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La astrofísica de laboratorio se reúne en Madrid

ECLA2016 "Gas on the rocks" (European Conference on Laboratory Astrophysics)

Durante la semana del 21 al 25 de noviembre, Madrid acoge la segunda Conferencia Europea de Astrofísica de Laboratorio ECLA2016, un encuentro que pretende impulsar y mejorar la comunicación y colaboración entre los expertos de las distintas áreas que confluyen en este campo experimental y teórico de la astrofísica.

A lo largo de la última década, las iniciativas de investigación europeas desarrolladas en el campo de la astrofísica de laboratorio han experimentado una impresionante mejora en su capacidad para abordar problemas astrofísicos, proporcionando información esencial sobre los procesos físicos y químicos que dan lugar a la complejidad química en el espacio y que, en última instancia, dan como resultado la formación de estrellas y planetas.

Estas actividades han surgido tras la interpretación de observaciones astronómicas obtenidas con los telescopios e interferómetros disponibles actualmente. La riqueza de los datos obtenidos con herramientas tanto espaciales como basadas en tierra es tal que la ciencia requiere de nuevas metodologías para el modelado astrofísico [1]. Esto, sin duda, conducirá a nuevos retos para la astrofísica de laboratorio.

Con el fin de preparar el terreno de cara a esos nuevos retos, se organiza la conferencia ECLA2016 “Gas on the rocks” (European Conference on Laboratory Astrophysics) [2], donde se pretende abordar el estado actual de la astrofísica de laboratorio en el contexto de estos nuevos datos astrofísicos. La intención es impulsar y mejorar la comunicación y colaboración entre los expertos de las distintas áreas que confluyen en este campo de estudio: astrofísicos, físicos y (geo) químicos, entre otros.

En esta edición se tratarán temas como la formación y evolución de cometas, asteroides, meteoritos y la nebulosa primitiva del Sistema Solar; los discos protoplanetarios y la formación de planetas; las superficies y las atmósferas de planetas, lunas y exoplanetas; las firmas del medio interestelar en evolución; la interfaz gas-hielo y la complejidad molecular en las nubes densas; las huellas químicas de la formación estelar; la formación del polvo en las últimas etapas de la evolución estelar; y el procesamiento de la materia a altas energías en supernovas y choques.

Por otro lado, se abordarán temas relacionados con teoría y modelización, espectroscopía, (geo) química analítica, reactividad, nanociencia y química cuántica de los distintos componentes de la materia (gas, plasma, hidrocarburos policíclicos aromáticos, hielos, polvo, superficies sólidas, etc.).

ECLA2016 ha sido organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación (ERC) y el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) y los proyectos NANOCOSMOS y ASTROMOL.

Acto inaugural

El lunes 21, a las 10:30, tendrá lugar un acto inaugural al que asistirán Emilio Lora-Tamayo, presidente del CSIC; Federico Soria, director del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC; Christine Joblin, directora de investigación del CNRS (Francia) y co-presidenta del comité científico organizador del congreso; Isabel Tanarro, investigadora del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC y presidenta del comité organizador local; y José Cernicharo, profesor de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC y presidente del comité científico organizador.

Notas:

[1] Principalmente, las herramientas utilizadas son ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array), instalaciones espaciales como Herschel, Spitzer o Rosetta, y otras instalaciones basadas en tierra como VLTI, NOEMA, etc. En el futuro se espera que el telescopio espacial JWST y el telescopio E-ELT ofrezcan grandes posibilidades a este campo de la astrofísica.

[2] El primer ECLA (European Conference on Laboratory Astrophysics) tuvo lugar en París en el año 2011 (ECLA2011).

Más información y enlaces:

Hashtag del encuentro: #ECLA2016

Contacto para prensa:
Natalia Ruiz Zelmanovitch
nzelman@icmm.csic.es

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Descubierto un segundo anillo en la Nebulosa del Insecto

Anillos de la densa región molecular de la nebulosa del Bicho vistos por ALMA. Crédito: M. Santander-García et al./ ALMA/ HST
Anillos de la densa región molecular de la nebulosa del Insecto vistos por ALMA. Crédito: M. Santander-García et al./ALMA/HST

Nota de prensa del CSIC

– Es más joven que el primero, se expande más rápido y está orientado en otra dirección

– Los resultados, obtenidos gracias al Observatorio ALMA, han
sido publicados en la revista ‘Astronomy & Astrophysics’

Un equipo de investigadores liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un segundo anillo en la Nebulosa del Insecto (NGC 6302), situada a unos 3.400 años luz de la Tierra. Los datos, recopilados por el Observatorio ALMA, en el desierto chileno de Atacama, indican que se trata de un anillo más joven que el primero, que se expande más rápido y está orientado en otra dirección. El estudio ha sido publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

“Las nebulosas planetarias son el fruto de una lenta muerte estelar: estrellas de masas baja e intermedia (tienen hasta ocho masas solares) que atraviesan varias fases en las que el astro se hincha, multiplicando su radio, y eyecta al medio la materia que la compone. Finalmente, en el centro queda el núcleo denso de la estrella muerta, una enana blanca rodeada de polvo y gas”, explica Miguel Santander, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid.

Algunas nebulosas tienen, alrededor del núcleo, un anillo de gas y polvo normalmente asociado a la simetría extrema, aunque se desconoce si son debidos a los vientos de la estrella, a la presencia de una compañera o a los campos magnéticos. Estos anillos suelen ser muy densos y espesos. En el caso de la Nebulosa del Insecto, el proceso de creación del anillo principal comenzó hace unos 5.000 años y duró aproximadamente unos 2.000. Más tarde, en un espacio de tiempo que iría entre hace 3.600 y 4.700 años, se crearon los chorros bipolares, conocidos como lóbulos, que dan a la nebulosa su característica forma de diábolo.

“Esta nebulosa no tiene un único eje de simetría. Hace unos 2.200 años, otro chorro surgió del núcleo con una simetría distinta. Es decir, hay un tercer lóbulo, más joven y con un eje distinto al de los lóbulos principales, más antiguos. Paralelamente, en una época similar, se formó otra estructura cuya existencia se desconocía hasta ahora: un segundo anillo”, añade el investigador.

Un hallazgo inesperado

El objetivo inicial del equipo de investigadores del Grupo de Astrofísica Molecular que lidera Santander era estudiar si alrededor de algunas estrellas evolucionadas había pequeños discos de gas y polvo en rotación y esta nebulosa fue uno de los objetos elegidos para ello. Sin embargo, lo que descubrieron fue algo totalmente distinto.

“Al principio, observando en el rango visible del espectro electromagnético, veíamos un filamento en forma de arco envuelto en los lóbulos principales. Pero los datos de ALMA, que funciona en el rango milimétrico y submilimétrico de la luz, han confirmado que se trata de un anillo más joven que el primero, que se expande más rápido y está orientado en otra dirección”, apunta el investigador.

Aunque no es la primera nebulosa descubierta con varios anillos con distintos grados de inclinación, sí es la primera vez que se estima que hay bastante diferencia de edad entre los anillos. Además, los discos secundarios de otras nebulosas son casi tan masivos como los primarios y, en este caso, el anillo secundario tiene solo 2,8 masas de Júpiter (el anillo principal es, en proporción, mucho más masivo).

Posible origen

Los investigadores barajan varias teorías sobre el posible origen del segundo anillo de material. La primera plantea la existencia de un sistema triple en el que una de las estrellas habría pasado por la fase de gigante roja, desestabilizando a todo el conjunto, y las otras dos estrellas podrían haber originado el nuevo anillo.

En la segunda hipótesis el anillo podría ser el resultado de la destrucción de un planeta gigante gaseoso que hubiese estado en una órbita demasiado cercana a la estrella durante su proceso de evolución a gigante roja. “En ambos casos se trata de especulaciones. Serán necesarios posteriores estudios para confirmar o desmentir estas hipótesis”, concluye Miguel Santander.

Pie de la imagen principal: Anillos de la densa región molecular de la nebulosa del insecto vistos por ALMA. Crédito: M. Santander-García et al./ALMA/HST.

Más información:

Los autores son M. Santander-García, V. Bujarrabal, J. Alcolea, A. Castro-Carrizo, C. Sánchez Contreras, G. Quintana-Lacaci, R. L. M. Corradi, and R. Neri. “ALMA high spatial resolution observations of the dense molecular region of NGC 6302“. Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/201629288

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Primera imagen en alta resolución del borde de la nube molecular de Orión

Nota de prensa del CSIC

– Un equipo liderado por el CSIC delimita la morfología y la actividad que ocurre en el borde de la nube de Orión
– Los astrofísicos observan Orión para estudiar el proceso de nacimiento y evolución de las estrellas supermasivas

Un estudio internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha obtenido la primera imagen en alta resolución del borde de la nube molecular de Orión, la región de formación de estrellas masivas más cercana al Sistema Solar. Esta imagen permite estudiar la morfología y actividad que tiene lugar en la zona. Los resultados se publican en la revista Nature Letters.

La nebulosa de Orión es la región de formación de estrellas masivas más cercana. Los astrofísicos la observan para estudiar el proceso de nacimiento y evolución de este tipo de estrellas, que, en el caso del cúmulo del Trapecio, llegan a ser hasta 30 veces más masivas y 200.000 veces más luminosas que el Sol. Orión está tan cerca que los investigadores no solo pueden tomar imágenes de la región de formación estelar en su conjunto, sino que también estudian detalles concretos de una zona en particular.

Combinando imágenes del borde de la nube de Orión, obtenidas por interferometría con el observatorio ALMA, y utilizando observaciones previas con el telescopio Very Large Telescope en el rango visible, un equipo de investigadores, liderado por Javier Goicoechea, del Grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ha conseguido delimitar y estudiar con precisión la morfología y la actividad que ocurre en el borde iluminado de la nube (el interfaz donde sucede la transición entre el gas molecular frío y el gas atómico, ionizado y muy caliente).

El investigador Javier Goicoechea explica que: “Hasta ahora teníamos una visión muy estática de lo que ocurre con el gas molecular en esa zona de transición debido a la poca precisión de los instrumentos. Eso ha cambiado radicalmente con ALMA. Los datos obtenidos permiten lograr imágenes con una sensibilidad exquisita, y con una precisión de menos de un segundo de arco (más o menos el tamaño del Sistema Solar a la distancia de Orión). Prácticamente estamos “fotografiando” la piel de Orión”.

“Las imágenes proporcionadas por ALMA revelan que el borde de la nube molecular está formado por pequeñas estructuras filamentarias y rugosidades con patrones periódicos”, detalla el investigador. “El intenso campo de radiación ultravioleta provoca que las capas más externas de la nube molecular se compriman y aumenten su densidad (dando lugar a esos filamentos y grumos). De forma simultánea, el borde de la nube se calienta y se evapora debido a la diferencia de presiones con el medio que la rodea”, añade.

Reservorios de estrellas

“El espacio entre las estrellas, el medio interestelar, está compuesto de gigantescas nubes de gas molecular y pequeños granos de polvo. Además de ser uno de los componentes más fascinantes de la galaxia, las “nubes moleculares” son el reservorio de material para formar nuevas estrellas. Debido a su bajas temperaturas (entre 0 y -250 grados centígrados), la emisión del gas molecular puede detectarse en el rango milimétrico (fotones con energías intermedias entre el infrarrojo y las radioondas)”, explica Goicoechea.

Dentro del contexto de los mecanismos capaces de inducir y regular la formación de estrellas, los investigadores se preguntan si el descubrimiento de grumos y filamentos densos formados por la compresión del borde irradiado de la nube, podrían ser las “semillas” para la formación de una nueva generación de estrellas.

La masa de los grumos detectados con ALMA en Orión es todavía muy pequeña comparada con la que se necesitaría para que la gravedad impulse su colapso y de lugar a protoestrellas. Pero ¿podrían estos grumos unirse en el futuro y dar lugar a condensaciones más masivas?, se pregunta Goicoechea. Nuevas observaciones y modelos ayudarán a entender si estos mecanismos que ocurren en la piel de Orión podrían ser, en definitiva, un mecanismo inductor de formación estelar.

Este trabajo ha sido desarrollado en el marco del proyecto Synergy NANOCOSMOS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (European Research Council).

Pie de la imagen principal:

Imagen “multicolor” de la nebulosa y nube molecular de Orión. En rojo se muestra la emisión del gas molecular, en verde el gas atómico (ionizado por la radiación ultravioleta procedente de las estrellas del Trapecio), y en azul el interfaz entre el gas ionizado y el gas neutro. El zoom muestra la región observada de la Barra de Orión con el observatorio ALMA.

Más información:

Los autores son Javier R. Goicoechea, Jérôme Pety, Sara Cuadrado, José Cernicharo, Edwige Chapillon, Asunción Fuente, Maryvonne Gerin, Christine Joblin, Nuria Marcelino & Paolo Pilleri. Compression and ablation of the photo-irradiated molecular cloud the Orion Bar. Nature Letters. Doi: 10.1038/nature18957

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Observado por primera vez el toro alrededor de un agujero negro supermasivo

Ilustración del núcleo de la galaxia NGC 1068. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Ilustración del núcleo de la galaxia NGC 1068. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Utilizando el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter Array), un equipo de investigadores, liderado por Santiago García-Burillo (del Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN), España) ha conseguido observar, por primera vez, el toro de polvo y gas que rodea a un agujero negro supermasivo, en este caso el que se encuentra en el centro de la galaxia NGC 1068 (también conocida como Messier 77).

Las galaxias AGN (del inglés Active Galactic Nuclei) son aquéllas que albergan en su núcleo un agujero negro supermasivo con signos de actividad reciente. Este tipo de agujeros negros acretan material al tiempo que emiten gran cantidad de energía en un amplio espectro de longitudes de onda. Se cree que todas las galaxias, en algún momento de sus vidas, pueden ser galaxias activas.

Para que se desencadene un periodo de actividad,  el agujero negro supermasivo central debe “alimentarse” y, durante mucho tiempo, se ha postulado que el combustible debía almacenarse en un disco de polvo y gas que rodearía al agujero negro. Aunque el entorno inmediato de los agujeros negros de las galaxias activas puede ser tan brillante como toda la galaxia que lo alberga, algunos de estos núcleos parecen quedar ocultos tras una estructura en forma de anillo de polvo y gas, llamada “toro”. Continue reading Observado por primera vez el toro alrededor de un agujero negro supermasivo

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El lugar donde nacen los planetas

Abaurigae_hst_bigSe detecta monóxido de azufre (SO) en un disco de transición

Las estrellas jóvenes están rodeadas de discos de gas y polvo que, con el tiempo, evolucionan hasta acabar formando sistemas planetarios. En sus inicios, estos discos protoplanetarios cuentan con una abundante cantidad de gas que irán perdiendo con el tiempo hasta que solo queden los residuos del proceso de formación estelar: granos de polvo y planetesimales (cuerpos rocosos de tamaños de unos pocos kilómetros). Puesto que el gas y el polvo que se encuentran en los discos protoplanetarios son la materia prima de la que nacen los planetas, la comprensión de su química es de vital importancia para entender el origen de la vida.

Uno de los principales objetivos en la astrofísica actual es comprender cómo se formaron la Tierra y los planetas hace millones de años. El estudio de estrellas similares al Sol, pero más jóvenes, nos permite profundizar en el conocimiento de la formación e infancia de nuestro  Sistema Solar.

La estrella AB Aurigae, una estrella de tipo Herbig Ae, alberga un conocido disco protoplanetario que parece estar iniciando la fase de formación de planetas. Los discos que se encuentran en esta etapa se conocen como “discos de transición”. Esta estrella fue observada con la técnica de la interferometría, y en estos datos se vio que el disco polvoriento era muy asimétrico y que tenía forma de herradura [1]. Hasta el momento, esta morfología se ha observado en algunos discos de transición y se ha interpretado como un indicio de que la formación de planetas ha comenzado. Continue reading El lugar donde nacen los planetas

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Discos de polvo en torno a estrellas evolucionadas

El polvoriento anillo que rodea a la estrella doble evolucionada IRAS 08544-4431
El polvoriento anillo que rodea a la estrella doble evolucionada IRAS 08544-4431

Un equipo internacional de investigadores, en el que participa Valentín Bujarrabal (del Observatorio Astronómico Nacional, OAN-IGN) ha obtenido la imagen más precisa de un disco alrededor de una estrella evolucionada, similar a los que se encuentran en torno a estrellas jóvenes.

Cuando se acercan al final de sus vidas, muchas estrellas desarrollan discos estables de gas y polvo que las rodean. El material de estos discos, expulsado por vientos estelares mientras la estrella pasaba por una etapa de su evolución denominada de “gigante roja”, forma discos parecidos a los que forman planetas alrededor de estrellas jóvenes.

Hasta ahora, los astrónomos no habían podido comparar los dos tipos de disco, formados al principio y al final del ciclo de la vida estelar. Esto se debía a que, aunque hay muchos discos asociados con estrellas jóvenes que están lo suficientemente cerca como para ser estudiados en profundidad, no tenemos un equivalente de estrellas viejas con discos que estén lo bastante cerca de nosotros como para poder obtener imágenes detalladas. Continue reading Discos de polvo en torno a estrellas evolucionadas

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La nebulosa de Orión vista por el Hubble. Créditos: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) et al.

La piel de Orión

Un equipo de investigadores, liderado por Javier R. Goicoechea (ICMM-CSIC), cartografía Orión gracias a la emisión del carbono ionizado, una de las emisiones más brillantes del medio interestelar

El telescopio espacial Herschel ha revolucionado nuestro conocimiento sobre la morfología de las nubes de gas molecular y polvo donde se forman las estrellas. Imágenes fotométricas de la emisión del polvo, obtenidas en el infrarrojo lejano, han revelado espectaculares redes de estructuras con filamentos en los lugares donde nacen las estrellas. Las más jóvenes y masivas (con más de 8 masas solares) liberan fuertes vientos y grandes cantidades de energía en forma de radiación ultravioleta cuando todavía están rodeadas por su nube parental. Literalmente, los hijos crecen “comiéndose” el medio que los ve nacer.

Los procesos relacionados con la formación de estrellas masivas influyen notablemente en el medio interestelar, dando forma y modificando drásticamente las nubes moleculares donde nacen las estrellas: calentando el polvo y el gas que las compone, creando pilares, excavando cavidades y dando lugar a las más variadas estructuras geométricas. Sin embargo, mientras que las imágenes fotométricas (de un solo color o longitud de onda) proporcionan una “instantánea” del impacto que tiene la formación de estrellas masivas sobre el conjunto de la nube, para conocer todos los detalles y poder entender su dinámica, es necesario estudiar la luz emitida por compuestos específicos del gas.

La técnica requerida se llama “espectroscopia de alta resolución” y permite dividir la luz con mucho detalle (más o menos dividir un color en un millón de partes), hasta el punto en que logra distinguirse la emisión de especies gaseosas individuales. Esta fue una funcionalidad única del instrumento HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared), a bordo de Herschel, el telescopio más grande jamás lanzado al espacio. Continue reading La piel de Orión

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Cómo se forma el carburo de silicio

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Un equipo de investigación, liderado por un científico del CSIC, confirma la presencia de SiCSi en torno a estrellas evolucionadas, ayudándonos a comprender cómo se forman los granos de polvo de carburo de silicio

A veces, las predicciones tardan mucho tiempo en poder confirmarse. Este ha sido el caso de la molécula SiCSi, que cuenta con dos átomos de silicio y un átomo de carbono. En la década de 1990 se predijo que esta molécula, un eslabón perdido en la formación de polvo de carburo de silicio (SiC), debería ser una especie abundante en las regiones internas de envolturas de estrellas evolucionadas ricas en carbono. La confirmación mediante observaciones astronómicas ha debido esperar más de 20 años.

La envoltura de la estrella CW Leonis es, sin duda, una fuente constante de información. Situada a unos 400 años luz de nosotros, esta estrella es una de las fuentes infrarrojas más brillantes del cielo. Debido a su proximidad, IRC+10216, la envoltura circunestelar de CW Leonis, ha sido objeto de muchos estudios porque es excepcionalmente rica en especies moleculares. De hecho, la mitad de las especies interestelares y circunestelares conocidas se han observado en esta envoltura rica en carbono. Continue reading Cómo se forma el carburo de silicio

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Observado el “primer corazón” de una estrella

La nube molecular de Perseo. Crédito: Gerhard Bachmayer.
La nube molecular de Perseo. Crédito: Gerhard Bachmayer.

Los astrónomos observan una etapa crítica en la formación de las estrellas, su “primer corazón hidrostático”

Un equipo de investigación hispanofrancés logra identificar signos de la presencia de un “primer corazón hidrostático” en una protoestrella en la nube molecular de Perseo. Se trata de una etapa crítica y agitada en la evolución de la nube protoestelar antes de acabar convirtiéndose en una estrella. Esta fase, de corta duración en escalas de tiempo astronómico, es muy difícil de observar. El trabajo, que cuenta con la participación de miembros de ASTROMOL, se publica el 12 de mayo de 2015 en la revista Astronomy and Astrophysics.

Las estrellas se forman por colapso gravitatorio en nubes moleculares frías y densas. El efecto combinado de la rotación de la materia y el campo magnético proporcionan una dirección privilegiada a la contracción, lo cual conduce a la formación de un disco giratorio que alimentará a la estrella naciente y en el que pueden formarse planetas una vez la estrella haya alcanzado la madurez. Asociado a ese disco, un chorro perpendicular al mismo permite evacuar el momento angular [1]. En esta teoría, la formación del primer corazón hidrostático es una etapa esencial. Continue reading Observado el “primer corazón” de una estrella

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Sección central de una serie de imágenes que, al igual que en un escaneado, nos permiten distinguir la distribución de la materia en torno a la estrella IRC+10216. Los datos para componer esta imagen han sido obtenidos por el telescopio IRAM 30m.

Una estrella compañera podría estar “devorando” la masa de CW Leonis y acelerando su muerte

Departamento de comunicación del CSIC

Una estrella compañera podría estar “devorando” la masa de la estrella CW Leonis y acelerando así su muerte estelar, según un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La órbita de este astro en torno a la estrella CW Leonis podría estar “erosionando” su envoltura esférica, hipótesis que explicaría la pérdida de masa. Los resultados de la investigación se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.

“Los datos observados muestran capas muy densas que parecen reflejar episodios recurrentes de pérdida de masa en la envoltura de la estrella, en etapas de entre 800 y 1.000 años”, explica el director del estudio, José Cernicharo, investigador del CSIC en el Grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. “Estas capas, que se van desprendiendo poco a poco del cuerpo de la estrella, aparecen parcheadas y rotas en pedazos, aunque las que están más próximas al cuerpo de la estrella son bastante esféricas”, explica el científico. Continue reading Una estrella compañera podría estar “devorando” la masa de CW Leonis y acelerando su muerte

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