Categoría: Ciencia

Nuevas observaciones de ALMA muestran que el agua en el cometa 12P/Pons-Brooks, coincide con los océanos de la Tierra, lo que refuerza la teoría de que los cometas pueden haber contribuido a hacer habitable nuestro planeta.

Una nueva investigación ha descubierto fuerte evidencia convincente de que el agua de un cometa es muy similar a la que se encuentra en los océanos de la Tierra, lo que respalda la idea de que los cometas podrían haber desempeñado un papel crucial en el abastecimiento de agua —y posiblemente algunos de los componentes moleculares de la vida— a nuestro planeta.

Por primera vez se ha logrado un mapeo espacial detallado no sólo del agua ordinaria (H₂O) si no que también del agua «pesada» (HDO, que contiene el isótopo más pesado, el deuterio) en la nube de gas que rodea el núcleo del cometa 12P/Pons-Brooks, su coma.

Durante su aproximación al Sol, un equipo internacional de científicos, liderado por Martin Cordiner, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, cartografió la distribución de ambos tipos de agua gracias a observaciones logradas con el Observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) desde el desierto de Atacama.

Las observaciones de ALMA se combinaron con datos sobre agua y otros gases, obtenidos con el Telescopio Infrarrojo (IRTF) de la NASA, para obtener una imagen más completa del cometa. Al combinar las capacidades complementarias de estos dos telescopios, los investigadores pudieron medir con mayor precisión la proporción de deuterio a hidrógeno (D/H) en el agua del cometa, una huella química que ayuda a rastrear el origen y la historia del agua en todo el Sistema Solar. Sorprendentemente, se descubrió que la proporción D/H del agua en 12P/Pons-Brooks era prácticamente indistinguible de la de los océanos terrestres. La medición, (1,71 ± 0,44) × 10−4, es la proporción más baja jamás medida en un cometa tipo Halley y se encuentra en el extremo inferior de los valores observados previamente en otros cometas.

“Cometas como éste son reliquias congeladas del nacimiento de nuestro Sistema Solar hace 4.500 millones de años”, afirmó Cordiner. “Dado que se cree que la Tierra se formó a partir de materiales carentes de agua, desde hace tiempo se ha sugerido que los impactos de cometas son una posible fuente de agua para nuestro planeta. Nuestros nuevos resultados proporcionan la evidencia más sólida hasta la fecha de que al menos algunos cometas tipo Halley transportaron agua con la misma firma isotópica que la encontrada en la Tierra, lo que respalda la idea de que los cometas podrían haber contribuido a la habitabilidad de nuestro planeta”.

Los cometas tipo Halley son una clase de cometas con períodos orbitales intermedios (entre 20 y 200 años) y visitan el Sistema Solar interior con poca frecuencia. Los hallazgos del estudio son significativos, ya que mediciones previas en otros cometas a menudo mostraban agua con una relación D/H diferente a la de la Tierra, lo que deja en duda el origen cometario del agua terrestre. Esta nueva medición sugiere que algunos cometas, en particular aquellos como el 12P/Pons-Brooks, podrían haber traído agua, y posiblemente otros elementos esenciales para la vida, a una Tierra joven.

La investigación también confirma el origen de los gases observados, proporcionando una imagen más precisa de la verdadera composición del cometa. «Al mapear tanto el H₂O como el HDO en la coma del cometa, podemos determinar si estos gases provienen del hielo congelado dentro del cuerpo sólido del núcleo, en lugar de formarse a partir de procesos químicos u otros procesos en la coma gaseosa», declaró Stefanie Milam, de la NASA, coautora del estudio.

Las observaciones fueron posibles únicamente gracias a la excepcional sensibilidad y las capacidades únicas de obtención de imágenes de ALMA, que permitieron al equipo detectar la tenue firma de agua pesada que emana de las regiones más internas de la coma, algo que nunca antes se había mapeado en un cometa.

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El artículo científico, titulado «A D/H ratio consistent with Earth’s water in Halley-type comet 12P from ALMA HDO mapping», fue publicado en la revista Nature Astronomy por Cordiner et al.

Este comunicado de prensa se basa en la publicación original del National Radio Astronomy Observatory (NRAO), socio de ALMA en representación de América del Norte.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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Un equipo internacional ha descubierto una galaxia en rotación con una estructura bastante «grumosa» que existió tan solo 930 millones de años después del Big Bang (z = 6.072). Estas nuevas observaciones arrojan nuevas luces sobre el crecimiento y evolución de las galaxias en el universo primitivo. Apodada «Uvas Cósmicas», esta galaxia parece estar compuesta por al menos 15 cúmulos masivos de formación estelar, cada uno entre 10 y 60 pársecs de tamaño, muchos más de lo que los modelos teóricos actuales predicen que podrían existir dentro de un solo disco en rotación en esa época temprana del Universo.

El descubrimiento fue posible gracias a una extraordinaria combinación de observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Telescopio Espacial James Webb (JWST), enfocadas en una sola galaxia que,  mediante el efecto de lente gravitacional, es perfectamente magnificada por un cúmulo de galaxias en primer plano. En total, se dedicaron más de 100 horas de telescopio a este sistema, lo que lo convierte en una de las galaxias más estudiadas del universo primitivo.

Aunque en imágenes previas del telescopio espacial Hubble la galaxia aparecía como un objeto suave y uniforme con forma de disco, la potente resolución de ALMA y JWST, potenciada por el efecto de lente gravitacional, reveló una imagen radicalmente distinta: una galaxia en rotación repleta de cúmulos masivos, similar a un racimo de uvas. Este hallazgo marca la primera vez que se vinculan las estructuras internas a pequeña escala con la rotación a gran escala en una galaxia típica del amanecer cósmico, alcanzando resoluciones espaciales de tan solo 10 pársecs (30 años luz aproximadamente).

Esta galaxia no representa un sistema extraño ni extremo. Se encuentra directamente en la secuencia principal de galaxias en términos de actividad de formación estelar, masa, tamaño y composición química, lo que significa que probablemente representa una población más amplia. De ser así, muchas otras galaxias aparentemente sin estructuras observadas por instrumentos actuales podrían estar compuestas en realidad por subestructuras similares invisibles, ocultas por las limitaciones de la resolución de las tecnologías actuales.

Dado que las simulaciones existentes no logran reproducir una cantidad tan grande de cúmulos en galaxias en rotación en épocas tempranas, este descubrimiento plantea preguntas clave sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias. Sugiere que nuestra comprensión de los procesos de retroalimentación y la formación de estructuras en galaxias jóvenes podría requerir una revisión significativa. Las Uvas Cósmicas ofrecen una ventana única al nacimiento y crecimiento de las galaxias, y podría ser solo la primera de muchas otras galaxias de su tipo. Futuras observaciones serán clave para revelar si estas estructuras grumosas eran o no comunes en la juventud del Universo.

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El artículo científico, titulado “Primordial rotating disk composed of at least 15 dense star-forming clumps at cosmic dawn”, fue publicado en la revista Nature Astronomy por Fujimoto et al.

Este comunicado de prensa se basa en la publicación original del National Radio Astronomy Observatory(NRAO), socio de ALMA en representación de América del Norte.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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Un equipo internacional de astrónomas y astrónomos utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar el universo primitivo y descubrir las piezas fundamentales con las que se formaron las galaxias. El programa CRISTAL, sigla en inglés de [CII] Resolved ISM in STar-forming galaxies with ALMA, reveló la presencia de gas frío, polvo y nacimientos estelares en galaxias observadas tal como eran cuando el universo tenía apenas mil millones de años.

“Gracias a la sensibilidad y resolución únicas de ALMA, hoy podemos estudiar la estructura interna de estas galaxias jóvenes como nunca antes había sido posible”, señala Rodrigo Herrera-Camus, investigador principal del programa CRISTAL, profesor de la Universidad de Concepción y director del Núcleo Milenio para la Formación de Galaxias (MINGAL). “CRISTAL nos está mostrando cómo se formaron los primeros discos galácticos, cómo surgieron estrellas en enormes cúmulos y cómo el gas moldeó las galaxias que vemos en la actualidad.”

CRISTAL, un programa grande (Large Program) de ALMA, observó 39 galaxias formadoras de estrellas seleccionadas por representar a la población más común en el universo temprano. Para trazar el gas frío y el polvo, el equipo utilizó la emisión de la línea [CII], un tipo específico de luz emitida por átomos de carbono ionizado en el gas interestelar frío. Estas observaciones se combinaron con imágenes en el infrarrojo cercano tomadas por los telescopios espaciales James Webb y Hubble, logrando así un mapa detallado del medio interestelar en cada sistema. Entre los principales hallazgos, se observó que la mayoría de las galaxias presentaban nacimientos estelares en grandes cúmulos de varios miles de años luz de extensión, lo que permite entender cómo se ensamblan y evolucionan las regiones de formación estelar. Algunas galaxias mostraron señales de rotación, lo que indica la formación temprana de estructuras similares a discos, precursoras de galaxias espirales modernas. En muchos casos, la emisión de [CII] se extendía más allá de donde se observa la luz de las estrellas, señalando la presencia de gas frío que podría alimentar futuros nacimientos estelares o ser expulsado por vientos estelares.

“Lo emocionante del programa CRISTAL es que no estamos viendo simplemente puntos de luz, sino ecosistemas complejos”, explicó Loreto Barcos-Muñoz, coautora del estudio, astrónoma del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) de Estados Unidos y punto de contacto científico de ALMA para esta investigación. “Este proyecto demuestra cómo ALMA puede resolver la estructura interna de galaxias incluso en el universo lejano, revelando cómo evolucionan, interactúan y forman nuevas estrellas.”

Entre las galaxias observadas, dos casos llamaron particularmente la atención. CRISTAL-13 muestra enormes nubes de polvo cósmico que bloquean la luz visible de las estrellas recién nacidas. Esta luz es absorbida y reemitida en longitudes de onda milimétricas que ALMA sí puede detectar, revelando estructuras completamente ocultas para telescopios ópticos o infrarrojos. CRISTAL-10, en cambio, es un caso enigmático: su emisión de carbono ionizado es inusualmente débil en comparación con su brillo infrarrojo, un fenómeno que solo se ha visto en galaxias muy enrojecidas y polvorientas como Arp 220, en el universo cercano. Esto sugiere condiciones físicas extremas o una fuente de energía inusual en su medio interestelar.

“Estas observaciones refuerzan el rol de ALMA no solo como telescopio, sino también como una verdadera máquina del tiempo, que nos permite mirar hacia las primeras etapas del universo”, afirmó Sergio Martín, jefe del Departamento de Operaciones Científicas de ALMA. “Programas como CRISTAL muestran el valor estratégico de los Large Programs: permiten abordar grandes preguntas sobre la evolución cósmica con una profundidad y resolución que solo un observatorio de clase mundial como ALMA puede ofrecer.”

Al realizar el primer estudio sistemático del gas frío en galaxias tempranas y compararlo con sus estrellas y polvo, CRISTAL abre una nueva ventana al pasado cósmico. Este trabajo sienta las bases para futuras observaciones que podrían revelar cómo las galaxias pasaron de fases turbulentas a convertirse en los sistemas estructurados que observamos en el universo cercano. “CRISTAL nos entrega datos de múltiples longitudes de onda que nos permiten poner a prueba y perfeccionar nuestras teorías sobre la evolución de las galaxias”, concluyó Herrera-Camus. “Es un gran paso para entender cómo se formaron galaxias como la Vía Láctea.”

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Esta investigación fue publicada bajo el título «The ALMA-CRISTAL survey: Gas, dust, and stars in star-forming galaxies when the Universe was ∼1 Gyr old» [El sondeo ALMA-CRISTAL: gas, polvo y estrellas en galaxias formadoras de estrellas cuando el Universo tenía aproximadamente 1.000 millones de años] en Astronomy & Astrophysics por R. Herrera-Camus et al.

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio ALMA.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI)

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembro; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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