Los Sueños de Piedra

ALMA; explorando nuestros orígenes cósmicos

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre Europa, Norteamérica y Asia del Este en cooperación con la República de Chile.

ALMA será el mayor telescopio a nivel mundial que estudiará el Universo a longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, en el límite entre la luz infrarroja y las ondas de radio más largas. Pero ALMA no se parece mucho a la imagen que suele hacerse la gente de un telescopio gigante. No utiliza esos espejos brillantes que caracterizan a los telescopios fabricados para captar la luz visible e infrarroja, sino que está dotado de antenas con grandes reflectores metálicos.

Cómo funciona ALMA

ALMA está situado en un lugar verdaderamente único e inusual: el desierto chileno de Atacama. Mientras los astrónomos operarán el telescopio desde el Edificio técnico en el Centro de Operaciones de ALMA (OSF), a 2.900 metros sobre el nivel del mar, el conjunto de antenas se encuentra en el altiplano de Chajnantor, una planicie a una altitud de 5.000 metros. Por supuesto, esta ubicación fue seleccionada debido a muchas razones científicas bien justificadas, particularmente la  sequedad y altitud. El sitio de ALMA con la precipitación anual promedio bajo 100 mm es el lugar perfecto para un nuevo telescopio capaz de detectar ondas de radio de sólo milímetros de longitud de onda. De hecho, las ondas de radio penetran mucho del gas y polvo en el espacio, y pueden atravesar la atmósfera de la Tierra con poca distorsión. Sin embargo, si la atmósfera sobre ALMA contuviera agua, las señales de radio serían absorbidas mucho – las minúsculas gotitas de agua dispersan las ondas de radio en todas las direcciones antes que lleguen al telescopio, y degradarían la calidad de las observaciones.

Además, la tierra plana y extensa en el sitio de ALMA es apropiada para la construcción de un conjunto de gran envergadura.

Teniendo en cuenta estos aspectos, el Observatorio ALMA no sólo será único debido a sus objetivos científicos ambiciosos, y los requisitos técnicos sin precedentes, también será único debido a las condiciones del ambiente y de vida muy específicas y duras en las cuales el conjunto de radiotelescopios más desafiante operará con alta eficacia y exactitud.

La formación de estrellas es el mecanismo que controla la estructura y evolución de galaxias, la acumulación de elementos pesados en el universo con el tiempo, y que es responsable de la creación de los ambientes planetarios en los cuales la vida en el universo se ha hecho posible.

Página oficial de ALMA

 

Detección con ALMA del azúcar más simple en una protoestrella de tipo solar

 

Un equipo de astrónomos que utilizó el Observatorio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) detectó moléculas de azúcar en el gas que rodea a una joven estrella similar a nuestro Sol. Es la primera vez que se encuentra azúcar cerca de una estrella de este tipo, hallazgo que demuestra que los componentes básicos de la vida se encuentran en el lugar y el momento correctos para incorporarse a los planetas que se forman cerca de la estrella.

Artículo original

Los astrónomos encontraron moléculas de glicolaldehído -una forma simple de azúcar [1]- en el gas que rodea una joven estrella binaria de masa similar a la de nuestro Sol, llamada IRAS 16293-2422. Aunque ya se había encontrado antes glicolaldehído en el espacio interestelar [2], esta es la primera vez que se detecta tan cerca de una estrella similar al Sol, a una distancia comparable a la que hay entre Urano y el Sol. Este hallazgo muestra que algunos de los elementos químicos necesarios para la vida ya existían en el Sistema Solar cuando se formaron los planetas [3].

“En el disco de gas y polvo que rodea esta estrella recién formada encontramos glicolaldehído, una forma simple del azúcar, no tan diferente del azúcar que ponemos en nuestro café”, explica Jes Jørgensen (Instituto Niels Bohr de Dinamarca), autor principal del artículo donde se presentó el hallazgo. “Esta molécula es uno de los ingredientes necesarios para la formación del ARN que, al igual que el ADN con el cual está emparentado, es uno de los componentes básicos de la vida”.

La alta sensibilidad de ALMA -incluso a las muy cortas longitudes de onda en las que opera y que representan todo un reto desde el punto de vista técnico- fue crucial para estas observaciones llevadas a cabo con una configuración parcial de antenas durante la etapa de verificación científica del observatorio [4].

“Lo que realmente nos entusiasma es que las observaciones realizadas con ALMA revelan que las moléculas de azúcar caen hacia una de las estrellas del sistema”indica Cécile Favre (Universidad Aarhus de Dinamarca), quien forma parte del equipo de astrónomos. “Las moléculas de azúcar no solo se encuentran en el lugar correcto para incorporarse a un planeta, sino que también van en la dirección correcta”.

Las nubes de gas y polvo que colisionan para formar nuevas estrellas son extremadamente frías [5] y muchos gases se solidifican bajo la forma de hielo en las partículas de polvo, donde luego se fusionan y forman moléculas más complejas. Pero una vez que se forma una estrella en medio de una nube de gas y polvo en rotación, las partes internas de dicha nube se calientan hasta alcanzar una temperatura similar a nuestra temperatura ambiente, haciendo que se evaporen las moléculas de composición química compleja. De esa manera se forman gases que emiten una radiación característica, detectables por los radiotelescopios de vanguardia como ALMA.

IRAS 16293-2422 se encuentra a unos 400 años-luz de distancia, es decir, relativamente cerca de la Tierra, lo que lo convierte en un objeto ideal para los astrónomos que estudian las moléculas y la composición química de las estrellas jóvenes. Gracias a la capacidad de la nueva generación de telescopios como ALMA, los astrónomos pueden ahora estudiar en detalle las nubes de gas y polvo donde se forman los sistemas planetarios.

“Una pregunta importante es: ¿qué tan complejas pueden volverse estas moléculas antes de incorporarse a nuevos planetas? Esto podría darnos indicios sobre cómo surge la vida en otras partes, y las observaciones hechas con ALMA serán cruciales para develar este misterio”, concluye Jes Jørgensen.

El hallazgo se describe en un artículo que se publicará en la revista Astrophysical Journal Letters.

Notas

 [1] Azúcar es el nombre dado comúnmente a una serie de pequeños carbohidratos (moléculas que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, por lo general con una relación atómica de hidrógeno a oxígeno de 2:1, al igual que el agua). La fórmula química del glicolaldehído es C2H4O2. El azúcar que usamos normalmente en los alimentos y bebidas es la sacarosa, una molécula más grande que el glicolaldehído que forma parte del mismo grupo de carbohidratos.

 [2] Hasta ahora se ha detectado glicolaldehído en dos lugares en el espacio: primero, en la nube del Centro Galáctico Sgr B2, usando el telescopio de 12 metros de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de Estados Unidos en Kitt Peak el año 2000 y con el telescopio Robert C. Byrd Green Bank de NSF, también en Estados Unidos, en 2004, y luego en el núcleo molecular masivo caliente G31.41+0.31 usando el interferómetro Plateau de Bure de IRAM (Francia) en 2008.

 [3] Para que el equipo identificara la molécula en el espacio fue crucial llevar a cabo mediciones muy precisas en laboratorio de las características longitudes de ondas de radio emitidas por el glicolaldehído. Se sabe que IRAS 16293-2422 contiene, además del glicolaldehído, otras moléculas orgánicas complejas como el glicol de etileno, el formiato metílico y el etanol.

 [4] Las observaciones científicas iniciales con una configuración parcial de antenas comenzaron en 2011. Tanto antes como después de esto, se llevó a cabo una serie de observaciones en el marco de la etapa de verificación científica para demostrar que ALMA es capaz de producir datos con el nivel de calidad necesario, y los datos obtenidos han sido puestos a libre disposición. Los resultados descritos en el presente artículo se basan en algunos de estos datos de verificación científica. La construcción de ALMA concluirá en 2013, cuando las 66 antenas de alta definición que componen el conjunto quedarán totalmente operativas.

 [5] Por lo general la temperatura bordea los 10 grados bajo el cero absoluto, es decir, cerca de -263 grados Celsius.

Fuente de toda la información e imágenes: http://www.almaobservatory.org/

 

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Esta entrada fue publicada en septiembre 3, 2012 por en Ciencia, Historia y etiquetada con , , , , , , , , .

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