AA: ¡El metal es brutal!

Hoy, en Acercando la Astronomía, el investigador Joseph Anderson (astrónomo de soporte del telescopio VLT, ESO, Chile) nos presenta su último trabajo sobre una nueva forma de estudiar la historia de nuestro Universo, midiendo la abundancia de metales en galaxias lejanas a partir de explosiones de supernova.

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

La mayor parte del Universo está hecho de hidrógeno, con una pequeña fracción de helio y aún menos de otros elementos más pesados (o metales). En Astronomía, llamamos metalicidad  (o abundancia química) al porcentaje de elementos pesados con respecto al hidrógeno y helio en un sistema dado (por ejemplo una estrella). La metalicidad del Universo aumenta con el tiempo ya que los elementos pesados se van formando en el interior de las estrellas a través de la fusión nuclear. Estos elementos son más tarde expulsados al medio interestelar cuando la estrella explota como supernova. Con el tiempo, este material condensará de nuevo para formar una nueva generación de estrellas, continuando el ciclo de vida y muerte estelar e incrementando la metalicidad del Universo. Entender cómo evolucionan en el tiempo y el espacio estos procesos de enriquecimiento químico es, por tanto, fundamental para entender la evolución global del Universo.

Imagen de la Nebulosa del cangrejo, resultado de una explosión de supernova que fue observada en la Tierra en el año 1054 por astrónomos chinos y árabes. Imagen obtenida por el telescopio espacial Hubble (NASA).

Imagen de la Nebulosa del cangrejo, resultado de una explosión de supernova que fue observada en la Tierra en el año 1054 por astrónomos chinos y árabes. Imagen obtenida por el telescopio espacial Hubble (NASA).

Actualmente, tenemos un método predominante para medir metalicidades en galaxias distintas a la nuestra (la Vía Láctea), que se basa en medir la luz emitida por la galaxia, producida por la excitación de los elementos pesados del medio interestelar. Sin embargo, este método tiene problemas que impiden determinar la metalicidad de una forma fiable, con lo que se necesitan técnicas alternativas. En este trabajo mostramos (observacionalmente) la posibilidad de usar supernovas tipo II (explosiones muy violentas de estrellas masivas que muestran hidrógeno en sus espectros) como trazadores de la metalicidad de sus alrededores. Nuestros resultados muestran que existe una correlación entre la intensidad de las lineas del espectro de supernovas tipo II y la abundancia química medida cerca de los lugares de la explosión. Es decir, si el ambiente es muy metálico, esto se verá reflejado en las luz proveniente de la supernova. Esto abre la posibilidad de usar las explosiones como trazadores de la metalicidad en los diversos lugares del Universo.

Explosión de supernova en la galaxia M51.

Explosión de supernova tipo II en la galaxia M51 que se observó el 1 de Junio de 2011.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

Los descubrimientos de nuestro trabajo implican que podemos usar las supernovas tipo II para saber la metalicidad de las galaxias más allá de nuestra propia Vía Láctea, siendo este un nuevo método para medir este parámetro fundamental en el Universo. Es la primera vez que se observa esta correlación, que ya había sido predicha teóricamente en modelos de explosiones de supernovas tipo II. Estamos trabajando en refinar la técnica para usar estas supernovas como indicadores más precisos de la metalicidad.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear para lograr el objetivo?

En este trabajo hemos empleado diversas instalaciones astronómicas. En primer lugar, usamos telescopio de diversos observatorios en Chile como Las Campanas, La Silla y el CTIO para obtener datos de la supernova una vez esta había explotado y era aún brillante. Esto nos permitió detectar los elementos predominantes en la luz proveniente de la explosión. De estos datos medimos la intensida de una línea de hierro. En segundo lugar, cuando la luz emitida por la explosión ya se había disipado, volvimos a observar las zonas de la galaxia donde la supernova había explotado. Esta vez empleamos datos del instrumento FORS2 en el telescopio VLT situado en Cerro Paranal, en el desierto de Atacama (Chile). Esto nos proporcionó información sobre la abundancia química del ambiente donde la supernova había explotado. Comparando las dos observaciones (durante y después de la explosión) vimos que ambas estaban relacionadas, lo que motivó esta publicación.

Instrumento FORS2, empleado en este trabajo, situado en el foco Cassegrain (detrás del espejo primario) de uno de los telescopios del VLT (ESO, Chile). Crédito: http://www.usm.uni-muenchen.de/Geschichte_en.php

Instrumento FORS2, empleado en este trabajo, situado en el foco Cassegrain (detrás del espejo primario) de uno de los telescopios del VLT (ESO, Chile). Crédito: http://www.usm.uni-muenchen.de/Geschichte_en.php

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

Este trabajo es muy prometedor ya que ayudará a mejorar la forma en que medimos cómo la composición química del Universo ha cambiado hasta la que vemos hoy (recordad que observar galaxias lejanas es mirar al pasado del Universo). Esta información es fundamental a la hora de entender cómo han evolucionado las condiciones desde el principio de los tiempos hasta lo que observamos ahora en nuestro Sistema Solar, que ha permitido el desarrollo de la vida. Con este trabajo vamos a poder trazar un mapa de la composición química del Universo a lo largo del tiempo y el espacio. Diferentes regiones del Universo tienen diferente contenido en metales dependiendo de su evolución previa. Es posible que ciertas estrellas con cierto contenido en metales sean más susceptibles a albergar vida que otras. Así, entender cómo este parámetro cambia de un lugar a otro nos puede ayudar a entender como surgió la vida en la Tierra, así como el destino de nuestro Sistema Solar y otras estrellas, galaxias y el Universo.

Joseph Anderson

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