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Socios de ALMA publican primeros resultados de observaciones con línea de base larga

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Imagen 3. En esta imagen vemos el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA revelan subestructuras dentro del disco que nunca antes se habían visto, e incluso muestran las posibles posiciones de los planetas formándose en las manchas oscuras dentro del sistema. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Imagen 1. Imagen generada por ALMA de la galaxia SDP.81 sometida a una lente gravitacional. El centro del anillo, de color naranja intenso (se trata de la observación a mayor resolución que ha hecho ALMA a la fecha), revela el polvo radiante de esta distante galaxia. Las áreas circundantes del anillo, representadas a una menor resolución, corresponden a la radiación en longitudes de onda milimétricas emitidas por el dióxido de carbono. Créditos: ALMA (NRAO/NAOJ/ESO); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Imagen 1. Imagen generada por ALMA de la galaxia SDP.81 sometida a una lente gravitacional. El centro del anillo, de color naranja intenso (se trata de la observación a mayor resolución que ha hecho ALMA a la fecha), revela el polvo radiante de esta distante galaxia. Las áreas circundantes del anillo, representadas a una menor resolución, corresponden a la radiación en longitudes de onda milimétricas emitidas por el dióxido de carbono. Créditos: ALMA (NRAO/NAOJ/ESO); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) obtuvo imágenes que proporcionan una vista sin precedentes de la superficie del asteroide Juno y de un anillo de Einstein en una galaxia distante. Estas espectaculares imágenes se obtuvieron a fines de 2014 en el marco de la Campaña de Línea de Base Larga de ALMA, lanzada para probar la capacidad de resolución máxima del telescopio, que se alcanza cuando las antenas están separadas por la mayor distancia posible: 15 kilómetros.

“Solo una combinación de la gran capacidad de resolución y la alta sensibilidad de ALMA permite revelar estos detalles ocultos del Universo”, asegura el director de ALMA, Pierre Cox.

Para esta campaña de ALMA se seleccionaron cinco objetos: el asteroide Juno, el disco protoplanetario HL Tau, la galaxia SDP.81, sometida a una lente gravitacional, la estrella evolucionada Mira y el quásar 3C138. La revista Astrophysical Journal Letters ha publicado cuatro artículos científicos redactados por representantes del equipo internacional de ALMA donde se detallan estas observaciones.

La Campaña de Línea de Base Larga permitió generar las imágenes de mayor resolución producidas a la fecha con esta herramienta revolucionaria, lo que brindó a los astrónomos una vista excepcional de la distante galaxia SDP.81, que, vista desde la Tierra con la ayuda de una lente gravitacional, tiene el aspecto de un anillo cósmico (imagen 1).

Formado por la alineación fortuita de dos galaxias distantes, donde la más distante es magnificada por la fuerza gravitacional de la galaxia situada entre ella y la Tierra, SDP.81 constituye un fenómeno de lente gravitacional conocido como anillo de Einstein. En esta manifestación de la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad produce un efecto de lente óptico, curvando la luz y amplificando la imagen de la galaxia distante de tal forma que, vista desde la Tierra, esta galaxia cobra el aspecto de un arco.

“Este es un gran hito en el desarrollo de la capacidad de alta resolución de ALMA”, sentencia Catherine Vlahakis, Deputy Program Scientist de ALMA.En estas observaciones se alcanzó un nivel de resolución de hasta 23

Imagen 2. Animación del asteroide Juno a partir de imágenes generadas por ALMA en el marco de su Campaña de Línea de Base Larga. Las imágenes se obtuvieron cuando Juno estaba a unos 295 millones de kilómetros de la Tierra. Créditos: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)
Imagen 2. Animación del asteroide Juno a partir de imágenes generadas por ALMA en el marco de su Campaña de Línea de Base Larga. Las imágenes se obtuvieron cuando Juno estaba a unos 295 millones de kilómetros de la Tierra. Créditos: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)

miliarcosegundos, un logro sin precedentes para los telescopios que observan en estas longitudes de onda y que rivaliza incluso con la capacidad de resolución del telescopio espacial Hubble.

Otra serie de imágenes obtenidas con ALMA proporcionó una vista totalmente novedosa de la superficie de Juno, uno de los componentes más grandes del principal cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar. Combinadas en una breve animación, estas imágenes de alta resolución muestran el asteroide rotando en el espacio mientras emite radiación en longitudes de onda milimétricas (imagen 2).

La observación completa se hizo en un período de cuatro horas cuando Juno estaba a cerca de 295 millones de kilómetros de la Tierra. En esta observación ALMA alcanzó una resolución de 40 miliarcosegundos, con lo cual cada «pixel» de la imagen corresponde a unos 60 kilómetros cuadrados y abarca cerca de un cuarto de la superficie de Juno. Esta resolución constituye una mejora considerable frente a las observaciones hechas anteriormente en longitudes de onda similares y es suficiente para mostrar con claridad la forma del asteroide y, posiblemente, revelar características prominentes de su superficie.

“Esta nueva observación demuestra con claridad que ALMA es una herramienta muy eficaz para estudiar los asteroides y muestra su capacidad para producir mejores imágenes de la superficie de muchos astros del Sistema

Imagen 3. En esta imagen vemos el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA revelan subestructuras dentro del disco que nunca antes se habían visto, e incluso muestran las posibles posiciones de los planetas formándose en las manchas oscuras dentro del sistema. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Imagen 3. En esta imagen vemos el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA revelan subestructuras dentro del disco que nunca antes se habían visto, e incluso muestran las posibles posiciones de los planetas formándose en las manchas oscuras dentro del sistema. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Solar que cualquier otro instrumento”, agrega el astrónomo de ALMA Ed Fomalont.

Otro cuerpo observado fue el disco protoplanetario HL Tau, cuyos resultados de observación significaron un salto enorme en la comprensión del desarrollo de estos discos y de la formación de los planetas.

Estos cinco objetos fueron elegidos especialmente para demostrar el potencial científico de ALMA —el observatorio terrestre más grande del mundo— en su configuración más extensa.

Información adicional

El artículo, “ALMA Long Baseline Observations of the Strongly Lensed Submillimeter Galaxy HATLAS J090311.6+003906 at z=3.042” (en inglés), se encuentra aquí: http://arxiv.org/abs/1503.02652

El artículo, “Observaciones de ALMA al Asteroide 3 Juno a una resolución de 60 kilómetros” (en inglés), se encuentra aquí: http://arxiv.org/pdf/1503.02650.pdf

El artículo, “First Results From High Angular Resolution ALMA Observations Toward the HL Tau Region” (en inglés), se encuentra aquí: http://arxiv.org/pdf/1503.02649.pdf

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI) en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Gentileza: Valeria Foncea, Directora de Comunicaciones y Educación, Observatorio ALMA.