Los elementos de la tabla periódica sólo son 5% de lo que compone el universo

La historia de la galaxia es compleja; aunque se conoce a grandes rasgos, faltan muchos detalles. Por ello, se requiere hacer mejores observaciones y desarrollar la física necesaria para entender lo que las estrellas pueden contarnos, afirmó ayer Silvia Torres Castilleja, investigadora emérita del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

En la conferencia Evolución química de la galaxia, celebrada en la Facultad de Química, la astrónoma explicó que los elementos químicos identificados en la tabla periódica son sólo 5 por ciento de lo que compone el universo. El resto, es materia y energía oscura que "aún no sabemos qué es, si yo se los pudiera explicar, me darían un Premio Nobel", aseguró la ex presidenta de la Unión Astronómica Internacional.

Agregó que para entender cómo se han modificado los gases y elementos en la Vía Láctea, nuestra galaxia, cuál es la historia de formación de las estrellas y cómo se han ido modificando, los astrónomos en el mundo buscan determinar con precisión cuál es la abundancia de los distintos elementos químicos presentes en las nebulosas planetarias.

La importancia del estudio de los gases de las nebulosas radica en que estos guardan información de los que dieron origen y formación a la estrella primaria.

Para explicarlo con un objeto más conocido y cercano al hombre, la especialista habló del proceso de vida del Sol, que transforma su hidrógeno en helio en el centro desde hace 4 mil 600 millones de años. Se estima que esta fase durará otros 5 mil millones de años, luego tardará otros 2 mil millones de años para quemar todo ese elemento químico y convertirlo en carbón, después perderá las capas externas y la parte central se convertirá en una enana blanca, una estrella muy concentrada. El gas que haya perdido se alejará, nunca regresará y se irá al espacio. A este conjunto de estrella caliente y gas que la rodea se le denomina nebulosa planetaria.

Cantidad y diferencia de los gases

Aunque los astrónomos ya comprenden cómo funciona una nebulosa y que estos gases dan origen al nacimiento de nuevas estrellas, aún desconocen los detalles, como la cantidad de esos compuestos y la diferencia de los que expulsan.

Silvia Torres sostuvo que cada uno de los elementos químicos en sus determinados estados de ionización tienen una firma única, algo parecido a una huella digital, que ayuda a determinar su composición y aporta información sobre el futuro que les espera a las estrellas.

En los primeros millones de años del universo sólo se formaron dos elementos químicos, el hidrógeno (H) y el helio (He), además de mínimas cantidades de litio (Li), berilio (Be) y boro (B), mientras los demás elementos se fueron formando en el interior de las estrellas. En las nebulosas planetarias se forman constantemente nuevas cantidades de helio, carbón (C) y nitrógeno (N).

Indicó que la vida media de una nebulosa es muy breve en términos astronómicos, entre 10 y 30 mil años, una ínfima fracción de los más de 10 mil millones de años que puede tener de vida un astro como el Sol.

Primera imagen de un agujero negro, captada por el Telescopio Horizonte de Sucesos. En vídeo, el periodista de EL PAÍS Bruno Martín explica cómo un equipo internacional de científicos ha logrado conseguir esta primera foto. EPV

Hasta ahora, la existencia de estos objetos extremadamente densos se conocía solo por métodos indirectos

 La primera imagen de un agujero negro ha sido publicada este miércoles por un equipo internacional de más de 200 científicos. El cuerpo en cuestión está en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), a una distancia de 55 millones de años luz. Hasta ahora, la existencia de estos objetos extremadamente densos se conocía solo por métodos indirectos, pero nunca se había observado uno.

Los agujeros negros son cuerpos astronómicos tan masivos que generan un campo gravitatorio del cual no escapa ninguna partícula, ni siquiera la luz. Los investigadores han creado la imagen histórica unificando datos registrados por una red de ocho radiotelescopios repartidos por todo el mundo. Juntos actúan como una sola antena parabólica del tamaño de la Tierra, llamada Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés).

El consorcio EHT ha presentado sus resultados pioneros hoy en varias ruedas de prensa simultáneas por todo el mundo. En España el evento ha sido coordinado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) desde Madrid. El comisario europeo de Investigación, Ciencia e Innovación, Carlos Moedas, ha dicho desde Bruselas que “la historia de la ciencia quedará dividida entre el tiempo antes de la imagen y el tiempo después de la imagen”, y ha subrayado que la colaboración internacional de los científicos “da una lección a los políticos”.


Hace un siglo, Albert Einstein calculó que la fuerza de gravedad podía distorsionar el espacio-tiempo. Sus ecuaciones predecían que un cuerpo de altísima densidad podría esconderse detrás de un horizonte de sucesos, el límite a partir del cual la atracción del agujero negro es ineludible. Este horizonte es lo que se aprecia en la imagen recién publicada. El hito aparece en una serie de seis artículos científicos publicados hoy en una edición especial de la revistaAstrophysical Journal Letters.

Aunque el agujero negro, por definición, no se puede ver, el gas que cae hacia él se calienta a millones de grados y brilla. Frente a esa iluminación de fondo se observa una silueta oscura que es la sombra del agujero negro. Todo ello aparece bastante borroso porque el tamaño de la imagen supera la resolución máxima del EHT.


El anillo luminoso que rodea al horizonte de sucesos es asimétrico porque el agujero negro está en rotación. En la región inferior, la luz se desplaza hacia el observador y aparece más brillante, mientras que en la parte superior, la luz se aleja y aparece más tenue. Esto ha permitido determinar que el agujero negro gira en sentido horario.


Las ecuaciones de la relatividad general formuladas por Einstein también predijeron que un horizonte de sucesos debería tener forma circular y tamaño proporcional a la masa del agujero negro, con lo cual esta imagen pone a prueba la célebre teoría de nuevo. La relatividad general explica el comportamiento del universo a gran escala, pero es incompatible con la mecánica cuántica, que gobierna el mundo de las partículas subatómicas.


Con esta imagen, los científicos han constatado que las ecuaciones de la gravedad se sostienen incluso bajo las condiciones extremas en torno al agujero negro y Einstein ha vuelto a salir indemne. “Hemos medido que [el horizonte de sucesos] es extremadamente circular. Concuerda muy bien con las predicciones de la relatividad de Einstein”, ha dicho en la rueda de prensa José Luis Gómez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).


Un telescopio del tamaño de la Tierra


El agujero negro en el corazón de M87 está en el cercano cúmulo de galaxias Virgo y es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol. Observarlo desde la Tierra es comparable a divisar desde la Luna una pelota de tenis en la superficie de nuestro planeta, según ha dicho Iván Martí-Vidal, investigador del Instituto Geográfico Nacional. Debido a un fenómeno físico llamado difracción, existe un límite al tamaño de los objetos distantes que se pueden ver: cuanto más pequeños o lejanos sean, mayor es el telescopio necesario.


En este caso, los científicos escogieron detectar la luz que rodea al horizonte de sucesos en la longitud de onda de aproximadamente un milímetro. En esta banda del espectro electromagnético —entre infrarrojo y microondas— la luz puede sortear los obstáculos de gas y polvo desde el centro de la galaxia M87 hasta el Sistema Solar en la Vía Láctea.


Pero para observar el agujero negro en esa longitud de onda, sería necesario un radiotelescopio del tamaño de la Tierra. Por eso se creó la red de telescopios del EHT, que unifica los datos provenientes de antenas en EE UU, México, Chile, España y la Antártida, mediante un proceso llamado interferometría. Cuantos más observatorios se añaden, y más distanciados están, mejor resolución del agujero negro se puede obtener al sincronizar sus observaciones.


Dos años para revelar la ‘fotografía’


El EHT recogió en abril de 2017 los datos que han permitido construir la nueva imagen. Durante cinco días completos, los ocho radiotelescopios de la red, que incluyen el Telescopio de 30 metros de Pico Veleta en Sierra Nevada (Granada), se sincronizaron con relojes atómicos para observar el centro de la galaxia.


Las cantidades ingentes de datos recogidas por cada observatorio fueron enviadas en discos duros a una central en EE UU. Sumaban cuatro millones de gigabytes en total. Un superordenador combinó todas las observaciones, espaciando la reproducción de los distintos telescopios para tener en cuenta la diferencia horaria entre la llegada de las ondas electromagnéticas a cada uno. Luego, astrónomos e ingenieros informáticos analizaron los datos durante dos años.


Dado que los telescopios están distribuidos por todo el planeta pero no cubren la superficie entera de la Tierra —como haría realmente un telescopio gigante—, tres programas independientes de inteligencia artificial han extrapolado los datos que faltaban para generar la imagen más probable de ser fiel a la realidad. No es una auténtica fotografía, pero es lo que más se aproxima.
Gómez destaca, además, que el EHT tomó en realidad cuatro imágenes consecutivas, los días 5, 6, 10 y 11 de abril de 2017, todas “analizadas con independencia y con la misma rigurosidad”. Las cuatro imágenes coinciden, con lo cual no cabe duda de que el agujero negro en M87 tiene la forma que muestran.


Se esperaba que en la rueda de prensa se anunciase la imagen de otro agujero negro: Sagitario A*, el cuerpo masivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sagitario A* está a 26.000 años luz de distancia de la Tierra y, aunque tiene la masa de cuatro millones de soles, se estima que solo mide 24 millones de kilómetros de diámetro, 17 veces más que el Sol.


Antxon Alberdi, el director del Instituto de Astrofísica de Andalucía, ha aclarado que esta imagen no está lista por dificultades técnicas, pero “se tendrá”. “La sensibilidad de EHT va a mejorar cuando llenemos la superficie del telescopio equivalente. Eso va a ocurrir con la adición de nuevos telescopios”, dice Alberdi.

Por BRUNO MARTÍN
Madrid 10 ABR 2019 - 16:53 COT

El radio de la Vía Láctea es del doble de lo que se estimaba

Astrónomos de diferentes países recalculan el tamaño de la Vía Láctea gracias a datos provenientes de un telescopio chino.


Durante décadas, los astrónomos han creído que el radio de la galaxia mide alrededor de 50 mil años luz, y que la distancia del Sol desde su centro sería de unos 25 mil años luz.
Existe un límite bien definido en el borde del disco astral galáctico, y a partir de allí la cantidad de estrellas cae de manera abrupta.Sin embargo, en los años recientes han sido descubiertos astros jóvenes más allá de ahí, lo que indica que el disco astral se extendería más lejos de donde hasta ahora se creía, según datos recopilados por un telescopio ubicado en Xinglong de la provincia china de Hebei.


El Telescopio Espectroscópico Multiobjetivo de Fibra de Gran Área Espacial (LAMOST, siglas en inglés), del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) de la Academia de Ciencias de China, puede observar cerca de 4 mil cuerpos celeste a la vez, y ha hecho valiosas contribuciones al estudio de la estructura de la Vía Láctea.


A finales del año pasado, el astrónomo Liu Chao, del OAN, contó las estrellas en el borde de la galaxia utilizando datos del LAMOST y dibujó un muestrario del anillo exterior del plano de la galaxia.
Hay estrellas más allá de lo pensado


Liu Chao descubrió que aunque hay menos estrellas, éstas no desaparecen del todo a 50 mil años luz del centro galáctico, sino que aún se pueden encontrar a 62 mil años luz.


Desde entonces, otros expertos, entre ellos científicos españoles, han participado en la investigación de Liu Chao. Con base en sus descubrimientos, ellos estiman que el radio del disco astral galáctico podría llegar a los 100 mil años luz.


Científicos chinos crearon el banco de datos de espectros estelares más grande del mundo, basándose en observaciones del LAMOST, información que utilizarán para entender mejor la Vía Láctea y estudiar la evolución de galaxias y del universo.

Mapa en 3D de 1,700 millones de estrellas de la Vía Láctea revolucionará la astronomía

El satélite Gaia ha permitido cartografiar en 3D cerca de mil 700 millones de estrellas de la Vía Láctea para determinar la distancia de mil 300 millones de ellas respecto de la Tierra , anunció este miércoles la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés).

“Estos datos son muy importantes y creemos que revolucionarán la astronomía y nuestra comprensión de la Vía Láctea”, señaló Uwe Lammers, responsable científico de Gaia para la ESA.

“Con Gaia podemos observar toda la historia de la Vía Láctea, es como si practicáramos arqueoastronomía (...) para reconstruir realmente la historia de nuestro universo”, precisó Günther Hasinger, director de ciencias de la ESA, en una presentación de estos datos durante un Salón aeronáutico en Berlín.

Escaneo de fuentes de luz

Lanzado a finales de 2013, el satélite, que escanea las fuentes de luz de nuestra galaxia, se encuentra a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra. Realiza 500 millones de mediciones por día. Los datos son transmitidos a la Tierra y procesados por un consorcio de 450 científicos de 20 países.

Gaia, activo desde 2014, ya había arrojado una primera serie de resultados en septiembre de 2016, los cuales daban la posición de mil 100 millones de estrellas de la Vía Láctea, pero el satélite sólo logró determinar de forma imprecisa la distancia de 2 millones de estrellas.

“Fue sólo un aperitivo”, aseguró Frédéric Arenou, investigador del CNRS en el Observatorio de París-PSL.

“Ahora, es un verdadero espectáculo de fuegos artificiales”, estimó François Mignard, director de investigación emérito del CNRS, responsable del equipo francés en Gaia.

“Conociendo la distancia de estas estrellas, sabremos su brillo intrínseco, su edad, su evolución”, explicó Frédéric Arenou.

Los datos recopilados por Gaia entre julio de 2014 y mayo de 2016 fueron publicados en línea, por lo que todos pueden tener acceso a este catálogo en Internet.