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Un histórico estallido de rayos gamma detectado en el corazón de una antigua galaxia

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Un histórico estallido de rayos gamma detectado en el corazón de una antigua galaxia

Un equipo internacional de astrónomos descubrió un estallido largo de rayos gamma en una galaxia antigua, probablemente causado por la fusión de dos estrellas de neutrones separadas, lo que desafía la comprensión convencional de las causas de estos estallidos. El equipo usó múltiples telescopios para analizar el estallido de 2019 y, aunque se están considerando otras posibles causas, esperan que las observaciones futuras aclaren los orígenes del fenómeno.

Por primera vez, un equipo internacional de astrónomos ha observado un largo estallido de rayos gamma cerca del centro de una antigua galaxia. Esto es especial porque este tipo de estallidos de rayos gamma generalmente ocurren cuando las estrellas masivas colapsan o cuando las estrellas de neutrones giran durante mucho tiempo, y no existen tales estrellas en el centro de las galaxias antiguas. El equipo, dirigido por Andrew Levan (Universidad de Radboud), publicó sus hallazgos en astronomía natural.

El consenso general fue que los estallidos largos de rayos gamma de al menos unos segundos solo pueden ocurrir cuando una estrella muy pesada colapsa en una supernova al final de su vida. En 2022, se descubrió un segundo desencadenante potencial de estallidos largos de rayos gamma cuando dos estrellas grandes, que habían girado una hacia la otra durante toda su vida, se convirtieron al final en estrellas de neutrones y colisionaron en una kilonova. Sin embargo, en 2023, parece que los estallidos largos de rayos gamma pueden ocurrir de una tercera forma.

«Nuestros datos indican que este es un caso de dos estrellas de neutrones separadas que se fusionan. Así que no son estrellas de neutrones que han estado juntas toda su vida”, dice el investigador principal Andrew Levan (Universidad de Radboud). Sospechamos que las estrellas de neutrones fueron unidas por la gravedad. de las muchas estrellas circundantes en el centro de la galaxia».

El equipo de investigadores estudió las consecuencias de un estallido de rayos gamma observado por el Observatorio Neil Gehrels Swift el 19 de octubre de 2019. Lo hicieron utilizando el Telescopio Gemini Sur en Chile, el Telescopio Óptico Nórdico en la isla canaria de La Palma y el[{» attribute=»»>Hubble Space Telescope.

Their observations show that the burst was caused near the center of an ancient galaxy. This immediately provides two arguments pointing to the merging of two sources.

The first argument is that there are almost no heavy stars in ancient galaxies that could collapse into supernovae, because heavy stars typically occur in young galaxies. In addition, supernovae emit bright optical light, which was not observed in this case.

A second argument is that the center of galaxies are busy places. There are hundreds of thousands of normal stars, white dwarfs, neutron stars, black holes, and dust clouds all orbiting a supermassive black hole. Altogether, this represents over 10 million stars and objects crammed into a space of a few light-years across. “That is an area comparable to the distance between our sun and the next star,” Levan explains. “So the probability of a collision in the center of a galaxy is much higher than, say, at the outskirts, where we are.”

The researchers are still leaving room for alternative explanations. The prolonged gamma-ray burst could also result from the collision of compact objects other than neutron stars, for example, black holes or white dwarfs. In the future, the researchers hope to be able to observe long gamma-ray bursts at the same time as gravitational waves. This would help them to make more definitive statements about the origin of the radiation.

For more on this discovery:

Reference: “A long-duration gamma-ray burst of dynamical origin from the nucleus of an ancient galaxy” by Andrew J. Levan, Daniele B. Malesani, Benjamin P. Gompertz, Anya E. Nugent, Matt Nicholl, Samantha R. Oates, Daniel A. Perley, Jillian Rastinejad, Brian D. Metzger, Steve Schulze, Elizabeth R. Stanway, Anne Inkenhaag, Tayyaba Zafar, J. Feliciano Agüí Fernández, Ashley A. Chrimes, Kornpob Bhirombhakdi, Antonio de Ugarte Postigo, Wen-fai Fong, Andrew S. Fruchter, Giacomo Fragione, Johan P. U. Fynbo, Nicola Gaspari, Kasper E. Heintz, Jens Hjorth, Pall Jakobsson, Peter G. Jonker, Gavin P. Lamb, Ilya Mandel, Soheb Mandhai, Maria E. Ravasio, Jesper Sollerman and Nial R. Tanvir, 22 June 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8

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El primer avión espacial Dream Chaser necesita más trabajo cuando llegue al sitio de lanzamiento

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El primer avión espacial Dream Chaser necesita más trabajo cuando llegue al sitio de lanzamiento
Agrandar / El avión espacial Dream Chaser de Sierra Space dentro de una cámara de pruebas de la NASA en Ohio.

Espacio Sierra

Todavía queda trabajo por hacer para preparar el avión espacial Dream Chaser de Sierra Space para su primera misión, pero la compañía dice que la nave alada de reabastecimiento de la Estación Espacial Internacional pronto será enviada a su sitio de lanzamiento en Florida.

El Dream Chaser despegará sobre un cohete Vulcan de United Launch Alliance y se dirigirá hacia la estación espacial. Un portavoz de Sierra Space dijo a Ars que el lanzamiento del avión espacial está previsto para el tercer o cuarto trimestre de este año.

Pero Sierra Space transportará el Dream Chaser al Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida con una lista de tareas pendientes. La nave espacial debe realizar otras dos pruebas importantes en el lugar de lanzamiento. Los técnicos también deben completar el trabajo en el escudo térmico del Dream Chaser antes de que esté listo para montarse en su lanzador Vulcan. No está claro cuánto tiempo llevará completar estas actividades.

No obstante, el avión espacial saldrá del Centro de Pruebas Neil Armstrong de la NASA en Ohio, donde ha estado siendo sometido a pruebas ambientales desde diciembre. Sierra Space realizó las pruebas en Ohio en varias fases.

Primero, los ingenieros de Sierra Space realizaron pruebas de choque con ULA para verificar la respuesta de la nave espacial a la sacudida de separación del cohete Vulcan en órbita. Luego, los equipos de tierra apilaron el avión espacial Dream Chaser en su módulo de carga presurizado montado en la parte trasera y colocaron todo el vehículo sobre una mesa vibratoria para simular las vibraciones que experimentará la nave espacial durante el lanzamiento.

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Luego, Sierra Space realizó otra prueba de choque utilizando el sistema de separación que desechará el módulo de carga desechable del avión espacial reutilizable antes de su reingreso y aterrizaje al final de su misión. Finalmente, los ingenieros transfirieron Dream Chaser a una cámara de vacío térmico en el Centro de Pruebas de Ohio, donde, durante cinco semanas, la nave espacial estuvo sometida al ambiente sin aire y a las variaciones extremas de temperatura de la órbita terrestre baja.

«Completar con éxito una campaña de pruebas ambientales increíblemente rigurosa en estrecha colaboración con la NASA es un hito importante y pone a Dream Chaser en camino a sus operaciones a finales de este año», dijo Tom Vice, director ejecutivo de Sierra Space. «Este es el año en el que pasamos de una investigación y desarrollo rigurosos a operaciones orbitales regulares y, al hacerlo, transformamos la forma en que conectamos el espacio y la Tierra».

Lista de tareas pendientes de Sierra Space

Dream Chaser ha estado en desarrollo durante más de 15 años y el concepto se remonta a mucho más atrás. La NASA lanzó la versión actual del avión espacial comercial con la adjudicación de un contrato de carga comercial a Sierra Nevada, la empresa matriz de Sierra Space, en 2016.

Esta será la primera de siete misiones de reabastecimiento que Dream Chaser realizará a la Estación Espacial Internacional bajo el contrato de la NASA. La compañía está construyendo un segundo avión espacial reutilizable para ayudar a cumplir su compromiso con la NASA y, eventualmente, dar servicio a las siguientes estaciones espaciales comerciales.

Finalmente, la línea de meta de Dream Chaser ya está a la vista. El año pasado, el primer avión espacial, llamado Tenacidad, salió de la fábrica de Sierra Space cerca de Denver para dirigirse al centro de pruebas de Armstrong en Ohio. Ars visitó la fábrica de Sierra Space para ver Dream Chaser unas semanas antes de su salida. La nave espacial estaba prácticamente terminada, pero los técnicos continuaron equipando el compartimiento presurizado interior del avión espacial y agregando azulejos para su escudo térmico.

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SpaceX lanza el cohete Starship para su próximo vuelo de prueba (fotos, vídeo)

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SpaceX lanza el cohete Starship para su próximo vuelo de prueba (fotos, vídeo)

El cuarto vuelo de prueba del megacohete Starship de SpaceX aún no se ha realizado, pero la compañía ya se está preparando para el quinto lanzamiento.

SpaceX llevó a cabo un «fuego estático» con la etapa superior de una nave espacial hoy (8 de mayo) en su sitio Starbase en el sur de Texas, encendiendo brevemente los seis motores Raptor del vehículo de 165 pies de altura (50 metros) mientras permanecía anclado a la base. . .

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El telescopio espacial Webb detecta la atmósfera del exoplaneta 55 Cancri e

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El telescopio espacial Webb detecta la atmósfera del exoplaneta 55 Cancri e

Los investigadores que utilizaron el telescopio espacial James Webb pueden haber encontrado rastros de gases atmosféricos que rodean 55 Cancri e, un exoplaneta rocoso ubicado a 41 años luz de la Tierra. Este descubrimiento se considera la mejor evidencia hasta el momento de la existencia de una atmósfera planetaria rocosa fuera de nuestro sistema solar.

Renyu Hu, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, es el autor principal de un artículo publicado en Nature. «Webb amplía los límites de la caracterización de exoplanetas a los planetas rocosos». » dijo Hu. «Esto realmente permite un nuevo tipo de ciencia».

55 Cancri e está clasificada como una súper Tierra, con un diámetro casi el doble que el de la Tierra y una densidad ligeramente mayor. Orbita tan cerca de su estrella que su superficie probablemente esté fundida, un océano de magma hirviente. El planeta también es susceptible al bloqueo de las mareas, con un lado diurno mirando hacia la estrella en todo momento y un lado nocturno en perpetua oscuridad.

A pesar de numerosas observaciones desde su descubrimiento en tránsito en 2011, la pregunta de si 55 Cancri e tiene atmósfera o no sigue sin respuesta. A diferencia de las atmósferas de los gigantes gaseosos, las atmósferas más delgadas y densas que rodean los planetas rocosos siguen siendo difíciles de alcanzar.

Exoplaneta súper Tierra 55 Cancri e (curva de luz del eclipse secundario)
Esta curva de luz muestra el cambio en el brillo del sistema 55 Cancri a medida que el planeta rocoso 55 Cancri e, el más cercano de los cinco planetas conocidos del sistema, se mueve detrás de la estrella. Este fenómeno se conoce como eclipse secundario. Cuando el planeta está al lado de la estrella, la luz del infrarrojo medio emitida tanto por la estrella como por el lado diurno del planeta llega al telescopio y el sistema parece más brillante. Cuando el planeta está detrás de la estrella, la luz emitida por el planeta se bloquea y sólo la luz de la estrella llega al telescopio, provocando una disminución del brillo aparente. Los astrónomos pueden restar el brillo de la estrella del brillo combinado de la estrella y el planeta para calcular la cantidad de luz infrarroja procedente del lado diurno del planeta. Esto luego se utiliza para calcular la temperatura diurna y deducir si el planeta tiene atmósfera o no. El gráfico muestra los datos recopilados utilizando el modo de espectroscopía de baja resolución en el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb en marzo de 2023. Cada uno de los puntos de datos de color púrpura muestra el brillo de la luz en una longitud de onda de 7,5 a 11,8 micrones, promediado en aproximadamente intervalos de cinco minutos. La línea gris es el mejor ajuste o curva clara del modelo que mejor se ajusta a los datos. La disminución del brillo durante el eclipse secundario es de sólo 110 partes por millón, o alrededor del 0,011 por ciento. La temperatura del planeta calculada a partir de esta observación es de unos 1.800 kelvin (unos 1.500 grados Celsius), que es significativamente más baja de lo que se esperaría si el planeta no tuviera atmósfera o sólo tuviera una fina atmósfera de vapor de roca. Esta temperatura relativamente baja indica que el calor se distribuye desde el lado diurno hacia el lado nocturno del planeta, probablemente por una atmósfera rica en sustancias volátiles.
[Image description: Diagram of a secondary eclipse and a graph of change in brightness over time. Below the diagram is a graph showing the change in brightness of mid-infrared light emitted by the star-planet system over the course of about four and a half hours. The infographic shows that the brightness of the system decreases as the planet moves behind the star.] Créditos: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), A. Bello-Arufe (JPL)

Para distinguir entre la posibilidad de que el planeta tenga una atmósfera o simplemente un fino velo de roca vaporizada, los investigadores utilizaron NIRCam y MIRI de Webb para medir la luz infrarroja de 4 a 12 micrones proveniente del planeta. Aunque Webb no puede capturar una imagen directa de 55 Cancri e, puede medir cambios sutiles en la luz de todo el sistema a medida que el planeta orbita la estrella.

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El equipo pudo calcular la cantidad de diferentes longitudes de onda de luz infrarroja procedente del lado diurno del planeta. Este método, conocido como espectroscopia de eclipses secundarios, es similar al utilizado por otros equipos de investigación para buscar atmósferas de exoplanetas rocosos.

La primera indicación de que 55 Cancri e podría tener una atmósfera sustancial provino de mediciones de temperatura basadas en su emisión térmica. Si el planeta está cubierto de roca fundida oscura con un fino velo de roca vaporizada o si no tiene atmósfera, la temperatura durante el día debería rondar los 2.200 grados Celsius. En cambio, los datos del MIRI mostraron una temperatura relativamente baja, de alrededor de 1.540 grados Celsius. Esto indica que la energía se distribuye desde el lado diurno hacia el lado nocturno, muy probablemente por una atmósfera rica en sustancias volátiles.

Exoplaneta supertierra 55 Cancri e (espectro de emisión)Exoplaneta supertierra 55 Cancri e (espectro de emisión)
Un espectro de emisión térmica capturado por la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb en noviembre de 2022 y el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) en marzo de 2023, muestra el brillo (eje y) de diferentes longitudes de onda de luz infrarroja (eje x) emitida. por el exoplaneta súper Tierra 55 Cancri e. El espectro muestra que el planeta podría estar rodeado por una atmósfera rica en dióxido de carbono o monóxido de carbono y otros volátiles, no sólo rocas vaporizadas. El gráfico compara los datos recopilados por NIRCam (puntos naranjas) y MIRI (puntos morados) con dos modelos diferentes. El modelo A, en rojo, muestra cómo debería verse el espectro de emisión de 55 Cancri e si tuviera una atmósfera de roca vaporizada. El modelo B, en azul, muestra cómo se vería el espectro de emisión si el planeta tuviera una atmósfera rica en volátiles desgasificada por un océano de magma cuyo contenido de volátiles es similar al del manto terrestre. Los datos de MIRI y NIRCam son consistentes con el modelo rico en volatilidad. La cantidad promedio de luz infrarroja emitida por el planeta (MIRI) muestra que su temperatura diurna es significativamente más baja de lo que sería si no tuviera una atmósfera que distribuyera el calor del lado diurno al lado nocturno. La caída del espectro entre 4 y 5 micrones (datos NIRCam) puede explicarse por la absorción de estas longitudes de onda por las moléculas de monóxido de carbono o dióxido de carbono en la atmósfera. El espectro se produjo midiendo el brillo de luz de 4 a 5 micrones con el espectrómetro NIRCam GRISM de Webb y de luz de 5 a 12 micrones con el espectrómetro MIRI de baja resolución, antes, durante y después de mover el planeta detrás de su estrella (el eclipse secundario). La cantidad de cada longitud de onda emitida por el planeta (eje y) se calculó restando el brillo de la estrella sola (durante el eclipse secundario) del brillo de la estrella y el planeta combinados (antes y después del eclipse). Cada observación duró aproximadamente ocho horas. Tenga en cuenta que los datos de NIRCam se han desplazado verticalmente para alinearse con el modelo B. Aunque las diferencias de brillo entre cada longitud de onda en la banda NIRCam se derivan de la observación (los datos sugieren un valle entre 4 y 5 micrones), el brillo absoluto (la posición vertical de este valle) no se pudo medir con precisión debido al ruido en los datos.
[Image description: Graph showing the brightness of light captured by Webb’s NIRCam and MIRI instruments plotted alongside two different model emission spectra, and an illustration of the planet and its star in the background.] Créditos: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), R. Hu (JPL), A. Bello-Arufe (JPL), M. Zhang (Universidad de Chicago), M. Zilinskas (SRON Instituto Holandés de Investigación Espacial) )

Cuando el equipo analizó los datos de NIRCam, vio tendencias consistentes con una atmósfera rica en volatilidad. «Vemos una caída en el espectro entre 4 y 5 micrones: menos luz llega al telescopio». explicó el coautor Aaron Bello-Arufe, también del JPL. «Esto sugiere la presencia de una atmósfera que contiene monóxido de carbono o dióxido de carbono, los cuales absorben estas longitudes de onda de luz».

Este apasionante descubrimiento profundizará nuestra comprensión de los exoplanetas y sus atmósferas. Las capacidades de Webb también permitirán a los científicos continuar explorando planetas rocosos y ampliar los límites de la investigación de exoplanetas.

Referencia de la revista

  1. Hu, R., Zhang, M., Paragas, K., Zilinskas, M., Van Buchem, C., Bess, M., Patel, J., Ito, Y., Damiano, M., Scheucher, M. , Oza, AV, Knutson, HA, Miguel, Y., Dragomir, D., Brandeker, A. y Demory, B. (2024). Una atmósfera secundaria en el exoplaneta rocoso 55 Cancri e. Naturaleza, 1-2. YO: 10.1038/s41586-024-07432-x
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