El Hubble capturó imágenes de las galaxias anfitrionas en las que se rastrearon las Ráfagas Rápidas de Radio (FRB). Credits: SCIENCE: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Northwestern) IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan (STScI)

Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han rastreado la ubicación de cinco breves y potentes explosiones de radio hasta los brazos espirales de cinco galaxias distantes.

Llamadas Ráfagas Rápidas de radio (FRB), estos eventos extraordinarios generan tanta energía en una milésima de segundo como lo hace el Sol en un año. Debido a que estos pulsos de radio transitorios desaparecen en mucho menos que un abrir y cerrar de ojos, los investigadores han tenido dificultades para rastrear de dónde provienen, y mucho menos para determinar qué tipo de objeto u objetos los están causando. Por lo tanto, la mayoría de las veces, los astrónomos no saben exactamente dónde buscar.

Localizar de dónde provienen estas explosiones y, en particular, de qué galaxias se originan, es importante para determinar qué tipo de eventos astronómicos desencadenan destellos de energía tan intensos. El nuevo estudio del Hubble de ocho FRB ayudará a los investigadores a reducir la lista de posibles fuentes de FRB.

La primera FRB fue descubierta en datos archivados registrados por el observatorio de radio Parkes el 24 de Julio de 2001. Desde entonces, los astrónomos han descubierto hasta 1.000 FRB, pero solo han podido asociar aproximadamente 15 de ellas a galaxias particulares.

"Nuestros resultados son nuevos y emocionantes. Esta es la primera vista de alta resolución de una población de FRB, y el Hubble revela que cinco de ellas están localizadas cerca o en los brazos espirales de una galaxia", dijo Alexandra Mannings de la Universidad de California, Santa Cruz, autora principal del estudio. "La mayoría de las galaxias son masivas, relativamente jóvenes y aún están formando estrellas. Las imágenes nos permiten tener una mejor idea de las propiedades generales de la galaxia anfitriona, como su masa y tasa de formación de estrellas, así como investigar lo que está sucediendo justo en la posición de las FRB porque el Hubble tiene una gran resolución".

"No sabemos qué causa las FRB, por lo que es realmente importante usar el contexto cuando lo tenemos", dijo el miembro del equipo Wen-fai Fong de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois. "Esta técnica ha funcionado muy bien para identificar a los progenitores de otros tipos de transitorios, como supernovas y estallidos de rayos gamma. El Hubble también jugó un papel importante en esos estudios".

Las galaxias del estudio de Hubble existieron hace miles de millones de años. Los astrónomos, por lo tanto, están viendo las galaxias como aparecieron cuando el universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual.

Muchas de ellas son tan masivos como nuestra Vía Láctea. Las observaciones se realizaron en luz ultravioleta e infrarroja cercana con la Cámara de Campo Amplio 3 del Hubble.

La luz ultravioleta traza el brillo de las estrellas jóvenes a lo largo de los brazos sinuosos de una galaxia espiral. Los investigadores utilizaron las imágenes del infrarrojo cercano para calcular la masa de las galaxias y encontrar dónde residen las poblaciones de estrellas más antiguas.

Fuente: NASA 21/5/2021

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Esta imagen detallada destaca la posición de la estrella Earendel, a lo largo de una onda en el espacio-tiempo (línea punteada) que la amplía y hace posible que la estrella se detecte a una distancia tan grande: casi 13.000 millones de años luz. Credits: Science: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Image processing: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

El Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha establecido un nuevo punto de referencia extraordinario: detectar la luz de una estrella que existió dentro de los primeros mil millones de años después del nacimiento del universo en el Big Bang, convirtiéndola en la estrella individual más lejana jamás vista hasta la fecha.

El hallazgo es un gran salto en el tiempo desde el anterior poseedor del récord de una sola estrella; detectada por el Hubble en 2018. Esa estrella existía cuando el universo tenía unos 4.000 millones de años, o el 30 por ciento de su edad actual, en un momento al que los astrónomos se refieren como "desplazamiento al rojo 1,5". Los científicos usan la palabra "desplazamiento hacia el rojo" porque a medida que el universo se expande, la luz de los objetos distantes se estira o "desplaza" a longitudes de onda más largas y rojas a medida que viaja hacia nosotros.

La estrella recién detectada está tan lejos que su luz ha tardado 12.900 millones de años en llegar a la Tierra, y se nos aparece como cuando el universo tenía solo el 7 por ciento de su edad actual, con un desplazamiento al rojo de 6,2. Los objetos más pequeños vistos anteriormente a una distancia tan grande son cúmulos de estrellas, incrustados dentro de las primeras galaxias.

"Casi no lo creímos al principio, estaba mucho más lejos que la estrella de mayor corrimiento al rojo más distante y anterior", dijo el astrónomo Brian Welch de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, autor principal del artículo que describe el descubrimiento, que se publica en la revista Nature del 30 de Marzo. El descubrimiento se realizó a partir de los datos recopilados durante el programa RELICS del Hubble, dirigido por el coautor Dan Coe del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), también en Baltimore.

“Normalmente, a estas distancias, las galaxias enteras se ven como pequeñas manchas, con la luz de millones de estrellas mezclándose”, dijo Welch. “La galaxia que alberga esta estrella ha sido magnificada y distorsionada por lentes gravitacionales en una larga media luna que llamamos Arco del Amanecer”.

Después de estudiar la galaxia en detalle, Welch determinó que de las característica es una estrella extremadamente magnificada a la que llamó Earendel, que significa "estrella de la mañana" en inglés antiguo. El descubrimiento promete abrir una era inexplorada de formación estelar muy temprana.

"Earendel existió hace tanto tiempo que es posible que no haya tenido todas las mismas materias primas que las estrellas que nos rodean hoy", explicó Welch. “Estudiar a Earendel será una ventana a una era del universo con la que no estamos familiarizados, pero que condujo a todo lo que conocemos. Es como si hubiéramos estado leyendo un libro realmente interesante, pero comenzamos con el segundo capítulo y ahora tendremos la oportunidad de ver cómo comenzó todo”, dijo Welch.

Cuando las Estrellas se Alinean

El equipo de investigación estima que Earendel tiene al menos 50 veces la masa de nuestro Sol y es millones de veces más brillante, rivalizando con las estrellas más masivas conocidas. Pero incluso una estrella tan brillante y de gran masa sería imposible de ver a una distancia tan grande sin la ayuda del aumento natural de un enorme cúmulo de galaxias, WHL0137-08, que se encuentra entre nosotros y Earendel. La masa del cúmulo de galaxias deforma el tejido del espacio, creando una poderosa lupa natural que distorsiona y amplifica enormemente la luz de los objetos distantes detrás de él.

Gracias a la rara alineación con el cúmulo de galaxias de aumento, la estrella Earendel aparece directamente o muy cerca de una onda en el tejido del espacio. Esta ondulación, que se define en óptica como "cáustica", proporciona el máximo aumento y brillo. El efecto es análogo a la superficie ondulada de una piscina que crea patrones de luz brillante en el fondo de la piscina en un día soleado. Las ondas en la superficie actúan como lentes y enfocan la luz del Sol al máximo brillo en el fondo de la piscina.

Esta cáustica hace que la estrella Earendel sobresalga del resplandor general de su galaxia de origen. Su brillo se magnifica mil veces o más. En este punto, los astrónomos no pueden determinar si Earendel es una estrella binaria, aunque la mayoría de las estrellas masivas tienen al menos una estrella compañera más pequeña.

Confirmación con Webb

Los astrónomos esperan que Earendel permanezca muy magnificada en los próximos años. Será observada por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Se necesita la alta sensibilidad de Webb a la luz infrarroja para aprender más sobre Earendel, porque su luz se estira (desplazada hacia el rojo) a longitudes de onda infrarrojas más largas debido a la expansión del universo.

“Con Webb, esperamos confirmar que Earendel es una estrella, así como medir su brillo y temperatura”, dijo Coe. Estos detalles reducirán su tipo y etapa en el ciclo de vida estelar. "También esperamos encontrar que la galaxia Sunrise Arc carece de elementos pesados que se forman en las generaciones posteriores de estrellas. Esto sugeriría que Earendel es una estrella rara, masiva y pobre en metales", dijo Coe.

La composición de Earendel será de gran interés para los astrónomos, porque se formó antes de que el universo se llenara con los elementos pesados producidos por sucesivas generaciones de estrellas masivas. Si los estudios de seguimiento encuentran que Earendel solo se compone de hidrógeno y helio primordiales, sería la primera evidencia de las legendarias estrellas de Población III, que se supone que son las primeras estrellas nacidas después del Big Bang. Si bien la probabilidad es pequeña, Welch admite que es tentadora de todos modos.

"Con Webb, podemos ver estrellas incluso más lejos que Earendel, lo que sería increíblemente emocionante", dijo Welch. “Iremos tan atrás como podamos. Me encantaría ver a Webb romper el récord de distancia de Earendel”. 

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Image Credit: NASA/ESA/Hubble

Esta imagen captada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA muestra un grupo de tres galaxias, conocidas como NGC 7764A. Las dos galaxias en la parte superior derecha de la imagen parecen estar interactuando entre sí. Los largos rastros de estrellas y gas que se extienden desde ellas dan la impresión de que ambas acaban de ser golpeadas a gran velocidad, arrojadas al caos por la galaxia con forma de bola en la parte inferior izquierda de la imagen. En realidad, las interacciones entre galaxias ocurren durante períodos de tiempo muy largos, y las galaxias rara vez chocan de frente entre sí. Tampoco está claro si la galaxia de la parte inferior izquierda está interactuando con las otras dos, aunque están tan relativamente cerca en el espacio que parece posible que lo estén. Por feliz coincidencia, la interacción colectiva entre estas galaxias ha provocado que las dos de la parte superior derecha tengan una forma que, desde la perspectiva de nuestro sistema solar, se parece a la nave estelar conocida como USS Enterprise de Star Trek.

NGC 7764A, que se encuentra a unos 425 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Phoenix, es un ejemplo fascinante de lo incómoda que puede ser la nomenclatura astronómica. Las tres galaxias se denominan individualmente NGC 7764A1, NGC 7764A2 y NGC 7764A3. Esta denominación bastante aleatoria tiene más sentido si consideramos que muchos catálogos astronómicos se compilaron hace más de 100 años, mucho antes de que la tecnología moderna hiciera mucho más fácil la estandarización de la terminología científica. Tal como están las cosas, muchos objetos astronómicos tienen varios nombres diferentes, o pueden tener nombres que son tan similares a los nombres de otros objetos que causan confusión.

Fuente:   Telescopios Espaciales

El telescopio espacial Hubble se lanzó el 25 de abril de 1990 desde el transbordador espacial Discovery. Al evitar las perturbaciones de la atmósfera, el Hubble ofrece una visión sin obstáculos de los planetas, las estrellas y las galaxias, algunas de las cuales se encuentran a más de 13.400 millones de años luz. Créditos: NASA/Smithsonian Institution/Lockheed Corporation. 

La NASA ha identificado la posible causa del problema informático por el que se suspendieron las operaciones científicas del telescopio espacial Hubble el 13 de junio. El telescopio en sí y los instrumentos científicos siguen estando bien y con una configuración segura.

El ordenador Controla, coordina y supervisa los instrumentos científicos del Hubble. Cuando el ordenador de la carga útil se detuvo, los instrumentos científicos del Hubble se colocaron automáticamente en una configuración segura. Una serie de pruebas de varios días de duración, que incluyeron intentos de reiniciar y reconfigurar el ordenador y el ordenador de reserva, no tuvieron éxito, pero la información recopilada de esas operaciones ha llevado al equipo del Hubble a determinar que la posible causa del problema está en la Unidad de Control de Potencia (UCP).

La UCP también se encuentra en la unidad SI C&DH. Asegura un suministro de voltaje constante al hardware del ordenador de la carga útil. La UCP contiene un regulador de potencia que proporciona cinco voltios constantes de electricidad al ordenador de carga útil y a su memoria. Un circuito de protección secundario detecta los niveles de tensión que salen del regulador de potencia. Si la tensión cae por debajo o supera los niveles permitidos, este circuito secundario indica al ordenador de la carga útil que debe dejar de funcionar. El análisis del equipo indica que, o bien el nivel de tensión del regulador está fuera de los niveles aceptables (con lo que se dispara el circuito secundario de protección), o bien el circuito secundario de protección se ha degradado con el paso del tiempo y está atascado en este estado de inhibición.

Debido a que ningún comando de tierra pudo restablecer la UCP, el equipo del Hubble cambiará al lado de reserva de la unidad SI C&DH que contiene la UCP de reserva. Todas las pruebas de los procedimientos para el cambio y las revisiones asociadas se han completado, y la dirección de la NASA ha dado su aprobación para proceder. El cambio comenzará el jueves 15 de julio y, si tiene éxito, llevará varios días devolver al observatorio a su funcionamiento científico normal.

El equipo realizó un cambio similar en 2008, que permitió al Hubble continuar con sus operaciones científicas normales después de que fallara un módulo de la Unidad de Mando/Formateador de Datos Científicos (CU/SDF), otra parte del SI C&DH. En 2009, una misión de mantenimiento sustituyó toda la unidad SI C&DH, incluido el módulo CU/SDF defectuoso, por la unidad SI C&DH que se utiliza actualmente.

Lanzado en 1990, el Hubble lleva más de 31 años observando el universo. Ha realizado más de 1,5 millones de observaciones del universo y se han publicado más de 18.000 artículos científicos con sus datos. Ha contribuido a algunos de los descubrimientos más significativos de nuestro cosmos, como la expansión acelerada del universo, la evolución de las galaxias en el tiempo y los primeros estudios atmosféricos de planetas más allá de nuestro sistema solar.

Lea más sobre algunos de los mayores descubrimientos científicos del Hubble.

www.nasa.gov/hubble

Fuente:  Publicado: 14 de julio de 2021 -