Se ha dado un paso crucial en el desarrollo del Telescopio Solar Europeo (EST). El diseño preliminar de tres sistemas de software fundamentales -el Sistema de Control, el Controlador en Tiempo Real de Óptica Adaptativa (AO RTC) y el Centro de Datos- han superado una rigurosa revisión internacional, confirmando que están listos para pasar a la siguiente fase de desarrollo.

A principios de julio, el equipo de ingeniería de software de EST presentó un conjunto detallado de documentación de diseño para su evaluación como parte de la Revisión del Diseño Preliminar de Software (SPDR), centrándose en el Sistema de Control del telescopio, incluyendo el Sistema de Control en Tiempo Real de Óptica Adaptativa (AO RTC) y el Centro de Datos. Se inició así un amplio proceso de revisión, que culminó en una reunión presencial celebrada en la sede del IAC, en La Laguna, del 21 al 23 de julio de 2025.

El panel de revisión, presidido por José Manuel Filgueira (Telescopio Gigante Magallanes), incluyó a Bret Goodrich (Daniel K. Inouye Solar Telescope), Jennifer Dunn (NRC-Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre), y Gareth Hughes (Cherenkov Telescope Array Observatory). Las sesiones reunieron a especialistas de todo el proyecto EST, investigadores de la Universidad de Durham y miembros del EST Scientific Instrument Suite.

Durante tres días de intensos debates técnicos, los expertos examinaron los diseños y plantearon preguntas al equipo sobre aspectos clave de la arquitectura, integración y viabilidad de los sistemas. Su veredicto final: el Sistema de Control, el AO RTC y el Centro de Datos cumplen las normas esperadas en la fase de diseño preliminar. El jurado emitió un informe final positivo y elogió la calidad del trabajo, destacando la sólida documentación y las presentaciones claras y completas realizadas por el equipo de EST.

El comité reconoció que el diseño del sistema de control de EST, el centro de datos y el RTC de AO cumple satisfactoriamente los criterios para ser considerado en el nivel de diseño preliminar. Esta valoración se basa en la condición de que se atiendan todas las observaciones señaladas durante la revisión, junto con las acciones recomendadas. Como es habitual en este tipo de evaluaciones, el grupo de expertos también identificó áreas en las que es necesario introducir mejoras. Entre ellos, la necesidad de un plan de seguridad completo para el Sistema de Control, la finalización del paquete de trabajo de diseño para el Controlador Blando de Tiempo Real (SRTC) en el AO RTC, y una modelización más detallada del flujo de datos y las estructuras de almacenamiento dentro del Centro de Datos.

A pesar de estos retos, el resultado de la revisión fue abrumadoramente positivo: un testimonio de los progresos realizados por los equipos de ingeniería del EST y una clara señal de que el proyecto va por buen camino. Con este hito alcanzado, el EST sigue acercándose a su objetivo: construir el telescopio solar más avanzado jamás construido en Europa, capaz de observar el Sol con una claridad y precisión sin precedentes.

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Una investigación realizada con el nuevo espectrógrafo WEAVE, instalado en el Telescopio William Herschel (WHT) del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), y en cuya construcción ha participado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha permitido descubrir claras señales de interacción de choque en la supernova de tipo II SN 2023ixf. Casi un año después de la explosión, los datos obtenidos con WEAVE revelan complejas características de emisión que ofrecen nuevas pistas sobre los procesos que dan forma a las etapas finales de la evolución de las estrellas masivas.

SN 2023ixf, ubicada en la galaxia cercana M101, es la supernova de tipo II más próxima descubierta en la última década. Usando la gran unidad de campo integral de WEAVE, LIFU, un equipo liderado por la Universidad de Londres obtuvo el primer espectro de la supernova captado por este instrumento, aproximadamente, un año después del estallido. Los investigadores detectaron un patrón de emisión de hidrógeno (línea H-alfa) sorprendentemente complejo, con señales que revelan material moviéndose a velocidades extremas, de hasta 5650 kilómetros por segundo. Estas características indican que los restos de la supernova están colisionando con densas capas de material circunestelar (CSM) expulsado cientos de años antes de la explosión, inyectando energía adicional en el sistema. Esta es la primera vez que se observan signos de interacción de choque de este tipo en SN 2023ixf.

Estos resultados destacan el potencial de WEAVE para la investigación espectroscópica detallada de fenómenos transitorios. Al capturar las señales impulsadas por choques que moldean la evolución de SN 2023ixf, el estudio ofrece información clave sobre cómo las supergigantes rojas pierden masa en los siglos previos a su colapso, enriqueciendo así nuestra comprensión de los ciclos de vida de las estrellas masivas.

La construcción de WEAVE

El desarrollo de WEAVE fue impulsado por el Isaac Newton Group of Telescopes (ING) tras una consulta a la comunidad astronómica sobre las futuras necesidades científicas del WHT. La propuesta respondió al consenso sobre la necesidad de un espectrógrafo multiobjeto, de gran campo y altas prestaciones, que permitiera complementar desde tierra los grandes cartografiados estelares realizados por misiones espaciales como Gaia (ESA), y abordar así algunos de los principales retos de la astrofísica en la próxima década.

En 2016, el acuerdo multilateral para diseñar y construir WEAVE fue firmado por los países del consorcio del ING (Reino Unido, España y los Países Bajos), a los que se unieron Francia e Italia. Cada país contribuyó con componentes clave y el ING se encargó de los sistemas auxiliares y la gestión general del proyecto. Por su parte, el IAC, desempeñó un papel decisivo en el desarrollo de varios componentes ópticos clave, lideró junto al ING el diseño del sistema de enfoque y contribuyó activamente a la coordinación del proyecto desde España.

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Un equipo científico internacional, en el que participa personal investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha obtenido una impresionante imagen de la nebulosa planetaria NGC 1514 gracias al telescopio espacial James Webb (JWST), en la que se revelan, con un nivel de detalle sin precedentes, sus anillos de polvo.

NGC1514 fue de las primeras nebulosas estudiadas por el astrónomo William Herschel, quien observó con su telescopio (el más grande del mundo en esa época) lo que parecía una nube borrosa de aspecto similar a uno de sus otros descubrimientos recientes: el planeta Neptuno. Las imágenes del JWST, publicadas en la revista The Astronomical Journal, revelan detalles impensables para Herschel.

En las longitudes de onda infrarrojas observadas por el JWST, la nebulosa revela un par de anillos de polvo espectaculares que rodean su núcleo. Esta región central es probablemente la única parte que habría podido observar Herschel con su telescopio en el siglo XVIII.

«Antes del JWST, no podíamos detectar la gran mayoría de esa materia y mucho menos observarla con tanta claridad», cuenta Mike Ressler, encargado del instrumento MIRI del JWST y primer autor del estudio. «Creemos que los anillos están hechos de pequeños granos de polvo, calentados por la luz de la estrella central hasta brillar en luz infrarroja y por eso no se ven en el visible», añade.

La nebulosa también es notable por su estrella central, que no es una, sino dos estrellas en una órbita de más de nueve años. «Aún con la resolución del JWST, no conseguimos separar las estrellas», comenta David Jones, investigador del IAC y coautor del artículo. «La distancia entre ellas es similar a la que hay entre el Sol y Júpiter, pero en una órbita muy excéntrica, lo cual significa que a veces se acercan mucho más», señala.

Según el estudio, el acercamiento de las dos estrellas podría ser la causa de la formación de los anillos. «Sin la compañera, la estrella central seguramente no habría producido una nebulosa tan vistosa», explica Alba Aller, astrónoma del Observatorio Astronómico Nacional y coautora del estudio.

Artículo: Michael E. Ressler et al. “JWST/MIRI Study of the Enigmatic Mid-infrared Rings in the Planetary Nebula NGC 1514”, The Astronomical Journal, 2025, 169 236. DOI: 10.3847/1538-3881/adbbcf

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La distribución de los planetas en los más de cinco mil sistemas solares lejanos descubiertos constituye un complejo rompecabezas. Existe una región en el gráfico de órbitas planetarias, conocida como el desierto de los Neptunos, en la que hasta la fecha se han registrado muy pocos planetas similares a Neptuno con órbitas de entre dos y cuatro días de periodo alrededor de su estrella. Ahora, un equipo científico coliderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAA-CSIC) ha validado, mediante una novedosa técnica, nuevos planetas en torno a estrellas enanas rojas situados, precisamente, en ese desierto. El hallazgo se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.

Este trabajo es el resultado del Trabajo Fin de Máster de Alberto Peláez Torres (IAC-IAA-CSIC), dirigido por Emma Esparza Borges y Enric Pallé Bagó, llevado a cabo en el grupo de Exoplanetas del IAC. Durante el desarrollo del mismo, se ha trabajado principalmente con datos obtenidos desde tierra utilizando el instrumento MuSCAT2 (Multicolor Simultaneous Camera for Studying Atmospheres of Transiting Exoplanets 2), instalado en el Telescopio Carlos Sánchez(TCS) del Observatorio del Teide (OT) en Tenerife, así como con datos del satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), con el objetivo de aumentar las probabilidades de validar el mayor número posible de candidatos a exoplanetas.

El trabajo buscaba clarificar la naturaleza planetaria de trece Objetos de Interés de TESS (TOIs, por sus siglas en inglés), una misión de la NASA de búsqueda de planetas extrasolares. “Estos objetos podían resultar ser tanto planetas como otros cuerpos que los imitan fotométricamente, como las enanas marrones –consideradas el eslabón entre las estrellas de baja masa y los grandes planetas gaseosos– o los sistemas estelares binarios”, señala Alberto Peláez Torres, investigador del IAC y del IAA-CSIC y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) que encabeza el trabajo.

Una metodología particularmente innovadora

A la hora de escoger el método más adecuado para identificar la naturaleza de estos objetos planetarios sin clasificar, la estrella anfitriona –alrededor de la cual orbitan– desempeña un papel clave. En algunos casos, hay planetas que orbitan estrellas cuya debilidad impide llevar a cabo estudios con las técnicas más tradicionales. Esto es precisamente lo que ocurre con las enanas rojas, las estrellas anfitrionas en las que se centra esta investigación.

“Las estrellas de tipo M son ideales para descubrir posibles planetas pequeños que orbitan a su alrededor, debido a su baja temperatura y a su pequeño tamaño, que reduce el contraste entre los radios de la estrella y el planeta”, explica Alberto Peláez.

Por su parte, la investigadora del IAC Emma Esparza asegura que “este trabajo contribuye a consolidar la fotometría multicolor de tránsito como una técnica válida y eficiente en el campo de exoplanetas para confirmar o descartar la naturaleza planetaria de los candidatos propuestos por la misión TESS”.

Así, el grupo investigador ha optado por una metodología innovadora basada en fotometría de tránsitos multicolor, es decir, observar el brillo de una estrella a través de diferentes filtros de colores. Para ello han utilizado instrumentos terrestres como MuSCAT2, MuSCAT3 y LCO-SINISTRO, junto con observaciones de alta resolución espacial y las curvas de luz de TESS. Como resultado, han validado cinco de los candidatos a exoplanetas de TESS: TOI-1883b, TOI-2274b, TOI-2768b, TOI-4438b y TOI-5319b.

A este hallazgo se le suma un valor adicional, ya que varios de los cinco planetas validados, principalmente TOI-2768b, se ubican directamente en el desierto de los Neptunos. Esta región se caracteriza por la escasez de planetas del tamaño de Neptuno, lo que supone cuatro veces el radio terrestre, lo que hace que el descubrimiento sea especialmente inusual. Diversos estudios señalan que en esta área ocurren fenómenos físicos que la “vacían” de planetas de estas características, como la pérdida de masa atmosférica debido a la irradiación de alta energía de su estrella, proceso conocido como fotoevaporación.

“El descubrimiento de planetas en el desierto de los Neptunos es crucial para el avance en el estudio de exoplanetas, pues investigar el estado de sus atmósferas podría arrojar luz sobre los fenómenos que afectan a estos planetas y explicar su escasez en dicha región”, apunta Alberto Peláez.

Esto también abre las puertas a otras investigaciones de futuro ya que el equipo de trabajo de MuSCAT2, compuesto por un equipo internacional de investigadores basados en España y Japón, lleva a cabo un monitoreo diario de estrellas que albergan posibles planetas, identificados por TESS y otras misiones, con el objetivo de seguir descubriendo y validando nuevos planetas. Este esfuerzo continuará, complementando los hallazgos de la misión TESS y validando los candidatos a planeta que dicha misión identifique.

Nueva definición empírica de sus límites 

A lo largo de los años, los hallazgos planetarios han evidenciado que el desierto de los Neptunos, un concepto propuesto en 2016 que incluía planetas con períodos orbitales de entre uno y cuatro días y radios de entre dos y seis veces el de la Tierra, no coincide con la distribución actual de exoplanetas.

Con esta premisa, el estudio ahora publicado propone una nueva definición del desierto de los Neptunos, que abarca únicamente planetas de entre dos y diez veces el tamaño de la Tierra, y que, además, deben orbitar muy cerca de su estrella: si tienen un tamaño pequeño dentro de este rango, completan una órbita en un solo día; si son más grandes, les toma alrededor de tres días.

Este trabajo no cuenta con una muestra lo suficientemente representativa de planetas validados –cerca o dentro del desierto de los Neptunos– como para ofrecer datos estadísticos concluyentes. “Aun así, los planetas descubiertos abren la puerta a futuros estudios sobre su masa, densidad y caracterización atmosférica, lo que podría proporcionar información clave para entender la naturaleza física de esta región del espacio”, concluye Alberto Peláez.

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El campo magnético de la cromosfera solar desempeña un papel clave en el calentamiento de la atmósfera solar exterior y en la acumulación y liberación repentina de energía en las erupciones solares. Sin embargo, cartografiar el vector del campo magnético en la cromosfera solar es una tarea muy difícil porque el campo magnético deja sus huellas en la polarización muy tenue de la luz, la cual no es nada fácil medir e interpretar.

Analizamos las observaciones espectropolarimétricas obtenidas con el “Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter” (CLASP) a bordo de un cohete sonda. Este experimento espacial suborbital observó la luz ultravioleta del Sol, inaccesible desde tierra, en una zona activa de la superficie solar próxima a una mancha solar, y fue motivado por las investigaciones teóricas del grupo POLMAG del IAC.

Utilizando el código numérico desarrollado en nuestro grupo, inferimos la estratificación de las propiedades más importantes del plasma solar. Encontramos fuertes evidencias del origen magnético del calentamiento del plasma en la cromosfera de la plage de la región activa y en la región musgosa suprayacente observada por el Atmospheric Imaging Assembly, con una fuerte correlación entre temperatura, densidad electrónica y flujo vertical del campo magnético. Por el contrario, en la super-penumbra encontramos que las regiones más calientes se encuentran entre las concentraciones de flujo vertical del campo magnético, lo que sugiere que los detalles del mecanismo de calentamiento pueden diferir de los de la plage, pero que el campo magnético sigue desempeñando un papel clave.

Referencias:

Para un artículo de revisión reciente sobre el tema véase Trujillo Bueno & del Pino Alemán (2022; Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 60, 415). 

Más información sobre las investigaciones teóricas y el desarrollo de técnicas de diagnóstico de plasmas en el grupo POLMAG en https://research.iac.es/proyecto/polmag/ 

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La doctora en Física, divulgadora, investigadora y docente Irene Puerto Giménez imparte el sábado 28 de septiembre, en la playa de El Socorro de Los Realejos, la charla-taller Mareas, «súper-mareas» y su conexión con los cielos. Con esta actividad de enfoque astronómico, que se celebra de 11:00 a 12:00, la científica se propone abordar un factor clave de la vida cotidiana en la costa con los datos y enfoques que aporta la Física.

En su intervención, Irene Puerto ofrece al público la oportunidad de conocer la conexión entre los cielos y el mar, entender las mareas y abordar los tamaños relativos del Sol, la Luna y la Tierra, una información apreciada por bañistas y excursionistas y, especialmente, por quienes recorren las costas en busca de olas sobre las que cabalgar.

La charla forma parte del programa de actividades paralelas que acompañan la celebración de la prueba del European Tour of BodyBoard (ETB) 2024 en la playa de El Socorro, que se celebra del 26 al 29 de septiembre. Asimismo, es una de las acciones del CosmoLAB, el proyecto de la Unidad de Comunicación y Cultura Científica (UC3) del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), financiado por el Cabildo de Tenerife y con la colaboración del Museo de la Ciencia y el Cosmos, de Museos Tenerife y la Consejería de Educación, Universidades, Cultura y Deportes del Gobierno de Canarias.

Experta en Astrofísica y Física Cuántica, Irene Puerto se sintió sorprendida durante un pateo por Anaga, cuando el guía le contó la historia de una señora mayor de 80 años que, desde las montañas, sin mirar el mar, sabía cómo estaba la marea al contemplar la Luna.  “Me dije ¿y por qué yo no sé estas cosas? En las carreras suele pasar que sabes muchísimo de problemas súper complicados y después las cosas más conectadas con la vida cotidiana no las vemos”. Unió sus conocimientos de Física con los de surfera y eso es lo que va a comentar al público en su actividad.

Además, si las condiciones meteorológicas lo permiten, se usará un telescopio solar para observar la estrella de nuestro sistema. “Este año y el año que viene estamos en un momento de máxima actividad del Sol, dentro de un ciclo solar de máxima actividad cada 11 años; es un periodo con más fulguraciones, más manchas solares y más erupciones solares, explosiones que en ocasiones lanzan a la Tierra un montón de partículas cargadas eléctricamente, el plasma, causantes de las tormentas geomagnéticas y las auroras boreales, entre otras cosas”.

La científica abordará también el papel del Sol en el estado del mar: “nuestras mareas son debidas en parte al Sol y en parte a la Luna; la diferencia entre las mareas vivas y las mareas muertas se explica por las posiciones relativas de Sol, Tierra y Luna, por la fuerza de la gravedad entre estos tres cuerpos celestes”, explica.

Presentar a Irene Puerto como doctora en Física parece insuficiente cuando se conocen algunos detalles de su currículum científico. En Tenerife se especializó en dos ramas de la Física: Astrofísica y Física Cuántica; su tesis doctoral, que realizó conjuntamente con el IAC y el Instituto Nacional de Investigación de Canadá, también se desglosó en dos partes, una relacionada con fundamentos de mecánica cuántica relativos a problemas sobre medidas y otra, de tintes futuristas, sobre teletransporte en átomos artificiales. El instituto canadiense había construido la primera molécula artificial de tres átomos y su investigación buscó protocolos para teletransportar electrones dentro de esas moléculas.

La participación de Irene Puerto en el programa en off del ETB 2024 El Socorro no es casual ni tiene solo una motivación exclusiva de divulgación científica, porque ella, antes que ser experta en Física, ya era una deportista de las olas. Comenzó con 14 años, a escondidas de sus padres, a los que su afición les parecía peligrosa. Su gusto por el deporte en el mar la ha llevado a recorrer playas en distintas partes del mundo.

Se instaló durante unos años en Brasil; la dificultad para acceder a las olas en la concurrida playa de Ipanema, en Río de Janeiro, la llevó a competir por primera vez, porque en la competición hay mejores condiciones para acercarse a las olas. Allí también aprendió nuevas formas de surfear, porque “allí, los fondos, las corrientes, todo es distinto”. Para ella, surfear en una playa de arena fue una novedad. “Estaba acostumbrada a surfear en lo que se llaman los point break” en costa rocosa, como la de Punta del Hidalgo, donde reside actualmente.

“Las olas que rompen en fondos duros lo hacen prácticamente siempre en el mismo lugar, mientras que en playas de arena hay olas que rompen en cualquier lado. Hay que tener una visión mucho mejor del mar para llegar a coger la ola, tienes que conocer más el mar. En Brasil aprendí mucho a leer el mar”, dice con una visión basada en su experiencia y que es aplicable a las características de la playa de El Socorro.

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Un nuevo proyecto de ciencia ciudadana lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Consorcio Euclid, en colaboración con la plataforma Zooniverse, permitirá que voluntarios y voluntarias de todo el mundo puedan identificar las formas de millones de galaxias en imágenes tomadas por el telescopio espacial Euclid de la ESA. El objetivo de la iniciativa es entrenar redes neuronales profundas de Inteligencia Artificial que permitan confeccionar el catálogo de morfología galáctica más grande hasta la fecha. 

En noviembre de 2023 y mayo de 2024, el mundo pudo comprobar la calidad de la misión Euclid de la ESA al hacerse públicas sus primeras imágenes, mostrando una gran variedad de fuentes, desde nebulosas cercanas a cúmulos de galaxias distantes. Y esto es solo el principio, ya que Euclid, en su misión de cartografiar el Universo, continuará tomando imágenes de cientos de miles de galaxias lejanas.

Durante los próximos seis años, se espera que la misión envíe unos 100 GB de datos diarios a la Tierra. La clasificación manual de todos estos datos sería una tarea titánica para un ser humano. Por esta razón, el personal científico de la ESA y del Consorcio Euclid se han asociado con Galaxy Zoo. Se trata de un proyecto de ciencia ciudadana en la plataforma Zooniverse, en el que el público puede ayudar a clasificar las formas de las galaxias.

Euclid publicará sus primeros catálogos de datos para la comunidad científica a partir de 2025, pero mientras tanto cualquier voluntario y voluntaria del proyecto Galaxy Zoo puede echar un vistazo a imágenes inéditas del telescopio. El primer conjunto de datos, que contiene decenas de miles de galaxias seleccionadas entre más de 800.000 imágenes, ya está disponible en la plataforma a la espera de ser clasificadas.

“Si participas en el proyecto, podrás ser el primero en ver las últimas imágenes de Euclid. Y no sólo eso, también podrías ser el primer ser humano en ver la galaxia de la imagen”, señala Marc Huertas-Company, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y responsable en el Consorcio Euclid de la explotación científica del satélite para la caracterización de la estructura de galaxias.

El proyecto Galaxy Zoo se puso en marcha en 2007 con el objetivo de que los participantes ayudaran a identificar las formas de un millón de galaxias a partir de imágenes tomadas por el Sloan Digital Sky. Desde entonces, Galaxy Zoo ha seguido operativo, con más de 400.000 personas clasificando las formas de galaxias de otros proyectos y telescopios, incluidos el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.

Inteligencia Artificial y humanos trabajando juntos

Estas clasificaciones no sólo son útiles por su potencial científico inmediato, sino también como conjunto de entrenamiento para algoritmos de Inteligencia Artificial (IA). “Si los humanos no enseñan a la IA lo que debe buscar, los algoritmos tienen dificultades para clasificar las galaxias. Pero juntos, los humanos y la IA pueden identificar con precisión un número ilimitado de galaxias”, advierte Huertas-Company.

En Zooniverse, el equipo ha desarrollado un algoritmo de IA llamado ZooBot, que examina las imágenes de Euclid y etiqueta las «más fáciles», de las que ya existen muchos ejemplos en anteriores estudios de galaxias. Cuando ZooBot no está seguro de la clasificación de una galaxia, la muestra a los usuarios y usuarias de Galaxy Zoo para obtener sus clasificaciones, que ayudan al algoritmo a aprender más.

Galaxy Zoo, que hace uso de la plataforma digital Datalabs de la ESA, presenta a voluntarios y voluntarias imágenes de galaxias y se les formula varias preguntas, como «¿Es redonda la galaxia?», o «¿Hay indicios de brazos en espiral?». Tras ser entrenado con estas clasificaciones humanas, ZooBot se integrará en el catálogo Euclid para proporcionar clasificaciones detalladas de cientos de millones de galaxias, lo que lo convertirá en el mayor catálogo científico hasta la fecha y permitirá nuevos avances científicos.

La misión Euclid y el IAC

Euclid se lanzó en julio de 2023 y comenzó sus observaciones científicas rutinarias el 14 de febrero de 2024. El objetivo de la misión es revelar la influencia oculta de la materia y la energía oscuras en el Universo visible. Durante un periodo de seis años, Euclid observará las formas, distancias y movimientos de miles de millones de galaxias hasta una distancia de 10.000 millones de años luz.

Euclid es una misión europea, construida y operada por la ESA, con contribuciones de la NASA. El Consorcio Euclid, responsable de proporcionar los instrumentos científicos y el análisis de los datos científicos de la misión, está formado por más de 2.000 científicos de 300 institutos de 13 países europeos, EE.UU., Canadá y Japón. Entre ellas, participan más de 20 instituciones españolas con un centenar de científicos y científicas dedicados al procesamiento y análisis de los datos de la misión. También, alrededor de 80 empresas europeas han estado involucradas en el proyecto, de las cuales 9 son españolas.

El IAC, junto a la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), se ha encargado de la unidad electrónica que controla el instrumento NISP y su software de arranque. De hecho, la participación tecnológica del IAC ha sido galardonada con el EUCLID Consortium Euler Award por su destacada contribución a la instrumentación de la misión.

El IAC también ocupa un lugar destacado en la explotación científica de Euclid con tres grandes áreas de trabajo. Cuenta con un programa de investigación cosmológica de las propiedades de la materia y la energía oscura, dirigido por los investigadores José Alberto Rubiño, Carlos Hernández y Ricardo Génova. Un segundo grupo, liderado por Carlos Gutiérrez, Marc Huertas y Helmut Dannerbauer, en el que participan otros investigadores e investigadoras del centro, utiliza los sondeos de Euclid para el estudio de la formación y evolución de las galaxias.

Por último, el proyecto SUBSTELLAR explota los datos de la misión con el objetivo de identificar un número sin precedentes de objetos de masa subestelar (enanas marrones y astros de masa planetaria). Este programa cuenta con financiación del European Research Council a través de una Advanced Grant y está liderado por Eduardo L. Martín Guerrero, profesor del CSIC en el IAC y uno de los dos Independent Legacy Scientist de la misión Euclid, que coordina un equipo internacional en el que participa un grupo destacado de científicos y científicas del IAC.

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Un trabajo científico, liderado por el investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Martín López Corredoira, ha encontrado que algunas galaxias masivas muy lejanas parecen ser más antiguas que lo que predice la cosmología estándar. El estudio, publicado en la revista The Astrophysical Journal, se basa en el análisis de datos, obtenidos recientemente por el telescopio espacial James Webb (JWST), de galaxias que existían cuando el Universo tenía solo entre un 4 y un 5 % de su edad actual según el modelo cosmológico predominante. Los investigadores concluyen que la edad promedio de algunas de estas galaxias no sería compatible con la edad aceptada para el Universo, pero indican que se requerirán más trabajos posteriores independientes para corroborar este resultado.

Según el modelo cosmológico estándar, la edad del Universo es de unos 13.800 millones de años. Basándose en datos de muy alta resolución y sensibilidad del JWST sobre la luz que nos llega de galaxias con desplazamiento al rojo (redshift)de alrededor de 8, que existían cuando el Universo tenía unos 600 millones de años, el equipo ha estimado que estas galaxias tienen, con una probabilidad mayor al 95%, poblaciones estelares de entre 900 y 2.400 millones de años. Es decir, que sus estrellas se habrían formado varios cientos de millones de años antes del Big Bang. El rango de edades estimado para estas galaxias se ha obtenido suponiendo que las poblaciones estelares y la extinción de la luz de las galaxias producida por el polvo puede ser modelada como en galaxias cercanas.

El desplazamiento hacia el rojo se produce debido a la expansión del Universo, lo que hace que la longitud de onda aumente y se mueva hacia el extremo rojo del espectro electromagnético; de manera que cuanto más lejana está una galaxia, mayor es su desplazamiento al rojo o redshift.

Dada la secuencia de formación de estrellas y ensamblaje de galaxias en el modelo estándar, estas galaxias deberían ser incluso más jóvenes que unos 300 millones de años en promedio, pero esas edades quedarían excluidas según este trabajo con una probabilidad mayor del 99,97%. Una formación exótica y muy rápida de las galaxias en las primeras etapas de la vida del Universo tendría una probabilidad algo menor de ser excluida, pero es todavía difícil de conciliar con los datos.

Este estudio está relacionado con lo que se ha denominado el “problema de las galaxias increíblemente tempranas”. Para Fulvio Melia, investigador de la Universidad de Arizona y uno de los coautores del presente artículo, “el descubrimiento de galaxias bien formadas en una etapa tan temprana de la historia del Universo ha sido muy inquietante para muchos astrónomos y cosmólogos porque nadie tiene una explicación válida de cómo pudieron haberse formado”. El astrofísico añade que “el trabajo presentado hace que la situación sea aún más desconcertante para la imagen cosmológica convencional porque utiliza nuestra comprensión científica más avanzada para mostrar que las estrellas en estas galaxias ya eran más viejas que el Universo mismo, lo cual no tiene sentido”.

Martín López Corredoira, investigador principal de la presente publicación, señala que este resultado puede indicar la necesidad de considerar cosmologías no estándar. “No obstante, las conclusiones del artículo son el resultado de varias aproximaciones en astrofísica estelar y modelos de extinción por polvo, por lo que deben tomarse con cautela. Es necesaria más investigación para confirmar la posible existencia de galaxias más viejas que el Universo del modelo cosmológico estándar”, afirma el astrofísico.

“En el caso de que el problema estuviera en el modelo cosmológico, esto no significaría necesariamente que no haya un Big Bang, un comienzo del Universo. No es necesario echarlo todo abajo, pero sí habría que repensar alguno de sus elementos”, añade Corredoira.

Según los autores, hay modelos cosmológicos alternativos, como el denominado “Rh=ct” o “masa activa cero”, propuesto por Fulvio Melia, que suponen un Universo en expansión con un comienzo y otras características similares al modelo estándar, pero con una expansión de ritmo constante, sin la aceleración de la expansión del Universo asociada a la energía oscura. “Con este modelo, la edad del Universo en que son observadas estas galaxias a redshift 8 sería de unos 1.500 millones de años (en vez de los 600 millones de años del modelo estándar), lo cual resolvería la cuestión. Es una de las posibles hipótesis que se abren ante este resultado”, concluye Corredoira.

Este trabajo se basa en el análisis de datos obtenidos por el JWST, operado conjuntamente por la estadounidense NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

Artículo: López Corredoira, M., Melia, F., Wei, J.-J., & Gao, C.-Y. 2024, “Age of massive galaxies at redshift 8”, The Astrophysical Journal, Volume 970, Issue 1, id. 63, 15 pp. DOI: 10.3847/1538-4357/ad4f86

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Gracias a observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb (JWST), un equipo científico internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha confirmado variaciones en la atmósfera matutina y vespertina del exoplaneta WASP-39 b, situado a unos 700 años luz de la Tierra. La investigación ha revelado diferencias de temperatura y presión atmosférica, así como indicios de distinta nubosidad y de vientos que podrían alcanzar miles de kilómetros por hora. Los resultados se publican en la revista Nature.

WASP-39 b es un planeta gigante, con un diámetro 1,3 veces superior al de Júpiter, pero con una masa similar a la de Saturno, que orbita alrededor de una estrella situada a unos 700 años luz de la Tierra. El exoplaneta está vinculado a su estrella madre por fuerzas de marea, como la Luna a la Tierra, lo que significa que tiene una cara diurna y otra nocturna constantes: un lado del planeta está siempre expuesto a su estrella, mientras que el otro permanece a oscuras.

Gracias al espectrógrafo NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del JWST, el equipo científico analizó el espectro de transmisión de WASP-39 b y estudiaron el denominado terminador o línea de transición entre la parte iluminada y la parte en sombra del planeta. Un espectro de transmisión se obtiene al comparar la luz estelar filtrada a través de la atmósfera de un planeta a medida que se desplaza frente a la estrella, con la luz estelar no filtrada detectada cuando el planeta se encuentra junto a la estrella. Al hacer esa comparación, los investigadores pueden obtener información sobre la temperatura, la composición y otras propiedades de la atmósfera del planeta.

«WASP-39 b se ha convertido en una especie de planeta de referencia para estudiar la atmósfera de los exoplanetas con JWST», explica Néstor Espinoza, investigador del Space Telescope Science Institute (STScI) y autor principal del estudio. «Tiene una atmósfera extendida, por lo que la señal procedente de la luz estelar filtrada a través de la atmósfera del planeta es bastante intensa», añade.

El equipo obtuvo dos espectros diferentes de la región del terminador, uno centrado en el terminador “matutino” y otro en el “vespertino”. El estudio confirmó que la tarde es significativamente más caliente, con temperaturas que rondan los 800 grados Celsius, y la mañana más fría, con valores que se sitúan en torno a los 600 grados Celsius.

«Es realmente asombroso que seamos capaces de distinguir esta pequeña diferencia, y esto es solo posible gracias a la sensibilidad del telescopio JWST en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y a sus sensores fotométricos extremadamente estables», explica Espinoza. «Cualquier pequeño movimiento durante la obtención de los datos habría limitado gravemente nuestra capacidad para realizar esta detección que debe ser extraordinariamente precisa, y Webb lo hace posible», señala.

Los datos obtenidos también permitieron al equipo estudiar la estructura de la atmósfera de WASP-39 b, la cobertura de nubes, y averiguar por qué el atardecer es más cálido. Utilizando modelos de circulación general tridimensionales, similares a los utilizados para predecir los patrones meteorológicos en la Tierra, los investigadores descubrieron que en WASP-39 b el lado matutino es azotado por vientos que se han enfriado en el lado nocturno, mientras que el lado del atardecer es golpeado por el aire calentado en el lado diurno. Como resultado, el lado matutino del terminador es más frío que el vespertino.

Este marcado contraste entre temperaturas deriva en una notable diferencia de presión atmosférica, lo que origina vientos intensos. De hecho, la investigación sugiere que la velocidad del viento en WASP-39 b puede alcanzar miles de kilómetros por hora. También hallaron indicios de una nubosidad diferente, siendo probablemente más nubosa la mañana que la tarde. Futuros trabajos del equipo estudiarán cómo la cobertura de nubes puede afectar a la temperatura y viceversa.

«Este análisis también es especialmente interesante porque se obtiene información tridimensional del planeta que antes no se obtenía», señala Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del estudio. «Como el terminador del atardecer está más caliente, eso significa que está región de la atmósfera de WASP-39 está más expandida. Así que, teóricamente, al contrario de lo que ocurre en los planetas del Sistema Solar, hay un pequeño abultamiento en la atmósfera del WASP-39 centrado en el lado diurno y terminador vespertino”, apunta.

WASP-39 b fue uno de los primeros planetas observados por el JWST cuando comenzó sus operaciones científicas regulares en 2022. Los datos de este estudio se recopilaron en el marco del programa de Ciencia de Publicación Tempranapara ayudar a la comunidad internacional a entender rápidamente cómo utilizar los instrumentos del telescopio y aprovechar todo su potencial científico.

Tras el excelente resultado obtenido, la comunidad científica intentará ahora utilizar el mismo método de análisis para estudiar las diferencias atmosféricas de otros jupíteres calientes bloqueados por fuerzas de marea, como parte del programa de Observación General Ciclo 2 del JWST.

Artículo: Nestor Espinoza et al. “Inhomogeneous terminators on WASP-39b”. Nature, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07768-4

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Un equipo científico internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto la órbita extremadamente excéntrica de un exoplaneta gigante gaseoso. Este mundo, denominado TIC 241249530 b, no sólo sigue una de las órbitas más alargadas de todos los exoplanetas en tránsito conocidos, sino que también lo hace en dirección opuesta a la rotación de su estrella anfitriona, lo que arroja luz sobre el misterio de cómo estos gigantes gaseosos de gran masa evolucionan en jupíteres calientes, con trayectorias muy cercanas y circulares. El estudio se publica en la revista Nature.

Dentro de la población de exoplanetas conocidos, existen los que pertenecen a la clase conocida como júpiter caliente: grandes exoplanetas similares a Júpiter que orbitan muy cerca de su estrella, algunos incluso más cerca que Mercurio de nuestro Sol. Es un misterio cómo los jupíteres calientes acaban describiendo trayectorias tan cercanas, ya que no pueden formarse allí, pero los astrónomos postulan que comienzan en órbitas alejadas de su estrella y luego migran hacia el interior con el tiempo.

Las primeras etapas de este proceso rara vez se han observado. Sin embargo, un nuevo análisis del exoplaneta TIC 241249530 b, detectado por el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA en 2020, ha revelado que su órbita es extremadamente excéntrica, describiendo una elipse con uno de los ejes mucho mas grande que el otro. Esta peculiar trayectoria sugiere que el planeta se encuentra en la fase de premigración de un júpiter caliente. Los datos también confirmaron que el exoplaneta es aproximadamente cinco veces más masivo que Júpiter.

TIC 241249530 b es el segundo exoplaneta descubierto que se encuentra en un momento de su evolución previo a que se produzca su migración hacia órbitas más cerradas. La detección de este tipo de exoplanetas corrobora observacionalmente la idea de que los gigantes gaseosos de mayor masa evolucionan hasta convertirse en jupíteres calientes a medida que se desplazan desde órbitas muy excéntricas hasta órbitas más cercanas y circulares. Este proceso se debe a que, en su aproximación a la estrella anfitriona, las fuerzas de marea sobre el planeta restan energía a la órbita y hacen que ésta se encoja y se haga cada vez más redonda.

«Aunque no podemos exactamente rebobinar y ver el proceso de migración planetaria en tiempo real, este exoplaneta sirve como una especie de instantánea del proceso de migración», explica Arvind Gupta, investigador postdoctoral de NOIRLab y autor principal del artículo publicado en Nature. «Planetas como éste son increíblemente raros y difíciles de encontrar, y esperamos que pueda ayudarnos a desentrañar la historia de la formación de los jupíteres calientes», añade.

La excentricidad de la órbita de un planeta se mide en una escala de 0 a 1, siendo 0 una órbita perfectamente circular y 1 una órbita muy elíptica. Este exoplaneta tiene una excentricidad orbital de 0,94, lo que lo convierte en el planeta más excéntrico encontrado mediante el método de tránsito. A modo de comparación, la órbita altamente elíptica de Plutón alrededor del Sol tiene una excentricidad de 0,25; y la excentricidad de la Tierra es de 0,02.

Si este planeta formara parte de nuestro Sistema Solar, su órbita se extendería desde su máximo acercamiento, diez veces más cerca del Sol que Mercurio, hasta su máximo alejamiento, a la distancia de la Tierra. Esta órbita tan peculiar provocaría en el planeta temperaturas cambiantes que irían desde los sofocantes calores de un día de verano hasta temperaturas tan elevadas que podrían fundir el titanio en el momento de máxima cercanía a su estrella.

Además, el equipo descubrió que TIC 241249530 b orbita al revés de lo habitual, es decir, en dirección opuesta a la rotación de su estrella anfitriona. Esto no es algo que los astrónomos observen en la mayoría de los exoplanetas, ni en nuestro propio Sistema Solar, y ayuda al equipo a interpretar la peculiar historia de la formación del exoplaneta.

Para la investigación el equipo utilizó el telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de EE.UU., un programa de NSF NOIRLab. Próximamente, el equipo planea conocer mejor la atmósfera de TIC 241249530 b a través de observaciones con telescopios más potentes como el telescopio espacial James Webb (JWST).

«Estamos especialmente interesados en lo que podamos aprender sobre la dinámica de la atmósfera de este planeta después de que realice una de sus abrasadoras aproximaciones a su estrella», afirma Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del artículo. «Telescopios como el JWST tiene la sensibilidad necesaria para sondear los cambios en la atmósfera del exoplaneta recién descubierto a medida que experimenta un rápido calentamiento, por lo que el equipo aún tiene mucho más que aprender sobre el exoplaneta”, señala.

«Los astrónomos llevan más de dos décadas buscando exoplanetas que puedan ser precursores de jupíteres calientes o productos intermedios del proceso de migración, por lo que nos sorprendió mucho -y me entusiasmó- encontrar uno. Es exactamente lo que esperaba encontrar», concluye Gupta.

Artículo: Gupta, A.F. et al. “A hot-Jupiter progenitor on a super-eccentric retrograde orbit”. Nature, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07688-3

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