En la actualidad, el foco de atención está puesto en detectar aquellos planetas más accesibles con la instrumentalización vigente, sobre todo gigantes gaseosos. Entre los proyectos más relevantes se encuentran los datos obtenidos por el Telescopio Espacial Hubble, que lleva operativo desde 1990; el nuevo James Webb, con sus imágenes del cielo profundo y su esperada contribución en el análisis de las atmósferas de exoplanetas, y las investigaciones realizadas en observatorios desde tierra.

La astronomía parece tener un prometedor futuro a raíz del éxito de las pasadas dos décadas en materia de búsqueda de planetas alejados de nuestro Sistema Solar. Aparte de la caracterización detallada que realizará el James Webb en estos mundos, también se sumará la misión Ariel analizando más de mil atmósferas, trabajo que tiene previsto su lanzamiento para 2029 y en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA). Por su parte, personal investigador del Centro de Astrobiología (CAB) colabora para la puesta en marcha de la nave espacial Plato, que ayudará en el descubrimiento de este tipos de astros a partir de 2026.

La Nebulosa de Orión, uno de los objetos astronómicos más conocidos y brillantes del cielo nocturno, es la región de formación de estrellas masivas más cercana a la Tierra y muestra una estructura gaseosa compleja y extensa. Algunas de sus estrellas recién nacidas emiten esos jets que, al impactar sobre los alrededores, producen frentes de choque que comprimen y calientan el gas nebular. Estas zonas de impacto suelen adoptar una forma arqueada y se denominan Herbig-Haro (HH).

Dichos objetos han sido observados en múltiples nebulosas oscuras. Sin embargo, en esta se encuentran inmersos en el intenso campo de radiación producido por sus estrellas más masivas: el Trapecio de Orión, ubicado en el centro de la nebulosa. Gracias a esta radiación, tanto el gas situado en el frente de choque como el comprimido tras su paso es calentado e ionizado, lo que nos permite desvelar con precisión las condiciones físicas y la composición química del jet.

«Hemos alcanzado un detalle de análisis nunca antes visto»

El estudio, publicado en la revista The Astrophysical Journal, ha arrojado luz sobre las complejas relaciones entre las abundancias iónicas del gas y sus condiciones físicas en HH204, uno de los cuerpos HH más prominentes de la Nebulosa de Orión.

«Nuestro trabajo revela que, en el frente de choque de HH204 las concentraciones gaseosas de elementos pesados como hierro o níquel aumentan hasta en un 350 % sobre lo que se encuentra normalmente en la gran nube de Orión. Esto nos permite determinar la proporción de otros elementos químicos con mayor precisión y conocer mejor la evolución química de la vecindad solar», explica el autor principal de la investigación y estudiante de doctorado de la Universidad de La Laguna José Eduardo Méndez.

El doctorando expresa una gran emoción por la investigación, pues «es el resultado de un gran esfuerzo». Méndez asegura que se trata de un análisis que se viene realizando desde hace más de un año pero pertenece a un proyecto de trabajos relacionados con los HH, cuya labor comenzó hace tres años. «El estudio nos ha permitido entender cómo son las interacciones de los diferentes componentes químicos de la Nebulosa de Orión. Hemos conseguido un nivel de detalle que no se había visto con anterioridad, pues solo eran especulaciones», explica José Eduardo Méndez.

Nueva vara de medir

Por su parte, el investigador del IAC y coautor del estudio, Jorge García Rojas, opina que el impacto de jets protoestelares podrían ser importantes a la hora de determinar las condiciones físicas locales de las nebulosas ionizadas. «El no considerar sus efectos puede llevar a una determinación incorrecta de la composición química de las nebulosas ionizadas, herramientas fundamentales en la comprensión de la evolución química del Universo», destaca el científico. Por lo que ahora, con este método, se podrá tener más precisión a la hora de analizar químicamente estas grandes nubes espaciales.

Tras mejorar el proceso de combinación de imágenes, el equipo recuperó una enorme cantidad de luz de estrellas que se había perdido alrededor de las galaxias más grandes del HUDF. La luz generada por todas estas estrellas perdidas equivaldría a haber recuperado una galaxia completa y, en algunos casos, significa que muchas galaxias tienen prácticamente el doble del tamaño que se pensaba.

El HUDF es fruto de la combinación de los cientos de imágenes tomadas con la Wide Field Camera 3 (WFC3) durante más de 230 horas que, en 2012, mostraron la imagen más profunda del Universo tomada hasta el momento. Entonces, el método de combinación de imágenes individuales no era el más adecuado para detectar objetos débiles y extensos. Por ello, Borlaff explica: “Lo que hemos hecho es volver al archivo de imágenes originales, tal cual las observó el Telescopio Espacial Hubble, y mejorar el proceso de combinación, tratando de preservar a la vez las galaxias lejanas y pequeñas; y las regiones extendidas de las galaxias más grandes”.

19 años en el espacio

La cámara WFC3, con la que se tomaron los datos, fue instalada por astronautas en mayo de 2009, cuando el Hubble llevaba 19 años en el espacio. Esto ha supuesto un gran reto a los investigadores, porque el conjunto completo (cámara + telescopio) nunca había sido probado en tierra, lo que dificultaba su calibración. Para superarlo, analizaron varios miles de imágenes de distintas regiones del cielo, con el objetivo de mejorar la calibración del telescopio en órbita.

La que actualmente es la imagen más profunda del Universo “ha sido posible gracias a la increíble mejora de las técnicas de procesamiento de imágenes que ha habido en los últimos años, un tema en el que el grupo en el que estamos trabajando en el IAC es muy puntero”, concluye Borlaff.

“Es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada tan lejana”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de Minnesota y líder de este estudio. Y añade: “Somos capaces de ver galaxias muy lejanas, pero esta está 100 veces más lejos que la siguiente individual que podemos analizar, excepto si contamos las explosiones de supernova ”.

La peculiaridad cósmica que ha permitido verla es un fenómeno conocido como “lente gravitacional”. La gravedad de un cúmulo muy masivo de galaxias actúa como una gran lupa cósmica amplificando la luz de objetos más distantes. En este caso, la lente natural está creada por el el conjunto llamado MACS J1149+2223, situado a unos 5.000 millones de años luz de la Tierra. Combinándola con la resolución y sensibilidad del Hubble se ha conseguido analizar.

En la indagación han colaborado, entre otros, José Diego, del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), Steven Rodney, de la Universidad de Carolina del Sur, Columbia (Estados Unidos), Pablo Pérez González, de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), Tom Broadhurst, de la Universidad del País Vasco (UPV), e Ismael Pérez Fournon, del IAC y de la ULL.

Pérez Fournon: «Ícaro es mucho más grande, masiva, caliente y, posiblemente, miles de veces más brillante que el Sol»

Aunque su nombre oficial es MACS J1149+2223 Estrella Lentificada 1, el grupo ha decidido llamarla como el personaje de la mitología griega que se acercó demasiado al Sol con sus alas de plumas y cera. “Pudimos establecer que Ícaro es una estrella supergigante azul. Es mucho más grande, masiva, caliente y, posiblemente, miles de veces más brillante que el Sol, pero que, a la distancia a la que se encuentra, es imposible observarla de manera individual incluso para Hubble, salvo que contemos con el fenómeno de lente gravitacional”, comenta Pérez Fournon.

Pérez González explica que “hasta 2016 solo era posible detectar astros individuales en las galaxias de al lado de la Vía Láctea. Hoy ya es posible ver una estrella individual, muy parecida a Rigel, que está en el otro lado del Universo, y que de hecho ya no existe.” Asimismo, puntutaliza que el único telescopio que detectó esta estrella tan lejana desde Tierra fue el Gran Telescopio Canarias.

Según el investigador del IFCA, y líder del artículo teórico que acompaña a la publicación original, “si la materia oscura estuviese compuesta por agujeros negros similares a los que está detectando LIGO (Observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser), la señal observada de Ícaro hubiera sido muy distinta, con lo cual podemos descartar este tipo de candidatos”. Por su parte, Broadhurst, señala también que “este tipo de estudios permitirá en el futuro acotar otros modelos de materia oscura, como por ejemplo aquellos que postulan partículas de materia oscura súperligeras y con efectos cuánticos”.

Además, en mayo de 2016, al lado de Ícaro apareció otra imagen nueva que parece indicar que no se trata de una única, sino que estaríamos hablando de un sistema binario, con dos estrellas orbitando una alrededor de la otra.

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han confirmado la primera detección de una galaxia reliquia con el Telescopio Espacial Hubble. Los resultados de esta investigación se publicaron ayer lunes, 12 de marzo, en la revista Nature. Se calcula que solo una de cada mil galaxias masivas es una reliquia del Universo primitivo y conserva intactas las propiedades que tenía cuando se formó hace miles de millones años. Por eso, cuando Michael Beasley e Ignacio Trujillo, investigadores del IAC y de la Universidad de La Laguna, localizaron esta rara avis, solicitaron tiempo de observación con el Telescopio Espacial Hubble para observar los cúmulos globulares que la rodeaban y así confirmar lo que ya proponían los datos que habían logrado con telescopios terrestres.

Los cúmulos globulares son agrupaciones de estrellas que flotan alrededor de las galaxias y se forman junto a éstas durante su nacimiento. Existen dos tipos de poblaciones de cúmulos globulares: los rojos, que nacen con las galaxias masivas, se encuentran cerca de su centro y tienen un alto contenido de elementos más pesados que el Helio; y los azules, con menor porcentaje metálico, los cuales se encuentran alrededor de las galaxias masivas como consecuencia de haber absorbido otras galaxias más pequeñas.

La primera vez

Analizar esos cúmulos facilita información sobre la historia de las galaxias. Los resultados de la investigación que publica Nature han mostrado que la galaxia NGC 1277 solo posee los cúmulos globulares rojos que se formaron con ella en su nacimiento. Desde entonces, se ha mantenido inalterada.  “Los cúmulos globulares son piezas muy sensibles de la historia de formación de las galaxias”,  explica Michael Beasley, primer autor del artículo, quien también aclara que “es la primera vez que se observa una galaxia tan masiva con tan pocos cúmulos azules”.

La galaxia NGC 1277 está compuesta por un millón de millones de estrellas y recibe su nombre del Nuevo Catálogo General de Nebulosas y Cúmulos de Estrellas. Se encuentra en el área central del Cúmulo de Perseo. La mayor concentración de galaxias próxima a la Vía Láctea y su cercanía, a 70 megaparsec (225 millones de años luz), la convierte en el objeto ideal para analizar desde cerca una galaxia que ha permanecido intacta desde las edades más tempranas del Universo. “La galaxia, NGC 1277, nos ofrece una oportunidad única para estudiar una galaxia ‘primitiva’ en el Universo Local”, añade Ignacio Trujillo, otro de los autores del artículo.

Cuando esta galaxia nació, creaba 1000 estrellas al año, mientras que, por sus características, la Vía Láctea forma, en la actualidad, solo una estrella al año.

Mil kilómetros por segundo

El motivo por el que los investigadores piensan que esta galaxia masiva ha mantenido su forma original y su composición intacta durante todo este tiempo es porque se formó como satélite de la galaxia central del cúmulo de Perseo, la cual absorbió cualquier material que podría haber caído sobre NGC 1277 y provocado que hubiese evolucionado de otra manera. Sin embargo, ahora orbita alrededor de esta a una velocidad de 1000 kilómetros por segundo.

Los autores plantean pedir más tiempo del Telescopio Espacial Hubble, y en su sucesor, el Telescopio Espacial James Webb, para observar los sistemas de cúmulos globulares de más galaxias reliquias.