La ciencia de astronomía se ocupa de objetos y eventos en el universo. Esto va desde estrellas y planetas a galaxias, materia oscuray energía oscura. La historia de la astronomía está llena de historias de descubrimiento y exploración, comenzando con los primeros humanos que miraron hacia el cielo y continuando a través de los siglos hasta la actualidad. Los astrónomos de hoy usan máquinas y software complejos y sofisticados para aprender sobre todo, desde formación de planetas y estrellas a las colisiones de galaxias y la formación de las primeras estrellas y planetas Echemos un vistazo a algunos de los muchos objetos y eventos que están estudiando.
Con mucho, algunos de los descubrimientos de astronomía más emocionantes son los planetas alrededor de otras estrellas. Estos se llaman exoplanetas, y parecen formarse en tres "sabores": terrestres (rocosos), gigantes gaseosos y "enanos" gaseosos. ¿Cómo saben esto los astrónomos? La misión de Kepler para encontrar planetas alrededor de otras estrellas ha descubierto miles de candidatos a planetas solo en la parte cercana de nuestra galaxia. Una vez que se encuentran, los observadores continúan estudiando a estos candidatos utilizando otros telescopios espaciales o terrestres e instrumentos especializados llamados espectroscopios.
Kepler encuentra exoplanetas buscando una estrella que se atenúa a medida que un planeta pasa frente a él desde nuestro punto de vista. Eso nos dice el tamaño del planeta en función de la cantidad de luz estelar que bloquea. Para determinar la composición del planeta, necesitamos conocer su masa, para poder calcular su densidad. Un planeta rocoso será mucho más denso que un gigante gaseoso. Desafortunadamente, cuanto más pequeño es un planeta, más difícil es medir su masa, especialmente para las estrellas tenues y distantes examinadas por Kepler.
Los astrónomos han medido la cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, que los astrónomos llaman colectivamente metales, en estrellas con candidatos a exoplanetas. Dado que una estrella y sus planetas se forman a partir del mismo disco de material, la metalicidad de una estrella refleja la composición del disco protoplanetario. Teniendo en cuenta todos estos factores, a los astrónomos se les ocurrió la idea de tres "tipos básicos" de planetas.
Dos mundos que orbitan alrededor de la estrella Kepler-56 están destinados a la fatalidad estelar. Los astrónomos que estudian Kepler 56b y Kepler 56c descubrieron que en unos 130 a 156 millones de años, estos planetas serán tragados por su estrella. ¿Por qué va a pasar esto? Kepler-56 se está convirtiendo en un estrella gigante roja. A medida que envejece, se ha hinchado hasta aproximadamente cuatro veces el tamaño del Sol. Esta expansión de la vejez continuará y, finalmente, la estrella engullirá los dos planetas. El tercer planeta que orbita esta estrella sobrevivirá. Los otros dos se calentarán, estirados por la atracción gravitacional de la estrella, y sus atmósferas se evaporarán. Si crees que esto suena extraño, recuerda: los mundos internos propios sistema solar enfrentará este mismo destino en unos pocos miles de millones de años. ¡El sistema Kepler-56 nos muestra el destino de nuestro propio planeta en un futuro lejano!
En el lejano universo, los astrónomos observan como cuatro cúmulos de galaxias chocan entre sí. Además de mezclar estrellas, la acción también está liberando enormes cantidades de rayos X y emisiones de radio. La órbita terrestre telescopio espacial Hubble (HST) y Observatorio Chandra, junto con Matriz muy grande (VLA) en Nuevo México han estudiado esta escena de colisión cósmica para ayudar a los astrónomos a comprender la mecánica de lo que sucede cuando los cúmulos de galaxias chocan entre sí.
los HST La imagen forma el fondo de esta imagen compuesta. La emisión de rayos X detectada por Chandra está en azul y la emisión de radio vista por el VLA está en rojo. Los rayos X trazan la existencia de gas caliente y tenue que impregna la región que contiene los cúmulos de galaxias. La gran característica roja de forma extraña en el centro probablemente es una región donde los choques causados por el Las colisiones son partículas aceleradas que luego interactúan con los campos magnéticos y emiten la radio. olas. El objeto emisor de radio recto y alargado es una galaxia en primer plano cuyo agujero negro central acelera chorros de partículas en dos direcciones. El objeto rojo en la parte inferior izquierda es una radiogalaxia que probablemente esté cayendo en el cúmulo.
Hay una galaxia allá afuera, no muy lejos de la Vía Láctea (30 millones de años luz, justo al lado en distancia cósmica) llamada M51. Es posible que haya escuchado que se llama Whirlpool. Es una espiral, similar a nuestra propia galaxia. Se diferencia de la Vía Láctea en que está chocando con un compañero más pequeño. La acción de la fusión está provocando olas de formación estelar.
En un esfuerzo por comprender más sobre sus regiones formadoras de estrellas, sus agujeros negros y otros lugares fascinantes, los astrónomos utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra para recoger las emisiones de rayos X procedentes de M51. Esta imagen muestra lo que vieron. Es un compuesto de una imagen de luz visible superpuesta con datos de rayos X (en morado). La mayoría de las fuentes de rayos X que Chandra La sierra son binarios de rayos X (XRB). Estos son pares de objetos donde una estrella compacta, como una estrella de neutrones o, más raramente, un agujero negro, captura material de una estrella compañera en órbita. El material se acelera por el intenso campo gravitacional de la estrella compacta y se calienta a millones de grados. Eso crea una fuente de rayos X brillante. los Chandra Las observaciones revelan que al menos diez de los XRB en M51 son lo suficientemente brillantes como para contener agujeros negros. En ocho de estos sistemas, es probable que los agujeros negros capturen material de estrellas compañeras que son mucho más masivas que el Sol.
La más masiva de las estrellas recién formadas que se crean en respuesta a las próximas colisiones vivirá rápido (solo unos pocos millones de años), morirá joven y colapsará para formar estrellas de neutrones o agujeros negros. La mayoría de los XRB que contienen agujeros negros en M51 se encuentran cerca de las regiones donde se forman las estrellas, lo que muestra su conexión con la fatídica colisión galáctica.
Dondequiera que los astrónomos miran el universo, encuentran galaxias por lo que pueden ver. Esta es la última y más colorida mirada al universo distante, hecha por telescopio espacial Hubble.
El resultado más importante de esta hermosa imagen, que es un compuesto de exposiciones tomadas en 2003 y 2012 con La cámara avanzada para encuestas y la cámara de campo amplio 3, es que proporciona el enlace que falta en estrella formación.
Los astrónomos estudiaron previamente el Campo Ultra Profundo Hubble (HUDF), que cubre una pequeña sección del espacio visible desde la constelación del hemisferio sur Fornax, en luz visible e infrarroja cercana. El estudio de luz ultravioleta, combinado con todas las otras longitudes de onda disponibles, proporciona una imagen de esa parte del cielo que contiene alrededor de 10,000 galaxias. Las galaxias más antiguas en la imagen se ven como lo harían unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang (el evento que comenzó la expansión del espacio y el tiempo en nuestro universo).
La luz ultravioleta es importante para mirar hacia atrás hasta aquí porque proviene de las estrellas más calientes, más grandes y más jóvenes. Al observar a estas longitudes de onda, los investigadores obtienen una visión directa de qué galaxias están formando estrellas y dónde se están formando las estrellas dentro de esas galaxias. También les permite comprender cómo crecieron las galaxias con el tiempo, a partir de pequeñas colecciones de estrellas jóvenes y calientes.