Investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb han realizado descubrimientos innovadores en la galaxia GN-z11, una de las galaxias más distantes y luminosas conocidas. Identificaron un agujero negro supermasivo responsable del brillo de la galaxia y descubrieron un cúmulo de gas prístino que podría conducir al descubrimiento de las primeras estrellas del universo, proporcionando información importante sobre la evolución cósmica. (Concepto del artista). Crédito: SciTechDaily.com
Cumpliendo su promesa de transformar nuestra comprensión del universo primitivo, el Telescopio espacial James Webb sondea las galaxias hacia los albores de los tiempos. Una de ellas es la galaxia excepcionalmente luminosa GN-z11, que existía cuando el universo tenía sólo una pequeña fracción de su edad actual. Una de las galaxias más jóvenes y distantes jamás observadas, es también una de las más enigmáticas. ¿Por qué es tan brillante? Webb parece haber encontrado la respuesta.
Los científicos que utilizaron Webb para estudiar GN-z11 también descubrieron evidencia tentadora de la existencia de estrellas de Población III ubicadas en las afueras de esta galaxia aislada. Estas esquivas estrellas, las primeras en iluminar el universo, están hechas únicamente de hidrógeno y helio. Nunca se ha realizado una detección definitiva de este tipo de estrellas, pero los científicos saben que deben existir. Hoy, con Webb, su descubrimiento parece más cercano que nunca.
Esta imagen del instrumento Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) de Webb muestra parte del campo de galaxias GOODS-North. En la parte inferior derecha, un extracto destaca la galaxia GN-z11, observada sólo 430 millones de años después del Big Bang. La imagen revela un componente extendido, que rastrea la galaxia anfitriona GN-z11, y una fuente central cuyos colores son consistentes con los de un disco de acreción que rodea un agujero negro. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Universidad de Arizona), Daniel Eisenstein (CfA)
Webb revela los secretos de una de las galaxias más distantes jamás vistas
Mirando profundamente en el espacio y el tiempo, dos equipos que utilizan NASAEl telescopio espacial James Webb estudió la galaxia excepcionalmente luminosa GN-z11, que existía cuando nuestro universo de 13.800 millones de años tenía sólo unos 430 millones de años.
Detectada originalmente por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, esta galaxia, una de las más jóvenes y distantes jamás observadas, es tan brillante que a los científicos les resulta difícil entender por qué. Ahora, el GN-z11 revela algunos de sus secretos.
Un vigoroso agujero negro es el más distante jamás descubierto
Un equipo que estudia GN-z11 con Webb ha encontrado la primera evidencia clara de que la galaxia alberga un núcleo supermasivo central. agujero negro esto acumula material rápidamente. Su descubrimiento lo convierte en el agujero negro supermasivo activo más distante detectado hasta la fecha.
«Descubrimos un gas extremadamente denso, común cerca de los agujeros negros supermasivos, que acumula gas», explicó el investigador principal Roberto Maiolino, del Laboratorio Cavendish y del Instituto Kavli de Cosmología de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido. «Estas son las primeras firmas claras que indican que GN-z11 alberga un agujero negro que está devorando materia».
Utilizando Webb, el equipo también encontró indicios de elementos químicos ionizados que normalmente se ven cerca de agujeros negros supermasivos en acreción. Además, descubrieron un viento muy potente expulsado de la galaxia. Estos vientos de alta velocidad suelen ser impulsados por procesos asociados con una vigorosa acumulación de agujeros negros supermasivos.
«La NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb reveló un componente extendido que rastrea la galaxia anfitriona y una fuente central compacta cuyos colores son consistentes con los de un disco de acreción que rodea un agujero negro», dijo la investigadora Hannah Übler, también del estudio. . Laboratorio Cavendish e Instituto Kavli.
En conjunto, esta evidencia muestra que GN-z11 alberga un agujero negro supermasivo de 2 millones de masas solares en una fase muy activa de consumo de materia, razón por la cual es tan luminoso.
Un grupo de gas prístino en el Halo del GN-z11 intriga a los investigadores
Un segundo equipo, también dirigido por Maiolino, utilizó el NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb para encontrar un cúmulo de gas helio en el halo que rodea a GN-z11.
«El hecho de que no veamos nada más que helio sugiere que este grupo debe estar relativamente intacto», dijo Maiolino. «Esto es algo que la teoría y las simulaciones esperaban cerca de galaxias particularmente masivas de estas épocas: debería haber bolsas de gas prístino que sobrevivieran en el halo, y éstas podrían colapsar y formar cúmulos estelares de población III».
El descubrimiento de estrellas de Población III nunca antes vistas (la primera generación de estrellas formadas casi exclusivamente por hidrógeno y helio) es uno de los objetivos más importantes de la astrofísica moderna. Estas estrellas deberían ser muy masivas, muy luminosas y muy calientes. Su firma esperada es la presencia de helio ionizado y la ausencia de elementos químicos más pesados que el helio.
La formación de las primeras estrellas y galaxias marca un cambio fundamental en la historia cósmica, durante la cual el universo evolucionó desde un estado oscuro y relativamente simple al entorno altamente estructurado y complejo que conocemos hoy.
En futuras observaciones de Webb, Maiolino, Übler y su equipo explorarán GN-z11 con más profundidad y esperan fortalecer los argumentos a favor de las estrellas de Población III que podrían formarse en su halo.
EL investigación sobre el prístino cúmulo de gas en el halo de GN-z11 ha sido aceptado para su publicación por Astronomía y astrofísica.. Los resultados del estudio del agujero negro GN-z11 fueron publicados en la revista Naturaleza el 17 de enero de 2024. Los datos se obtuvieron como parte del estudio JWST Advanced Deep Extragalactic (JADES), un proyecto conjunto entre los equipos NIRCam y NIRSpec.
El Telescopio Espacial James Webb es el primer observatorio científico espacial del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
Los investigadores han descubierto una rara partícula de polvo en un meteorito, formada por una estrella distinta de nuestro sol. Utilizando tomografía avanzada con sonda atómica, analizaron la proporción única de isótopos de magnesio de la partícula, revelando su origen a partir de un tipo recientemente identificado de supernova que quema hidrógeno. Este avance proporciona una mejor comprensión de los eventos cósmicos y la formación de estrellas. Crédito: SciTechDaily.com
Los científicos han descubierto una partícula de meteorito con una proporción de isótopos de magnesio sin precedentes, lo que apunta a su origen en una supernova que quema hidrógeno.
La investigación ha descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre formado por una estrella distinta a nuestro sol.
El descubrimiento fue realizado por la autora principal, la Dra. Nicole Nevill y sus colegas durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Curtin, quienes actualmente trabajan en el Instituto de Ciencias Lunares y Planetarias en colaboración con NASAen el Centro Espacial Johnson.
Meteoritos y granos presolares
Los meteoritos están formados principalmente por materiales formados en nuestro sistema solar y también pueden contener pequeñas partículas de estrellas nacidas mucho antes que nuestro sol.
Las pistas de que estas partículas, llamadas granos presolares, son reliquias de otras estrellas, se descubren analizando los diferentes tipos de elementos que contienen.
Técnicas analíticas innovadoras
El Dr. Nevill utilizó una técnica llamada átomo Sonda tomográfica para analizar la partícula y reconstruir la química a escala atómica, accediendo a la información escondida en su interior.
«Estas partículas son como cápsulas del tiempo celestes y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre», dijo el Dr. Nevill.
“Los materiales creados en nuestro sistema solar tienen proporciones de isótopos predecibles: variantes de elementos con diferente número de neutrones. La partícula que analizamos tiene una proporción de isótopos de magnesio distinta de cualquier otra cosa en nuestro sistema solar.
“Los resultados fueron literalmente fuera de este mundo. La proporción de isótopos de magnesio más extrema, de estudios anteriores de granos presolares, fue de alrededor de 1.200. El grano en nuestro estudio tiene un valor de 3.025, que es el valor más alto jamás descubierto.
«Esta proporción de isótopos excepcionalmente alta sólo puede explicarse por la formación de un tipo de estrella recientemente descubierta: una supernova que quema hidrógeno».
Avances en astrofísica
El coautor, el Dr. David Saxey, del Centro John de Laeter en Curtin, dijo que la investigación innova la forma en que entendemos el universo, ampliando los límites de las técnicas analíticas y los modelos astrofísicos.
«La sonda atómica nos proporcionó un gran nivel de detalle al que no habíamos podido acceder en estudios anteriores», afirmó el Dr. Saxey.
“La supernova que quema hidrógeno es un tipo de estrella que se descubrió recientemente, casi al mismo tiempo que estábamos analizando la pequeña partícula de polvo. El uso de la sonda atómica en este estudio proporciona un nuevo nivel de detalle que nos ayuda a comprender cómo se formaron estas estrellas.
Vinculando los resultados de laboratorio con los fenómenos cósmicos
El coautor, el profesor Phil Bland de la Escuela de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Curtin, dijo que los nuevos descubrimientos del estudio de partículas raras en meteoritos nos permiten comprender mejor los eventos cósmicos más allá de nuestro sistema solar.
«Es simplemente asombroso poder relacionar mediciones a escala atómica en el laboratorio con un tipo de estrella recientemente descubierta».
La investigación titulada “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Polvo estelar rico en magnesio procedente de una supernova que quema hidrógeno » fue publicado en el Revista de astrofísica.
Referencia: “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova” por ND Nevill, PA Bland, DW Saxey, WDA Rickard, P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman, L. Daly y SM Reddy, 28 de marzo de 2024, La revista de astrofísica. DOI: 10.3847/1538-4357/ad2996
El 5 de julio de 2023, el lanzador Ariane 5 realizó su último vuelo, poniendo así fin a los 27 años de carrera del que fue el primer cohete pesado de Europa. Casi diez meses después, Arianespace vuelve a la plataforma de lanzamiento con su nuevo caballo de batalla avanzado para el transporte pesado: el Ariane 6.
Por primera vez, el núcleo central y los propulsores del Ariane 6 fueron entregados a la plataforma de lanzamiento ELA-4 en Kourou, Guayana Francesa, marcando oficialmente el inicio de la campaña de lanzamiento inaugural.
El miércoles 24 de abril, el núcleo central del cohete, compuesto por el propulsor principal y la etapa superior, fue transportado 800 metros desde el edificio de montaje del lanzador hasta la plataforma ELA-4, donde fue instalado sobre la mesa de lanzamiento mediante una grúa. y con la asistencia de vehículos de guiado automático (AGV).
Durante los dos días siguientes, Arianespace trabajó para entregar los dos propulsores de cohetes de estado sólido P120C del vehículo a la plataforma y luego montarlos en la mesa de lanzamiento a cada lado del núcleo central. Esta es la configuración del Ariane 62 que realizará la primera misión del vehículo.
El primer cohete propulsor sólido Ariane 6 se transporta al sitio de lanzamiento ELA-4 para su integración. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Al igual que su predecesor, el Ariane 6 tiene un diseño de dos etapas, propulsado por motores que queman hidrógeno líquido y oxígeno líquido. La primera etapa está equipada con un motor Vulcain 2.1, una versión mejorada del motor Vulcain 2 que volaba en el Ariane 5. La segunda etapa, por su parte, está equipada con un motor Vinci de nuevo diseño, capaz de producir 180 kN de empuje en una aspiradora.
Ariane 6 está configurado para volar con un solo par o dos pares de propulsores de cohetes sólidos P120C, que producen un porcentaje importante del empuje total en el despegue. Cada propulsor contiene 142 toneladas de propulsor sólido y puede generar hasta 4.650 kN de empuje.
La capacidad de carga del Ariane 6 varía según la configuración de vuelo utilizada. La versión Ariane 62 que utiliza dos propulsores es capaz de transportar hasta 10.350 kg a la órbita terrestre baja (LEO) y 4.500 kg a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), mientras que la variante Ariane 64 con cuatro propulsores puede colocar hasta 21.500 kg en órbita baja. Órbita terrestre (LEO). y 11.500 kg en GTO.
«El lanzamiento del Ariane 6 y la restauración del acceso de Europa al espacio son una prioridad absoluta para la ESA a la hora de reanudar los lanzamientos regulares de cohetes desde el puerto espacial europeo», afirmó el director general de la ESA, Josef Aschbacher. “Juntar las etapas del cohete en la plataforma de lanzamiento marca el inicio de una campaña de lanzamiento y muestra que ya casi llegamos; Pronto veremos esta belleza elevarse hacia el cielo.
El siguiente paso en la campaña inicial del Ariane 6 es acoplar los propulsores P120C al núcleo central, actuando como mecanismo de soporte para la pila de lanzamiento. Una vez ensamblados, los equipos realizarán las conexiones mecánicas y eléctricas necesarias.
Luego, para completar el primer Ariane 6, sólo quedará instalar el carenado con las cargas útiles encapsuladas en su interior. Esto tendrá lugar unas semanas antes de la fecha de lanzamiento prevista.
Estas operaciones de integración de vehículos se llevaron a cabo bajo la jurisdicción primaria de la ESA, con el apoyo de ArianeGroup y la agencia espacial francesa CNES.
«Ver el nuevo lanzador europeo en la plataforma de lanzamiento marca la finalización de años de trabajo en las oficinas de diseño y plantas de producción de ArianeGroup y de todos nuestros socios industriales en Europa», dijo Martin Sion, director ejecutivo de ArianeGroup. “Este evento marca también el inicio de una nueva etapa de la campaña de primeros vuelos, con todos los desafíos y complejidades que esto conlleva. Los miembros de nuestro Space Team Europe están poniendo todo su conocimiento y experiencia para que este primer vuelo sea un completo éxito.
El primer núcleo central de Ariane 6 está a punto de ser integrado. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Ariane 6 está diseñado para poder lanzar varias configuraciones de misión. Estas podrían variar desde misiones LEO que involucran constelaciones de satélites hasta misiones Galileo de lanzamiento dual en órbita terrestre media (MEO), lanzamiento único y lanzamiento dual de satélites geosincrónicos/geoestacionarios.
Para su primer lanzamiento, Ariane 6 intentará entregar un conjunto de pequeñas cargas útiles y experimentos a LEO para clientes como la ESA, la NASA, universidades europeas y varias empresas comerciales.
Algunas cargas útiles constan de CubeSats, mientras que otras permanecerán unidas a la etapa superior para documentar la misión. Dos cargas útiles regresarán a la Tierra en forma de cápsulas de reentrada, diseñadas para probar nuevos materiales.
Arianespace y la ESA apuntan actualmente a una ventana entre el 15 de junio y el 31 de julio de 2024 para el primer vuelo de Ariane 6.
“El programa Ariane 6 entra ahora en su recta final antes del vuelo inaugural desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. La soberanía europea sobre el acceso al espacio vuelve a ser posible gracias al duro trabajo de los equipos de la ESA, ArianeGroup y CNES”, declaró Philippe Baptiste, director general del CNES. “Me gustaría agradecerles y enviarles mis mejores deseos para las etapas finales. ¡Vamos Ariane 6!
(Imagen principal: El primer núcleo central de Ariane 6 se encuentra dentro del edificio móvil del complejo de lanzamiento ELA-4 en Kourou en preparación para su lanzamiento inaugural. Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Los científicos se están centrando en detectar sulfuro de dimetilo (DMS) en su atmósfera.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), el telescopio más potente jamás lanzado, está a punto de comenzar una misión de observación crucial en la búsqueda de vida extraterrestre.
Como se informó Los tiempos, El telescopio enfocará un planeta distante que orbita una estrella enana roja, K2-18b, ubicada a 124 años luz de distancia.
K2-18b ha atraído la atención de los científicos debido a su potencial para albergar vida. Se cree que es un mundo cubierto de océanos que es aproximadamente 2,6 veces más grande que la Tierra.
El elemento clave que buscan los científicos es el sulfuro de dimetilo (DMS), un gas con características fascinantes. Según la NASA, en la Tierra el DMS es “producido únicamente por la vida”, principalmente por el fitoplancton marino.
La presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b sería un descubrimiento importante, aunque el Dr. Nikku Madhusudhan, astrofísico principal del estudio en Cambridge, advierte contra sacar conclusiones precipitadas. Aunque los datos preliminares del JWST sugieren una alta probabilidad (más del 50%) de la presencia de DMS, se necesitan más análisis. El telescopio pasará ocho horas observando este viernes, seguidas de meses de procesamiento de datos antes de poder encontrar una respuesta definitiva.
La ausencia de un proceso natural, geológico o químico que se sepa que genera DMS en ausencia de vida añade peso al entusiasmo. Sin embargo, incluso si se confirma, la gran distancia de K2-18b presenta un obstáculo tecnológico. Viajando a la velocidad de la nave espacial Voyager (60.000 kilómetros por hora), una sonda tardaría 2,2 millones de años en llegar al planeta.
A pesar de la inmensa distancia, la capacidad del JWST para analizar la composición química de la atmósfera de un planeta mediante el análisis espectral de la luz de las estrellas que se filtra a través de sus nubes proporciona una nueva ventana al potencial de vida más allá de la Tierra. Esta misión tiene el potencial de responder a la antigua pregunta de si estamos realmente solos en el universo.
Las próximas observaciones también pretenden aclarar la existencia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b, resolviendo potencialmente el «problema de metano faltante» que ha desconcertado a los científicos durante más de una década. Si bien continúa el trabajo teórico sobre las fuentes no biológicas del gas, se esperan conclusiones definitivas dentro de cuatro a seis meses.
