando densos grupos de brillantes estrellas jóvenes que se asemejan a verdaderos fuegos artificiales cósmicos.

Para saber más:

Telescopio espacial Hubble

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Las diferentes formas de las galaxias espirales según su perspectiva.

En función de la perspectiva con la que observamos desde la Tierra a las galaxias espirales, sus formas observadas pueden variar considerablemente, para ello el equipo del telescopio espacial Hubble ha editado el curioso siguiente vídeo:

Créditos vídeo: NASA, ESA, F. Summers, J. DePasquale, Z. Levay, y G. bacon (STScI)

El vídeo ilustra cómo sus formas observadas pueden variar en gran medida dependiendo del ángulo en el que se observan. La forma espiral de las galaxias NGC 4302 (izquierda) y NGC 4298 (derecha) se visualizan en tres dimensiones y se giran para mostrar cómo podrían observarse si se mira desde otras perspectivas. Cada galaxia podría ser vista como una cara en espiral más o menos circular, como una espiral larga, delgada o de canto.
Los modelos de galaxias se basan en observaciones de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, así como en las propiedades estadísticas de las galaxias. Debido NGC 4302 se ve casi de canto en, y su estructura no está bien definido, su modelo se basó en observaciones de la galaxia espiral Messier 51 (M51).

Por sí no conocéis bien a M51, os la presento, es una autentica maravilla galáctica a 38 millones de años luz de la Tierra, ahora podemos apreciarla un poco mejor ya que con una espectacular imagen obtenida mediante la combinación de luz de varios telescopios se ha revelado muchísima información sobre la galaxia, información que nunca podría ser obtenida con solo una banda de luz.

M51_ChandraImagen de: X-ray: NASA/CXC/SAO; UV: NASA/JPL-Caltech; Optical: NASA/STScI; IR: NASA/JPL-Caltech

El telescopio Chandra de la NASA nos muestra fuentes de rayos X puntuales (representados en morado) que son agujeros negros y estrellas de neutrones en sistemas estelares binarios, junto con un resplandor difuso del gas caliente. Datos de luz visible obtenidos por el telescopio espacial Hubble (verde) y los datos de infrarrojo obtenidos con el telescopio espacial Spitzer (rojo), destacan largos carriles de estrellas, gas y polvo. La observación de M51 con el telescopio GALEX muestra además estrellas jóvenes y calientes que producen una gran cantidad de luz ultravioleta (en azul).

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