* 2010-02 Lentes astronómicamente grandes miden la edad y el tamaño del universo.

Usando galaxias enteras como lentes para ver otras galaxias, los investigadores tienen una nueva manera precisa de medir el tamaño y la edad del universo y la rapidez con que se está expandiendo, a la par con otras técnicas. La medición determina un valor para la constante de Hubble, que indica el tamaño del universo, y confirma la edad del mismo en 13.750 millones años. Los resultados también confirman la fuerza de la energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión del universo.

Fuente: OsonaWeb

Hace tiempo que se predijeron la presencia de “lentes gravitacionales” en el universo, un fenómeno relacionado con la forma en la que se deforma la luz y el entorno ante la presencia de una galaxia cercana y que desvía la luz de galaxias lejanas, haciendo una especie de “efecto lupa”. Después de ser confirmada la presencia de estos raros objetos o fenómenos celestes, Zooniverse nos presenta un nuevo proyecto en el que nos anima a descubrir estos raros objetos en el inmenso universo que nos rodea y ayudar en la búsqueda científica relacionada con estos, denominado SpaceWarps. En la sección “Discover Lenses”, y después de finalizar el registro en la página web, se nos realizará un tutorial porque aprendamos como marcar y localizar los objetos celestes de interés y se nos enseñarán imágenes que pueden o no contenerlos, imágenes que quizás no hayan sido vistas nunca por nadie. Además, dispondremos de una galería de imágenes propia en la que podremos guardar nuestras imágenes favoritas y en la que podremos crear nuestra propia colección. Obviamente, hay algoritmos creados porque ordenadores escaneen las imágenes en busca de estos objetos, pero muchos de ellos se escapan al escaneig y aquí es donde nos piden colaboración.

Via:  Wwhatsnew

Enllaç:  Space Warms

Fuente: Universo a la vista

Lentes astronómicamente grandes miden la edad y el tamaño del universo

de Tropea

Usando galaxias enteras como lentes para ver otras galaxias, los investigadores tienen una nueva manera precisa de medir el tamaño y la edad del universo y la rapidez con que se está expandiendo, a la par con otras técnicas. La medición determina un valor para la constante de Hubble, que indica el tamaño del universo, y confirma la edad del mismo en 13.750 millones años. Los resultados también confirman la fuerza de la energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión del universo.

Cuando un objeto cercano, como una galaxia, bloquea un objeto distante, por ejemplo otra galaxia, la luz puede rodear ese obstáculo. Pero en lugar de tomar un solo camino, la luz puede "doblarse" alrededor del objeto en un dos o cuatro rutas diferentes, duplicando o cuadriplicando así la cantidad de información que reciben los científicos. Como el brillo del núcleo de la galaxia de fondo fluctúa, los físicos pueden medir el flujo y reflujo de la luz a través de cuatro caminos distintos, como en el sistema B1608 656 mostrado aquí. Imagen: Jerez Suyu.

Estos resultados, obtenidos por investigadores del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC) en el SLAC National Accelerator Laboratory del Departamento de Energía de Estados Unidos y la Universidad de Stanford, la Universidad de Bonn, y de otras instituciones en los Estados Unidos y Alemania, se publicaron el 1º de marzo 2010 en la revista The Astrophysical Journal. (El documento completo está disponible gratis en arXiv). Los investigadores utilizaron datos recogidos por el Telescopio Espacial Hubbleooooooo de NASA / ESA, y mostró la mejor precisión que pueden ofrecer en combinación con elWilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).

El equipo utilizó una técnica conocida como lente gravitacional, para medir la distancia que viajó la luz desde una galaxia brillante y activa hasta la tierra por caminos diferentes. Al comprender el tiempo que tardó en recorrer cada ruta y la velocidad efectiva en cuestión, los investigadores no solo podrían deducir cuán lejos se encuentra la galaxia, sino también la escala global del universo y algunos detalles de su expansión.

A menudo es difícil para los científicos distinguir entre una luz muy brillante lejana y una fuente engañosamente más cercana. Una lente gravitacional evita este problema proporcionando pistas múltiples en cuanto a la distancia que viaja la luz. Esa información adicional les permite determinar el tamaño del universo, expresado a menudo por los astrofísicos en términos de una cantidad llamada la constante de Hubble.

"Hemos sabido por mucho tiempo que las lentes son capaces de ofrecer una medición física de la constante de Hubble", nos dice Phil Marshall de KIPAC. Sin embargo, las lentes gravitacionales nunca antes habían sido utilizadas en forma tan precisa. Esta medición proporciona una medida tan exacta de la constante de Hubble, como herramientas ya establecidas, tales como la observación de las supernovas y el fondo cósmico de microondas. "Las lentes gravitacionales han llegado a la mayoría de edad como herramientas competitivas en el conjunto de instrumentos utilizados en astrofísica", dijo Marshall.

Aunque los investigadores no saben cuando la luz abandona su fuente, ellos aún pueden comparar los tiempos de llegada. Marshall lo asemeja a cuatro coches que toman cuatro rutas distintas entre lugares en los lados opuestos de una gran ciudad, como la Universidad de Stanford y el Observatorio Lick, a través o alrededor de San José. Y como los automóviles frente a las congestiones de tránsito, la luz puede sufrir retrasos, también.

"La densidad de tráfico en una gran ciudad es como la densidad de masa en una lente galáctica", dijo Marshall. "Si usted toma una ruta más larga, no necesariamente le llevará un mayor tiempo atravesarla. A veces la distancia más corta es de hecho el trayecto más lento ".

Las ecuaciones de las lentes gravitatorias tienen en cuenta todas las variables, tales como la distancia y la densidad, y proporcionan una mejor idea de cuando la luz salió de la galaxia de fondo y cuanto ha viajado.

En el pasado, este método de estimación de la distancia estaba plagado de errores, pero los físicos creen que ahora es comparable con otros métodos de medición. Con esta técnica basada en las lentes, los investigadores han llegado a obtener un valor más preciso de la constante de Hubble, y una mejor estimación de la incertidumbre en esa constante. Por lo tanto la reducción y la comprensión de la magnitud del error en los cálculos, permite alcanzar mejores estimaciones sobre la estructura de la lente y el tamaño del universo.

Hay varios factores que los científicos todavía tienen que tener en cuenta para determinar las distancias con lentes. Por ejemplo, el polvo en presente en ellas puede sesgar los resultados. El Telescopio Espacial Hubble tiene filtros infrarrojos muy eficaces para eliminar los efectos del polvo. Las imágenes también contienen información sobre el número de falsas galaxias alrededor de la línea de visión, que contribuyen al efecto de lente a un nivel que debe tenerse en cuenta.

Marshall dice que varios grupos están trabajando en la ampliación de esta investigación, tanto por la búsqueda de nuevos sistemas como nuevos estudios de las lentes conocidas. Los investigadores ya están al corriente de más de otros veinte sistemas astronómicos adecuados para el análisis de las lentes gravitacionales.

Esta investigación fue apoyada en parte por la Oficina de la Ciencia del Departamento de Energía.

El Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología, iniciado con una donación de Fred Kavli y la Fundación Kavli, es una institución conjunta de la Universidad de Stanford y el SLAC National Accelerator Laboratory.

SLAC es un multi-programa de laboratorio para la exploración de preguntas en la frontera de la astrofísica, la ciencia de fotones, la física de partículas y la investigación del acelerador. Situado en Menlo Park, California, SLAC es operado por Stanford para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de Estados Unidos.

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Traducido de:
Astronomically large lenses measure the age and size of the universe (por Julie Karceski para Symmetry Breaking, de Fermilab/SLAC)

Fuente: Astrofísica y física

Lentes gravitatorias como medidoras de distancias en el Universo

de Astrofísica y física de Verónica Casanova

En la imagen podemos ver la lente gravitacional del sistema B1608 656.

Los astrónomos han utilizado esta lente gravitacional para medir la forma de las estrellas, buscar exoplanetas, y la materia oscura en las galaxias distantes del Universo. Ahora, en cambio está siendo usada para medir la edad y el tamaño del Universo. Los investigadores comentan que este nuevo método de medida utilizando lentes gravitacionales proporciona un método muy preciso para medir la rapidez con la que el Universo se está expandiendo.

Los datos conseguidos a partir de este estudio determinan un valor para la constante de Hubble, que indica el tamaño del Universo y que confirma su edad en 13,75 mil millones de años. Los resultados también confirman la presencia de una energía oscura responsable de esta aceleración y expansión del Universo.

Una lente gravitacional se produce cuando dos galaxias se encuentran alineadas con el plano de la Tierra situándose una detrás de la otra. El campo gravitacional de la galaxia más cercana distorsiona la imagen de la galaxia más lejana formando un arco con múltiples imágenes. A veces, este efecto, llega a crear incluso un anillo completo, conocido como un anillo de "Einstein".

Los investigadores del Instituto Kavli para la Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC), utilizan las lentes gravitacionales para medir las distancias que recorre la luz por los diferentes caminos de desplazamiento que se generan tras la influencia de la lente gravitatoria. Los científicos calculan el tiempo que la luz tardó en recorrer cada ruta y su velocidad efectiva. De esta manera, aparte de deducir la distancia que nos separa de la galaxia más lejana, también pueden obtener datos de la escala global del Universo y diversos detalles de su expansión.

Distinguir las distancias en el espacio es difícil. Una fuente de luz muy brillante y lejana puede parecer estar situada a la misma distancia que una fuente de luz más débil y cercana. Una lente gravitacional evita este problema proporcionando además múltiples pistas en cuanto a la distancia que recorre la luz en sus viajes. Esta información adicional que se obtiene de este estudio y que permite a los astrofísicos determinar el tamaño del Universo, en términos científicos se conoce como constante de Hubble.

"Sabemos desde hace mucho tiempo que la lente es capaz de hacer una medición física de la constante de Hubble", comenta Phil Marshall, del KIPAC. Sin embargo, las lentes gravitacionales nunca antes habían sido utilizadas para obtener resultados tan precisos. Esta medición proporciona una medida igualmente precisa de la constante de Hubble, siempre usando unas herramientas establecidas, tales como la observación de las supernovas y el fondo cósmico de microondas. " Las lentes gravitatorias tienen la mayoría de edad como herramienta competitiva en el conjunto de instrumentos de la astrofísica", afirma Marshall.

Cuando un objeto cercano grande, como una galaxia, bloquea la luz de otro objeto distante, como otra galaxia, la luz puede rodear el bloque. Pero en lugar de tomar un solo camino, la luz puede doblarse alrededor del objeto en una, dos, o cuatro rutas diferentes, por lo que puede duplicar o cuadriplicar la cantidad de la información que reciben los científicos.

En el caso de B1608 656, los científicos han podido estudiar los cuatro caminos distintos que tomó la luz. El autor principal del estudio, Sherry Suyu, de la Universidad de Bonn, dijo: "En nuestro caso, hay cuatro copias de la fuente, que aparecen como un anillo de luz alrededor de la lente gravitatoria".

Estudiando el tiempo que la luz tarda en llegar a las diferentes imágenes de una misma lente, los científicos han descubierto que la luz no siempre llega antes en los recorridos más cortos. De hecho, en ocasiones se ha observado que la luz que tarda más en llegar a su imagen es aquella que tiene que recorrer un camino más corto. Por ello, se han de estudiar todas las variables que puedan afectar a las ecuaciones de las lentes grvavitatorias como son la distancia, la densidad y otros aspectos de las galaxias que toman parte en este proceso.

En el pasado, este método de estimación de la distancias estaba plagado de errores, pero los físicos creen que ahora es comparable con otros métodos de medición. Con esta técnica, los investigadores han dado con una lente más precisa, obteniendo un el valor de la constante de Hubble, con una mejor estimación de la incertidumbre de esta constante. Por tanto, la reducción y la comprensión de la magnitud del error en los cálculos, pueden lograr mejores estimaciones sobre la estructura de la lente y el tamaño del Universo.

Hay varios factores que los científicos todavía tienen que tener en cuenta para determinar las distancias con lentes. Por ejemplo, el polvo en la lente puede sesgar los resultados. El Telescopio Espacial Hubble posee filtros infra-rojos útiles para eliminar los efectos del polvo. Las imágenes también contienen información sobre el número de galaxias que se extienden alrededor de la línea de visión, y que contribuyen al efecto de lente a un nivel que debe tenerse en cuenta.

Marshall dice que varios grupos están trabajando en la ampliación de esta investigación, tanto por la búsqueda de nuevos sistemas de medición así como para seguir examinando las lentes conocidas. Los investigadores ya están al corriente de más de otros veinte sistemas astronómicos adecuados para el análisis de las lentes gravitacionales.

Los resultados de este estudio fueron publicado en la edición del 1 de marzo de The Astrophysical Journal. Los investigadores utilizaron datos recogidos por la NASA / ESA del Hubble Space Telescope, y mostraron la mejor precisión que ofrecen en combinación con la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).

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