ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
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ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
Conceptos de Fisica en linea.
La pagina Hyperphysics tiene para consulta en linea una amplia colección de explicaciones de cada uno de los distintos conceptos con los cuales te puedes topar en fisica moderna y ciencias afines. Lo bueno es que la cantidad de conceptos explicados es muy basta, lo malo es que solamente esta en ingles.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
Capturando estallido gamma.
La brevedad de los misteriosos estallidos de rayos gamma que se
han detectado en los confines del Universo ha impedido históricamente su contemplación
directa mediante el telescopio óptico. Por primera vez, uno de ellos ha podido ser
observado con atención. Los astrónomos tuvieron que apresurarse mucho, pero al fin lo
consiguieron: las primeras imágenes ópticas del punto de origen de una de las más
poderosas explosiones de rayos gamma jamás detectadas en el Universo. El suceso ocurrió
el 23 de enero de 1999. Normalmente los estallidos gamma aparecen de forma aleatoria en el
cielo y sin previo aviso. Durante pocos segundos producen más energía que el resto del
Universo combinado, de modo que pueden ser detectados por numerosos satélites, incluso a
grandes distancias. En esta ocasión, sin embargo, los detectores del observatorio Compton
de la NASA informaron a la Tierra del acontecimiento con una gran celeridad, dando unas
coordenadas aproximadas. Los datos fueron inmediatamente distribuidos a todos los
observatorios terrestres del mundo. Sólo 22 segundos después del aviso, el Robotic
Optical Transient Search Experiment (ROTSE), un telescopio situado en Los Alamos, se
encontraba listo para apuntar hacia el objetivo y tomar fotografías. El resultado: un
aumento de brillo espectacular de una nueva estrella en el mismo sitio del cielo donde se
había detectado el estallido de rayos gamma.
Acompañados por la suerte, los astrónomos vivieron el momento de máximo brillo, acaecido cinco segundos después. A pesar de todo, la fuente luminosa tenía sólo la novena magnitud, 16 veces más débil de lo que el ojo humano puede entrever. Ocho minutos después, su intensidad había descendido en un factor de 100. Si el origen del estallido hubiese estado situado en nuestra galaxia, la Vía Láctea, el acontecimiento hubiera iluminado el cielo nocturno, lo que da una idea de su lejanía. Otros satélites como el BeppoSAX, dedicado a los rayos-X, también detectaron el estallido y pudieron establecer sus coordenadas aún con mayor precisión, lo que permitió encontrar la fuente exacta entre las numerosas placas fotográficas tomadas por el telescopio. Un aparato mayor, el del Monte Palomar, observó la zona poco después, pero sólo pudo ver el "resplandor" dejado por la explosión. Por su parte, el Keck-II, de 10 metros de diámetro, utilizó toda la información disponible para determinar la distancia del fenómeno: unos 9.000 millones de años luz, más allá de la mitad del Universo observable.
Aunque aún no sabemos con certeza qué produce tan fantásticos estallidos de rayos gamma, los astrónomos creen que podrían ser debidos a raros acontecimientos como la fusión de dos estrellas de neutrones, dos agujeros negros o la explosión de una hipernova (un caso teórico especial de supernova o estrella gigante). Los telescopios espaciales detectan centenares de estallidos gamma al año, de modo que instrumentos como el ROTSE, que son capaces de reaccionar de forma automática y casi instantánea a su descubrimiento, prometen revelarnos más cosas sobre la verdadera naturaleza de su origen. (Tomado de "Noticias de Ciencia y Tecnología").
http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast29jan99_1.htm
http://science.msfc.nasa.gov/newhome/images/www-red.gif
(Animación estallido gamma.) (Crédito: NASA)
http://science.msfc.nasa.gov/newhome/headlines/images/grb/990123.gif
(Secuencia en el visible de la fuente de rayos gamma.) (Foto: Carl Akerlof/University of Michigan/Los Alamos National Laboratory/Lawrence Livermore National Laboratory)
Desde
el descubrimiento de la expansion del universo por el astronomo americano Edwin Hubble en
la decada de los 20', gracias a la medida de las velocidades de las galaxias, los
astronomos han intentado aprender como cambia su expansion con el tiempo. Hasta ahora, la
mayoria de los cientificos consideraban dos posibilidades: Que la tasa de expansion se
este decelerando y que finalmente fuera cero - donde el universo comenzaria a contraerse
-, o bien continuaria expandiendose para siempre. Sin embargo, nuevos estudios realizados
por dos equipos independientes basados en observaciones de algunas supernovas parecen
mostrar que la expansion del universo se esta acelerando. Si estas medidas fueran
confirmadas, mostrarian que la "constante cosmologia" propuesta por Albert
Einstein, contribuye significantemente a la evolucion del universo. La existencia de una
constante cosmologica de valor no cero implica que hay una fuerza de repulsion, una
gravedad actuando en contra, que actualemten domina la expansion universal y
consequentemente lleva a un universo de expansion para siempre.
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-1998/pr-21-98.html
Observando
el cielo en las frecuencias de los rayos-X y gamma, los astrónomos han descubierto los
restos de la explosión de una estrella supernova muy cercana a la Tierra. Se encuentra
tan sólo a 700 años luz y debió aparecer hace unos 700 años, en la constelación de la
Vela. De hecho, se trata de la supernova más cercana de la historia reciente del hombre.
Otras conocidas se encuentra a 10.000 años luz o más. Tras recibir el críptico nombre
de RX J0852.0-4622, se ha hecho una búsqueda completa de fuentes escritas del siglo XIV,
en busca de una mención de un suceso semejante en la zona del cielo afectada. Sin
embargo, y a pesar de su cercanía, no se ha constatado que la supernova fuera vista o al
menos que su presencia fuera descrita. En nuestra galaxia dos o tres estrellas se
convierten en supernovas, estallando, cada centuria. Pero dado que en el último milenio
sólo se han catalogado siete, es de esperar que los astrónomos aún encuentren los
restos de otras muchas que debieron pasar desapercibidas en su momento. Es posible que la
luz que desprendieron quedase enmascarada en el trayecto hacia nosotros por el a veces
denso medio interestelar (polvo y nubes de gas). Dado que ciertas frecuencias de rayos X y
gamma no resultan afectadas por estos obstáculos, ahora es posible su descubrimiento
gracias a observatorios espaciales como el Rosat o el Compton.(Tomado de "Noticias de
Ciencia y Tecnología").
Notas Informativas: http://www.mpg.de/news34_98.htm
http://wave.xray.mpe.mpg.de/news/mpe_xray_snr-9811
Instit. Física Extraterrestre Max-Planck: http://www.mpe-garching.mpg.de
Radioastronomos anunciaron el 25 de Septiembre que han
descubierto evidencia de una magnetar, una distante estrella neutron con un campo
magnetico de miles de millones de veces más fuerte que cualquier cosa en la Tierra. El
objeto, designado 1900+14, fue localizado por astronomos a inicios de Septiembre usando el
radiotelescopio Very Large Array (VLA) del Observatorio Nacional de Radio Astronomia
(NRAO) en Nuevo México. Una magnetar es una estrella neutron con un poderoso campo
magnetico, estimado en 10
El concepto de campo magnetico fue propuesto por primera vez en 1992 como una manera de explicar una clase de eventos conocidos como emisores de rayos gamma blandos (SGRs), objetos que emitian chorros de rayos gamma. Solamente cuatro SGRs son conocidos: tres fueron descubiertos a finales de los setentas y un cuarto fue encontrado a inicios de este año. Los fuertes campos magneticos de un magnetar se piensa revientan ocasionalmente la superficie de la estrella neutron de rapido giro, emitiendo grandes cantidades de energía en un "terremoto estelar" (starquake). La energia inicialmente se lanza en una emisión de rayos gamma que duran cuando mucho algunos minutos, mientras que las partículas expulsadas por el "terremoto estelar" son aceleradas lejos de la estrella por el campo magnetico, emitiendo las ondas de radio en el curso de dias. Una emision de rayos gama fue descubierta en las inmediaciones de 1900+14 el 27 de agosto. Frail y sus colegas descubrieron la emision de radio de la magnetar varios dias despues.
http://www.nrao.edu/pr/magnetar.html
http://www.nrao.edu/pr/magnetar.background.html
- ¡ Todo sobre las magnetar !
Asi como en su tiempo los pulsares y los
cuasares fueron la gran novedad en el mundo de la astrofísica, en la actualidad lo vienen
siendo las magnetar o "estrellas magnéticas" un nuevo y aún exótico tipo de
estrellas neutrones cuyos campos magneticos rebasan lo esperado. Y para entender un poco
mejor lo que se sabe de esta nueva especie de la fauna cósmica, "Science@NASA"
ha diseñano la pagina "Magnetars.Com" donde podemos conocer la historia, los
fundamentos fisicos y todo lo que hay detras de la investigacion de las magnetars. Tambien
incluye imagenes y animaciones, así como un excelente video para RealPlayer que nos
permite entender mejor la naturaleza de ente fenómeno cósmico (! Pulsa la imagen del
magnetar de este parrafo y ten acceso inmediato al video¡). Incluye informacion básica
sobre campos magneticos, los "Starquakes", y las emisiones de rayos gamma
(GRBs).
Pagina de Magnetars.com: http://www.magnetars.com/
Video del magnetar: http://science.msfc.nasa.gov/videofiles/physics_astronomy/magnetar/magnetar160_56.ram
Dos equipos de astrónomos han encontrado lo que llaman el "eslabón
perdido" de un pulsar. Esta estrella de neutrones gira a una velocidad de 400 veces
por segundo, lanza rayos X, y está orbitando a una compañera estelar. EL descubrimiento
fue hecho con la nave Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA. Un grupo de
investigadores calculó el giro del pulsar, y otro determinó el período orbital de dos
horas de su binaria. Los astrónomos han pensado que los pulsares pueden ser acelerados al
atrapar material de sus alrededores. Pero hasta ahora, los pulsares de alta rotación
solamente habían sido detectados aisladamente (sin una estrella acompañante); este
último ejemplo es el primero que se detecta con un compañero. Los gases están siendo
jalados de la atmósfera de la estrella compañera hacia el disco de acreción del pulsar.
Aparte de "chupar" material de su vecina, el pulsar es una estrella sobrecargada
con impresionantes emisiones de radiación que expele al tiempo que el los gases atrapados
giran en espiral hacia la estrella de neutrones. Esta radiación abate la atmósfera de su
compañera. Ahora, la estrella tiene sólo un 15% de la masa de nuestro Sol -
eventualmente se disipará por completo. Una vez que eso sucede y que el disco de
acreción se disipe, el pulsar no generará más rayos X y gradualmente se desacelerará.
Los detalles de estos estudios aparecen en el número del 23 de julio de la revista Nature.
(Del Boletin Semanal de Noticias de Sky & Telescope )
El descubrimiento nos ayudará a entender mejor la evolucion de las estrellas. Los pulsars son estrellas de neutrones que emiten radioondas y rayos x. Se llaman pulsars porque emiten pulsos de radio muy precisos que son cortos, intesos y muy precisos, como el pulso del ser humano. El pulso del pulsar oscila entre 100 y 400 veces por segundo. La mayoria de los pulsars giran muy rapido, y pasados algunos millones de años comienzan a decelerar. Sin embargo, existe un tipo muy extraño de pulsars llamado pulsa de milisegundos. Este extraño tipo de pulsars continuan girando muy rapido hasta que tienen miles de millones de años. Los cientificos, antes de este descubrimiento, no podian explicar de donde salia la energia suficiente para girar tan rapido durante tanto tiempo. Estos descubrimientos nos dicen que adquieren la materia de estrellas compañeras en "robos" o canibalizando, materia que choca contra el y hace que gire mas rapido. El pulsar de milisegundo esta localizado a 12000 años luz en la constelacion de Sagitario.(Texto de Nahúm Méndez Chazarra)
Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE): http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/xte/XTE.html
- Evidencia de masa en los neutrinos.
Un
equipo de científicos de los Estados Unidos y del Japón, coordinados por físicos de la
Boston University, la University of California-Irvine, y la University of Tokyo, han
encontrado la primera prueba de que los neutrinos, partículas subatómicas
eléctricamente neutras, tienen masa. Este resultado, que contradice en principio la
teoría estándar de física de partículas, podría tener implicaciones significativas en
el debate sobre si el Universo tiene o no suficiente masa para detener su expansión.
Debido a su pequeñísimo tamaño y a su falta de carga, los neutrinos pueden atravesar la
Tierra sin interaccionar con la materia, haciéndolos muy difíciles de detectar. Las
estrellas los emiten y se pueden crear también neutrinos cuando los rayos cósmicos de
alta energía bombardean la alta atmósfera, produciendo una cascada de partículas
secundarias que caen sobre la superficie terrestre. Para estudiar este fenómeno, los
científicos utilizan grandes piscinas subterráneas llenas de agua ultra-pura y equipadas
con miles de sensores de luz. Las instalaciones japonesas de Super-Kamiokande se hallan a
1.000 metros de profundidad, en el interior de una mina, y poseen un tanque de 40 metros
de diámetro por 40 de alto (como un edificio de 9 pisos). Lleno, pesa más de 50.000
toneladas. Estratégicamente colocadas, se hallan 13.000 pequeñas cámaras que son
utilizadas para detectar los flashes de luz producidos como efecto secundario por los
neutrinos al atravesar el agua. Esta información permite contarlos y clasificarlos en
función del tipo (neutrino electrón, neutrino muón). Los científicos, que conocen
cómo actúan los rayos cósmicos, saben que deberían detectarse el doble de neutrinos
muón que neutrinos electrón. Sin embargo, el Super Kamikande, tras dos años de
actividades, detectó el número esperado de los segundos, pero sólo la mitad de los
primeros. La conclusión es que los neutrinos muón han oscilado durante su camino,
cambiando a un tipo de neutrino indetectable (muón tau) o algún otro desconocido. Según
Einstein, esta transformación sólo sería posible si los neutrinos tienen masa, aunque
sea muy pequeña. Hasta ahora se creía que los neutrinos no la tenían; el hecho de que
la tengan cambia muchas cosas en la física moderna ya que facilitará la unificación de
las teorías de partículas y las teorías de fuerzas. Además, si tienen masa, los
neutrinos podrían suponer una muy importante parte de la que existe en el Universo, lo
cual afectará a nuestros cálculos sobre si ésta es suficiente o no para detener algún
día su expansión debido a la atracción gravitatoria. En realidad, los neutrinos
podrían llegar a representar la masa dominante en el cosmos. Sólo por ello, el costo del
Super Kamikande, unos 100 millones de dólares, va a resultar muy barato. Algunos expertos
califican el descubrimiento como el más importante de la década en la física de
partículas elementales. (Reproducido de "Noticias de Ciencia y Tecnología. No. 17).
- Confirmada otra teoría de Einstein.
La Tierra influye decisivamente en el espacio y en el tiempo con su movimiento de rotación. El fenómeno, predicho hace 80 años por Einstein en su teoría General de la Relatividad, ha podido ser demostrado experimentalmente por investigadores de la NASA y de varias universidades. La evidencia se ha obtenido midiendo las órbitas de dos satélites geodésicos pasivos, los Lageos I y II, diseñados para reflejar haces de rayos láser enviados desde la Tierra. El Lageos I fue construido por la NASA y lanzado en 1976, mientras que el Lageos II, en el que además de la agencia estadounidense participó su homóloga italiana (ASÉ), fue colocado en órbita en 1992. La teoría de Einstein predice que un cuerpo masivo al rotar sobre su eje arrastra consigo el espacio y el tiempo situados cerca de él. Esto incluye las órbitas de los satélites artificiales situados a baja altitud, de modo que la medición precisa de su parámetros orbitales puede aportar pistas al respecto. Gracias al diseño de los Lageos, los investigadores han podido comprobar, acumulando datos a lo largo de los años, que su plano orbital avanza unos dos metros al año en la dirección de la rotación terrestre. Esto es un 10 por ciento más de lo predicho por Einstein, pero está dentro del margen de error de un 20 por ciento establecido en el experimento. Para reducir este error hasta un 1 por ciento deberemos esperar al lanzamiento de la Gravity Probe B, previsto para el año 2000. En el equipo de investigadores encabezado por el Dr. Ignazio Ciufolini y el Dr. Erricos Pavlis se encuentran también el Dr. Federico Chieppa y los doctores españoles Eduardo Fernández y Juan Pérez-Mercader del Laboratorio de Astrofísica Espacial y Física Fundamental (LAEFF) de Madrid. Los Lageos habían servido hasta ahora para medir el movimiento de la corteza terrestre y de su eje de rotación, así como para ayudar a comprender su campo magnético, su forma y su tamaño.
- La galaxia mas distante.
Se trata de una joven galaxia situada 90 millones de años luz más allá que el anterior récord, una estructura galáctica que puede contemplarse tal y como era cuando el Universo sólo tenía un 6 por ciento de su edad actual. El descubrimiento, fortuito, se llevó a cabo gracias a la colaboración de varios telescopios terrestres ópticos e infrarrojos. Su importancia es clara ya que los astrónomos están muy interesados en averiguar más cosas sobre cómo se formaron las primeras galaxias. 0140+326RD1 (o RD1), como ha sido bautizada, nos enseña cómo se comportan los jóvenes conglomerados galácticos, que apenas experimentan su primer episodio de formación estelar tras la condensación de la gran nube de gas primigenia. La citada galaxia habría nacido sólo 820 millones de años después del Big Bang, el gran estallido cósmico que dio lugar al Universo. Observando las galaxias en estado embriónico es posible mejorar nuestras teorías de formación de esta unidad cósmica básica. El descubrimiento de RD1 se realizó mientras se observaban galaxias lejanas con el telescopio de 10 metros Keck II, en Mauna Kea, Hawai. Una imagen del espectrógrafo de baja resolución del telescopio, aplicado a una galaxia en la constelación del Triángulo, permitió localizar a RD1, aún más débil y hasta ahora no catalogada. Posteriores sesiones fotográficas de exposición más prolongada permitieron realizar las mediciones finales. RD1 sería una galaxia de tamaño y masa inferiores a nuestra Vía Láctea. Existe una imagen disponible en:
http://www.jhu.edu/news_info/news/home98/mar98/images/stellar.gif
- Las cosas se complican: ¿Se acelera la expansión del universo?
Para quienes lo recuerden, en Enero una serie de estudios presentados en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana concretaba que no había suficiente materia que su gravedad frenara la expansión del universo. Posteriormente en febrero, un nuevo estudio indico todo lo contrario. ¡¡¡ Para complicar más las cosas, ahora un nuevo estudio basado en el estudio de explosiones de supernovas en galaxias distantes indica el universo no esta frenando su expansión, sino que al contrario, la esta acelerando...!!!
Astrónomos procedentes de varios países han llegado a una sorprendente conclusión tras estudiar con detenimiento la luz de 14 supernovas (estrellas que han explotado al llegar al final de sus vidas), situadas a entre 7.000 y 10.000 millones de años luz de la Tierra. Esta distancia implica que los cataclísmicos sucesos que terminaron con cada una de ellas ocurrieron cuando el Universo apenas tenía la mitad de la edad que tiene ahora. Tras observar dichos objetos con detenimiento mediante la ayuda del telescopio espacial Hubble y otros basados en tierra y situados en Australia, Chile y Hawai, se ha podido analizar su movimiento y velocidad de recesión, comparándolos con los de supernovas mucho más cercanas. El resultado al que han llegado los astrónomos no sólo es que el Universo, efectivamente, se expande, sino que además está acelerando, lo cual sería sólo explicable por la presencia de una extraña fuerza antigravitatoria, más potente que la de atracción producida por la materia que compone el Universo. Lo que se pretendía era encontrar evidencias de que la citada expansión se está frenando debido a la acción de la gravedad, y no lo contrario, lo que ha obligado a los investigadores a buscar errores en sus observaciones, sin que hasta ahora hayan encontrado ninguno. Sin duda, una propuesta polémica que merecerá una gran atención por parte de la comunidad internacional. El descubrimiento, además, trae la solución a algunos problemas: si la expansión del Universo está acelerando, se resuelve el dilema que otorgaba a ciertas estrellas edades superiores a las del primero, ya que el Big Bang, la gran explosión, quedaría ahora establecido hace unos 14.000 millones de años. Los astrónomos deberán explicar el origen y la naturaleza de esta aceleración, que Einstein llamó constante cosmológica y que describió como una fuerza repulsiva, una propiedad del vacío en el espacio y el tiempo. La experiencia actual es que el vacío no contiene nada, pero según esto podría tener asociada al menos una fuerza, indetectable a corta distancia pero que sería evidente a más de 7.000 millones de años luz. (Reproducido de "Noticias de la Ciencia y la Tecnología" Vol 1 No. 3, editado por Manuel Montes).
- Departamento de Astrofísica (UCM)
Sin duda alguna uno de los campos mas difíciles de dominar en el mundo de la astronomía es la astrofísica. Las complejas teorías de física moderna, teoría cuántica y astronomía galáctica ha hecho que más de dos personas se sientan inhibidas a acceder a estos temas. ¡ Peor aun cuando todo lo que encuentras en Internet se encuentra en ingles !
¡ No más traumas, existe un fabuloso sitio de astrofísica en español !
Me refiero a la pagina del Departamento de Astrofísica de la Universidad Complutense de Madrid (Facultad de Ciencias Físicas), que administra David Montes y sus compañeros. Aquí encontraras un verdadero refugio para tus inquietudes sobre astrofísica.
¿ Que podemos encontrar ? Podemos informarnos sobre el Depto. de Astrofísica (personal docente, especialidades, programas de doctorado). Sus líneas de investigación son fascinantes: actividad estelar y astrofísica extragaláctica. Tiene secciones para publicaciones y programas del departamento. Información sobre seminarios de astrofísica, centros de astrofísica en España, newsgroups, servicios de astronomía internacional, e información sobre las mas recientes novedades en el mundo de la astronomía. Cuenta con secciones sobre catálogos, software, telescopios, efemérides, imágenes solares y metereológicas, así como un directorio de centros y asociaciones astronómicas españolas.
¿ Suficiente ? ¡ Aún falta algo excepcional !
Imaginemos que alguien es encarcelado a cadena perpetua y su único contacto con el mundo es una terminal de Internet con una sola pagina de acceso a la red... Si dicho individuo fuera un aficionado a la astronomía y ciencias afines ¿ que pagina seleccionaría ?
Pues la sección de bibliografía del Depto. de Astrofísica de la UCM. Dicha pagina es abrumadora, sus enlaces a las mejores publicaciones científica es abrumadora. ¡No son decenas sino cientos de enlaces! Una razón de sobra para visitar esta pagina:
Departamento de Astrofísica (UCM) http://www.ucm.es/OTROS/Astrof/
- AstroCosmo
Otro esfuerzo digno de elogiarse es AstroCosmo, la pagina que, nuestro amigo de ASTRO_ESPANA, Patricio Díaz Pasos ha desarrollado para poner a nuestro alcance (y en español) todos aquellos conocimientos que deseamos tener sobre el campo de la astronomía y la astrofísica. En ella interesantísimos artículos que seguramente saciaran nuestra sed de conocimientos. Nada más lean que festín: Agujeros negros y la antimateria, bolas de nieve cometaria bombardean la Tierra, como se formaron los exoplanetas, dinámica newtoniana modificada, enanas café o marrón, en búsqueda de la vida extraterrestre, estrellas de neutrones, galaxias fuentes de emisión de rayos gamma, hallazgos de antimateria, halos galácticos de materia oscura, la historia sin fin ("hacia el primer segundo"), los próplidos, la búsqueda de rayos gamma, planetas en otros soles, supercuerdas, supernovas fuentes de rayos gama, técnicas para hallar objetos estelares lejanos, etc. Y la lista sigue creciendo.
Por si no fuera suficiente cuenta con glosarios, secciones de astrofísica, cosmología, astronomía y física, además de muy buenos links en castellano.
AstroCosmo: http://www.civila.com/chile/astrocosmo
Regresando a la pagina principal.
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