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jueves, 22 de noviembre de 2012

Descubriendo el nacimiento de nuevas galaxias. La radioastronomía (II)

     Como bien anunciaba en la entrada anterior, la radioastronomía, aunque es una ciencia relativamente joven, conforma una gran puerta hacia la comprensión de la formación del universo y su desarrollo. Conocemos ya su fundamentación en las radiaciones de los cuerpos celestes pero, ¿cómo fueron descubiertas? Por casualidad, como muchos de los grandes hitos científicos a lo largo de la historia.

     En 1932 un investigador estadounidense, Karl Jansky, intentaba averiguar el origen de unas interferencias en la líneas telefónicas por cable entre América y Europa. Construyó una especie de antena de gran tamaño, gracias a la cual pudo identificarlas. Además, percibió un ruido que no tenía explicación, pues procedía del espacio, concretamente del centro de la Vía Láctea. 

    La comunidad astronómica no dio gran importancia a tal descubrimiento; sin embargo, un antenista llamado Grote Reber, inspirado por la noticia que publicaba The New York Times, construyó su propia antena y con ella trazó el primer mapa celeste de radiaciones, con la Vía Láctea, Cassiopea A y Cygnus A. Su resolución era muy precaria, pero tal hazaña desembocó en un mayor interés por esta nueva actividad científica.

     Dos décadas más tarde se comenzaron a desarrollar nuevos aparatos, los interferómetros, que simplemente constaban de dos o más antenas de menor tamaño separadas varios kilómetros entre sí, y combinadas para obtener los mismos datos que con una única de mayores dimensiones. A partir de aquí se avanza con mayor dinamismo hasta dar lugar a los telescopios ópticos y radiotelescopios anteriormente citados. 
Ejemplo de interferómetro, conjunto de antenas separadas una distancia  determinada que, complementadas, permiten una observación globalizada del universo.

     Pero toda esta introducción histórica no es sino para contextualizar un hito en el descubrimiento astronómico. Los sistemas galácticos cuyas radiaciones se podían percibir distaban millones y millones de años luz de la Tierra y aun así, los valores radiactivos eran elevados. ¿Cómo podía ser esto? Se trataba de nuevos cuerpos celestes: los cuásares.
   
     Los cuásares son los tipos de astros más alejados en el universo. De pequeño diámetro y gran densidad, emiten enorme cantidad de radiación en todas las frecuencias; debido a su larga longitud de onda, muestran un desplazamiento al rojo mayor que cualquier otro objeto conocido, fenómeno denominado Efecto Doppler, "aparente cambio de frecuencia de una onda, producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador".
Los cuásares son fácilmente perceptibles por medio de radiotelescopios o  interferómetros, y presentan ese color rojo característico, debido a su gran lejanía.

     Este fenómeno es posible de determinar ya que los cuásares se alejan al 90% de la velocidad de la luz. Existen algunos descubiertos a una distancia de aproximadamente 12.000 millones de años luz, el equivalente aproximado a la edad del universo. Su energía y radiación son tan intensas que pueden llegar a ser hasta 60.000 veces más brillantes que toda la Vía Láctea. Se cree que tienen forma de agujeros negros, y emiten dicha radiación al capturar estrellas o gas interestelar.

      Pero la verdadera importancia de su hallazgo es que parecen ser la forma original de las galaxias. Al principio los astrónomos no relacionaban ambos fenómenos, hasta que se estableció una relación de semejanza entre los núcleos galácticos con los cuásares. La hipótesis actual reside en que los cuásares sean núcleos de galaxias muy jóvenes que estén empezando a conformarse; así, se deduciría que las emisiones galácticas irían disminuyendo con el paso del tiempo, alimentando otra de las posibles teorías sobre el destino final del universo, el Big Freeze (la pérdida de energía condicionaría que la materia dejara de poder emplearla y el universo llegaría a un mínimo energético que impediría su continuación).

     En este video se resume muy brevemente y de forma sencilla la definición de estos astros tan fascinantes. Aunque hace mención a que no sean los más lejanos en el Universo, no es posible determinar una afirmación válida, ya que la comunidad científica se encuentra dividida en opiniones. Habrá que esperar a nuevos avances en este campo, y a nuevos descubrimientos que puedan corroborarlo al 100%.



     No es una locura afirmar que la ciencia va a pasos cada vez más agigantados; parece ser que pretende igualar la velocidad de expansión del universo.    

   
 

Entrada realizada por Marta Lobo de Pablos, 1º de Bachillerato B, nº 20.

Fuentes:

  • http://sociedad.elpais.com/sociedad/2009/06/16/actualidad/1245103206_850215.html
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Cu%C3%A1sar
  • http://www.xtec.cat/~rmolins1/univers/es/quapuls.htm
  • http://astronomiarmp.blogspot.com.es/2007/09/causares-y-pulsares.html
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_al_rojo


jueves, 25 de octubre de 2012

La radioastronomía (I)


La formación del universo ha sido motivo de investigación de la humanidad desde la aparición de los primeros homínidos. Buscar una respuesta a cómo se formó el entorno en el que vivimos es objetivo de todas las civilizaciones, y las soluciones aportadas a lo largo de la historia han resultado, cuanto menos, numerosas. 

La teoría actual reside en el fenómeno denominado Big Bang (Gran Explosión), un estallido inicial del que surgió toda la materia, a partir de la nada. Según esta afirmación, las partículas que se crearon salieron disparadas en la explosión. Los elementos principales fueron el hidrógeno y el helio, que tras un primer estado de aumento de la temperatura, se condensaron conformando las estrellas, y con ello las galaxias. Con ello, la principal suposición es que el universo está en continua expansión, y que los elementos que lo forman se separan a una velocidad constante desde entonces. 

Pero ahora surge un nuevo interrogante: ¿qué pasará con el universo? ¿En qué desembocará este crecimiento continuamente acelerado e irrefrenable? Siguiendo la misma terminología, se encuentran distintas hipótesis sobre el destino final del universo. Basándose en su continua expansión, la comunidad científica se pregunta por la manera en qué concluirá este fenómeno.

Existe la posibilidad de una desintegración de la materia del universo: el Big Rip (gran desgarramiento). La materia oscura, que conforma un 73% del universo, condicionará la aceleración de la disgregación de la materia, que acabará dividida en partículas subatómicas, provocando la "desintegración" del universo.

Simulación del Big Rip, la "desintegración del universo"

Ahora bien, el estudio de este fenómeno no se puede realizar con unas medidas y un instrumental cualquiera. Para haber podido definir estas teorías, la comunidad científica ha pasado por un gran período del desarrollo de los métodos de medición de las distancias y el espacio en el propio espacio. Uno de los últimos avances más destacados es el de la radioastronomía. 

La radioastronomía es la ciencia encargada de la realización de mapas de galaxias, sistemas solares y otras estructuras cósmicas, con el fin de determinar el porqué de la “Materia Oscura”, la fuerza que causa la expansión del Universo. Fue descubierta en 1998, pero su causa aún no ha sido determinada.

¿Cómo funciona? A través de unos telescopios específicos, se visualizan las huellas que dejan las emisiones de gas en los astros y cuerpos celestes. Después se comparan con más datos tomados con anterioridad, y se estudia la evolución de tales ondas. Este proceso recibe el nombre de mapeo.

Hasta hace poco, para utilizar esta técnica previamente se procedía a la detección de las galaxias, que se estudiaban individualmente. Sin embargo, el Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, con su telescopio GBT, ha cambiado la forma de análisis. Se trata de un radiotelescopio de un solo plato, completamente móvil, de diámetro de 110x100 metros (de 1Ha de superficie), capaz de recopilar ondas muy débiles desde el universo.

Telescopio GBT, gracias al cual se ha avanzado mucho en el estudio de la Materia Oscura
Con este instrumento se pueden detectar las radiaciones de hidrógeno de miles de galaxias en tres dimensiones, mapeando su ubicación, pero saltándose la detección galáctica, para en su lugar estudiar el hidrógeno total, siendo así su variación más fácil de comparar. Esta aplicación está basada en la interferometría de muy larga base (VLBI).

Gracias a esto, la materia oscura, que constituye cerca de ¾ de la materia y la energía del Universo, está más cerca de ser comprendida, y todas estas teorías sobre la evolución del  universo podrían tener una explicación definitiva.


La radioastronomía es una de las áreas más poderosas y productivas en la comprensión del Universo, al permitirnos captar aquellas cosas que no puede apreciar un telescopio óptico convencional. Es por eso que se han emplazado otros grandes complejos de este tipo, como el VLA, GTM, Arecibo o el proyecto ALMA.

Tomando en cuenta las otras aplicaciones de la radioastronomía, como la búsqueda de señales de otra civilización, ya estamos hablando de mucho más que sólo “escuchar a las estrellas”. Estamos comprendiendo una nueva realidad.  



En este vídeo acerca de un curso de verano en la UNED sobre la radioterapia se explica a grandes rasgos la extensa utilidad de esta ciencia.

Más adelante ampliaré otras de sus aplicaciones, que son de un gran uso para el estudio de diversos aspectos de interés común, como la tectónica de placas o el cambio climático.