News & Press releases

Number of entries: 107

04
February 2019

The last two GFA units will be sent to the USA for their integration in the DESI instrument


The last two GFA units will be sent to the USA for their integration in the DESI instrument
Members of IFAE and ICE/IEEC involved in the development of the GFA units of DESI
Otger Ballester (IFAE)
The last two Guiding, Focusing and Alignment  (GFA) units will be sent to LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory, USA) in the next few days for their integration in DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) in the framework of the international collaboration.

The Spanish institutions, Institut de Física d'Altes Energies (IFAE), Institut de Ciències de l'Espai (ICE, CSIC), Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), CIEMAT and IFT/UAM have developed, built and tested twelve GFA units (ten of them to be integrated in the instrument plus two spares). The GFA units use 2 x 2 k Teledyne-e2v CCD detectors. Our team has developed the electronics, mechanics and cooling systems and their associated software. These units will allow to focus the optical fibres of DESI, align these 5,000 fibres with the objects to be observed and to do the guiding during the exposure time.
 
DESI will see its first light in the next months.
31
January 2019

Dr. Ignasi Ribas has been awarded with the Premi Ciutat de Barcelona 2018


Dr. Ignasi Ribas has been awarded with the Premi Ciutat de Barcelona 2018, category of experimental sciences and technology
Dr. Ignasi Ribas, researcher of the Institute of Space Sciences (ICE, CSIC) and director of Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, has been awarded with the Premi Ciutat de Barcelona 2018, in the category of Experimental Sciences and Technology for his work leadering the discover of an exoplanet around the nearest Barnard's star. This work was published in the prestigious journal Nature last November.
23
January 2019

Chatea con una Astrónoma


12 horas de chat abierto con tres astrónomas del ICE el 7 de febrero
Chatea con una Astrónoma
El 7 de febrero se realizará un chat de 12 horas, de las 10 de la mañana hasta las 10 de la noche, a través del cual se podrán formular preguntas a astrónomas profesionales. Entre ellas estarán Gemma Busquet, Nancy Elias y Mar Mezcua, investigadoras del ICE. Esta actividad está organizada por el Comité Mujer y Astronomía de la Sociedad Española de Astronomía (www.sea-astronomia.es).

El enlace para conectarse al chat es: htpps://app.purechat.com/w/11FMujerYAstro.
22
January 2019

El satélite PAZ registra las primeras señales sobre fuertes precipitaciones


Hoy se da acceso público a los datos de los primeros cinco meses de misión, lo que servirá para profundizar en la predicción del tiempo
A ROHP-PAZ profile crossing the bands of intense rain in a category-3 cyclonic storm
Image from the supplementary materials in Cardellach et al., 2019.
  • Lanzado en febrero de 2018, el satélite español lleva incorporada tecnología diseñada por científicos del CSIC
  • Hoy se da acceso público a los datos de los primeros cinco meses de misión
  • Esta información servirá para profundizar en parámetros atmosféricos clave en la predicción del tiempo
Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña ha analizado los datos obtenidos por el experimento con señales GPS a bordo del satélite español de observación de la Tierra PAZ, lanzado en febrero de 2018, y ha confirmado que las señales registradas son sensibles a las precipitaciones intensas. El trabajo y los datos analizados por los científicos aparecen publicados en el último número de la revista Geophysical Research Letter.

Las señales GPS están siendo capturadas por el satélite con tecnologías concebidas y diseñadas por este grupo de científicos del CSIC en el marco del experimento ROHP-PAZ, capaz de realizar radio ocultaciones. Las medidas miden normalmente las propiedades termodinámicas de la atmósfera (temperatura, presión y humedad) y, además, a diferentes alturas. Éstas, por primera vez, están siendo obtenidas en dos polarizaciones.

Las radio ocultaciones son una técnica de observar un medio, normalmente la atmósfera de un planeta, utilizando dos elementos: uno que transmite señales radio o microondas (fuente) y otro elemento que los recibe (receptor). La particularidad de esta técnica es que, si se unen en línea recta los elementos transistor y receptor, ésta cruza la Tierra, o sea, los elementos están ocultos por la Tierra. A pesar de ello, la señal sigue recibiéndose porque el rayo se flexiona.

“La clave está en relacionar la flexión de la trayectoria de la señal con las propiedades de la atmósfera. En el planeta Tierra, esta técnica se realiza con señales de los sistemas globales de navegación por satélite, como, por ejemplo, los GPS”, la investigadora del CSIC Estel Cardellach, que trabaja en el Instituto de Ciencias del Espacio.

Los sistemas de navegación son las fuentes, y un receptor a bordo de un satélite a baja altura orbital (como el satélite PAZ) contiene el receptor. El receptor puede medir con mucha precisión el ángulo de flexión de la señal, y de este ángulo se extraen perfiles verticales de temperatura, presión y humedad de la atmósfera.

La novedad del experimento ROHP-PAZ es que mide además el retardo que sufre la señal polarizada horizontalmente respecto al retardo de la polarizada verticalmente. La hipótesis del experimento es que este retardo relativo ocurre cuando el rayo cruza precipitaciones intensas.
“Este experimento pretende demostrar un nuevo concepto de medida, una técnica completamente nueva que nunca se había probado. Ahora sabemos que las señales son sensibles a precipitación intensa, y debemos determinar el mejor uso de los datos para que la información que contienen pueda extraerse y ser útil. Este supondrá el desarrollo de algoritmos de inversión o extracción de información geofísica”, detalla la investigadora del CSIC.
Primeros resultados

Los resultados obtenidos durante los primeros cinco meses de misión indican que, efectivamente, hay efectos detectables en la polarimetría de las señales que son debidos a los hidrometeoros (gotas de lluvia y otras partículas de hielo o agua y hielo). Además, cuanto más intensa es la lluvia, más intenso es el efecto polarimétrico.

La investigadora del CSIC añade: “Las estructuras verticales detectadas en nuestras señales polarimétricas son coherentes con las estructuras de precipitación que se están observando. Estos hechos nos indican que las señales polarimétricas en ROHP-PAZ responden a precipitación intensa, confirmando la hipótesis del experimento.

En los próximos meses, los investigadores esperan poder cerrar la calibración del instrumento y que toda esa información pueda ser interpretada fácilmente por la comunidad científica. Para ello está en marcha ya la colaboración con equipos del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, la University Corporation for Atmospheric Research y la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Hoy se da acceso público a los primeros datos polarimétricos, correspondientes a los cinco primeros meses de misión, en la web del proyecto https://paz.ice.csic.es/. El objetivo es que los datos termodinámicos se distribuyan en tiempo casi real a los servicios de meteorología mundiales. La National Oceanic and Atmospheric Administration usará sus antenas e infraestructura para obtener los datos de ROHP-PAZ cada vez que tengan contacto con el satélite (idealmente una vez cada órbita, es decir, cada hora y media). “Las pruebas de esta operación ya han empezado y esperamos poder comenzar a diseminar pronto los datos operacionalmente”, indica Cardellach.

El satélite PAZ con tecnología radar es una misión dual, con aplicaciones civiles y militares. HISDESAT es la propietaria, operadora y explotadora del satélite, cuyo cometido es ofrecer información precisa para múltiples aplicaciones desde su órbita polar alrededor de la Tierra.

Referencia: Cardellach, E. et al.. (2019), Sensing heavy precipitation with GNSS polarimetric radio occultations, Geophys. Res. Lett., Jan. 2019, https://doi.org/10.1029/2018GL080412
 
Web del experimento ROHP-PAZ y acceso a los datos: https://paz.ice.csic.es/

Comunicado de prensa elaborado por el Departamento de Comunicación del CSIC
10
January 2019

El Dark Energy Survey completa l’adquisició de dades de sis anys


El periode d’adquisició de dades per a cartografiar amb un nivell de detall sense precedents una vuitena part del cel ha acabat
Observatori de Cerro Tololo (Xile)
Crèdit: Fermilab
Després d’explorar en profunditat una quarta part del cel austral durant sis anys i catalogar centenars de milions de galàxies distants, el Dark Energy Survey (DES) finalitza la presa de dades el dia 9 de gener.
 
El projecte és una col·laboració internacional que va començar a cartografiar una regió del cel de 5000 graus quadrats el 31 d’agost de 2013, amb l’objectiu d’entendre la natura de l’energia fosca, la misteriosa força que està accelerant l’expansió de l’univers. Els científics de DES han pres dades durant 758 nits al llarg de sis anys utilitzant l’instrument DECam (Dark Energy Camera), una càmera digital de 520 Megapixels financiada pel Departament de Energia (DoE) dels E.E.U.U. y el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats d’Espanya, entre d’altres organismes internacionals. Investigadors del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), l’Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC)/Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), l’Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) y l’Institut de Física Teórica (UAM-CSIC) integren la contribució espanyola al projecte, DES-Spain. La càmara està montada al telescopi Blanco, de 4 metres, situat l'Observatori Interamericà de Cerro Tololo, als Andes xilens, i que pertany a la National Science Foundation dels E.E.U.U. La col·laboració DES-Spain va tenir un paper destacat en la construcció de DECam, ja que fou responsable del disseny, verificació, construcció i instal·lació de la major part de l'electrónica de lectura.
 
Durant totes aquestes nits els científics han acumulat dades de més de 300 milions de galàxies distants. Més de 400 científics de 26 institucions de tot el món contribueixen a l’execució d’aquest projecte, que està liderat per Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) del DoE. La col·laboració ha produït ja més de 200 articles científics, y en publicarà molts més.
 
DES és un dels cartografiats més sensibles y exhaustius que s’han realitzat mai. DECam és capaç de veure la llum de galàxies a miles de milions d’anys llum i amb una qualitat sense precedents.
 
El cartografiat ha generat 50 Terabytes d’informació (és a dir, 50 milions de Megabytes) durant els sis anys d’operació. Aquestes dades s’emmagatzemen al National Center for Supercomputing Applications (NCSA), ubicat a la Universitat de Illinois a Urbana-Champaign.
 
Ara, l’activitat central de la col·laboració es concentrarà en l’anàlisi de les dades. DES ja ha publicat una sèrie complerta d’articles científics basats en les dades preses durant el primer any, i els científics estan centrats ara mateix en l’anàlisi del ric conjunt de dades ja catalogades dels tres primers anys de campanya, cercant noves pistes sobre la naturalesa de l’energia fosca. “DES és el primer gran cartografiat de galàxies que estudiarà en detall les propietats de la matèria fosca. Ha estat un gran èxit haver recollit una quantitat tan enorme y precisa de dades. Ara queda analitzar-les.  Pot ser continguin el senyal d’algún descobriment important.” diu Eusebio Sànchez, l’investigador responsable de DES al CIEMAT.  Per la seva banda, Enrique Gaztañaga, l'investigador responsable de DES al ICE-CSIC/IEEC afegeix que “DES-Spain va ser la primera col·laboració internacional al fundar DES fa més de 15 anys. En aquest temps hem tingut l'oportunitat de guanyar experiència en aspectes molt diferents en un projecte de primera línea internacional. Aquests inclouen la instrumentació, organizació, financiació i ciència. Va ser el nostre primer projecte junts i ha estat la llavor per que l’equip de DES-Spain hagi estat capaç d’ abordar nous reptes. Iniciar i inclús liderar altres projectes igualment ambiciosos, com són EUCLID (euclid-ec.org), PAUS (pausurvey.org) o DESI (desi.lbl.org)”.
 
La col·laboració DES continuarà publicant resultats científics a partir de les dades emmagatzemades. Els científics han presentat els resultats més recents en una sessió especial celebrada en la reunió d’hivern de la American Astronomical Society (AAS) a Seattle, el 8 de Gener. DES també organitza un esdeveniment interactiu de les 23:30 a les 00:30 de la matinada del 9 al 10 de gener al stand de NOAO a la sala d’exposicions principal de la reunió del AAS que inclou una connexió directa amb l’observatori, on els científics es preparen per una darrera nit d’observació.
 
Alguns dels resultats científics més destacats obtinguts per DES fins ara són:
 
La mesura més precisa de l’estructura de la matèria fosca a l’Univers, que, quan es compara amb resultats obtinguts utilitzant la radiació còsmica de fons, permet al científics reconstruir l'evolució del cosmos. (http://news.fnal.gov/2017/08/dark-energy-survey-reveals-accurate-measurement-dark-matter-structure-universe)
El descubriment de moltes noves galaxies nanes satèl·lit de la nostra, la Via Làctea, el qual proporciona nous tests de les teories actuals sobre la matèria fosca (http://news.fnal.gov/2015/08/dark-energy-survey-finds-more-celestial-neighbors).
La creació del mapa més exacte mai obtingut de la matèria fosca a l’Univers (http://news.fnal.gov/2017/08/dark-energy-survey-reveals-accurate-measurement-dark-matter-structure-universe).
El descobriment de la supernova més distant coneguda (https://penntoday.upenn.edu/news/astronomers-reveal-secrets-most-distant-supernova-ever-detected).
La distribució pública de les dades dels tres primers anys de cartografiat, el que permet a astrònoms de tot el món realitzar descobriments i ciència adicional.(http://news.fnal.gov/2018/01/dark-energy-survey-publicly-releases-first-three-years-of-data).
 
La primera contrapartida òptica a un esdeveniment d’emissió d’ones gravitatòries, en una colisió de dues estrelles de neutrons que va passar fa 130 milions d’anys. (http://news.fnal.gov/2017/10/scientists-spot-explosive-counterpart-ligovirgos-latest-gravitational-waves). DES fou un dels cartografiats del cel que va detectar en llum visible la font d’ones gravitatòries, el que obre la porta a un nou tipus d’astronomia. 
“Amb l’anàlisi de només una cinquena part de les dades, DES ja ha aconseguit alguna de les mesures cosmològiques més precises fetes fins ara. Amb l’anàlisi de totes les dades en els propers anys, DES sotmetrà el model cosmològic en vigor -que assumeix que l’energia fosca és deguda a la constant cosmològica proposada y després descartada per Einstein- al test més dur al que mai s’ha enfrontat.” indica Ramon Miquel, investigador principal de DES a l’IFAE. Per la seva banda Juan García-Bellido, investigador principal de DES al IFT-UAM/CSIC, considera que “És emocionant haver pogut participar, gràcies a DESCam, en un descobriment com el de la Kilonova, que va iniciar una nova era, la de l’Astronomia Multimissatger, y que ha permès determinar de forma independent el ritme d’expansió de l’Univers”.
 
Recentment, DES ha publicat els seus primers resultats cosmològics basats en supernovae (207 d’elles amb seguiment espectroscòpic dels primers tres anys de dades), utilitzant un mètode que va proporcionar la primera evidència de l'acceleració còsmica fa ja 20 anys (http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv181102374D). Molts nous resultats cosmològics, més exhaustius i precisos, es publicaran en els propers anys.
 
Els científics de DES-Spain han tingut i tenen un paper molt destacat en l’anàlisi de les dades. En els resultats cosmològics obtinguts fins avui, investigadors de l’IFAE han estat líders en la determinació de la distància a les galàxies, que és un element essencial per poder interpretar les observacions realitzades, així com en l’estudi de les correlacions entre les posicions de les galàxies properes i la forma de les galàxies llunyanes. L’ICE-CSIC/IEEC ha participat en la creació de mapes de matèria fosca, les simulacions i l’estudi d’agrupament de galàxies. El IFT-UAM/CSIC ha construït catàlegs sintètics per a l’estudi d’errors sistemàtics i matrius de covariança. El CIEMAT ha estat una de les institucions responsables de la construcció dels catàlegs de galàxies i de l’estudi de l’agrupament de les mateixes, una de les proves utilitzades per a obtenir els resultats cosmològics.
 
La tasca d’acumular tal cuantitat de dades no és petita. Al llarg del cartografiat, es van necessitar centenars de científics per que operessin els instruments durant varies nits, per torns, amb l’ajuda dels tècnics de l’observatori. Per a organitzar aquest esforç, DES va adoptar alguns dels mètodes utilitzats en els experiments de física de partícules, en els que tota persona que treballa en l’experiment colabora d’alguna manera en la seva operació.
 
DECam romandrà montada en el telescopi Blanco de Cerro Tololo durant 5 o 10 anys més, i continuarà sent un instrument de gran utilitat per a col·laboracions de tot el món.
 
La col·laboració DES es centrarà ara en la producció de nous resultats utilitzant els 6 anys de dades, incloent noves observacions sobre l'energia fosca. Tot i que una era acabi per a DES, la següent fase de l’exploració no ha fet més que començar.
 
Podeu seguir l’actualitat de DES a www.darkenergysurvey.org, i també a Facebook  www.facebook.com/darkenergysurvey, Twitter  www.twitter.com/theDESurvey i Instagram  www.instagram.com/darkenergysurvey.
 
El Dark Energy Survey és una col·laboració de més de 400 científics de 26 institucions en set paisos. Els fons per als projectes de DES han estat proporcionats per U.S. Department of Energy Office of Science, U.S. National Science Foundation, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, Science and Technology Facilities Council of the United Kingdom, Higher Education Funding Council for England, ETH Zurich for Switzerland, National Center for Supercomputing Applications at the University of Illinois at Urbana-Champaign, Kavli Institute of Cosmological Physics at the University of Chicago, Center for Cosmology and AstroParticle Physics at Ohio State University, Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy at Texas A&M University, Financiadora de Estudos e Projetos, Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico and Ministério da Ciência e Tecnologia, Deutsche Forschungsgemeinschaft, i les institucions colaboradoes llistades a www.darkenergysurvey.org/collaboration .
 
Investigadors de contacte
 
IFAE   
Dr. Ramon Miquel, Director del IFAE y Profesor de Investigación ICREA
e-mail : ramon.miquel@ifae.es
 
ICE - CSIC & IEEC
Dr. Enrique Gaztañaga, Profesor de Investigación del CSIC
e-mail : gazta@ice.csic.es
 
CIEMAT
Dr. Eusebio Sánchez, Investigador Científico del CIEMAT
e-mail : eusebio.sanchez@ciemat.es
 
IFT-UAM/CSIC
Dr. Juan García-Bellido, Profesor de la UAM y miembro del IFT
e-mail : juan.garciabellido@uam.es
 
Contacte de premsa IEEC
Miquel Sureda, Science Wave for IEEC
e-mail : comunicacio@ieec.cat
Images credit: Fermilab
https://drive.google.com/drive/folders/1Fk0vtze0f2pGoXhLRB_hk0tnoCqhI9IM?usp=sharing
 
Links:
www.darkenergysurvey.org
https://www.ice.csic.es/es/content/82/des
http://www.ieec.cat/en/content/127/des-dark-energy-survey 
www.facebook.com/darkenergysurvey
www.twitter.com/theDESurvey
www.instagram.com/darkenergysurvey
 
Aquesta nota de premsa t’arriba a través de l’oficina de premsa de l’IEEC, en col·laboració amb DES-Spain. L'IEEC (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya) és un institut de recerca dedicat a l'estudi de totes les àrees de l'espai i les ciències espacials, inclosa l'astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries, l'observació de la Terra i l'enginyeria espacial; i està integrat a la xarxa CERCA (Centres de Recerca de Catalunya). La seva missió és la promoció i coordinació de la investigació espacial i el desenvolupament tecnològic a Catalunya, en benefici de la societat en general. L'IEEC està integrat per quatre unitats: l'Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB - Universitat de Barcelona), el Centre d'Estudis i Recerca de l'Espai (CERES - Universitat Autònoma de Barcelona), el Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l'Espai (CTE - Universitat Politècnica de Catalunya) i l’Institut de Ciències de l'Espai (ICE - Consejo Superior de Investigaciones Científicas). L'IEEC és un centre de recerca internacional altament qualificat, que produeix una gran quantitat de publicacions d'alt impacte i lidera projectes clau a nivell mundial. La divisió d'enginyeria de l’IEEC també desenvolupa instrumentació per a múltiples projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència de treball amb la indústria aeroespacial i tecnològica en els sectors públic i privat.
07
January 2019

Cristina Manuel joins the Editorial Board of Physical Review Letters as a Divisional Associate Editor


Physical Review Letters is the world's premier physics letter journal and the American Physical Society's flagship publication
Cristina Manuel has joined the Editorial Board of Physical Review Letters for three a year term, starting in January 2019,  
as a Divisional Associate Editor (DAE). Divisional Associate Editors play an essential role in the
editorial process of Physical Review Letters, particularly when serving as referees in the adjudication of difficult cases.
Equally important is advice on  the journal policy and help in identification of new referees.
05
December 2018

Un censo de la población de magnetares


La astrofísica Nanda Rea, del Instituto de Ciencias del Espacio, desarrollará un censo de magnetares
Dr. Nanda Rea
La astrofísica Nanda Rea, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC), recibe 2,3 millones de euros para el proyecto MAGNESIA, titulado Censo de magnetares: el impacto de estrellas de neutrones altamente magnéticas en el universo explosivo y transitorio. “Nuestro proyecto se centra en los magnetares, las estrellas de neutrones más magnéticas, a los que se ha relacionado con una gran variedad de acontecimientos explosivos”, explica Rea. “Su enorme poder de rotación y la tremenda cantidad de energía magnética que liberan, los relaciona con estallidos de rayos gamma, las fases iniciales de la fusión de estrellas de neutrones, supernovas superluminosas, hipernovas, estallidos de radio y fuentes de rayos X ultraluminosas”, añade. “El censo de magnetares en nuestra galaxia está subestimado, y esto lastra nuestra comprensión no sólo de las poblaciones de púlsares y magnetares, sino también su posible relación con muchos de los acontecimientos explosivos del universo”, indica la investigadora.

El Proyecto MAGNESIA desarrollará un exhaustivo censo de los magnetares mediante una aproximación innovadora que elaborará el primer modelo sintético de población de púlsares capaz de encajar con los límites de observaciones multi-banda, teniendo en cuenta modelos en 3D de evolución de campos magnéticos e índices de destello de estrellas de neutrones”, explica Rea. “El proyecto MAGNESIA solucionará las cuestiones de física, los errores observacionales sistemáticos y los desafíos computacionales que lastraban los trabajos previos, para restringir el periodo de giro y la distribución del campo magnético en el nacimiento de la población de estrellas de neutrones”, añade la investigadora.

Vídeo NewCompStar: Exploring fundamental physics with compact stars (en inglés).

(Esta nota de prensa es un extracto de la creada por el Departamento de Comunicación del CSIC que puede verse pinchando aquí).
21
November 2018

From gamma rays to X-rays: new method pinpoints previously unnoticed pulsar emission


Discovery of pulsed X-ray emission from three pulsars as predicted by a new theoretical model
Animated GIF of PSR J1826-1256
Based on a new theoretical model, a team of scientists explored the rich data archive of ESA's XMM-Newton space observatory to find pulsed X-ray emission from three systems. The discovery, relying on gamma-ray observations of the same sources, provides a novel tool to investigate the mysterious mechanisms of pulsar emission, which will be important to understand these fascinating objects and use them for space navigation in the future.

Lighthouses of the Universe, pulsars are fast-rotating neutron stars that emit beams of radiation. As pulsars rotate and the beams alternatively point towards and away from Earth, the source oscillates between brighter and dimmer states, resulting in a signal that appears to 'pulse' every few milliseconds to seconds, with a regularity rivalling even atomic clocks.

Pulsars are the incredibly dense, extremely magnetic, relics of massive stars, and are amongst the most extreme objects in the Universe. Understanding how particles behave in such a strong magnetic field is fundamental to understanding how matter and magnetic fields interact more generally.

Originally detected through their radio emission, pulsars are now known to also emit other types of radiation, though typically in smaller amounts. Some of this emission is standard thermal radiation - the type that everything with a temperature above absolute zero emits. Pulsars release thermal radiation when they accrete matter, for example from another star.

But pulsars also emit non-thermal radiation, as is often produced in the most extreme cosmic environments. In pulsars, non-thermal radiation can be created via two processes: synchrotron emission and curvature emission. Both processes involve charged particles being accelerated along magnetic field lines, causing them to radiate light that can vary in wavelength from radio waves to gamma-rays.

Non-thermal X-rays result mostly from synchrotron emission, while gamma-rays may come from a mixing, referred to as synchro-curvature emission. It is relatively easy to find pulsars that radiate gamma-rays: NASA's Fermi Gamma-Ray Space Telescope has detected more than 200 of them over the past decade, thanks to its ability to scan the whole sky. But only around 20 have been found to pulse in non-thermal X-rays. 

"Differently to surveying instruments in gamma-rays, X-ray telescopes must be told exactly where to point" says Diego Torres, from the Institute of Space Sciences in Barcelona, Spain.
Aware that there should be many pulsars emitting previously undetected non-thermal X-rays, Torres developed a model that combined synchrotron and curvature radiation to predict whether pulsars detected in gamma-rays could also be expected to appear in X-rays.

"Scientific models describe phenomena that can't be experienced directly" explains Torres. "This model in particular helps explain the emission processes in pulsars and can be used to predict the X-ray emission that we should observe, based on the known gamma-ray emission.
The model describes the gamma-ray emission of pulsars detected by Fermi, specifically, the brightness observed at different wavelengths, with three parameters. These determine the pulsar emission, thus predicting their brightness at other wavelengths, for instance in X-rays."
Torres partnered with a team of scientists, led by Jian Li from the Deutsches Elektronen Synchrotron in Zeuthen near Berlin, Germany, to select three known gamma-ray emitting pulsars that they expected, based on the model, to also shine brightly in X-rays. They dug into the data archives of ESA's XMM-Newton and NASA's Chandra X-ray observatories to search for evidence of non-thermal X-ray emission from each of them.

"Not only did we find X-ray emission from all three of the pulsars, but we also found that the spectrum of X-rays was almost the same as predicted by the model" explains Li. "This means that the model very accurately describes the emission processes within a pulsar."

In particular, XMM-Newton data showed clear X-ray emission from PSR J1826-1256, a radio quiet gamma-ray pulsar with a period of 110.2 milliseconds. The spectrum of light received from this pulsar was very close to that predicted by the model. X-ray emission from the other two pulsars, which both rotate slightly more quickly, was revealed using Chandra data.

This discovery already represents a significant increase in the total number of pulsars known to emit non-thermal X-rays. The team expects that many more will be discovered over the next few years as the model can be used to work out where exactly to look for them.

Finding more X-ray pulsars is important for revealing their global properties, including population characteristics. A better understanding of pulsars is also essential for potentially taking advantage of their accurate timing signals for future space navigation endeavours.

The result is a step towards understanding the relationships between the emission by pulsars in different parts of the electromagnetic spectrum, enabling a robust way to predict the brightness of a pulsar at any given wavelength. This will help us better comprehend the interaction between particles and magnetic fields in pulsars and beyond.

"This is one of very few pulsar models that can make accurate predictions of pulsar X-ray emission, and it also predicts the emission at other wavelengths, for example visible and ultraviolet" Torres continues. "In the future, we hope to find pulsars emitting other types of radiation based on the model. New findings would improve the model, leading to even more discoveries."
The study highlights the benefits of XMM-Newton's vast data archive to make new discoveries and showcases the impressive abilities of the mission to detect relatively dim sources. The team is also looking forward to using the next generation of X-ray space telescopes, including ESA's future Athena mission, to find even more pulsars emitting non-thermal X-rays.

"As the flagship of European X-ray astronomy, XMM-Newton is detecting more X-ray sources than any previous satellite. It is amazing to see that it is helping to solve so many cosmic mysteries" concludes Norbert Schartel, XMM-Newton Project Scientist at ESA.

Notes for Editors
Theoretically motivated search and detection of non-thermal pulsations from PSRs J1747-2958, J2021+3651, and J1826-1256? by Li et al is published in Astrophysical Journal Letters (URL and DOI to be added)

For more information, please contact:

Jian Li
Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
Zeuthen, Germany
Email: jian.li@desy.de

Diego Torres
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)
Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA) 
Barcelona, Spain
Email: dtorres@ice.csic.es

Norbert Schartel
XMM-Newton Project Scientist
European Space Agency
Email: norbert.schartel@esa.int

(This note has been elaborated by ESA)
14
November 2018

Our stellar neighbourhood is getting crowded — Planet discovered orbiting the second closest stellar system to the Earth


Measurements from high-precision instruments reveal a cold super-Earth around Barnard’s star
Artist’s impression of Barnard’s Star planet under the orange tinted light from the star.
IEEC/Science-Wave - Guillem Ramisa
  • Measurements from high-precision instruments reveal a cold super-Earth around Barnard’s star 
  • An international team of astronomers led by Ignasi Ribas of the Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC) and Institute of Space Sciences (ICE, CSIC) has found a candidate planet in orbit around Barnard’s star.
  • Barnard’s star is the closest single star to the Sun and second only to the Alpha Centauri triple stellar system.
  • The team used about 18 years of observations and combined them with new observations with the CARMENES planet-hunter spectrograph at Calar Alto/Spain and other facilities.
  • Astronomers obtained significant evidence of a planet with mass just over 3 times the Earth’s mass orbiting the red dwarf star every 233 days. This would place the super-Earth near the so-called snow-line of the star, where it is likely to be a frozen world.
  • This is the first time astronomers discover this kind of exoplanet using the radial velocity method [1].
  • The finding will be published in the journal Nature on 15 November 2018. 
At only six light-years from us, Barnard’s star appears to move across Earth’s night sky faster than any other star. This red-dwarf star, smaller and older than our Sun is among the least active red dwarfs known and represents an ideal target to search for exoplanets with various methods.
 
Since 1997, several instruments have been gathering a large amount of measurements on the star’s subtle back-and-forth wobble. An analysis of the data collected up to 2015, including observations from HIRES/Keck, and ESO’s HARPS and UVES spectrometers, suggested the wobble could be caused by a planet with an orbital period of about 230 days. To confirm this, however, more measurements were deemed necessary.
 
Trying to see if the result could be confirmed, astronomers regularly monitored Barnard’s star with high precision spectrograph such as the CARMENES (Calar Alto Observatory in Spain), and also HARPS and HARPS-N in an international effort called the Red Dots collaboration [2]. This technique consists on using the Doppler effect on the starlight [1] to measure how the velocity of an object along our line of sight changes with time.
 
“For the analysis we used observations from seven different instruments, spanning 20 years, making this one of the largest and most extensive datasets ever used for precise radial velocity studies. The combination of all data led to a total of 771 measurements,” explains Ignasi Ribas.
 
A clear signal at a period of 233 days arose again in the re-analysis of all the measurements combined. This signal implies that Barnard’s star is approaching and moving away from us at about 1.2 m/s — approximately the walking speed of a person — and it is best explained by a planet orbiting it.
 
“After a very careful analysis, we are over 99% confident that the planet is there, since this is the model that best fits our observations,” assures Ignasi Ribas. “However, we must remain cautious and collect more data to nail the case in the future, because natural variations of the stellar brightness resulting from starspots can produce similar effects to the ones detected.” Follow-up observations are already happening at different observatories.
The planet candidate, named Barnard’s star b (or GJ 699 b), is a super-Earth with a minimum of 3.2 Earth masses. It orbits its cool red parent star every 233 days near the snow-line, a distance where water would be frozen. In the absence of an atmosphere, its temperature is likely to be about -150 ºC, which makes it unlikely that the planet can sustain liquid water on its surface. However, its characteristics make it an excellent target for direct imaging using the next generation of instruments such as NASA’s Wide Field InfraRed Survey Telescope (WFIRST, [3]), and maybe with observations from the ESA mission Gaia [4].
 
Exoplanets so small and so far away from their parent star have not been discovered before using the Doppler technique [1]. This means that astronomers are getting better at finding and exploring a relatively new kind of planets outside our Solar System. With the next generation of instruments, these capabilities can only expand.
 
“We all have worked very hard on this result,” said Guillem Anglada-Escude from Queen Mary University of London and co-leader of this work. “This is the result of a large collaboration organised in the context of the Red Dots project, which is why it has contributions from teams all over the world including semi-professional astronomers coordinated by the AAVSO.”
 
Cristina Rodríguez-López, researcher at the Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC) and co-author of the paper, comments on the significance of this finding. "This discovery means a boost to continue on searching for exoplanets around our closest stellar neighbours, in the hope that eventually we will come upon one that has the right conditions to host life".

Notes
 
[1] In the radial velocity method, precision spectrometers are used to measure the Doppler effect. When an object moves away from us, the light we observe becomes slightly less energetic and redder. The opposite -light becomes slightly more energetic and bluer- happens when the star comes to us.
[2] RedDots is a collaborative observational effort dedicated to searching for terrestrial planets in warm orbits around the nearest red-dwarf stars to the Sun.
[3] WFIRST is a planned NASA mission that will be dedicated to answer cosmological questions, and also enable the detection of very nearby exoplanets with direct imaging.
[4] Gaia is an astrometric space mission from the European Space Agency (ESA) that is currently measuring precise positions and motions of stellar objects.

Observatories and Instruments
The CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs) instrument is a high-resolution optical and near infrared spectrograph built in collaboration by various Spanish and German research institutions, and it is operated by the Calar Alto observatory (Spain).
 
The European Southern Observatory (ESO) operates two facilities used in this research, namely the HARPS and UVES instruments. HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) is dedicated to the discovery of exoplanets at the ESO 3.6-metre telescope (La Silla, Chile). UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) is a high-resolution optical spectrograph at ESO’s Very Large Telescope (Paranal, Chile).
 
HIRES (High Resolution Echelle Spectrograph) is a high-resolution spectrograph at the W. M. Keck Observatory (Mauna Kea, Hawaii).
 
PFS (Planet Finder Spectrograph) is a high-resolution precision spectrograph at the Magellan 6.5m telescopes (Las Campanas Observatory, Chile).
 
APF (Automated Planet Finder) is a 2.4m telescope with a custom-made high-resolution precision spectrograph for precision radial velocities at the Lick observatory (California, USA).
 
HARPS-North (or HARPS-N) is a replica of ESO’s HARPS installed at the Telescopio Nazionale Galileo/Italy (La Palma, Spain).
 
Several observatories contributed to follow-up activities through the RedDots project, including observers from the AAVSO (American Association of Variable Star Observers). The AAVSO is an association formed by amateur astronomers that collect, evaluate, analyse, publish and archive variable star observations. These observations will be presented in more detail in a forthcoming publication.

Links
- Research paper
- IEEC
- RedDots

More information
This research is presented in a paper entitled “A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star”, by I. Ribas et al., to appear in the journal Nature on 15 November 2018.
 
IEEC (Institut d’Estudis Espacials de Catalunya) is a research institute dedicated to the study of all areas of space and space sciences including astrophysics, cosmology, planetary sciences, Earth observation, and space engineering; and it is integrated in the CERCA network (Centres de Recerca de Catalunya). Its mission is the promotion and coordination of space research and technology development in Catalonia for the benefit of the broader society. IEEC is integrated by four units : Institute of Cosmos Sciences (ICCUB - Universitat de Barcelona), Center of Space Studies and Research (CERES - Universitat Autònoma de Barcelona), Research Group in Space Sciences and Technologies (CTE - Universitat Politècnica de Catalunya), Institute of Space Sciences (ICE - Consejo Superior de Investigaciones Científicas). IEEC is a highly ranked international research center producing a large number of high-impact publications; and it leads key world-class projects. IEEC’s engineering division also develops instrumentation for multiple ground-based and space-based projects, and has extensive experience in working with aerospace and technology in both the private and public sectors.

Contacts
IEEC Public Information Office
Barcelona, Spain Miquel Sureda
Content SWaver
Science-Wave for IEEC
Tel: (0034) 661 46 35 37
E-mail: comunicacio@ieec.cat  
Lead Scientist
Bellaterra, Spain Ignasi Ribas
Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC)
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)
E-mail: iribas@ice.cat
(This note has been elaborated by IEEC)
16
October 2018

DESI Collaboration Meeting in Barcelona


DESI Collaboration Meeting organized by ICE in Sant Feliu de Guíxols
DESI Collaboration Meeting in Barcelona
The DESI Collaboration Meeting is organized this time by members of ICE (IEEC-CSIC) in Sant Feliu de Guíxols (Girona, Catalonia, Spain) from October 16th – 20th, 2018. In this meeting will participate around one hundred researchers.

The meeting web page is: https://www.ice.csic.es/indico/event/11/page/2, while the web page of the project is: https://www.desi.lbl.gov/
Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC)

Campus UAB, Carrer de Can Magrans, s/n
08193 Barcelona.
Phone: +34 93 737 9788
Email: ice@ice.csic.es
Website developed with RhinOS

Follow us


An institute of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas

An institute of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Affiliated with the Institut d'Estudis Espacials de Catalunya

Affiliated with the Institut d'Estudis Espacials de Catalunya