Escudriñando el Universo, con mejores herramientas tecnológicas y nuevas formas de pensar, que llevarán a la humanidad fuera de los límites actuales.

Están en uso las nuevas sondas, telescopios y misiones que buscan descubrir algunos de los, hasta ahora, secretos que el Universo guarda para la humanidad. En esta ocasión admiramos  fronteras que van abriendo su contenido, como los sistemas de estrellas azules, formado por estrellas jóvenes y observado con la participación de los telescopios: Hubble, el Very Large Array en Nuevo México y el Very Large en Chile; y de galaxias ya dadas a conocer por el telescopio Hubble, ahora el telescopio espacial James Webb las muestra y adicionalmente nos presenta lo que puede ser una de las galaxias más lejanas jamás observadas. Y finalmente la crónica de el restablecimiento de contacto con la sonda "Capstone", y la actualización de los planes vigentes para la exploración humana al espacio.

Mientras en el planeta se marcan nuevos derroteros, ante los hechos que se presentan en este año en con el cambio climático que se manifiesta con alto impacto, los eventos bélicos, así com el desplazamiento de millones de seres humanos por razones económicas y de seguridad, la vista del grupo de científicos que hurgan en los cielos encuentran la inconmensurable belleza del Universo y la comparten con todos nosotros.

En primera instancia comentaré que ha sido posible 

Identificar una nueva clase de sistemas formados por estrellas azules.

Colección de los astros azules, en su mayoría jóvenes, a través de la cámara avanzada para sondeos del Hubble. Foto Europa Press

Un grupo de astrónomos de la Universidad de Arizona identificaron cinco ejemplos de una nueva clase de sistema estelar, formados por estrellas azules jóvenes en una pauta irregular y que parecen existir en aislamiento de cualquier galaxia.

El mecanismo por el que se originaron, valga la comparación, es como caer de panza en una piscina, en este caso, la que se precipitó fue una galaxia sobre un enorme cúmulo de gas caliente. Los sistemas estelares, del tamaño de galaxias enanas, están ubicados dentro del cúmulo de astros Virgo, que se encuentra relativamente cercano. Los cinco sistemas están separados de cualquier posible galaxia progenitora por más de 300 mil años luz en algunos casos, lo que ha dificultado identificar sus orígenes.

Como antes se comentó los astrónomos de la Universidad de Arizona encontraron los nuevos sistemas, después de que otro grupo de investigación, dirigido por Elizabeth Adams, del Instituto Holandés de Radioastronomía, compiló un catálogo de nubes de gas cercanas, proporcionando una lista de sitios potenciales de nuevas galaxias.

Una vez que se publicó ese catálogo, varios equipos de científicos, incluido uno dirigido por David Sand, de la Universidad de Arizona, iniciaron  la búsqueda de estrellas que pudieran estar asociadas con dichas nubes.

Se pensaba que estaban asociadas con la Vía Láctea, nuestra galaxia, y la mayoría probablemente lo esté, pero cuando se descubrió la primera colección de astros, llamada "Secco1", los astrónomos se dieron cuenta de que no estaba cerca de la Vía Láctea, sino más bien en la cercanía del "Cúmulo de Virgo", que está mucho más lejos pero aún muy próximo en la escala del Universo.

Imagen del "Super Cúmulo de Virgo". Tomada de Es. wikipedia. org.

Señaló en un comunicado Michael Jones, becario posdoctoral en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona y autor principal de un estudio que describe los nuevos sistemas estelares: "Fue "Secco1" una de las “manchas azules” muy inusuales". Durante la reunión 240 de la Sociedad Astronómica Estadunidense, fue él encargado de la presentación de  los hallazgos, de los que David Sand fue coautor.

Este equipo obtuvo sus observaciones de los telescopios: Hubble, Very Large Array en Nuevo México y Very Large en Chile. Otro de los coautores del estudio, Michele Bellazzini, del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, dirigió el análisis de los datos del tercer telescopio y presentó un artículo complementario centrado en ellos.

Todos ellos, juntos, aprendieron que la mayoría de las estrellas en cada sistema son muy azules y muy jóvenes y que contienen muy poco gas de hidrógeno atómico. Lo que es importante debido a que la formación de estrellas comienza con ese gas, para que posteriormente se conviertan en densas nubes de gas de hidrógeno molecular antes de transformarse en estrellas.

Explicó el doctor Jones: “Observamos que la mayoría de los sistemas carecen de gas atómico, pero eso no significa que no haya del molecular. De hecho, debe haber algo de éste porque todavía se están formando astros. La existencia de estos cuerpos en su mayoría jóvenes y poco gas indica que estos sistemas deben haber perdido su gas recientemente. La combinación de estrellas azules y la falta de gas fue inesperada, al igual que la falta de estrellas más antiguas en los sistemas. La mayoría de las galaxias tienen estrellas más viejas, a las que los astrónomos llaman “rojas y muertas”. Las estrellas que nacen rojas son de menor masa y, por tanto, viven más que las azules, que se queman rápido y mueren jóvenes. Las azules son básicamente como un oasis en el desierto. Hay dos formas principales en que se puede extraer gas de una galaxia. El primero es el desprendimiento de marea, que ocurre cuando dos pasan una junto a la otra y arrancan gravitacionalmente el gas y las estrellas. El otro es lo que se conoce como extracción de presión de ariete. Esto es como si te cayeras de panza en una piscina. Cuando el vientre de una galaxia cae en un cúmulo que está lleno de gas caliente, su gas es expulsado detrás de él. Ese es el mecanismo que creemos que estamos viendo aquí para crear estos objetos”.

Los sistemas estelares son semejantes a nuestro Sistema Solar, solo que están formados por estrellas que orbitan un centro de gravedad común. Estos objetos no cumplen con las condiciones para ser considerados galaxias y tienen la característica de estar aislados. Se asemejan a un oasis en el desierto. Lo que los hace únicos o distintos, es su situación de aislamiento, esta  característica la encontramos muy singular, dado que se encuentran a al menos trescientos mil años luz de posibles “galaxias” que pudieran ser sus progenitoras, en las cuales pudieran haber nacido las estrellas que conforman estos objetos.

Se teoriza que les espera un futuro aún más aislado, algún día estos sistemas de estrellas irán desintegrándose en pequeños grupos de estrellas y se irán desperdigando por el "Cúmulo de Virgo", la región del Universo en la que se encuentran. La teoría de la extracción de presión de ariete, explica mejor su aislamiento, ya que es un fenómeno más abrupto y requiere menos tiempo, lo que explica la distancia entre estos objetos y las galaxias más cercanas.  

Se cree que esta teoría del “planchazo galáctico” puede ayudar a explicar otros fenómenos astronómicos como el motivo por el que tantas galaxias tienen una forma espiral. Las "galaxias espirales", son las más abundantes del Universo, constituyendo el setenta por ciento del total de las observadas,  deben su nombre a los brazos luminosos con formación estelar dentro del disco que se prolonga, más o menos logarítmicamente, desde el núcleo central. Aunque a veces son difíciles de percibir, estos brazos las distinguen de las "galaxias lenticulares" que presentan una estructura de disco pero sin brazos espirales.

Imagen proporcionada por Noticias de la Ciencia, de las estrellas azules cercanas al "Cúmulo de Virgo".

Se van observando las diferentes galaxias visibles desde nuestra posición en el Universo y de acuerdo a nuestras herramientas tecnológicas y se hacen especulaciones, quizás algunas sean erróneas, pero hoy nuestros paradigmas dictan que existen al menos dos billones, esto es, dos millones de millones, de galaxias en el Universo observable, esto es, diez veces más de lo que se creía anteriormente, la mayoría de las galaxias tienen un diámetro entre cien y cien mil "parcecs" y están usualmente separadas por distancias del orden de un millón de ellos. Cabe especificar que un parece, toma su nombre de "parallax of one arc second", y en sentido estricto, se define como: la distancia a la que una unidad astronómica (UA) subtiende un ángulo de un segundo de arco. Una (UA) es una unidad de longitud igual, por definición, a 149 597' 870 700 metros, ​ que equivale aproximadamente a la distancia media que existe entre la Tierra y el Sol.

Con los datos obtenidos por Hubble y otros telescopios, en la década pasada, se ha podido estimar previamente cuántas galaxias hay más allá de la nuestra. Para ello se utiliza modelos matemáticos para estimar cuántas galaxias eran demasiado pequeñas y débiles para que el telescopio Hubble las viera. Los astrónomos concluyeron que alrededor del 90% de las galaxias no son visibles para esta herramienta. Con esta cifra se calcula que por lo tanto hay unas dos billones de galaxias, pero en fechas recientes sello se ha puesto en duda y se cuenta con una nueva aportación tecnológica, "New Horizons" que es una nave interplanetaria que fue lanzada en el año 2006 con el propósito de estudiar el borde del Sistema Solar  y lo que hay más allá de él. Junto a las misiones Voyager "I" y "II" es de los objetos que más lejos el humano ha enviado en el espacio, en el transcurso del año 2015, la nave causó la órbita de Plutón. 

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Actualmente "New Horizons" se encuentra a más de seis mil cuatrocientos millones de kilómetros de nosotros, ahora está atravesando el "Cinturón de Kuiper". Por aquellos lugares las cosas se ven muy distintas a como las apreciamos desde aquí, pues, con el Sol muchísimo más lejos que de la Tierra, el entorno es mucho más oscuro, esto es, alrededor de diez veces más oscuro que en esta zona del Sistema Solar. Dicha oscuridad es lo que le ha permitido a New Horizons observar mucho mejor cómo es el espacio profundo. Al no tener apenas contaminación lumínica como el Hubble, ha podido enviar datos más precisos sobre el fondo óptico cósmico. El fondo óptico cósmico es, en líneas muy generales, el brillo y luz difusa que generan las galaxias en el Universo. Y, es más pequeño de lo que se pensaba. Así es que con los nuevos datos recopilados, los científicos ahora estiman que en realidad no hay unas dos billones de galaxias, sino más bien unos cientos de miles de millones de galaxias. Sigue siendo una cifra extremadamente alta, sí, pero mucho menor en comparación con la anterior.

El espacio intergaláctico está compuesto por un tenue gas, cuya densidad media no supera un átomo por metro cúbico y muchas de las galaxias están dispuestas en una jerarquía de agregados, llamados "cúmulos", que a su vez pueden formar agregados más grandes, llamados "supercúmulos", las suponemos dispuestas en hojas o en filamentos rodeados de inmensas zonas de vacío en el Universo; y entonces, comienzan nuestra nuevas especulaciones, se especula que la materia oscura constituye un muy alto porcentaje de la masa en la mayoría de las galaxias, sin embargo, la naturaleza de este componente no está demostrada, y de momento aparece solo como un recurso teórico para sustentar la estabilidad observada en las galaxias.

Se han clasificado de acuerdo a su forma aparente (morfología visual). Galaxia elíptica que, como lo indica su nombre, tiene el perfil luminoso de una elipse, también las espirales que ya vimos, luego las inusuales o irregulares y son, normalmente, el resultado de perturbaciones provocadas por la atracción gravitacional de galaxias vecinas, estas interacciones entre galaxias vecinas, que pueden provocar la "fusión de galaxias", pueden inducir el intenso nacimiento de estrellas,  aunque son tan grandes y están tan expandidas en los extremos que, aunque choquen entre sí, los planetas y los sistemas solares a menudo no llegan a colisionar. Finalmente, tenemos las pequeñas, que carecen de una estructura coherente y también son etiquetadas como irregulares.

De donde se concluye que al no permanecer estáticas, pues todo en el Universo está en movimiento, tenemos una realidad dinámica, lo que nos pone en una situación complicada para definir en forma absoluta el panorama estelar, y si bien, los tiempos siderales son muy prolongados, nosotros los humanos somos notablemente efímeros.

Representación esquemática de lo que se entiende como Cinturón de Kuiper (lo que hay más allá de la órbita de Neptuno). Tomada de Xataka.

Haciendo historia, citemos que la materia oscura fue propuesta inicialmente en el año 1933 por el astrónomo Fritz Zwicky (1898 - 1974), pues la rotación observada en las galaxias indicaba la presencia de una gran cantidad de materia que no emitía luz. El fantasma del antiguo "Eter" volvía a escena.

Es claro que el avance es importante, pero la última concusión aún está lejana.

James Webb, el telescopio envía nuevas imágenes, sobre galaxias que antes se conocieron por Hubble.

Nuevas imágenes del Telescopio Espacial James Webb muestran lo que puede ser una de las galaxias más lejanas jamás observadas, mostrada como un puntito de luz por su antecesor, el Telescopio Hubble.

Placa captada con el instrumento de infrarrojo medio desarrollado por un consorcio europeo e instalado en el telescopio. Foto Europa Press.

Se incluyen objetos de hace más de trece mil millones de años y ofrecen un campo de visión mucho más amplio que la primera imagen de campo profundo, que se hizo pública en medio de una gran expectación el 12 de julio pasado, se trata de algunas de las primeras imágenes obtenidas dentro del proyecto "Cosmic Evolution Early Release Science Survey" (Ceers) o "Encuesta Científica sobre la Liberación Anticipada de la Evolución Cósmica", sondeo con los primeros resultados científicos sobre evolución cósmica, una colaboración que, utilizando el nuevo telescopio espacial, estudia cómo se formaron algunas de las primeras galaxias cuando el Universo tenía menos de cinco por ciento de su edad actual, durante un periodo conocido como "reionización".

Formada por dieciocho coinvestigadores de doce instituciones, entre los que se encuentra Pablo G. Pérez González, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), "Ceers" cuenta además con más de cien colaboradores de otros diez países.

Así, en la primera semana de análisis de datos, el equipo identificó un objeto especialmente interesante: una galaxia a la que llamó "Maisie", se estima que existió sólo trescientos millones de años después del Big Bang, informó Centro de Astrobiología en un comunicado.

Es importante mencionar que os datos tardaron unas 24 horas en recopilarse, son de una zona de cielo cercana a la cola de la Osa Mayor. Esta misma área del cielo fue observada antes por el Hubble, en lo que se conoce como "Franja de Groth Extendida".

Declaró el doctor Steven Finkelstein, profesor asociado de astronomía en la Universidad de Texas en Austin e investigador principal de (Ceers): “Es asombroso ver cómo lo que para Hubble era un puntito de luz ahora para Webb se convierte en una galaxia completa y con estructuras preciosas. No sólo eso, sino que otras galaxias emergen de la nada. Las imágenes del proyecto, extremadamente nítidas, no sólo han servido para descubrir galaxias distantes, sino también muestran numerosos objetos interesantes y bellos, revelando la complejidad de la evolución de las galaxias a lo largo de la vida del universo: algunas parecen elegantes molinos, otras son como pequeños seres al inicio de sus vidas, otras muestran interacciones con sus vecinas que las deforman o incluso destruyen, y unas más se distribuyen en el cielo como si de un comecocos se tratara".

Imagen asociada al Telescopio "MIRI". Tomada de "Madrid Deep Space Communications Complex", mdscc. nasa. gov.

El telescopio "Mid-Infrared Instrument" (MIRI) es un instrumento que trabaja en el rango del infrarrojo medio y que fue desarrollado por un consorcio europeo en el que participó el CAB (CSIC-INTA). Opera a una resolución espacial mucho más alta que los telescopios de infrarrojo medio anteriores.

En comparación con el "Near Infrared Camera"  (NIRcam), (MIRI) tiene un campo de visión más pequeño, pero detecta longitudes de onda más largas, lo que permite a la comunidad astrofísica ver el polvo cósmico brillando desde las galaxias con formación estelar y los agujeros negros a grandes distancias, así como ver la luz de las estrellas más viejas en galaxias lejanas.

Ha señalado Pérez González. que es el investigador del CAB (CSIC-INTA), experto en el estudio de la evolución de galaxias a distintas distancias cosmológicas con datos infrarrojos: “Las imágenes de (MIRI) son impresionantes, ocho veces más nítidas que las que teníamos hasta ahora”, y agregó que: “En cada gran misión astrofísica que comienza el Universo nos sorprende. Siempre pensamos que ya estamos llegando tan cerca del Big Bang que las galaxias deben ser muy jóvenes y casi deberíamos detectar la primera, pero el nuevo telescopio James Webb nos está revelando galaxias grandísimas y ya bastante evolucionadas. El Universo ha sido casi toda su vida super eficiente formando galaxias. No sólo eso: también elementos y compuestos químicos complejos, lo que debe tener un efecto en la aparición de la vida”.

El programa (Ceers) consta de más de sesenta horas de tiempo de telescopio, por ahora casi se ha ejecutado la mitad. En diciembre se completará, añadiendo muchos más datos de imágenes junto con mediciones espectroscópicas de cientos de galaxias distantes.

Se restablece el contacto con la sonda "Capstone" (Piedra Angular).

La sonda ‘Capstone’ de la NASA desplegó con éxito los paneles solares para dar paso a una corrección de órbita. Foto Europa Press

Tras el despliegue inicial el cuatro de julio, la nave espacial --un cubeSat enviado a estudiar una nueva órbita lunar para la futura Estación Gateway-- desplegó con éxito paneles solares, se estabilizó y comenzó a cargar su batería a bordo. El sistema de propulsión también se preparó para la primera maniobra de la nave espacial, que es del tamaño de un horno micro-ondas, hizo contacto inicial con la Estación Terrestre "Deep Space Network" (DSN), la "Red de Espacio Profundo", en el complejo de Madrid, seguido de un contacto parcial con la Estación Terrestre Goldstone en California, segundo de los tres complejos que forman la red, la tercera se encuentra en Camberra. A partir de estos contactos, los operadores de la misión pudieron determinar la posición y velocidad aproximadas de "Capstone" en el espacio, pero la comunicación quedó entonces cortada. Esta red internacional de antenas forma parte del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la agencia de Administración Nacional de Aeronáutica y el espacio (NASA). 

Como resultado, la primera maniobra de corrección de trayectoria de "Capstone", originalmente programada para la mañana del 5 de julio, se retrasó. Esta maniobra era la primera de una serie que está diseñada para hacer pequeñas correcciones para aumentar la precisión de la órbita de transferencia a la Luna, y la nave espacial quedó en la transferencia lunar balística general prevista mientras espera esta corrección de trayectoria. Fue una incertidumbre de horas la cual fue resuelta afortunadamente.

Ilustración de la Estación Espacial Lunar Gateway. Tomada de "Madrid Deep Space Communications Complex", mdscc. nasa. gov.

Como resultado del trabajo de los equipos de la misión, la NASA informó el pasado seis de julio en una actualización del blog que se había restablecido contacto con la nave. Se espera la reanudación de las maniobras para alcanzar su órbita lunar en un viaje previsto de cuatro meses.

Este orbitador lunar que probará y verificará la estabilidad orbital planificada para la "Lunar Orbital Platform Gateway" (LOP-G) "Plataforma Orbital Lunar Gateway", también conocida como Lunar Gateway o simplemente Gateway, que es una Estación Espacial propuesta en órbita lunar destinada a servir como centro de comunicaciones, alimentado por energía solar, un laboratorio de Ciencias, módulo de habitación a corto plazo y área de espera para Rovers y otros robots. Si bien el proyecto está liderado por la NASA, la Gateway está destinada a ser desarrollada, mantenida y utilizada en colaboración con socios comerciales e internacionales. Servirá como punto de partida para la exploración robótica y tripulada del Polo Sur Lunar, y es el punto de partida propuesto para el concepto de  "Transporte Espacial Profundo" de la NASA para el transporte a Marte.

El Grupo Internacional de Coordinación de Exploración Espacial (ISECG), está compuesto por catorce agencias espaciales, incluida la NASA, ha establecido que el proyecto Gateway será fundamental para expandir la presencia humana en la Luna, Marte y más profundamente en el Sistema Solar.

Aquí se establecen planes de acercamiento a la expansión de la humanidad a la exploración espacial, planeada para llevarse a cabo en lo que resta de la década, la cual plantea la decisión de la cooperación internacional. Es deseable que este ideal se mantenga, a pesar de las diferencias y obstáculos que la realidad de la geopolítica establezca en los años próximos. Mientras tanto la Machincuepa Cuántica seguirá la información que sobre esos proyectos se de a conocer.