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26
Febrero 2018

Estrellas en el halo de la Vía Láctea: ¿Invasores cósmicos o víctimas del desalojo galáctico?


Two stellar groups on opposite sides of the galactic plane originated by tidal interaction between the Milky Way and a satellite galaxy
La Vía Láctea, perturbada por la interacción de marea con una galaxia enana
T.Mueller/NASA/JPL-Caltech
Un grupo de astrofísicos liderados por el Max Planck Institute für Astronomie (MPIA) con participación del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials Catalunya (IEEC) ha investigado una pequeña población de estrellas en el halo de la Vía Láctea, y ha encontrado que su composición química es muy parecida a la del disco galáctico. Esta similitud pone en evidencia que estas estrellas tienen su origen en el disco delgado galáctico, y no en galaxias enanas acretadas por nuestra galaxia. La razón de la migración estelar puede ser debida a las oscilaciones del disco de la Vía Láctea como un todo, inducidas por las fuerzas de marea producidas por la interacción del halo de materia oscura galáctico con una galaxia satélite masiva.

Las estrellas investigadas pertenecen a dos estructuras diferentes localizadas en el halo galáctico, las sobredensidades Triangulum-Andromeda (TriAnd) y A13. Estas estructuras están localizadas en planos opuestos de la Vía Láctea, alrededor de unos 14.000 años luz por debajo y por encima del plano galáctico (ver Figura 1), e inicialmente se creyó que eran los restos dejados por una galaxia enana que había invadido nuestra Vía Láctea en el pasado.

Sin embargo, en el estudio publicado hoy en la revista Nature, los astrónomos encuentran una fuerte evidencia de que estas estructuras se originaron en realidad en el disco mismo de la Vía Láctea, y fueron luego expulsadas hacia el halo.

La clave para comprender el origen de estas estrellas está en su patrón detallado de abundancias químicas que han sido obtenidos mediante espectros de alta resolución tomados con los telescopios Keck (EE.UU.) y VLT (Very Large Telescope, ESO). "El análisis de las abundancias químicas es una prueba muy potente que permite, de manera similar a un test de ADN, identificar la población en la cual una estrella se originó. Diferentes poblaciones, tales como el disco o el halo de la Vía Láctea, galaxias satélites enanas o cúmulos globulares, tienen composiciones químicas radicalmente diferentes. Por eso, una vez que conocemos de qué están hechas las estrellas, podemos relacionarlas directamente con su población originaria.” explica M. Bergemann, la líder del estudio.

La comparación de la composición química de estas estrellas muestra que son prácticamente idénticas, tanto dentro como entre los dos grupos. Más sorprendente aún, su composición es típica de las estrellas del disco de la Vía Láctea. Esto es una prueba  fundamental para afirmar que estas estrellas se formaron probablemente en el disco delgado de nuestra galaxia, y no tienen su origen en los restos de la disrupción de una o más galaxias más pequeñas que, según se cree, fueron acretadas por la Vía Láctea en el pasado.
Pero, ¿cómo han llegado estas estrellas a ocupar posiciones tan extremas por debajo y por encima del disco galáctico? Los modelos de evolución de la Vía Láctea predicen que este “desalojo galáctico” ocurre como resultado de las oscilaciones del disco galáctico como un todo. La explicación más favorecida para la ocurrencia de estas oscilaciones es la interacción por efecto de marea de la Vía Láctea con una galaxia satélite masiva.

Los resultados publicados en la revista Nature muestran la prueba más clara obtenida hasta ahora de estas oscilaciones en el disco de la Vía Láctea. Los resultados indican que la evolución dinámica del disco galáctico es significativamente más complejo que lo que se creía previamente, y que las estrellas del disco pueden ser localizadas en ubicaciones muy distantes a las de su lugar de nacimiento.

“El trabajo futuro incluye una determinación más precisa de las distancias y movimientos de las estrellas de estos grupos, especialmente en base a los datos de la misión espacial Gaia. Esto permitirá poner a prueba nuestra interpretación de que las sobredensidades son las crestas de la onda de gran escala creada en el disco galáctico. Además, la determinación futura de las masas y las edades de estas estrellas utilizando el estudio de sus pulsaciones, la astrosismología, permitirá fechar el momento en que sucedió la interacción entre la Vía Láctea y la galaxia satélite”, dijeron M. Bergemann y A. Serenelli.

Información complementariaLos resultados citados en esta Nota de Prensa han sido publicados en la revista Nature (http://dx.doi.org/ usando el identificador 10.1038/nature25490) bajo el título “Two chemically similar stellar overdensities on opposite sides of the Galactic disc plane"  firmado por Bergemann et al.

Aldo Serenelli, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials Catalunya (IEEC) en colaboración con Maria Bergemann (Max Planck Institute für Astronomie, MPIA) , Branimir Sesar (MPIA), Judith G. Cohen (California Institute of Technology), Allyson Sheffield (City University of New York), Ting S. Li (Fermi National Accelerator Laboratory), Luca Casagrande (The Australian National University), Kathryn Johnston and Chervin F.P. Laporte (both Columbia University, New York), Adrian M. Price-Whelan (Princeton University) y Ralph Schönrich (University of Oxford, UK), Andrew Gould (MPIA)
 
22
Febrero 2018

El satélite PAZ lanzado con éxito


PAZ launched succesfully on Thursday 22 @ 15:17 CET
Lanzamiento del satélite PAZ
SpaceX
El satélite PAZ, con instrumentación científica del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) ha sido lanzado con éxito desde California (EE.UU.).
15
Febrero 2018

El crecimiento de los agujeros negros deja atrás al de las galaxias


Two new studies show that the growth of the biggest black holes is outrunning the rate of star formation in the galaxies they inhabit
X-ray and optical image of the Chandra Deep Field-South
NASA/CXC/Penn. State/G. Yang et al and NASA/CXC/ICE/M. Mezcua et al.; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/A. Jubett
Dos nuevos estudios que emplean datos obtenidos con el telescopio de rayos X Chandra y otros telescopios de la NASA evidencian que el crecimiento de los mayores agujeros negros del Universo está superando la tasa de formación de estrellas en las galaxias en las que están situados.
 
Durante muchos años, los astrónomos han obtenido datos sobre la formación de estrellas en las galaxias y del crecimiento de los agujeros negros supermasivos (es decir, aquellos que tienen masas de millones o miles de millones de veces la del Sol) situados en sus centros. Estos datos sugerían que los agujeros negros y las estrellas en sus galaxias anfitrionas crecían a la vez.
 
Hoy, los resultados de dos grupos de investigadores independientes señalan que los agujeros negros de las galaxias masivas han crecido mucho más rápidamente que en las menos masivas.
 
“Estamos intentando reconstruir una carrera que empezó hace miles de millones de años” dice Guang Yang de la Penn State University que ha dirigido unos de los estudios. “Estamos empleando datos extraordinarios obtenidos con diferentes telescopios para entender como se desarrolla esta competición cósmica”.
 
Empleando grandes cantidades de datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble y de otros observatorios, Yang y sus colaboradores han estudiado la tasa de crecimiento de los agujeros negros de las galaxias a distancias entre los 4.300 y 12.200 millones de años luz de la Tierra. Los datos de rayos X incluían los publicados en el Chandra Deep Field-South & North y en el COSMOS-Legacy.
 
Los científicos calcularon la relación existente entre la tasa de crecimiento de un agujero negro supermasivo y la de crecimiento de las estrellas en la galaxia anfitriona. Una idea común es que esta relación era aproximadamente constante en todas las galaxias.
 
En contra, Yang y sus colaboradores encontraron que esta proporción es mucho mayor para las galaxias más masivas. Para las galaxias que contienen unas 100 mil millones de masas solares de estrellas, la proporción es aproximadamente diez veces superior a la de las galaxias que contienen del orden de 10 mil millones de masas solares de estrellas.
 
“La pregunta obvia es: ¿Por qué?”, señala el co-autor del trabajo Niel Brandt, de la Penn State University. “Quizás las galaxias masivas son más efectivas a la hora de alimentar con gas frío a sus agujeros negros supermasivos centrales que las menos masivas”.
 
Otro grupo de científicos halló, de forma independiente, que el crecimiento de los agujeros negros más masivos ha superado al de las estrellas en sus galaxias anfitrionas. Mar Mezcua, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) y sus colaboradores estudiaron agujeros negros en algunas de las galaxias más brillantes y masivas del Universo. Estudiaron 72 de ellas, ubicadas en el centro de cúmulos de galaxias que se encuentran a distancias en torno a 3.500 millones de años luz de la Tierra. El estudio empleó datos de rayos X procedentes de Chandra y datos en las longitudes de onda de radio del Australia Telescope Compact Array, del Karl G. Jansky Very Large Array y del Very Long Baseline Array de Estados Unidos.
 
Mar Mezcua y sus colaboradores estimaron las masas de los agujeros negros de estos cúmulos de galaxias empleando una conocida relación entre las masa de un agujero negro y las emisiones en radio y rayos X asociadas a él. Hallaron que las masas de los agujeros negros eran diez veces mayores que las estimadas por otro método que asumía que los agujeros negros y sus galaxias crecían a la vez.
 
“Hemos hallado agujeros negros que son mucho más grandes de lo que esperábamos”, dijo Mar Mezcua. “Quizás empezaron antes la carrera para crecer o, quizás, han tenido una ventaja en su velocidad de crecimiento que ha durado miles de millones de años”.
 
Los investigadores se encontraron con que casi la mitad de los agujeros negros de su muestra tenían unas masas de, como mínimo, 10 mil millones de veces la masa del Sol, lo que los sitúa en una categoría de masa extrema que algunos astrónomos denominan agujeros negros “ultramasivos”.
 
“Sabemos que los agujeros negros son objetos extremos”, dice la coautora Julie Hlavacek-Larrondo de la Universidad de Montreal, “por lo que posiblemente no sorprenda que los ejemplos más extremos rompan las reglas que pensábamos que deberían seguir”.
 
El trabajo de Mar Mezcua y colaboradores ha sido publicado por la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) este febrero y se encuentra disponible en línea (https://arxiv.org/abs/1710.10268). El artículo de Yang et al. ha sido aceptado y se publicará en el número de abril de la misma revista (también se encuentra disponible en línea: https://arxiv.org/abs/1710.09399).
 
El Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra para la Dirección de la Misión de Ciencia de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory de Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de ciencia i vuelo de Chandra.
 
15
Febrero 2018

Investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) incorporan al satélite PAZ tecnología para detectar y cuantificar lluvias intensas


Lanzamiento del satélite PAZ con equipo del Instituto de Ciencias del Espacio
Vista del interior del satélite PAZ
CSIC/Hisdesat
Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) ha sido el encargado de diseñar e incorporar al satélite español de observación de la Tierra PAZ instrumentación capaz de detectar y cuantificar precipitaciones intensas. Las medidas que obtenga el satélite, cuyo lanzamiento está previsto para el próximo sábado, 17 de febrero, a las 15:17 hora peninsular española, servirán para profundizar en parámetros atmosféricos clave en la predicción del tiempo.

En concreto, los científicos han agregado una tecnología para realizar radio ocultaciones que, por primera vez, serán obtenidas en dos polarizaciones. Estas medidas, que se basan en el Sistema de Posicionamiento Global (GPS por sus siglas en inglés), dan pistas sobre las propiedades termodinámicas de la atmósfera (temperatura, presión y humedad) y, además, a diferentes alturas.

“Además de esto, la polarimetría nos permitirá probar cosas nuevas, conceptos de medida que nunca antes se habían planteado. En particular, utilizaremos la información de las dos polarizaciones recibidas para hacer medidas de precipitación intensa. Representaría el primer instrumento o sensor capaz de medir, simultáneamente, las propiedades termodinámicas y la precipitación intensa”, explica la investigadora del CSIC Estel Cardellach, que trabaja en el Instituto de Ciencias del Espacio.

Según la investigadora, es clave poder medir las lluvias intensas, difíciles de predecir. “En el contexto del cambio climático, donde se prevé que los fenómenos extremos sucedan más a menudo, los modelos de clima no se ponen del todo de acuerdo. Seguramente porque son fenómenos que no se han podido estudiar bien por falta de datos. Intentaremos que PAZ contribuya a solventar este problema”, agrega.

Las radio ocultaciones
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, esta 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”, explica Cardellach.

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.

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

(Nota de prensa adaptada de la elaborada por el Departamento de Comunicación del CSIC)
12
Febrero 2018

Qué púlsares de rayos gamma son brillantes en rayos X? Y por qué?


Paper of Diego F. Torres in Nature Astronomy.
What gamma-ray pulsars are X-ray bright? And why?
Diego F. Torres/JWildfire
Las estrellas de neutrones son un fin común de la vida de las estrellas. Tienen una densidad extrema (estrellas de unos 10 km de tamaño, con la masa de nuestro Sol) e intensos campos magnéticos (de 108 a 1014 veces superior al de nuestro Sol).

Las estrellas de neutrones giran y tienen un campo magnético intenso, por lo que emiten haces de radiación que sólo pueden verse cuando el observador está alineado con ellos. La recurrencia periódica de este alineamiento da lugar a pulsaciones, que es lo que finalmente motiva el nombre de púlsar usado para estos objetos.

Los púlsares se descubrieron hace 50 años, pero muchas de sus características aún no se conocen.

Los púlsares emiten en todas las frecuencias del espectro electromagnético y su distribución en energía (es decir, la potencia que se produce en cada banda de frecuencia) es muy variada. De hecho, uno de los más grandes enigmas de los púlsares se relaciona con el origen de esta diversidad en su distribución espectral.

A pesar de conocer más de 2.000 púlsares en la banda de radio, y más de 200 en rayos gamma, conocemos menos de 20 púlsares en rayos X. Esta falta de púlsares en rayos X dificulta la comprensión de su población, así como el realizar estudios de púlsares individuales.

¿Qué hace brillar el púlsar en rayos gamma y / o en rayos X? ¿Por qué unos emiten en una y no en la otra frecuencia? En definitiva, ¿cómo podemos predecir, a partir de las observaciones en sólo una parte del espectro, que hará el púlsar en otras bandas?

Diego F. Torres, director del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC), profesor ICREA y miembro del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) ha presentado un modelo teórico para abordar estas cuestiones.

Sus resultados se publican hoy en un artículo de Nature Astronomy.

A pesar de la extrema precisión de las observaciones y la complejidad de los procesos involucrados, en su modelo basta con cuatro parámetros físicos para ajustar los espectros de todos los púlsares de rayos gamma y / o X conocidos.

El análisis de los ajustes de todos los púlsares muestra agrupamientos de los parámetros y correlaciones relevantes, explicando los diferentes comportamientos observacionales.

"Este modelo responde a la vez a qué proceso se encuentra detrás de los espectros de emisión y cómo surge la variedad espectral. Explica por qué hemos detectado espectros tan planos a altas y bajas energías y proporciona una herramienta para identificar nuevos púlsares de rayos X ".

Las pruebas que se han hecho al modelo con datos de archivo han demostrado que señala correctamente los púlsares ya conocidos y que ya genera nuevas detecciones.

Se espera que con el uso del modelo del profesor Torres, no solo comprenderemos mejor la física de estos objetos, sino que la población de púlsares detectados en energías de rayos X se incremente de forma notable.
 

Puede leer el artículo original:
"Order Parameters for the high-energy spectra of pulsars"
D. F. Torres
Nature Astronomy (2018), DOI: 10.1038 / s41550-018-0384-5 (http://dx.doi.org).
 
09
Febrero 2018

11 de febrero, es el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia


11 de febrero, es el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia
11 de febrero, es el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia.
11 de febrero, es el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia. Las mujeres que trabajamos en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y en el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) celebramos este día, y también el resto del año, nuestra pasión por la Astrofísica.
05
Febrero 2018

ESA creates quietest place in space


LISA Pathfinder new Results
LISA Pathfinder performance analysis
ESA
ESA creates quietest place in space
 
Imagine a packed party: music is blaring and you can feel the bass vibrate in your chest, lights are flashing, balloons are falling from the ceiling and the air is filled with hundreds of separate conversations. At the same time your cell phone is vibrating in your pocket and your drink is fizzing in the glass. Now imagine you can block out this assault on your senses to create a perfectly quiet bubble around you, only letting in the unmistakable voice of your best friend who’s trying to get your attention from the other side of the room.
 
Applied to the grand scale of the Universe, that’s a bit like the level of noise detection and reduction ESA has proven with its LISA Pathfinder mission in order to create the quietest place in space. Why? To set the stage for its successor, LISA, to detect gravitational waves from high-energy events in space. 
 
Gravitational waves are ripples in the fabric of spacetime that travel out from the source. Even as you accidentally bump into someone at the crowded party you make a gravitational wave, but it is so insignificantly small as to be undetectable. You need the interaction between attention-seeking objects with a large gravity, something as large and powerful as the collision of two black holes, or the explosion of a dying star, or the dance of two super-dense neutron stars spinning wildly around one another, to create any noticeable ripple in spacetime.
 
But even then the distortion effects are at the minuscule scale of a few millionths of a millionth of a metre over a distance of a million kilometres. You wouldn’t even notice if such a gravitational wave passed through you while you were reading this article, but yet the Universe is teeming with their echoes.
 
The trick in detecting them is first to reduce all external noises, and then look out for the minute stretch-and-squeeze effect by the change they induce to space, which can be measured, for example, using a laser beam. That is, if the space between two points gets stretched it takes longer for the laser beam to go from one point to another; conversely, if it gets compressed, the beam reaches the second point slightly quicker.
 
This concept has already been proven on Earth with the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO, and the Virgo observatory. These facilities, operated by an international collaboration of over a thousand scientists, comprise pairs of either three or four km-long ‘arms’ at 90º to one another, each equipped with a laser beam and mirror system. As a gravitational wave passes through, the lengths of the arms are lengthened and shortened respectively by a minuscule fraction, tiny but enough to be noticeable as a change in the reflected laser pattern by the highly accurate equipment. This was first achieved in 2015 when a gravitational wave was recorded, produced by a pair of coalescing black holes several tens the mass of our Sun, about 1.3 billion light-years away. With the detection of this brief 0.2 second signal, Einstein’s century-old prediction about the very existence of gravitational waves was proven right.
 
However, Earth detectors have limited space and they cannot escape external influences, ranging from vehicles passing by to local seismic activity. Their size is great for detecting high-frequency (10–1000 Hz) gravitational waves, like those coming from coalescing pairs of stellar-mass black holes or neutron stars, but isn’t sensitive to lower frequency waves (0.00002–0.1 Hz) generated by supermassive black holes a million times more massive than the Sun. In addition, a cosmological background of gravitational waves covering the entire spectrum down to even lower frequencies (0.000000000000001 Hz)  are thought to be produced by the formation of Universe itself in the theorised phase of ‘inflation’, the brief, accelerated expansion in its first moments 13.8 billion years ago.
 
To access the lower-frequency waves, we need to use the playground of space. Enter ESA’s Laser Interferometer Space Antenna – LISA – a three-satellite fleet that will create a triangular formation separated by 2.5 million km and connected by laser beams, following Earth in orbit around the Sun. Such an endeavour, planned for launch in 2034, is pushing the boundaries of current technology.
 
Indeed, the key requirement for a space mission to measure any possible distortion caused by a passing gravitational wave is that it is isolated from all external and internal forces, which are present even in space, except gravity. To prove the fundamental concept of such a mission, ESA and its partners built LISA Pathfinder, which successfully concluded last year, having demonstrated that offending internal and external ‘noise’ sources could indeed be removed to provide the quiet environment needed to make gravitational wave detections with the full-size LISA mission.
 
To achieve this, the technology demonstrator mission used two 2 kg free-falling cubes separated by 38 cm and linked by lasers. The spacecraft acted as a shield around them, protecting them from external sources. It manoeuvred around them using tiny micro-newton thrusters to oppose solar radiation pressure and wind of particles, sensing the test mass motion and adjusting its own to compensate: essentially flying to within an accuracy of a few billionths of a metre and being able to sense the relative positions of the metal cubes to within a trillionth of a metre.
 
The mission already outperformed itself[Emily Bal1]  in the first week of operations, and now the final report card is in, showing that it even surpassed some of the requirements for its next-generation successor. These results are published today [EB2] in Physical Review Letters.
The improvements since the initial two months dataset focused on the lower frequencies, since at higher frequencies, between 60 mHz and 1 Hz, the mission’s precision was limited only by the sensing noise of the equipment used to monitor the position and orientation of the test masses.
 
After many more months in space, the data showed a 10-fold reduction in the effect of escaping residual gas pressure inside the spacecraft, which caused gas molecules to bounce off the cubes – just as gas bubbles in your fizzy drink bounce off ice cubes or the glass, and the drink eventually goes ‘flat’.
 
More data also led to improved understanding of the small inertial force acting on the cubes caused by a combination of the shape of LISA Pathfinder’s orbit and the effect of the noise in the signal of the startrackers used to orient it – improved control in LISA will eliminate this force further.
 
A more accurate calculation of the electrostatic forces of the onboard electrical systems and magnetic fields has also now eliminated a systematic source of low-frequency noise.

Importantly, statistical analysis has allowed scientists to remove the effects of additional sporadic events to measure the noise at even lower frequencies than expected, down to 0.00002 Hz, essentially creating the quietest place in space. Overall, this proves that measurements at the low frequencies needed for LISA can be realised. It means that instead of only being able to detect a passing gravitational wave from a single event for a fraction of a second, LISA will be able to detect month- or even years-long chatter of multiple signals.
 
Furthermore, it will be sensitive to the first signs of a supermassive black hole merger, weeks before it has fully collided. This will give time to alert other ground- or space-based observatories so that they can also tune in to study the object at a range of other complementary wavelengths.
 
The mission will also likely uncover other currently unknown exotic sources of gravitational waves.
 
It will then be up to Europe’s next generation of scientists to decipher which soundtrack emanates from which mysterious broadcaster in the Universe, giving us all VIP access to the guest list at the gravitational wave party.
 
The Gravitational Astronomy-LISA group of the Institute of Space Sciences (ICE, CSIC) and of the Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC) has lead the Spanish contribution to the LISA Pathfinder mission, the Data and Diagnostic Subsystem (DDS), and is currently leading the developments for the LISA mission.  Miquel Nofrarias, member of the group and of the LISA Instrument Group, says: “LISA Pathfinder has been the first gravitational laboratory in orbit and, as such, has required intense planning and monitoring during operations. The results and experience that we have acquired will be crucial for the success of the future gravitational wave observatory, LISA”.  Carlos F. Sopuerta, also member of the group and of the LISA consortium Board says: “The performance of LISA Pathfinder is incredible and very encouraging for the development of LISA.  This gives us even more confidence that with LISA we can make revolutionary discoveries with impact in Astrophysics, Cosmology, and Fundamental Physics”.
 
Notes for Editors
 “Beyond the Required LISA Free Fall Performance: New LISA Pathfinder Results down to 20μHz” by Armano et al., is published in Physical Review Letters (https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.120.061101)
LISA Pathfinder is an ESA mission with important contributions from its member states and NASA.
The LISA Technology Package payload has been delivered by several national funding agencies and ESA, in particular: Italy (ASI), Germany (DLR), the United Kingdom (UKSA), France (CNES), Spain (MINECO), Switzerland (SSO), and the Netherlands (SRON). LISA Pathfinder also carries the Disturbance Reduction System payload, provided by NASA.
LISA recently passed its Mission Definition Review, during which the design feasibility and the science and technology requirements are reviewed and defined. The mission is scheduled for launch in 2034.
 
For more information, please contact:
Dr. Carlos F. Sopuerta and Dr. Miquel Nofrarias
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC) and Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC)
Campus UAB
Carrer de Can Magrans s/n
08193 Cerdanyola del Vallès
Phone: + 34 93 737 9788 (ext. 933021)
sopuerta@ice.csic.es
nofrarias@ice.cat
 
Paul McNamara
LISA Pathfinder Project Scientist
European Space Agency
Tel: +31 71 565 8239
Email: paul.mcnamara@esa.int
 
Stefano Vitale
LISA Technology Package Principal Investigator
University of Trento and INFN, Italy
Tel: +39 046 128 1568
Email: stefano.vitale@unitn.it
 
Karsten Danzmann
LISA Technology Package Co-Principal Investigator
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) and Leibniz University, Hannover, Germany
Phone: +49 511 762 2356
Email: Karsten.Danzmann@aei.mpg.de
 
Markus Bauer
ESA Science Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
 
Graphics:
+ http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2015/09/Gravitational_waves
+ http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2015/11/Inside_LISA_Pathfinder_with_narration
+ new graphs below

Short: LISA Pathfinder performance analysis
Long: Analysis of the LISA Pathfinder mission results towards the end of the mission (red line) compared with the first results published shortly after the spacecraft began science operations (blue line). The initial requirements (top, wedge-shaped area) and that of the future gravitational wave detection mission LISA (middle, striped area) are included for comparison, and show that it far exceeded expectations.
 
At the heart of the LISA Pathfinder spacecraft, two identical, 2 kg, 46 mm gold–platinum cubes were falling freely through space under the influence of gravity alone. The LISA Pathfinder team measured the remaining forces acting on the test masses, and identified the main sources of noise, depending on the frequency.
 
Compared with the initial results [EB4] following the first two months of science operations, statistical analysis over the larger dataset allowed scientists to measure the noise at even lower frequencies than expected, down to 20 µHz.
 
In addition, the many more months in space allowed a 10-fold reduction in the effect of escaping residual gas pressure inside the spacecraft, which caused gas molecules to bounce off the cubes. More data also led to improved understanding of the small inertial force acting on the cubes caused by a combination of the shape of LISA Pathfinder’s orbit and the effect of the noise in the signal of the startrackers used to orient it. A more accurate calculation of the electrostatic forces of the onboard electrical systems and magnetic fields has also now eliminated a systematic source of low-frequency noise.
 
Overall, the results show that LISA Pathfinder has clearly surpassed its original requirements, reaching a level of precision closer to that required by the future gravitational-wave observatory, LISA.
 
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/LISA_Pathfinder_exceeds_expectations
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.120.061101
http://www.aei.mpg.de/2201298/lisa-mdr
http://sci.esa.int/LISA-pathfinder/57869-LISA-pathfinder-performance/
22
Enero 2018

LISA mission passes review successfully and begins next stage of development


LISA mission passes review successfully and begins next stage of development
La misión LISA pasa  con éxito  el examen i comienza la siguiente etapa de desarrollo
 
Antes de que una misión de la ESA llegue a la plataforma de lanzamiento, tiene que pasar por varios procedimientos de aprobación que aseguran que la misión está lista. El futuro observatorio espacial de ondas gravitacionales, la Antena Espacial de Interferometría Láser (LISA, en sus siglas en inglés), ha pasado recientemente el examen sobre la definición de misión (misión definition review, MDR) con todos los honores.
 
El objetivo del MDR es revisar y confirmar que
El diseño actual de la misión LISA es factible y adecuado,
los requerimientos de la misión cumplen los requerimientos científicos de LISA,
los requerimientos han alcanzado un estado de madurez y son adecuados para la fase actual,
los desarrollos tecnológicos son adecuados para la fase actual, y
las interfaces entre las naves espaciales, carga útil, el segmento terrestre y el lanzador están bien definidas. 
“Estoy muy satisfecho de que LISA haya pasado la evaluación tan bien. Ahora pasaremos a la siguiente fase. 2018 se llenará con nuevos exámenes, investigaciones y desarrollos tecnológicos. Es genial ver que LISA avanza tanto”, dice el Prof. Dr. Karsten Danzmann, director del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein), director del Instituto de Física Gravitacional de la Universidad Leibniz de Hannover y líder del Consorcio de LISA.
 
El lanzamiento de LISA al espacio está programada para el 2034 como misión de la Agencia Espacial Europea (ESA). Muchos estados miembros de la ESA dan su apoyo a LISA, así como también la NASA y muchos científicos que trabajan juntos a los dos lados del Atlántico.
LISA consistirá en tres satélites que forman un triángulo equilátero con un lado de 2,5 millones de kilómetros de longitud aproximadamente. Las ondas gravitacionales que pasan por la constelación cambian estas distancias en una fracción del diámetro de un átomo. Las tecnologías clave de LISA se demostraron con éxito con la misión LISA Pathfinder de la ESA, que estuvo funcionando desde finales de 2015 hasta mediados de 2017.

LISA detectará ondas gravitacionales de baja frecuencia con períodos de oscilación que varían entre 10 segundos y más de medio día, y que no se pueden detectar con detectores en la tierra. Estas ondas son emitidas por eventos como la fusión en los centros de galaxias de agujeros negros supermasivos con millones de veces la masa de nuestro Sol, los movimientos orbitales de decenas de miles de estrellas binarias en nuestra galaxia, y posiblemente por fuentes exóticas como por ejemplo las cuerdas cósmicas.
 
El Grupo de Astronomía Gravitacional - LISA del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) ha liderado la contribución española a la misión precursora LISA Pathfinder, el subsistema de Datos y Diagnósticos (DDS), y actualmente lidera los desarrollos hacia la misión LISA. Miquel Nofrarias, miembro del grupo y del Grupo del Instrumento de LISA, dice: "Hace seis meses finalizamos la misión precursora LISA Pathfinder con la que hemos puesto a prueba la tecnología de detección de ondas gravitacionales en el espacio. Los resultados nos permiten consolidar el diseño del futuro observatorio LISA y acelerar su desarrollo ". Carlos F. Sopuerta, también miembro del grupo y del Comité Ejecutivo del Consorcio de LISA dice: “LISA está avanzando muy bien y todo indica que cumplirá con las grandes expectativas que tenemos”.
 
Contacto del Consorcio de LISA
Dr. Carlos F. Sopuerta y Dr. Miquel Nofrarias
Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Campus UAB
Carrer de Can Magrans s/n
08193 Cerdanyola del Vallès
Tel.: + 34 93 737 9788 (ext. 933021)
sopuerta@ice.csic.es
nofrarias@ice.cat
 
Susanne Milde
Tel.: +49 (0)331 58393-55
milde@mildemarketing.de
 
Contacto en la ESA
Dr. Paul McNamara
Científico Principal en la ESA para LISA Pathfinder y Científico Principal en la ESA para el estudio de LISA
Tel.: +31 (0)71 5658239
Paul.McNamara@esa.int
 
Para más información:
https://www.lisamission.org
http://sci.esa.int/lisa/
10
Enero 2018

El Dark Energy Survey hace públicos los datos de sus tres primeros años


El Dark Energy Survey hace públicos los datos de sus tres primeros años
Campo de visión completo de DES
Dark Energy Survey Collaboration
También anuncia el descubrimiento de once corrientes estelares, la evidencia de que la Vía Láctea devoró galaxias enanas. Investigadores del Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC), el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), el Centro de Investigaciones Energéticas, MedioAmbientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) y el Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) participan en la obtención de estos resultados.

Barcelona/Madrid, 10 de enero de 2018

Durante una sesión especial en la reunión de la Sociedad Americana de Astronomía que se celebra actualmente en Washington D. C., los científicos del Dark Energy Survey (DES) han anunciado la publicación de los datos de sus tres primeros años de operación. Esta primera distribución pública de datos del cartografiado contiene información acerca de unos 400 millones de objetos astronómicos, que incluyen tanto galaxias lejanas, a distancias de miles de millones de años luz, como estrellas en nuestra propia galaxia.  

Los científicos de DES están utilizando estos datos para estudiar la energía oscura, la misteriosa fuerza responsable de que la expansión del universo se esté acelerando, y han presentado algunos de sus resultados en la sesión especial de la reunión de Washington. Como parte de dicha sesión, también han anunciado el descubrimiento de once nuevas corrientes estelares, remanentes de galaxias más pequeñas, desmembradas y devoradas por la Vía Láctea.

Al hacer públicos los datos de los tres primeros años de operación, DES cumple un compromiso que los científicos del proyecto habían adquirido para compartir sus hallazgos con la comunidad astronómica y con el público. Los datos cubren el área que explora DES al completo (alrededor de 5.000 grados cuadrados, o lo que es lo mismo, un octavo del cielo) e incluyen más de 100.000 exposiciones tomadas con la Dark Energy Camera (DECam). Las imágenes corresponden a cientos de terabytes de datos y se hacen públicas junto a catálogos de cientos de millones de galaxias y estrellas.

“Este inmenso repositorio de información sobre nuestro universo es el resultado de un esfuerzo de muchos años por parte del consorcio DES y se puede ver en la calidad de los datos puestos a disposición del público por primera vez. Estamos ansiosos por ver qué hace la comunidad con estas imágenes y catálogos y sorprendernos con los nuevos descubrimientos que sin duda nos aguardan,” afirma Ignacio Sevilla Noarbe, investigador en el CIEMAT y uno de los científicos responsables de la puesta a punto de los datos que ahora se hacen públicos.

Los datos de DES se pueden acceder públicamente en este enlace: https://des.ncsa.illinois.edu/releases/dr1

La cámara DECam, la herramienta principal del Dark Energy Survey, es uno de los dispositivos de toma de imágenes digitales más potentes que existen. Se ensambló y probó en Fermilab, el laboratorio que lidera DES, y está montada en el telescopio de 4m Víctor M. Blanco, en el Observatorio de Cerro Tololo, en Chile. El grupo DES-Spain, formado por CIEMAT, ICE-CSIC, IEEC, IFAE y UAM/IFT, contribuyó de manera destacada a la construcción de DECam. En particular diseñó, construyó y validó  la electrónica, y ha puesto en marcha el sistema de guiado, entre otras contribuciones. Es uno de los socios fundadores de la colaboración DES, y cuenta con financiación del MINECO, IEEC, CSIC y Generalitat de Cataluña.

Las imágenes de DES se procesan en el National Center for Supercomputing Applications (NCSA) en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE. UU.).

“Nos emociona que estos datos de alta calidad se pongan a disposición de investigadores de todo el planeta.” comenta el chileno Matías Carrasco-Kind, científico principal en esta publicación del equipo de gestión de datos de NCSA. “Aunque DES fue diseñado con el objetivo de comprender la energía y materia oscuras, la gigantesca cantidad de datos de estas imágenes proporcionarán nuevas aplicaciones científicas, retos y oportunidades de descubrimiento para astrónomos y científicos de datos. En colaboración con el NOAO y el equipo de LineA en Brasil, vamos a proveer herramientas y recursos para acceder y analizar este conjunto de datos de gran riqueza y robustez.”

Un descubrimiento que ha sido posible gracias a este conjunto de datos es la detección de once nuevas corrientes estelares alrededor de nuestra galaxia, la Vía Láctea, algunas de las cuales pueden verse en la imagen adjunta. Nuestro hogar cósmico está rodeado de un halo masivo de materia oscura, que ejerce una poderosa fuerza de atracción gravitacional sobre galaxias pequeñas y cercanas. La Vía Láctea crece atrayendo, desmembrando y absorbiendo estos sistemas galácticos más pequeños. Según se les arrancan sus estrellas, éstas van formando corrientes a lo largo del cielo que se pueden detectar con DECam. Pero incluso contando con un instrumento tan poderoso, estas corrientes estelares son extremadamente difíciles de encontrar, ya que están compuestas por un número relativamente pequeño de estrellas extendidas a lo largo de una gran área del cielo.

Antes de los nuevos descubrimientos de DES, ya se habían descubierto alrededor de dos docenas de corrientes estelares. Muchas de ellas las encontró el Sloan Digital Sky Survey, un precursor de DES. El estudio detallado de estas corrientes estelares se utilizará para medir la cantidad, la distribución y la agrupación de la materia oscura en la Vía Láctea, por lo que ayudará a entender sus propiedades fundamentales.

Puesto que no hay ninguna convención aceptada para nombrar las corrientes estelares, DES ha acudido a escuelas en Chile y Australia, pidiendo nombres a los alumnos. Tanto los alumnos como sus profesores han trabajado juntos para bautizar las corrientes utilizando palabras que tuviesen relación con el agua en los lenguajes de los nativos del norte de Chile y los aborígenes australianos. Más información acerca de estos nombres en la revista Symmetry (https://www.symmetrymagazine.org/article/rivers-in-the-sky).

Los artículos científicos que se han publicado utilizando los datos de los primeros años de DES pueden verse en https://www.darkenergysurvey.org/dr1-data-release-papers.

DES planea en el futuro otro lanzamiento público con más datos, una vez se complete el cartografiado, que incluirá aproximadamente el doble de imágenes de las que incluye el actual.El Dark Energy Survey es una colaboración de más de 400 científicos de 26 instituciones en siete países. Los fondos para los proyectos de DES han sido proporcionados por el U.S. Department of Energy Office of Science, U.S. National Science Foundation, el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad 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, y las instituciones colaboradoras, cuya lista se encuentra en www.darkenergysurvey.org/collaboration.


Personas de contacto:                                 

ICE-CSIC y IEEC

Dr. Enrique Gaztañaga, Profesor de Investigación del CSIC, gazta@ice.csic.es

IFAE   
Dr. Ramon Miquel, Director del IFAE y Profesor de Investigación ICREA, ramon.miquel@ifae.es

CIEMAT
Dr. Eusebio Sánchez, Investigador Científico del CIEMAT, eusebio.sanchez@ciemat.es

IFT-UAM/CSIC
Dr. Juan García-Bellido, Profesor de la UAM y miembro del IFT, juan.garciabellido@uam.es
28
Diciembre 2017

Nanda Rea wins the National Catalonian Award for Young Researchers 2017


National Catalonian Award for Young Researchers 2017 awarded to Nanda Rea from ICE (CSIC-IEEC)
Nanda Rea: photo for La Vanguardia

The Govern de la Generalitat and La Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRi) awarded Nanda Rea from ICE (CSIC-IEEC) with the Els Premis Nacionals de Recerca Talent Jove 2017 for her professional trajectory and excellence in her research activity. The awarded will be handled in early 2018 by the President of the Govern de la Generalitat. This was featured on Decembre 27th, 2017 in the main Catalan news papers as La Vanguardia and El Periodico.
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
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