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miércoles, 10 de noviembre de 2010

El Telescopio Fermi de la NASA encuentra una estructura gigantesca en la Vía Láctea

El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA ha descubierto una estructura nunca antes vista en el centro de nuestra galaxía la Vía Láctea. La estructura se extiende a 50.000 años luz y puede ser el remanente de una erupción de un agujero negro de enorme tamaño en el centro de nuestra galaxia.

Arriba: Los rayos gamma (en magenta) que fueron mapeados por Fermi se extienden mucho más allá del plano galáctico. Crédito: Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

"Lo que vemos son dos burbujas emitiendo rayos gamma que se extienden por 25.000 años luz al norte y sur del centro galáctico," dijo Dough Finkbeiner, astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, quien fue el primero en reconocer la estructura. "No comprendemos totalmente su naturaleza u origen."

La estructura abarca más de la mitad del cielo visible, desde la constelación de Virgo hasta la constelación de la Grulla, y puede que tenga millones de años de edad. Un estudio sobre los hallazgos fue aceptado para la publicación en The Astrophysical Journal.

Finkbeiner y su equipo descubrieron las burbujas al procesar datos públicamente disponibles del Telescopio de Gran Área (LAT) de Fermi. El LAT es el detector más sensible y de mayor resolución de rayos gamma jamás lanzado. Los rayos gamma son la forma de luz de mayor energía.

Otros astrónomos estudiando los rayos gamma no habían detectado las burbujas en parte debido a la niebla de rayos gama que parece existir en todo el cielo. Esta niebla tiene lugar cuando las partículas que se mueven a velocidades próximas a la de la luz interactúan con la luz y el gas interestelar en la Vía Láctea. El equipo de LAT constantemente refina los modelos para descubrir nuevas fuentes de rayos gamma oscurecidos por esta emisión difusa. Al usar varios cálculos de la niebla, Finkbeiner y sus colegas fueron capaces de aislarla de los datos de LAT y revelar las gigantescas burbujas.

Los científicos ahora están realizando más análsis para comprender mejor cómo se formó esta estructura. Las emisiones de las burbujas son mucho más energéticas que la proveniente de la niebla de rayos gamma en cualquier parte de la Vía Láctea. Las burbujas también parecen tener bordes bien definidos. La forma de la estructura y las emisiones sugieren que fue formada como resultado de una gran y relativamente rápida emisión de energía -cuya fuente aún es desconocida.

Una posibilidad incluye un chorro de partículas del agujero negro supermasivo en el centro galáctico. En muchas otras galaxias, los astrónomos ven chorros rápidos de partículas impulsados por materia que cae hacia un agujero negro central. Mientras tanto no existe evidencia hoy en día de que el agujero negro de la Vía Láctea posea un chorro así. Las burbujas también pudieron haber sido formadas como resultado de flujos de gas de una exposión de formación estelar, tal vez una que produjo varios cúmulos estelares en el centro de la Vía Láctea hace varios millones de años.

Crédito: Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

"En otras galaxias, vemos que las explosiones de estrellas pueden derivar en enromes flujos de gas," dijo David Spergel, científico de la Universidad de Princeton en New Jersey. "Cualquiera sea la fuente de energía detrás de estas enormes burbujas, está conectada a muchas preguntas profundas de la astrofísica."

Indicios de las burbujas aparecen en datos anteriores de naves espaciales. Las observaciones de rayos X realizadas por el Satélite Alemán Röntgen sugirió la evidencia sutil de bordes de las burbujas cerca de centro galáctico, o en la misma orientación de la Vía Láctea. La Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA detectó un exceso de señales de radio en la posición de las burbujas de rayos gamma.

El equipo de LAT Fermi también reveló el martes la mejor fotografía del instrumento sobre el cielo de rayos gamma, el resultado de dos años de recolección de datos.

"Fermi escanea el cielo entero cada tres horas, y a medida que la misión continúa y nuestra exposición se profundiza, vemos el Universo extremo en detalle progresivamente mayor," dijo Julie McEnery, científica del proyecto Fermi en el Centro de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Más información:
Artículo en el sitio de la NASA

Fuente: NASA.

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miércoles, 6 de enero de 2010

Fermi halla púlsares que podrían ayudar a la detección directa de ondas gravitacionales

Los radioastrónomos han descubierto púlsares de 17 milisegundos en nuestra galaxia al estudiar fuentes de alta energía desconocidas que fueron detectadas por el Telescopio Espacial de Rayos Gama Fermi, perteneciente a la NASA. El descubrimiento fue realizado en menos de tres meses. El avance de haber localizado estos objetos escurridizos brinda la oportunidad de que puedan ser usados como "GPS galácticos" para detectar ondas gravitacionales pasando cerca de la Tierra.

Izquierda: Ubicación de los 17 púlsares de milisegundos encontrados por el grupo de investigadores. Sus ubicaciones se encuentran marcadas con círculos de color sobre el mapa del cielo obtenido por Fermi. Crédito: NASA/DOE/Fermi Colaboraición de LAT.

Un púlsar es el núcleo dejado después de la explosión de una estrella masiva. Este núcleo gira rápidamente y se encuentra altamente magnetizado. Debido a que únicamente la rotación produce la emisión intensa de rayos gamma, las emisiones de radio y partículas, los púlsares van desacelerándose lentamente a medida que envejecen. Sin embargo, los púlsares más viejos giran cientos de veces por segundo. Estos púlsares de milisegundos han sido rotados y "rejuvenecidos" mediante la aceleración de materia de una estrella compañera.

"Los radioastrónomos descubrieron el primer púlsar de milisegundos hace 28 años," dijo Paul Ray, en el Laboratorio de Investigación Naval en Washington, DC. "Ubicarlos con una inspección de radio de todo el cielo requiere una inmensa cantidad de tiempo y esfuerzo, y sólo hemos encontrado un total de 60 en el disco de nuestra galaxia desde entonces. Fermi nos apunta a objetivos específicos. Es como tener un mapa del tesoro."

Los púlsares de milisegundos son los relojes más precisos de la naturaleza, con la estabilidad a largo plazo de sub-microsegundos que desafía a los relojes atómicos creados por el hombre. El monitoreo preciso de cambios en el ritmo de los púlsares de milisegundos en todo el sistema del cielo pueden permitir la primera detección directa de ondas gravitacionales.

"El Sistema de Posicionamiento Global usa mediciones de retraso del tiempo entre los relojes de satélites para determinar dónde estás en la Tierra," explicó Scott Ransom, del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia. "De la misma forma, al monitorear los cambios en el ritmo en una constelación de púlsares de milisegundos adecuados distribuidos en el cielo, podríamos ser capaces de detectar el fondo acumulativo del paso de ondas gravitacionales."

Las fuentes detectadas por Fermi no están asociadas con ningún objeto emisor de rayos gamma conocido y no presentan evidencia de comportamiento pulsante. Sin embargo, los científicos consideraron que probablemente la mayor parte de las fuentes no identificadas serían púlsares.

Para una observación más detallada en longitudes de onda, Ray organizó Consorcio de Búsqueda de Púlsares Fermi y llamó a un grupo de radioastrónomos con experiencia en el uso de cinco de los más grandes radiotelescopios del mundo: el Observatorio Nacional de Radioastronomía, el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank, el Observatorio Parkes en Australia, el Radiotelescopio Nancay en Francia, el Radiotelescopio Effelsberg en Alemania y el Radiotelescopio Arecibo en Puerto Rico.

Después de estudiar unos 100 objetivos, y con un intenso análisis de datos aún en marcha, los nuevos objetos comenzaron a surgir.

"Otras inspecciones tomaron una década para encontrar esta cantidad de púsares que tenemos," dijo Ransom, quien dirigió uno de los grupos del descubrimiento. "Tener a Fermi diciéndonos dónde tenemos que mirar es una gran ventaja."

De los nuevos objetos, cuatro son conocidos como "viudas negras", porque la radiación del púlsar reciclado está destruyendo a la estrella que lo ayudó a acelerar su rotación.

"Algunas de estas estrellas han disminuído sus masas al equivalente de decenas de Júpiters," dijo Ray. "Hemos duplicado el número conocido de estos sistemas en el disco de la galaxia y eso nos ayudará a comprender mejor cómo evolucionan."

Cómo se aceleran los púlsares
Arriba: Animación del proceso de aceleración de un púlsar al recibir materia de una estrella compañera. Crédito: NASA.

Más información:
Artículo en la NASA
Página de la Misión Fermi

Fuente: NASA.

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domingo, 13 de diciembre de 2009

Fermi descubre la mayor explosión de un blazar en una galaxia distante

Astrónomos pertenecientes al equipo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, han identificado explosiones en el objeto como 3C 454.3, una galaxia activa ubicada a unos 7,2 mil millones de años luz en la constelación de Pegaso.

Como galaxia activa es excepcional: desde el 15 de septiembre empezó a mostrar erupciones y actualmente es más de diez veces más brillante de lo que era en el verano (boreal).

Izquierda: Comparación de 3C 454.3 en noviembre y diciembre de 2009. Crédito: NASA/DOE/Colaboración de Fermi LAT.

"Estamos buscando el origen de un jet (chorro) de partículas impulsado por el agujero negro supermasivo," dijo Gino Tosti en el Instituto Nacional de Física Nuclear en Perugia, Italia. "Algún cambio dentro de ese jet -no sabemos qué- es probablemente responsable de esas erupciones."

Los blazares como otras galaxias activas, emiten jets de partículas opuestamente dirigidos que viajan a velocidades cercanas a la de la luz, cuando la materia cae hacia el centro de los agujeros negros supermasivos. Lo que hace que un blazar sea tan brillante en rayos gamma es su orientación: en este caso, uno de los jets parece estar apuntando en nuestra dirección.

La mayor parte del tiempo, la fuente más brillante persistente del cielo en la banda de rayos gamma es el púlsar de La Vela, el cual está a una distancia cercana a los 1.000 años luz.

"3C 454.3 está millones de veces más lejos, pero aún así la erupción actual lo hace doblemente más brillante que el de La Vela," dijo Lise Escande en el Centro de Estudios Nucleares en Gradignam, cerca de Bordeaux, Francia. "Eso representa una increíble emisión de energía, y una que la fuente no puede sostener por mucho tiempo."

De acuerdo a Massimo Villata en el Observatorio Torino de Italia, 3C 454.3 también expulsa en longitudes de onda de radio y visible. "En luz roja, el blazar brilló por más de dos veces y media a una magnitud de 13,7, y también es muy brillante a altas frecuencias de radio."

El equipo de Fermi alerta a los astrónomos para que monitoreen el evento en la mayor cantidad de longitudes de onda como sea posible. "Es lo mejor para comprender lo que sucede dentro de ese jet," dijo Tosti.

¿Qué es un blazar?
Los blazares son objetos muy compactos asociados a un tipo especial de núcleo galáctico activo (AGN) y que emiten un jet (chorro, en inglés) relativístico, es decir, que tiene una velocidad próxima a la de la luz.

Se considera que son quásares, pero la diferencia estriba en que en este caso el jet está dirigido hacia nuestra dirección, por lo que su intensidad es mayor y su variabilidad es notable.

Los blazares se clasifican en dos grupos:
Quásares: también llamados Quásares Variables Ópticamente Violentos (OVVQ, por sus siglas en inglés). Son objetos catalogados como potentes radio galaxias.
Objetos BL Lacertae: denominados comúnmente como objetos BL Lac o BL Lacs. A diferencia de los OVVQ, son fuentes de radio débil.

Los dos grupos se encuentran asociados a galaxias elípticas gigantes.

Crédito: Universidad de Michigan.

Más información:
Sitio oficial de Fermi
Página de Fermi en la NASA

Fuente: NASA.

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