Los Misterios del Universo
Generalmente los nuevos descubrimientos sirven para confirmar y verificar teorías y leyes ya enunciadas que son aceptadas en pleno por la comunidad científica; pero cada cierto tiempo aparece un hecho, una observación que desconcierta, conduciendo a los científicos por un camino de vacilación, en donde se siembran dudas sobre dichas leyes, poniendo en tela de juicio su real validez. Los casos que se relatan a continuación pertenecen a dicho conjunto de observaciones llenas de enigmas y misterios.
* Observan galaxia más distante vista en el Universo
Con dos telescopios espaciales, un equipo de investigadores logró obtener una imagen sin precedentes de una galaxia, a 13.300 millones de años luz, es decir, a solo 420 millones de años del Big Bang.
Utilizando el poder de dos telescopios espaciales, el famoso Hubble y el Spitzer, pertenecientes a la agencia espacial estadounidense NASA, y valiéndose del efecto natural de lente gravitacional, un equipo de astrónomos ha establecido un nuevo récord para la búsqueda de la galaxia más distante vista en el Universo. El estudio, que incluyó también imágenes en rayos X, fue dado a conocer por la NASA, previo a su publicación en la edición del próximo 20 de diciembre del “Astrophysical Journal”.
Aunque la imagen de la galaxia más lejana observada hasta hoy, aparece como una mancha diminuta, este hallazgo nos permite dar una mirada al momento en que el Universo tenía un 3 por ciento de su edad actual que, según las ultimas estimaciones, es del orden de 13.700 millones años.
Esta galaxia recientemente descubierta, clasificada como MACS0647-JD, se observó a sólo 420 millones de años después del Big Bang, el instante en que teóricamente nace el Universo. Su luz ha viajado durante 13.300 millones años para alcanzar la Tierra.
MACS0647-JD es tan pequeña que puede estar en los primeros pasos de formación de una galaxia más grande. Según las primeras estimaciones y análisis, la galaxia tendía menos de 600 años luz de ancho.
Basándose en las observaciones de las galaxias más cercanas, los astrónomos estiman que una galaxia típica de una edad similar debería ser de alrededor de 2.000 años luz de ancho. En comparación, la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana compañera de la Vía Láctea, tiene 14.000 años luz de ancho. Nuestra Vía Láctea tiene 150.000 años luz de diámetro.
“Este objeto puede ser uno de muchos bloques de construcción de una galaxia”, comentó el autor principal del estudio, Dan Coe, del Space Telescope Science Institute, es posible que, “Durante los próximos 13 millones de años, pueda tener decenas, cientos o incluso miles de eventos de fusión con otras galaxias y fragmentos de galaxias.”
* La imposible estrella triple
El hallazgo de un sistema estelar único compuesto de dos estrellas enanas blancas y una de neutrones superdensa en un espacio menor que la órbita de la Tierra alrededor del sol, podría dar pistas sobre la verdadera naturaleza de la gravedad.
"Este triple sistema nos ofrece un laboratorio cósmico natural mucho mejor que cualquier hallazgo anterior para aprender exactamente cómo funcionan estos sistemas de tres componentes y, potencialmente, detectar problemas con la relatividad general que los físicos esperan observar en condiciones extremas", explica Scott Ransom, del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, por sus siglas en inglés).
El estudiante graduado Jason Boyles de la Universidad de West Virginia (ahora en la Universidad de Western Kentucky), descubrió el púlsar como parte de una búsqueda a gran escala de púlsares con el Telescopio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencia (GBT, en sus siglas en inglés).
"Este es el primer pulsar de milisegundos que se encuentra en un sistema de este tipo y, de inmediato, reconocimos que iba a proporcionar una gran oportunidad para estudiar los efectos y la naturaleza de la gravedad", señala Ransom. Al registrar con precisión el tiempo de llegada de los pulsos del pulsar, los científicos fueron capaces de calcular la geometría del sistema y las masas de las estrellas con una precisión sin precedentes.
La investigación sobre este sistema utiliza técnicas que se remontan a las utilizadas por Issac Newton para estudiar el sistema Tierra-Luna-Sol, en combinación con la 'nueva' gravedad de Albert Einstein. Los científicos sostienen que este sistema podría señalar el camino hacia la siguiente teoría de la gravedad.
"Si bien la Teoría de la Relatividad General de Einstein ha sido confirmada hasta ahora por todos los experimentos, no es compatible con la teoría cuántica. Por esta razón, los físicos esperan que se vea distorsionada bajo condiciones extremas", explica Ransom. "Este sistema triple de estrellas compactas nos ofrece una gran oportunidad para buscar una violación de una forma específica del Principio de Equivalencia llamado Principio de Equivalencia Fuerte", concluye.
Para entender este concepto primero debemos saber que es una Estrella binaria, una estrella como esta es un sistema estelar compuesto por 2 estrellas. Estas estrellas se orbitan mutuamente alrededor de un centro de masa en común, las estrellas binarias de 2 cuerpos crea un eclipse a cada momento determinado siendo una estrella binaria eclipsante pero posee 2 caídas de brillo diferentes (en los eclipses).
Los sistemas de triple estrellas existen: Alfa centauri, HD 188753 y el sistema de Algol son algunos de ellos pero si los observamos hay una separación muy larga entre la estrella central y 2 estrellas que se comportarían como una sola, esto quiere decir que en un sistema de estrella triple se reduce la probabilidad de crear 3 eclipses (se compone de 3 estrellas pero sólo hay 2 eclipses).
Los sistemas de triple estrellas existen: Alfa centauri, HD 188753 y el sistema de Algol son algunos de ellos pero si los observamos hay una separación muy larga entre la estrella central y 2 estrellas que se comportarían como una sola, esto quiere decir que en un sistema de estrella triple se reduce la probabilidad de crear 3 eclipses (se compone de 3 estrellas pero sólo hay 2 eclipses).
Al revisar los datos de la estrella Kic 2856960, el equipo se topo con un descubrimiento que desafía las leyes conocidas de la física, encontraron el par de estrellas binarias eclipsando cada 4 días, pero además una tercera estrella eclipsando cada 204 días. Simplemente este sistema no puede existir de acuerdo a las leyes de la física, por tanto la formación de estas estrellas y cómo se alinearon de esta manera es también un misterio.
* El planeta HD 106906 b
El planeta HD 106906 b es un planeta extra solar que órbita una gran estrella situada dentro de la constelación de crux el tamaño de este gigante solar es inmenso, se estima que tiene 11 veces mas masa que júpiter la órbita del planeta a ocasionado fallas en la comprensión de la formación planetaria, la razon de esto es que la distancia de HD 106906 b con su estrella es increíblemente de 100.000.000.000 de km
Alrededor de 650 veces la distancia entre la tierra y el sol, es algo físicamente imposible de acuerdo a las teorías actuales de formación planetaria. Esta gran separación se ha ganado la atención de la comunidad astronómica ya que es una distancia mayor a la que se creia posible de acuerdo a la hipótesis nebular.
La teoría actual para que un planeta cerca de una estrella pueda formarse explica que se forma por la union de pequeños cuerpos parecidos a asteroides, un requisito importante es que se encuentre cerca de ellas y es algo que no se cumple con este exoplaneta por lo que una hipótesis sugiere que los planetas gigantes y a grandes distancias de su estrellas tardan mas tiempo en formarse. Actualmente no hay una hipótesis que explique con certeza el fenómeno de su origen.
El descubrimiento de un planeta gigante orbitando a su estrella a 650 veces la distancia promedio que hay entre la Tierra y el Sol tiene a los astrónomos confundidos sobre la forma en que este sistema se formó. Con 11 veces la masa de Júpiter el planeta HD 106906 b no se parece a nada en nuestro Sistema Solar y arroja nuevas preguntas sobre la teoría de formación de planetas.
“Este sistema es especialmente fascinante porque ningún modelo de formación de estrellas o de planetas explica completamente lo que estamos observando,” dijo Vanessa Bailey, quien encabeza la investigación.
Se piensa que los planetas cercanos a sus estrellas, como la Tierra, se forman de cuerpos pequeños similares a los asteroides que nacen del disco primordial que está compuesto de polvo y gas que rodea a una estrella en formación. Sin embargo, este proceso actúa muy lentamente como para formar planetas gigantes muy alejados de su estrella. Otra hipótesis establece que los planetas gigantes se pueden formar de un colapso rápido y directo del material del disco. Sin embargo, los discos primordiales rara vez contienen la suficiente masa en sus áreas externas como para permitir que un planeta como HD 106906 b se forme. Se han propuesto muchas otras hipótesis, incluyendo una formación similar al de un sistema binario.
“Un sistema binario se puede formar cuando dos cúmulos adyacentes de gas colapsan para formar estrellas y estas estrellas están lo suficientemente cerca entre sí como para establecer una atracción gravitacional que las une en una órbita,” explicó Bailey. “Es posible que en el caso del sistema HD 106906 el planeta y la estrella colapsaron de cúmulos de gas independientes, pero por alguna razón el cúmulo progenitor del planeta carecía de material y no pudo crecer lo suficiente como para hacer ignición y convertirse en una estrella.
De acuerdo a Bailey, uno de los problemas con este escenario es que la relación de masas entre las estrellas de un sistema binario no supera el 10-1. En el caso del sistema HD 106906 la relación de masas es de 100-1. Esta diferencia extrema de masas no está contemplada en ninguna teoría de formación de estrellas, al igual que las teorías de formación de planetas que predicen que no se pueden formar planetas tan alejados de sus estrellas anfitrionas.”
* Deficiencia de luz ultravioleta
Algo no está bien en el Universo. Parece que hay un enorme déficit de luz ultravioleta en el censo cósmico. Las vastas extensiones de espacio vacío entre las galaxias están cruzadas por filamentos de hidrógeno y helio que pueden emplearse como un preciso medidor de luz. En un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters, un equipo de científicos descubre que la luz procedente de las poblaciones conocidas de galaxias y quasares no es suficiente para explicar las observaciones del hidrógeno intergaláctico. La diferencia es de un asombroso 400 por ciento.
"Es como si te encontraras en una habitación grande brillantemente iluminada, pero cuando miras alrededor sólo encuentras bombillas de 40 watt", hace notar Juna Kollmeier, directora del estudio. "¿De dónde procede toda esa luz? No está en nuestro censo".
Extrañamente, este desajuste sólo aparece en el cosmos cercano, relativamente bien estudiado. Cuando los telescopios apuntan a galaxias situadas a miles de millones de años-luz de distancia (y por tanto están observando el Universo de hace miles de millones de años) todo parece encajar. El hecho de que el recuento funcione para el Universo primitivo pero no lo haga localmente confunde a los científicos.
Las estrellas mas jóvenes y los agujeros negros masivos producen luz ultravioleta generando una estructura similar a la imagen de la izquierda, pero el telescopio hubble demostró que existe más luz de las que pudieron haber producido (imagen de la derecha), si los niveles de luz estuvieran balanceados ambos serian la misma imagen pero existe un pequeño desajuste en las observaciones. Hasta ahora la causa de la enorme falta de luz ultravioleta sigue sin descubrirse.
La luz en cuestión consiste en fotones ultravioleta altamente energéticos que son capaces de convertir átomos de hidrógeno eléctricamente neutros en iones con carga eléctrica. Las dos fuentes conocidas de estos fotones ionizantes son los quasares - alimentados por gas caliente que se precipita sobre agujeros negros supermasivos con más de un millón de veces la masa del Sol - y las estrellas jóvenes más calientes.
Las observaciones indican que los fotones ionizantes de las estrellas jóvenes son casi siempre absorbidos por gas de la galaxia en la que se encuentran, así que nunca escapan para afectar al hidrógeno intergaláctico. Pero el número de quasares conocido es mucho menor del que se necesita para producir la luz requerida.
"O bien el recuento de luz de las galaxias y quasares está muy equivocado, o existe alguna otra fuente principal de fotones ionizantes que nunca hemos reconocido", comenta Kollmeier.
* Asteroide con cola de cometa
Investigadores españoles han observado a un raro asteroide que tiene cola, igual que los cometas (aunque no es un objeto helado), desde el Gran Telescopio Canarias. Hay otros diez descubiertos. Los científicos han observado que algo le pasó a P/2012 T1 en torno al uno de julio de 2011, quizá una ruptura interna o la colisión con otro asteroide.
Los cometas siempre han llamado la atención del ser humano por su aparición cíclica, lo cual ha generado muchas preguntas ¿de dónde vienen?, ¿de qué están compuestos?, y ¿por qué tienen cola? Precisamente esa cola es lo que se ha utilizado para distinguir a los cometas de los asteroides, siendo los asteroides objetos rocosos y los cometas objetos helados.
Formados, por tanto, por hielo, roca y polvo, cuando el cometa se acerca al Sol y aumenta su temperatura, su núcleo sublima material volátil, creando una especie de atmósfera denominada cabellera o coma. El azote de los vientos solares hace que esa coma se desprenda del cometa, generando la cola.
Pero no todos los cometas tienen el mismo origen, señala una nota de prensa del Instituto de Astrofísica de Canarias. Hasta hace pocas décadas se creía que todos los cometas procedían o bien de la Nube de Oort o bien del Cinturón de Kuiper. La Nube de Oort es una zona que se encuentra en los confines del Sistema Solar y que habría sido generada por los restos de la formación de nuestra estrella y sus planetas.
Debido a la gran distancia a la que se encuentra, los cometas procedentes de esa zona tienen unas órbitas elípticas muy alargadas y con periodos de miles de años. Sin embargo, sabemos que hay cometas con periodos menores. En los años 60 del siglo pasado, Gerard Kuiper teorizó sobre la existencia de otra zona, más allá de Neptuno, que podría contener cometas.
En 1980 Julio A. Fernández demostró que los cometas de corto período deberían venir de esa región y poco después, en los años 90, se descubrieron los primeros objetos en la región transneptuniana, por lo que finalmente esa zona se bautizó con el nombre de Cinturón de Kuiper.
Sin embargo ahora sabemos que no todos los cometas provienen de una de estas dos zonas. El seis de octubre del año 2012 el telescopio de sondeo panorámico y sistema de respuesta rápida Pan-STARRS descubría el cometa P/2012 T1 (PANSTARRS).
El nombre corresponde a la siguiente estructura: P implica que es un cometa periódico; 2012 es el año del descubrimiento; T1 significa que fue el primer objeto descubierto de su tipo entre el 1 y el 16 de octubre de ese año; y (PANSTARRS) es el nombre del telescopio.
Por su órbita, se determinó que pertenecía al Cinturón Principal de Asteroides, que se encuentra mucho más cerca de nosotros, entre las órbitas de los planetas Marte y Júpiter. Pero, ¿qué tienen que ver los asteroides en todo esto? Pues al parecer no todos son objetos rocosos sin actividad.
A finales de los años 90 del siglo pasado se descubría el primer asteroide activado (como se han denominado) que mostraba claramente una cola de polvo. Este asteroide que quería ser cometa fue bautizado con el nombre de 133P/Elst-Pizarro, y desde entonces se han descubierto otros nueve objetos de este tipo.
"Dentro de esta categoría -afirma Fernando Moreno (investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía), autor principal de un trabajo que ha estudiado las características de P/2012 T1 (PANSTARRS)- se han identificado tentativamente dos tipos: asteroides activados por eventos impulsivos, como pueden ser una colisión con otro asteroide o una ruptura rotacional, y los llamados Main-Belt Comets (MBCs), cuya actividad parece estar ligada a sublimación de volátiles, como en el caso de los cometas: de ahí su nombre". Nuestro cometa parece pertenecer a este segundo grupo.
Se cree que tienen un cierto contenido de agua, aunque menos que los demás cometas, pero todavía no se ha detectado emisión gaseosa en ningún MBC (sólo pequeñas cantidades de agua o de cianuro), aunque también es cierto que debido a su pequeño tamaño y a la gran distancia que nos separa de ellos la detección espectroscópica con la instrumentación actual resulta muy complicada.
El interés de su estudio radica en que esos objetos constituyen el eslabón perdido entre los asteroides y los cometas, entre los medios rocosos y los medios helados. Además, estos objetos podrían tener una gran importancia por haber podido contribuir a la presencia de agua en la Tierra.
