Primera detección de la atmósfera de una superTierra

Esta impresión artística muestra la superTierra 55 Cancri e enfrente de su estrella madre. Utilizando observaciones realizadas con el telescopio de la NASA / ESA Hubble y nuevo software analítico, los científicos fueron capaces de analizar la composición de su atmósfera. Fue la primera vez que esto ha sido posible. La superTierra Cancri 55 e está a unos 40 años luz de distancia y orbita una estrella ligeramente más pequeña, más fría y menos luminosa que nuestro Sol. El planeta está tan cerca de su estrella madre, que un año dura sólo 18 horas, y se piensa que las temperaturas en la superficie pueden llegar a alrededor de 2.000 grados centígrados. Crédito: ESA / Hubble, M. Kornmesser








Por primera vez, los astrónomos fueron capaces de analizar la atmósfera de un exoplaneta en la clase conocida como superTierras. Utilizando los datos recogidos por el Telescopio de NASA / ESA Hubble y nuevas técnicas de análisis, el exoplaneta 55 Cancri e se ha desvelado que tiene una atmósfera seca y sin ningún indicio de vapor de agua. Los resultados, se publicaron en la revista Astrophysical Journal, indican que la atmósfera se compone principalmente de hidrógeno y helio.


El equipo internacional, dirigido por científicos del University College de Londres (UCL) en el Reino Unido, hizo observaciones del cercano exoplaneta 55 Cancri e, una superTierra con una masa de ocho masas terrestres. Se encuentra en el sistema planetario de 55 Cancri, una estrella a unos 40 años luz de la Tierra.

Utilizando observaciones realizadas con el Wide Field Camera 3 (WFC3) a bordo del telescopio Hubble de la NASA, los científicos fueron capaces de analizar la atmósfera de este exoplaneta. Esto hace que sea la primera detección de gases en la atmósfera de una superTierra. Los resultados permitieron al equipo examinar la atmósfera de 55 Cancri e en detalle y revelaron la presencia de hidrógeno y helio, pero no hay vapor de agua. Estos resultados sólo fueron posibles gracias a la explotación de una técnica de procesamiento de nuevo desarrollo.

"Este es un resultado muy emocionante porque es la primera vez que hemos sido capaces de encontrar las huellas espectrales que muestran los gases presentes en la atmósfera de una superTierra", explica Angelos Tsiaras, un estudiante de doctorado en la UCL, que desarrolló la técnica de análisis junto con sus colegas Ingo Waldmann y Marco rocchetto. "Las observaciones de la 
atmósfera de 55 Cancri e indican que el planeta ha logrado acumular una cantidad significativa de hidrógeno y helio de la nebulosa de la cual se formó originalmente."

Las superTierras como 55 Cancri e se cree que son el tipo más común de planeta en nuestra galaxia. Han adquirido el nombre de 'superTierras', ya que tienen una masa mayor que la de la Tierra, pero aún son mucho más pequeños que los gigantes gaseosos del Sistema Solar. El instrumento WFC3 en el Hubble ya se ha utilizado para sondear las atmósferas de otras dos superTierras, pero se encontraron características espectrales en los estudios anteriores.

55 Cancri e, sin embargo, es una inusual superTierra que orbita muy cerca de su estrella madre. Un año en el exoplaneta tiene una duración de sólo 18 horas y las temperaturas en la superficie pueden llegar a alrededor de 2.000ºC. Debido a que el exoplaneta orbita alrededor de su estrella a una distancia tan pequeña, el equipo fue capaz de utilizar las nuevas técnicas de análisis para extraer información sobre el planeta, durante sus tránsitos por delante de la estrella madre.

Las observaciones se realizaron mediante el escaneo del instrumento WFC3 muy rápidamente a través de la estrella para crear un número de espectros. Mediante la combinación de estas observaciones y procesamiento a través de software analítico, los investigadores fueron capaces de descifrar el espectro de 55 Cancri e.

Impresión artística de 55 Cancri e. Crédito: NASA / ESA Hubble






"Este resultado da una primera visión de la atmósfera de una superTierra. Ahora tenemos pistas sobre como es el planeta actualmente y cómo se podría haber formado y evolucionado, y esto tiene implicaciones importantes para la 55 Cancri e y otras superTierras ", dijo Giovanna Tinetti, también de la UCL, Reino Unido. Curiosamente, los datos también contienen indicios de la presencia de cianuro de hidrógeno, un marcador de atmósferas ricas en carbono.

"Tal cantidad de cianuro de hidrógeno indicaría una atmósfera con una muy alta proporción de carbono a oxígeno", dijo Olivia Venot, Universidad Católica de Lovaina, que desarrolló un modelo de química atmosférica de 55 Cancri e que apoyó el análisis de las observaciones.

"Si la presencia de cianuro de hidrógeno y otras moléculas se confirma dentro de unos años antes de la próxima generación de telescopios infrarrojos, apoyaría la teoría de que este planeta es de hecho rico en carbono y un lugar muy exótico", concluye Jonathan Tennyson, UCL. "El cianuro de hidrógeno o ácido prúsico, es altamente venenoso, por lo que tal vez no es un planeta que me guste vivir allí"

Los resultados fueron resumidos por Tsiaras et al. en el periódico "La detección de una atmósfera alrededor de la superTierra 55 Cancri e", que fue publicado en la revista Astrophysical Journal.

En busca de nuevas Tierras y la vida en el Universo

Ilustración que imagina 51 Pegasi b desde la superficie. El primer planeta descubierto fuera de nuestro Sistema Solar en 1995.






Hace más de veinte años, en Ginebra, un estudiante de doctorado, Didier Queloz descubrió un planeta en órbita alrededor de otro sol, algo que los astrónomos habían predicho, pero nunca encontrado. Hoy en día continúa su caza de mundos extremos terrestres y gemelos de la Tierra en Cambridge.


Cuando los números empezaron a filtrarse a través del espectrógrafo que mide pequeños cambios a la luz de las estrellas lejanas, Didier Queloz en un primer momento pensó que estaban equivocados. Desde luego, no pensaba que había descubierto un exoplaneta. Lo comprobó y volvió a comprobar.

"En algún momento me di cuenta de que la única explicación podría ser que los números estaban en lo correcto."

Hoy en día, muchos consideran el descubrimiento de 51 Pegasi b por Queloz y Michel Mayor, Profesor de la Universidad de Ginebra en 1995 como un momento en la historia de la astronomía que cambió para siempre la forma de entender el universo y nuestro lugar en él. Fue la primera confirmación de un exoplaneta - un planeta que orbita alrededor de una estrella que no es nuestro Sol. Hasta entonces, aunque los astrónomos habían especulado sobre la existencia de estos mundos distantes, nunca había sido encontrado ningún planeta que no fuera los de nuestro propio sistema solar.

"Durante siglos, sólo tuvimos un solo ejemplo de nuestro propio sistema solar en el que basar nuestro conocimiento de los planetas", dice Queloz, que se trasladó al Departamento de Física de Cambridge hace dos años. "Si quieres entender la botánica, que no iban a construir la imagen botánica de una sola flor, se necesita todas las demás."

De los 1.900 exoplanetas confirmados que ahora han sido encontrados, una décima parte de ellos por el propio Queloz, muchos de ellos son diferentes a todo lo que nunca imaginamos, desafiando las teorías actuales de formación planetaria.

A cincuenta años luz de la Tierra, el exoplaneta 51 Pegasi b se asemeja al gigante de gas Júpiter. Pero a diferencia de nuestro primo lejano, que se encuentra en los límites más lejanos de nuestro sistema solar y tarda 10 años en orbitar alrededor del Sol, 51 Pegasi b' orbita a su sol cada cuatro días. Ha sido aclamado como un ejemplo de una nueva clase de planetas 'tostadores' o 'Júpiter calientes' y ha llevado a los científicos a preguntarse si los planetas grandes son capaces de migrar más cerca de sus soles lo largo de millones de años.

"Nos sorprende constantemente la diversidad de otros mundos", dice Queloz. SúperTierras como el planeta volcánico 55 Cancri e, con una temperatura de mil grados; planetas salvajes como PSO J318.5-22, que deambulan libremente entre las estrellas; 

Kepler-186F, que está iluminado por la luz de una estrella roja; y el helado Kepler-16b con su doble puesta de sol. "Para algunos, que ni siquiera tenemos nombres para describir como son."

Pero, hasta ahora, ningún planeta que se haya descubierto podría ser considerado un gemelo de nuestro propio planeta. 

"Estamos encontrando planetas de un tamaño similar y la masa de la Tierra, pero nada a la temperatura adecuada - llamada la zona Ricitos de Oro, que es la zona habitable lo suficientemente cerca del Sol para ser calentado por ella, pero no tan cerca que la presencia de agua y la vida sería imposible ", explica Queloz.

"Por supuesto, la pregunta que a todos nos gustaría responder es si hay vida ahí fuera, porque somos curiosos y no podemos resistir - es cómo somos", dice Queloz.

Queloz cree que estamos en nueva era en que la caza de Tierras se acerca rápidamente. "Los últimos 20 años se han visto una caza brutal de exoplanetas. Ahora todo el mundo desea encontrarlos. Para encontrar un gemelo de la Tierra, sin embargo, tenemos que mirar a los planetas específicos durante más tiempo."

No es posible ver un exoplaneta directamente - está demasiado cerca de una fuente de luz cegadora, su estrella - por lo que los astrónomos utilizan dos técnicas para mirar indirectamente. Centrándose en una estrella, utilizan el telescopio Kepler de la NASA para buscar la atenuación de la luz estelar como los tránsitos de los planetas en frente de ella. A partir de éste, calculan el tamaño y la temperatura del planeta.

El avance que Queloz y Mayor usaron fue una técnica pionera para buscar signos en la "oscilación" causada por la atracción gravitacional ejercida por el planeta en la estrella a medida que la orbita. La técnica necesaria puede ser lo suficientemente precisa para detectar una oscilación de sólo 10 m/s - la velocidad de un hombre corriente. Para poner esto en contexto, la Tierra se mueve a la velocidad de 30.000 km /s".

La tecnología actual funciona bien para encontrar grandes exoplanetas, pero para encontrar planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable los astrónomos tienen que mirar a estrellas más pequeñas, y necesitan superar el "ruido estelar ', o la variabilidad natural en los datos causada ​​por los movimientos físicos de gas en la superficie de la estrella.

"Este ruido reduce nuestro progreso, pero creemos que se puede superar mediante un análisis cuidadoso y mediante la ampliación de la duración del tiempo en que somos capaces de observar un planeta," añade Queloz. "

Intensivas carreras en un pequeño número de estrellas donde una observación se lleva a cabo todas las noches durante años es mucho más valiosa que los datos irregularmente espaciados tomados durante años."

A medida que mejoran las técnicas y con el futuro lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, los astrónomos serán capaces de ver si existen las moléculas básicas de la vida - carbono, oxígeno e hidrógeno - presentes en la atmósfera de los exoplanetas, abriendo la posibilidad de la comprensión de su astrobiología y la geofísica.

"Mi sensación es que se encontrará vida, aunque la vida como nosotros la entendemos puede ser extremadamente rara porque de lo contrario probablemente hubiéramos visto algo", añade. "Puede pasar mucho tiempo hasta que los científicos puedan encontrar vida, pero tal vez eso es parte de la diversión - sería demasiado fácil en caso contrario."

En la puerta de la oficina de Queloz hay un cartel de burla publicado por la NASA celebrando los 20 años de descubrimientos de exoplanetas, ofreciendo saludos de la Agencia de viajes del exoplaneta, sugiriendo a 51 Pegasi b como el destino de un sueño, o de hecho "cualquier planeta que desee está mucho más allá de nuestro sistema solar ." ¿Podría ser esta la realidad algún día? "Es demasiado difícil de decir," dice Queloz. "Pero yo espero el envío de una pequeña sonda de quizás unos pocos gramos de peso podría ser posible enviar en el próximo siglo."

En un momento dado en los últimos años, Queloz encontraba un exoplaneta a la semana. Su caza de Tierras se ha desacelerado, mientras que ahora se centra en mejorar el equipo y las técnicas que él cree que le ayudarán a encontrar un gemelo de la Tierra. Pero la emoción nunca se va, dice. "Debo admitir que cada vez que encuentro un planeta me siento como un niño -. Que es una sorpresa, porque es un sistema nuevo. Solía ​​bromear con gente que me pregunta acerca de la ciencia ficción "¡La realidad es mucho más emocionante y diversa que cualquier película de ciencia ficción que tu puedas imaginar!"

Planeta masivo errante en Beta Pictoris

En la concepción de este artista, un planeta errante se desplaza a través del espacio. Crédito: Christine Pulliam (CfA) Un planeta errante masivo se ha descubierto en movimiento en el grupo Beta Pictoris. El planeta, llamado PSO J318.5338-22.8603, es más de ocho veces la masa de Júpiter. Debido a que es uno de los pocos exoplanetas fotografiados directamente que conocemos, y es accesible para su estudio por espectroscopia, este enorme planeta será extremadamente importante para nuestra comprensión de la formación y evolución planetaria.






La mayoría de los planetas fuera de nuestro sistema solar no son directamente observables. Se descubren cuando transitan por delante de su estrella anfitriona. Así es como la misión Kepler descubre exoplanetas. Después de eso, sus propiedades son inferidas por sus interacciones gravitacionales con su estrella y con cualesquiera de otros planetas en su sistema. Podemos llegar a saber mucho sobre sus órbitas, de forma muy detallada, pero el estudio de los planetas con la espectroscopia es una harina de otro costal.

El equipo de investigadores, dirigido por K. Allers, de la Universidad de Bucknell, utilizó el telescopio Gemini Norte, y su espectrógrafo infrarrojo cercano, para encontrar el radial del PSO y sus velocidades de rotación. Como se informó en un proyecto de estudio el 20 de enero, PSO J318.5338-22.8603 se confirmó como un miembro del grupo en movimiento Beta Pictoris, un grupo de jóvenes estrellas, con una edad conocida.

El grupo en movimiento Beta Pictoris es un grupo de estrellas que se mueven juntas por el espacio. Puesto que están juntas, se entiende que se forme al mismo tiempo, y de tener la misma edad. Confirmando que PSO es un miembro de este grupo también se confirmó la edad del PSO.

Beta Pictoris b-está en órbita alrededor de la estrella de escombros en el disco de Beta Pictoris. Imagen: ESA / AM LeGrange et. Alabama.







Una vez que se conoce la edad de PSO, se confirma su identidad como un planeta. Sin conocer la edad, es imposible descartarlo como una enana marrón, una "estrella fallida" que carece de los medios para iniciar la fusión.

Este nuevo planeta errante es de 8,3 + o - 0,5 veces la masa de Júpiter, y su temperatura es de unos 1130 K. Los espectros de la serie Gemini alcance indican que el planeta gira entre 5 hasta 10.2 horas, y que su velocidad radial se encuentra dentro del envolvente de los valores para este grupo. Según los investigadores, la determinación de estas propiedades significa con precisión que PSO J318.5338-22.8603 es "un punto de referencia importante para los estudios de jóvenes planetas, fotografiados directamente."

PSO está en una posición intermedia en términos de otros planetas en el grupo en movimiento Beta Pictoris. 51 Eridani-b es otro planeta obtenido con imágenes directas, sólo ligeramente más grande que Júpiter, descubierto en 2014. El tercer planeta en el grupo es Beta Pictoris b, que se piensa que es casi 11 veces más masivo que Júpiter.

Los planetas libres o errantes como PSO J318.5338-22.8603 son importantes debido a que no están cerca de una estrella. La luz de una estrella domina los alrededores de la estrella, y hace que sea difícil discernir mucho el detalle en los planetas que orbitan alrededor de la estrella. Ahora que PSO se confirma como un planeta, en lugar de una enana marrón, este estudio sumará a nuestro conocimiento de la formación planetaria .

¿Fue el Big Bang un agujero negro?

¿Por qué llamamos el Big Bang ( Gran Explosión ) a una singularidad, cuando también llamamos agujeros negros singularidades?

El universo está lleno de coincidencias. Al igual que el tamaño de la Luna y el Sol en el cielo, a pesar de que estamos tan lejos. O la forma de la nebulosa de Pac Man o la Nebulosa del Asistente, las coincidencias están en todas partes.

Pero aquí hay una coincidencia bastante extraña, y tiene que ver con la naturaleza del universo mismo. 

Usted sabe que un agujero negro es una región del espacio donde la materia y la energía han sido trituradas tan densamente que la velocidad de escape de la gravedad supera la velocidad de la luz.

No sabemos qué tan grande son los agujeros negros, pero es posible que hayan sido aplastados en una región infinitamente densa, conocido como singularidad.

Esa palabra aparece cuando hablamos de la formación del universo; el Big Bang. Volver al comienzo, hace 13,8 millones de años, todo en el universo entero fue aplastado hacia una región de densidad infinita. Y entonces, en una fracción de un segundo, todo se expandió.

Los astrónomos llaman a esta región de densidad infinita la singularidad del Big Bang.

Esto no puede ser sólo una coincidencia, ¿verdad? Es la misma palabra.

¿Era la singularidad del Big Bang sólo una muy grande singularidad de un agujero negro? Un agujero negro con toda la masa del universo dentro de ella?

Por el Dr. Paul Matt Sutter

Fuente : Universetoday

Se ha encontrado un planeta supergigante rocoso

Ilustración de un planeta grande, rocoso similar a BD+20594b  descubierto recientemente. Crédito: JPL-Caltech / NA






Pensamos que entendemos lo grande que pueden conseguir ser los planetas rocosos. Pero la mayor parte de nuestra comprensión de la formación planetaria y el desarrollo del sistema solar proviene de la observación directa de nuestro propio sistema solar. Simplemente no podíamos ver cualquier otro, y no teníamos forma de saber qué típico o extraño podría ser nuestro propio sistema solar.


Pero gracias a la nave espacial Kepler, y su capacidad para observar y recopilar datos de otros sistemas solares lejanos, ahora ha encontrado un planeta rocoso que es más grande de lo que pensamos que podría ser. El planeta, denominado BD + 20594b, es la mitad del diámetro de Neptuno, y compuesto en su totalidad de la roca.

El planeta, cuya existencia fue reportada el 28 de enero en arXiv.org por el astrofísico Nestor Espinoza y sus colegas de la Universidad Católica de Chile en Santiago, está a más de 500 años luz de distancia, en la constelación de Aries.

BD + 20594b es aproximadamente 16 veces más masivo que la Tierra y la mitad del diámetro de Neptuno. Su densidad es de aproximadamente 8 gramos por centímetro cúbico. Fue descubierto por primera vez en 2015, ya que pasó entre Kepler y su estrella madre . Como muchos de los descubrimientos, hubo un poco de suerte. La estrella madre de BD + 20594b es excepcionalmente brillante, lo que permitió observaciones más detalladas que la mayoría de los exoplanetas.

El descubrimiento de BD + 20594b es importante por un par de razones: En primer lugar, nos muestra que hay más en juego en la formación planetaria de lo que pensábamos. Hay más variedad en la composición planetaria de lo que podríamos haber conocido si sólo miramos nuestro propio sistema solar. En segundo lugar, la comparación de BD + 20594b a otros planetas similares, como Kepler-10c candidato anterior del mayor planeta rocoso da a los astrofísicos un excelente laboratorio de observación para poner a prueba nuestras teorías de formación planetaria.


También destaca la importancia permanente de la misión Kepler que confirma la existencia gran variedad de exoplanetas, y nos muestra qué tan comunes son. Sin embargo, descubrimientos de este tipo, confirman la fuerza de Kepler en mostrarnos las maravillas de mundos lejanos y que nuestra comprensión de la formación planetaria no era tan completa como pensábamos.

Encontradas las Ondas Gravitacionales, Einstein tenía razón

Una simulación de dos agujeros negros que se fusionan, creando ondas gravitacionales. Crédito: LIGO.

Las ondas gravitacionales fueron predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein en 1916, y ahora, exactamente 100 años después, se han encontrado ondas débiles a través del espacio-tiempo. El Observatorio avanzado de ondas gravitacionales Interferometría Láser (Aligo) ha logrado la primera medición directa de ellas.

"Ya tenemos una evidencia indirecta de la emisión de ondas gravitacionales del pulsar binario, del sistema Hulse-Taylor Esta medida de Aligo proporciona la primera detección directa y confirma lo que nuestros modelos y resultados de simulación han sugerido -. Einstein tenía razón," dijo Christopher Fryer, del Laboratorio Nacional de Los Álamos e investigador en este campo.

"Trabajamos con expertos en transporte de radiación y física atómica en la simulación avanzada y el programa de Computadoras en Los Alamos. Miembros del centro de astrofísica teórica están modelando los resultados de la emisión para comparar los modelos teóricos con las observaciones directas," dijo Charlie McMillan, director del Laboratorio Nacional de Los Álamos. "Esto es un sello distintivo del sistema nacional de laboratorios y Los Alamos está complacido de haber participado en un descubrimiento de esta magnitud."

Una fuente primaria de ondas gravitacionales es una serie de eventos astronómicos llamadas fusiones de objetos compactos, que implican la fusión de sistemas binarios que consisten en estrellas de neutrones y / o agujeros negros . "La observación real era de una fusión de un agujero negro. Esto demuestra que el observatorio Aligo puede detectar estas fusiones compactas. El proceso de detección para las fusiones de las estrellas de neutrones es el mismo y nuestros modelos predicen cada cuando ocurrirá. Las observaciones de fusiones de estrellas de neutrones nos ayudarán a entender una gran cantidad de física y astronomía. Las perspectivas de la ciencia en ondas gravitatorias son muy emocionantes ", dijo Fryer.

Elseguimiento electromagnético, en Los Alamos y en otras partes, se centra en lo que podemos aprender de las fusiones de las estrellas de neutrones. Es este tipo de fenómeno que los científicos informáticos, físicos y expertos en astronomía han estado explorando y esperando y el uso de computadoras para modelar muchos de los componentes de la fusión ayuda a comprender y predecir la física básica con mayor claridad.

Aligo en sí consta de un conjunto de dos interferómetros muy distantes entre sí en Hanford, Washington y el otro en Livingston, Louisiana, que son operados de forma conjunta para detectar las ondas gravitacionales producidas en el estado final de estos sistemas se fusionan.

"Más allá de la detección de ondas gravitacionales , Aligo proporciona una nueva ventana en el estudio de la astrofísica transitoria. Astrónomos de todo el mundo han estado estudiando cómo las observaciones de Aligo, junto con los radiotelescopios y de rayos gamma, se pueden utilizar para sondear la física extrema en estas explosiones cósmicas ", dijo Fryer.

"A pesar de que el modelado y las observaciones de estas fuentes de ondas gravitacionales es difícil y que requiere modelos detallados, el potencial para estudiar eventos de astroísica y comprender nuevos fenómenos transitorios es tremendo. Los Alamos puede resolver estos problemas, "dijo Fryer.

"Nuestro programa de estudio se centraba en la probabilidad de un agujero negro binario", declaró Fryer, "y es gratificante ver que esta primera detección es exactamente un sistema de este tipo. Cuando Aligo detecte más de estas fusiones nos será más fácil investigar aspectos de la evolución estelar ".

Trabajamos con un equipo de expertos de muchos campos de la física y la astronomía, incluyendo la materia densa nuclear, la evolución estelar binaria, las explosiones de rayos gamma y el modelado computacional multi-física, así que podemos aprender mucho de estas detecciones de ondas gravitacionales. El equipo utiliza una combinación de cálculos de fusión de Newton, la ecuación de estudios de estrellas de neutrones, y simulaciones para modelar el resultado de la fusión de las dos estrellas de neutrones.

Los investigadores determinaron la probabilidad estadística de que el remanente de la fusión

1) Colapsa directamente a un agujero negro,

2) Colapsa en un agujero negro después de un retraso, o

3) Sigue siendo una estrella de neutrones.

Si el núcleo es un agujero o una estrella de neutrones negro depende de si es más masivo que la masa máxima de la estrella de neutrones en su velocidad de giro.

¿Qué es la energía oscura?

Impresión artística del radiotelescopio SKA (Square Kilometre Array). Crédito: SKA Oficina de Desarrollo de Proyectos y Swinburne Astronomy Producciones / Wikimedia, CC BY-SA






Vivimos en tiempos interesantes. Durante miles de años, hemos pensado que sabíamos que todo en el universo estaba hecho de: la materia normal, de esos que conforman los elementos de la tabla periódica.

Sin embargo, el descubrimiento en 1990 que una fuerza completamente desconocida dobló la energía oscura que compone el 70% del cosmos - haciendo que se expanda a un ritmo acelerado. Desde entonces, los astrónomos han comenzado a invertir miles de millones de euros en experimentos que pretenden averiguar este fenómeno misterioso. Lo que descubrirán garantiza cambiar la física para siempre.


¿Qué está ocurriendo ahora?

Desde las cimas de las montañas de Chile y Hawai, varios telescopios se han equipado con nuevas cámaras para a hacer mapas de grandes áreas del cielo. El Kilo Degree Survey, el Dark Energy Survey, y HyperSuprimeCam Survey están mapeando alrededor del 10% del cielo en luz visible.

La idea es ver cómo se agrupan las galaxias y otras estructuras a través del cielo. Una forma de hacer esto es medir "efecto lente", un efecto donde la luz de las galaxias lejanas es distorsionada por la materia en su camino hacia nosotros, lo que revela parte de la materia en el universo. La energía oscura tiene impacto en esto porque detiene la formación de acumulación de materia oscura, la cual empuja a todo. Esto también se puede medir observando los espectros, que separa la luz estelar en sus longitudes de onda constituyentes, muy similar a lo que hace un prisma hace con la luz del sol, desde las galaxias.

Imagen compuesta del cúmulo de galaxias por el Dark Energy Survey. Los puntos brillantes con líneas blancas horizontales son estrellas de nuestra propia galaxia. UCL ciencias físicas y matemáticas / FLICKR, CC BY-SA







Otra técnica de medición se basa en las supernovas de seguimiento, que son destellos brillantes de luz que observamos cuando las estrellas masivas mueren. Debido a que la física de las estrellas está relativamente bien entendida, la cantidad de luz que se emite se puede determinar con mucha precisión. Por lo tanto, midiendo el brillo de las supernovas, sus distancias pueden medirse, ayudándonos rastrear cómo se mueven, como resultado de la expansión del universo.


Los experimentos del futuro


Cada uno de estos experimentos planea tener pronto sus primeros resultados. Sin embargo no son exploradores de energía oscura construidos a propósito. Para obtener los resultados más fiables, los astrónomos han vuelto a la mesa de diseño y han modificado los intrumentos para gran alcance. Ahora los experimentos con cámaras más grandes pueden mapear partes más grandes del cielo.


Uno de ellos es Euclides, un nuevo satélite que está siendo construido por la Agencia Espacial Europea. Debido a que su lanzamiento será en el 2020, en sólo cinco años va a cambiar fundamentalmente nuestra visión del cielo al tomar imágenes de alta resolución, al igual que el telescopio espacial Hubble que hizo un estudio de una parte del cielo. Euclides utilizará tanto el efecto lente y enfoques de agrupamiento de galaxias para trazar un mapa de la mitad del cielo.

Allá en Chile, el Gran Telescopio de 8 metros para Rastreos Sinópticos (LSST) está en construcción. También pretende observar la mitad del cielo, pero desde tierra. En comparación con Euclides, que hará una sola imagen de muy alta resolución del cielo, LSST tomará imágenes de menor resolución (enmascaradas por la atmósfera). Sin embargo, su aspecto único es que va a crear una película del cielo tomando cientos de fotos durante más de una década, por lo que es una poderosa herramienta para la detección de supernovas.

Mientras tanto, el Square Kilometer Array (SKA) observará el cielo en longitudes de onda de radio a través de una red de antenas de radio, que se puede transmitir a cientos de kilómetros de distancia. El SKA tendrá una red de radiotelescopios juntos desde el Sahara hasta Sudáfrica, y en Australia, como fuera un único telescopio del tamaño de un continente.

En 2010, Estados Unidos usó una estrategia para la astronomía durante una década y es que propuso combinar un experimento de la energía oscura y un telescopio de exoplanetas en uno solo. El concepto que nació fue llamado WFIRST - un escaneo de telescopio espacial de ondas de infrarrojo cercano. En 2012 la Oficina de Reconocimiento Nacional de Estados Unidos ofreció donar dos "satélites espías", no utilizados del mismo tamaño que el telescopio espacial Hubble, pero con un campo de visión más amplio. Uno de estos satélites ahora forma el centro del experimentos y se espera ponerlo en marcha a mediados de la década de 2020.

Si bien cada uno de estos telescopios trabajarán de forma aislada, los cosmólogos se están dando cuenta de que van a lograr más mediante la combinación de la información de todos ellos. Debido a que son de efectos muy diferentes y existen problemáticas tales como las causadas por defectos de los instrumentos que se pueden eliminar mediante la comparación de los resultados. De hecho, estamos creando un solo súpertelescopio para la humanidad.



¿Qué podrían encontrar?


A pesar de que todavía no sabemos lo que es la energía oscura, hay tres hipótesis principales para ello:


Energía del vacío. Algunos creen que la energía oscura es simplemente un mar constante de energía con algún valor particular que llena el espacio. Pero si este es el caso, ¿por qué tiene ese valor particular que observamos en lugar de otra cosa? Después de todo si fuera sólo un poco más alta que el universo se notaría mucha diferencia. Al no encontrar una "explicación natural" de por qué el universo está tan afinado para que haya vida inteligente, algunos cosmólogos recurren al Principio Antrópico, que establece que el universo tiene esta energía, porque si no fuera así, no estaríamos aquí para hablar de ello. 
Pero tal vez es sólo uno de un multiverso de universos paralelos donde la energía de vacío puede ser diferente en cada uno?


La energía oscura es como una máquina anti-gravedad. Funciona para empujar al universo aparte. Al ajustar la teoría de la gravedad de Einstein, o mediante la creación de nuevas teorías de la gravedad, los cosmólogos han descubierto que la energía oscura podría indicar que nuestra comprensión de la gravedad está mal. La gravedad atrae, pero tal vez es repulsiva en escalas cósmicas.


Un nuevo campo de Higgs. Los cosmólogos estaban muy contentos cuando se descubrió el bosón de Higgs, en parte porque es una manifestación de un "campo de Higgs" - el primer "campo escalar" fundamental observado en la naturaleza. Un campo escalar es el que tiene un valor en cada punto del espacio-tiempo, pero sin dirección. Un ejemplo cotidiano podría ser un mapa de 
presión en la predicción del tiempo (valores de todo el mundo, pero sin dirección). Un mapa del viento, por otra parte, no es un campo escalar, ya que tiene la velocidad y la dirección general.

Aparte de Higgs, todas las partículas en la naturaleza se asocian con "campos cuánticos" que son como la analogía de los mapas eólicos. Se ha teorizado que, al igual que Higgs, la energía oscura podría ser otro ejemplo de un campo escalar. Por supuesto, todas estas explicaciones puede estar equivocadas y la energía oscura podría ser algo aún más extraño. Pero gracias a los esfuerzos que se pondrán en la próxima década, parece que estamos cerca de descubrirlo.