Posible explicación para FRB 121102.

Las fulguraciones rápidas en radio-ondas (Fast Radio Burst – FRB) siguen siendo un misterio desde que fueron descubiertas en el 2007.
Son bruscas emisiones en radio de corta duración, tan breves que es muy difícil localizar con exactitud su origen. Se llegó a pensar que eran provocados dentro de la Vía Láctea en sistemas exoplanetarios en torno a un pulsar (Z. G. Dai et al, jul. 5, 2016, https://arxiv.org/pdf/1603.08207v3.pdf). También se conjeturó que eran eventos producidos fuera de nuestra Galaxia.

Pero el catalogado como FRB 121102, es el único que se repite.
Eso permitió localizarlo en una galaxia enana irregular pobre en metales (elementos más pesados que el Hidrógeno y el Helio) a unos 3 mil millones de años luz de casa.

Imagen obtenida con el Hubble crédito de Bassa et al. 2017. 

El objeto de arriba del centro dela imagen es la galaxia hospedante del FRB 121102.
La elipse señala la emisión extendida y difusa de la galaxia hospedante. El círculo indica la región de formación estelar donde estaría inmersa la fuente del FRB. La cruz señala la posición de la fuente persistente en radio-ondas asociada a las fulguraciones.

El objeto de abajo a la derecha es una estrella de campo.

La fuente de FRB 121102, estaría inmersa en una región de formación de estrellas donde se dan estrellas masivas progenitoras de supernovas superluminosas, de donde nacen estrellas de neutrones fuentes de rayos gamma. Luego, evolucionan hacia una fuente persistente de radio-ondas responsable de las repeticiones observadas de FRB 121102.
Eso explicaría sólo a FRB 121102, el cual por repetirse, no sería representativo de los otros observados (pdp, 29/mar,/2017, FRB 121102 parece ser particular, https://paolera.wordpress.com/2017/03/29/frb-121102-parece-ser-particular/).

Referencia:

• 
  A New Clue in the Mystery of Fast Radio Bursts.
  By Susanna Kohler on 28 June 2017.
  http://aasnova.org/2017/06/28/a-new-clue-in-the-mystery-of-fast-radio-bursts/

Fuente:

• The Astrophysical Journal Letters, Volume 843, Number 1, 2017 June 27, FRB 121102 Is Coincident with a Star-forming Region in Its Host Galaxy (FREE ARTICLE), C. G. Bassa et al.
  http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa7a0c/meta
  

pdp.

Eventos llamativos en fusiones galácticas.

Muchos pensaban que en la fusión de galaxias se destruían estrellas, pero no es así.
Estas fusiones pueden ser “mayores” (entre galaxias masivas) o “menores” (cuando una de ellas o ambas son de baja masa).
La separación entre ellas, permite que ambas galaxias se mezclen aprovechando los grandes espacios interestelares. Es más, en estas fusiones se favorece la formación de estrellas.

El sistema Arp 299 a 140 millones de años luz (AL) de casa, está dado por dos galaxias interactuando en proceso de fusión.

En ese sistema se detectaron 25 fuentes de rayos X. Éstas son emisoras de grandes cantidades de energía de alta frecuencia. Se trata de objetos masivos muy activos.
Entre ellas hay 14 fuentes ultraluminosas en Rayos X.
Son estrellas de neutrones o agujeros negros que están asimilando materia, la que al precipitar, se recalienta por fricción y emite mucha energía de alta frecuencia.
En estos procesos de asimilación mayor, la colaboración de cada galaxia con su material y las ondas de choque que se producen, favorecen a la formación de estrellas. En las regiones abundantes en materia, se da el nacimiento de estrellas masivas progenitoras de supernovas, las que dejan una estrella de neutrones o agujero negro devorando la materia vecina.
(NASA, Chandra X-ray observatory, Arp 299: Galactic Goulash, http://chandra.harvard.edu/photo/2017/arp299/).

A 750 millones AL de casa, se encuentra la galaxia elíptica 0402+379. Se trata del resultado de la fusión de dos grandes galaxias de disco. Como en toda fusión, se esperaba hallar dos núcleos dominados por agujeros negros supermasivos (ANSM) en proceso de asimilación mutua. Por lo general, la asimilación ya se produjo dejando sólo un objeto supermasivo resultante en el centro o ese objeto resultante fue eyectado como agujero negro en retroceso. Esto último sucede si se dan las condiciones de masas y de rotación (spin) de cada ANSM (pdp, 11/may./2017, Agujero negro en retroceso, https://paolera.wordpress.com/2017/05/11/cxo-j101527-2-seria-un-agujero-negro-en-retroceso/).
En este caso, se detectó dos ANSM orbitándose mutuamente formando un sistema binario de ANSMs.

C1 y C2 señalan la posición de cada ANSM observado en radio-ondas. Crédito de Bansal et al., NRAO/AUI/NSF.

Tienen una masa combinada de 15 000 millones de Soles, una separación de unos 24 AL y un período orbital de 30 mil años.
Ambos seguirán en su movimiento mutuo mientras se van acercando. Luego, y dependiendo de las condiciones dadas, se unirán en un único objeto residente en el centro de la galaxia o ese objeto resultante saldrá despedido como ANSM en retroceso. Es la primera vez que se observa este tipo de evento. Observados en Radio-ondas, se puede decir que se trata de una binaria “visual” de ANSM (por haber sido “vistos” en esas longitudes de onda.)
(NRAO, jun. 27, 2017, Astronomers detect orbital motion in pair of supermassive black holes, https://public.nrao.edu/news/supermassive-black-holes-motion/).

Fuentes:

• MNRAS 000, 1–19 (2016) Preprint 24 May 2016, A deep Chandra observation of the interacting star-forming galaxy Arp 299, K. Anastasopoulou et al.
  https://arxiv.org/pdf/1605.07001.pdf
• The Astrophysical Journal, Volume 843, Number 1, 2017 June 27, Constraining the Orbit of the Supermassive Black Hole Binary 0402+379, K. Bansal et al.
  http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa74e1
  Todo el PDF: https://arxiv.org/pdf/1705.08556.pdf

pdp.

Pasado, presente y futuro de WD 1202-024.

Las variables cataclísmicas, presentan bruscas variaciones de brillo en forma explosiva.
La estrella enana blanca (WD – White Dwarf) WD 1202, a 2700 años luz de casa, está en las etapas previasa ese tipo de variaciones. Veamos su historia en base a su presente y veremos qué le sucederá en un futuro.

Imagen de WD 1202 crédito de Rappaport et al.

Esta estrella mostró variaciones de brillo, lo que es raro para una WD. Como esas variaciones eran periódicas, pronto se dedujo la existencia de una compañera, la que resultó ser una estrella enana marrón (EM); un tipo de estrella fallida de baja masa (Wikipedia, Enana marrón, https://es.wikipedia.org/wiki/Enana_marr%C3%B3n).
Pero en este caso las variaciones no se deben a ocultaciones sino a fases de la EM. La parte que “mira” a la WD se calienta y resplandece. Luego se observan los efectos de fases no por reflexión de luz sino por emisión de la parte recalentada. Cuando está “de nuestro lado” vemos su “espalda obscura”. Cuando está del otro lado, vemos su cara “llena” brillando por recalentamiento y a ambos lados vemos el brillo de una fase creciente o menguante.
Así se supo de WD 1202-024, es una binaria de rápida rotación, de tan sólo 71 minutos de período con una separación entre componentes de unos 300 mil Kms., menos que la distancia Tierra – Luna (que es de 400 mil Kms.).

Veamos su pasado.
La WD es una evolucionada estrella de tipo solar. Antes de eso, hace unos 50 millones de años, debió pasar por la etapa de gigante roja (GR). En aquellas épocas, la EM estaría a una distancia característica de unos 50 millones de Kms. de su compañera. Pero las GRs son enormes, de hecho cuando nuestro Sol pase por esa fase, engullirá incluso hasta a Marte. Así le EM debío haber quedado dentro de su compañera GR.
Como las GRs tienen muy baja densidad, algunas son menos densas que nuestra atmósfera a nivel del suelo, la fricción no desgastó a la EM. En cambio, ésta “agitó” la materia donde estaba embebida ayudando a su dispersión. Mientras, el sutil roce la fue frenando. Eso provocó que se vaya acercando a su compañera y a medida que eso sucedía, la orbitaba cada vez más rápido por conservación del momento angular; el mismo principio por el que un patinador gira más rápido a medida que junta los brazos.
Finalmente, hoy en día la GR ya es una WD con su cercana compañera EM.

Veamos su futuro.
Con el tiempo, la EM seguirá acercándose a su compañera. Llegará a una distancia a partir de la cual la WD le absorberá materia. Eso hará que la enana se sature y presente detonaciones catalísmismicas a manera de estrella Nova (Wikipedia, Nova, https://es.wikipedia.org/wiki/Nova). Luego el proceso de repetirá.
Se calcula que esto comenzará a suceder dentro de unos 200 millones de años.

Así, WD 1202-024 es la variable pre-Nova de menor período conocida hasta hoy en día (junio del 2017).

Referencia:

• SyFyWire, Bad Astronomy, 22/jun./2017, WD 1202 IS A WEIRD BINARY: ONE OF THE STARS USED TO BE INSIDE THE OTHER ONE!. P. Plait.
  http://www.syfy.com/syfywire/wd-1202-is-a-weird-binary-one-of-the-stars-used-to-be-inside-the-other-one

Fuente:

• MNRAS 000, 1–15 (2017) Preprint 18 May 2017, WD 1202-024: The Shortest-Period Pre-Cataclysmic Variable, S. Rappaport et al.
  https://arxiv.org/pdf/1705.05863.pdf

pdp.

Estrellas de Pop III: dónde buscarlas.

Las estrellas no sólo se agrupan por su tipo, sino que además lo hacen en poblaciones,
Las de población I (Pop I) son estrellas jóvenes. Nacidas en lugares ricos en material como por ejemplo el disco galáctico. Son estrellas ricas en elementos pesados también llamados “metales”.
Éstos elementos están presentes porque estas estrellas se formaron del material expulsado por estrellas supernovas (SNs), las que explotaron enriqueciendo el material interestelar con las especies químicas generadas en su interior. Nuestro Sol es de Pop I.

Las de población II (Pop II), son más viejas.
Tienen menos metales por haberse formado de materia “limpia”, no tan contaminada por la proveniente de SNs. Se las suele hallar en los cúmulos globulares. Eso es consistente con la idea de que estos cúmulos son núcleos de galaxias menores que fueron asimiladas por la Nuestra, por lo tanto, viejas estructuras estelares.
Algunas estrellas de Pop II cerca del bulbo de la Galaxia muestran muchos metales.
Debido a la gran cantidad de estrellas en esa región, es posible que se hayan contaminado por materia enriquecida por SNs vecinas, las que fueron generadas por estrellas masivas de vida más corta que las de ellas.

Se conjetura con una tercera población (Pop III) de estrellas más antiguas; prístinas.
Estas estrellas serían las primeras en haberse formado luego del Big-Bang, con material rico en Hidrógeno y Helio, y serían las responsables de la época conocida como re-ionización. Esa fue la época donde las primeras estrellas comenzaron a reionizar (volver a romper los átomos) la materia cuyos átomos se habían recombinado luego de la primera ionización del Big-Bang (pdp, 11/abr./2017, Viendo la re-ionización, https://paolera.wordpress.com/2017/04/11/viendo-la-re-ionizacion/).

Pero estas estrellas ya se habrían extinguido, no sólo por el tiempo transcurrido sino por la posibilidad de haber tenido mucha masa y por lo tanto vidas “vertiginosas”.
Aunque cabe la posibilidad de que también haya existido estrellas de baja masa.
En ese caso, sus vidas serían más tranquilas y prolongadas, al punto de que aún puedan existir. De hacerlo, estarían en la evolucionada etapa de gigantes rojas (GRs). Este tipo de estrellas son muy brillantes por tener gran tamaño y por lo tanto mucha superficie para que pueda salir su luz. Pero el brillo de una estrella no sólo depende de su radio, también de su masa. Luego, las sobrevivientes GRs de Pop III, no serían tan brillantes como otras GRs. por tener baja masa. Esto dificulta su descubrimiento observacional
De existir, deben estar en viejas estructuras estelares de poca masa, donde las estrellas masivas tienen poca chance de formarse. Además, esas estructuras aún no deberían haber sido asimiladas por otras mayores. Bajo estas condiciones, las estructuras más probables de tener estrellas sobrevivientes de Pop III, serían las galaxias enanas de baja masa (todavía) satélites a la Nuestra, las que a su vez se supone que son las primeras estructuras estelares en formarse, cuya unión dio lugar a las grandes galaxias.

Ilustración publicada en el trabajo de M. Magg et al.

En la ilustración se señalan las regiones de mayor probabilidad de hallar estrellas sobrevivientes de Pop III. La menor probabilidad está indicada en azul y la mayor en verde. Los círculos en blanco indican la no existencia de estrellas de Pop III.

Fuentes:

• MNRAS 000, 1–16 (2017) Preprint 23 June 2017, Predicting the locations of possible long-lived low-mass first stars: Importance of satellite dwarf galaxies, Mattis Magg et al.
  https://arxiv.org/pdf/1706.07054.pdf
• arXiv, Draft version January 4, 2017, WHERE ARE THE LOW-MASS POPULATION III STARS ?, Tomoaki Ishiyama et al.
  https://arxiv.org/pdf/1602.00465.pdf
• Mem. S.A.It. Vol. 0, 1, SAIt 2008, Current signatures and search for Pop. III stars in the Local Universe, Y. Komiya et al.
  https://arxiv.org/pdf/1312.5069.pdf

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Buscando inteligencia extraterreste. ¿Buscamos bien? ¿Les interesa ser descubiertos?

La Astronomía nos ubica en nuestro lugar.
Nos enseña que no estamos en el centro del Universo, que nuestro Planeta es particular al menos en este Sistema, que somos pequeños, efímeros y no estamos en un condiciones de privilegio. Es normal recorrer el vecindario donde vivimos. Por el mismo motivo, observamos el Cosmos donde existimos.
Solemos buscar vecinos, otros que conviven con nosotros en ese barrio. Por un motivo similar es que buscamos vida en otros mundos. La idea de una civilización alienígena, ya venía desarrollándose hace mucho tiempo. En particular, en los años ‘50, Enrico Fermi planteó su paradoja preguntándose: si hay tantas civilizaciones extraterestres, entonces ¿dónde están? (Astromía, Paradoja de Fermi, http://www.astromia.com/astronomia/paradojafermi.htm).
Se propusieron varias respuestas. Puede que se hayan extinguido. Puede simplemente que nunca hayan existido. Puede que el viaje interestelar sea un imposible en sus escalas de tiempo.

Comenzamos a buscarlos.

Ilustración publicada en El Universal – ¿Es arriesgado buscar civilizaciones extraterrestres? (ver enlace en la imagen)

Y para eso, pensamos que tendrían ganas de ser encontrados, como nosotros. Pensamos que si tuviesen una ciencia y tecnología avanzadas, sabrían que el Universo es muy activo en radio-ondas, en particular en las de 21 cm. Así, tendrían una Radioastronomía avanzada y estarían estudiando Espacio en esa longitud de onda. En el caso de civilizaciones en planetas en estrellas inmersas en complejos gaseosos, tendrían una mucha actividad en 18 cm.; la longitud de onda donde irradia el radical oxidrilo. Luego, si queremos que nos encuentren, podemos enviar un mensaje en esas longitudes de onda en la que deben estar “escuchando”.
De hecho, eso se hizo en 1974 desde Arecibo, Puerto Rico (Wikipedia, Mensaje de Arecibo, https://es.wikipedia.org/wiki/Mensaje_de_Arecibo). El destino está a unos 25 mil años luz de nosotros por lo que aún sigue viajando el mensaje y tardará al menos otros 25 años en llegar una posible respuesta. Luego nos pusimos a buscar en 21 cm. Por si “ellos” tenían la misma idea que nosotros, con resultados negativos hasta hoy (junio 2017). Por supuesto que pueden haber falsas detecciones, por ejemplo, eso pasó con la famosa detección “Wow!” que resultó de origen natural (pdp, 09/jun./2017, La señal WOW! fue un fenómeno natural, https://paolera.wordpress.com/2017/06/09/la-senal-wow-fue-un-fenomeno-natural/)

También, y siempre como nosotros, podrían estar contaminando su planeta. Luego, una evidencia de su existencia sería hallar substancias en la atmósfera de un exoplaneta relacionadas con la polución atmosférica. Claro que en este caso también pueden darse falsas detecciones, ya que esas substancias podrían aparecer a través de fenómenos no relacionados con la industria extraterrestre (pdp, 13/jun./2014, La polución atmosférica en exoplanetas como evidencia de inteligencia en otros mundos, https://paolera.wordpress.com/2014/06/13/la-polucion-atmosferica-en-exoplanetas-como-evidencia-de-inteligencia-en-otros-mundos/)

Todas la búsquedas han sido negativas hasta nuestros días, incluso las hechas en infrarrojo en busca de estructuras artificiales calentadas por la estrella hospedante (pdp, 15/sep./2015, Cómo buscar civilizaciones extraterrestres de tipo III, https://paolera.wordpress.com/2015/09/15/como-buscar-civilizaciones-extraterrestres-de-tipo-iii/)
¿Por qué?
Puede que estemos buscando de la manera incorrecta, no siempre las cosas son como nosotros lo haríamos. Quizás no les interese ser descubiertos y por eso no irradian mensajes ni los responderían y hasta aprendieron a “ocultarse” de las observaciones.
Quizás han aprendido algo de recorrer el vecindario. Pudieron haber hallado vecinos agresivos, enemigos. Muchas veces recorremos el barrio buscando potenciales peligros.

La historia nos enseñó que siempre que se encontraron dos civilizaciones con diferentes grados de evolución, hubo colonización con los desenlaces que ya se conocen.
O sea, ya que siempre pensamos que harían lo que nosotros, pensemos… ¿qué haríamos si al recorrer nuestro entorno hallamos una isla paradisíaca, llena de agua fresca, vegetales, minerales y habitada por monos?

Entonces cabe otra respuesta a la paradoja de Fermi. Quizás no quieran ser detectados.

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Actualización del 22/jun./2017 a las 11:45 HOA (GMT -3).
Hasta esta fecha se han transmitido 11 “mensajes a las estrellas”.
Éstos son:

• The Morse Message (1962) – (mensaje Morse)
• Arecibo message (mensaje de Arecibo) (1974)
• Cosmic Call (Llamado Cósmico) 1 (1999)
• Teen Age Message (Mensaje adolescente) (2001
• Cosmic Call (Llamado Cósmico 2) 2 (2003)
• A Message From Earth (Mensaje de la Tierra) (2008)
• Across the Universe (A través del Universo) (2008)
• Hello From Earth (Saludo desde la Tierra( (HFE, 2009)
• Wow! Reply (En respuesta a WOW) (2012)
• Lone Signal (Señal solitaria) (2013)
• A Simple Response to an Elemental Message (Respuesta simple a un mensaje elemental) (2016)

Todos pueden ser consultados (en inglés) en: Wikipedia, List of interestelar radio messages, https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_interstellar_radio_messages

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Referencia:

• LIVESCIENCE, Is It Time to Rethink How We Search for Alien Life?

  By Mindy Weisberger, Senior Writer | June 21, 2017.
  https://www.livescience.com/59547-future-con-rethinking-aliens.html?utm_source=ls-newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=20170621-ls

pdp.

¿Por qué no hay super-Tierras en el Sistema Solar?

Se dio a conocer el catálogo de exoplanetas descubiertos por el telescopio Kepler.
Este satélite observa y detecta variaciones de luz en estrellas que puedan deberse al tránsito de planetas delante de ellas.
Hasta junio del 2017, hay más de 2300 exoplanetas confirmados y unos 4000 por confirmar.
Según las estadísticas, hay muchos exoplanetas rocosos de tipo Tierra con tamaños alrededor de 1,5 veces el de nuestro Planeta. Luego el número decae para tener un pico mayor al anterior alrededor de 2,5 el tamaño de la Tierra. Después de ese valor, la cantidad de exoplanetas tipo Tierra decae rápidamente.

Gráfico crédito de NASA/Ames/Caltech/University of Hawaii (B. J. Fulton)

La pregunta es: Si las super-Tierras son tan abundantes, ¿dónde están en nuestro Sistema Solar?, o lo que es lo mismo ¿por qué no hay planetas rocosos de alrededor de 2,5 veces la Tierra?
Bien, parece que hay muchas respuestas a eso, y todas apuntan a Júpiter como responsable.
Se sabe que Júpiter es el más viejo de los planetas. Su núcleo de formó antes de lo pensado, cuando aún no se había limpiado de polvo el disco protoplanetario solar. Pero el Sol ya existía, no como dicen por ahí, que se formó antes que el Sol. El Sistema Solar tuvo un nacimiento jerárquico (SyFyWire, Bad Astronomy, 13/jun/2017, How old is Jupiter?, P. Plait, http://www.syfy.com/syfywire/how-old-jupiter).
A medida que fue creciendo y acumulando cada vez más materia, fue migrando hacia el interior del Sistema Solar. Allí, provocó colisiones entre los protoplanetas rocosos expulsando esquirlas. Eso restó materia para el crecimiento de los planetas rocosos en el Sistema Solar interior. Con la materia disponible, los planetas rocosos se formaron hasta donde pudieron. Menos masa disponible, implica menores tamaños. Luego, Júpiter sintió la presencia de Saturno y se retiró hasta donde está hoy en día.

Referencias:

• SyFyWire, Bad Astronomy, 20/jun/2017, A passel of new planets shows our Solar System is very weir and we don’t know why, P. Plait.
  http://www.syfy.com/syfywire/a-passel-of-new-planets-shows-our-solar-system-is-very-weird-and-we-don%E2%80%99t-know-why
• Discover, D-brief, Kepler’s Final Crop of Promising Exoplanet Discoveries.
  By John Wenz | June 20, 2017.
  http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2017/06/20/kepler-planets/
  

Fuente:

• 
  https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/TblView/nph-tblView?app=ExoTbls&config=planets

pdp

 

La gente de la misión New Horizons no usa sólo la sonda.

La misión New Horizons sigue en curso.
Mientras, en la Tierra, los científicos desplegaron sus telescopios en dos continentes.
Durante la noche del 2 al 3 de junio, en Argentina y África se observó la breve disminución de brillo de una estrella, evento que sólo duró dos segundos. Se trató de la ocultación de una estrella por un objeto del cinturón de Kuiper; precisamente por 2014 MU69, el próximo objetivo de New Horizons.

Alex Parker (New Horizons) observando el tránsito de 2014 MU69 desde Argentina – Imagen crédito de Kai Getrost

Pero hay dos oportunidades más para observar eventos similares.
El 10 y el 17 de julio, este objeto ocultará otras dos estrellas. La del 17 de julio, observable desde la Patagonia Argentina, involucra a una estrella más brillante que las anteriores y será la última oportunidad para detectar posibles escombros alrededor de 2014 MU69.

Luego, habrá que esperar a que la misión lo sobrevuele para enero del 2019.

Fuente:

• NASA, New Horizons, June 13, 2017, New Horizons Team Digs into New Data on Next Flyby Target.
  http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20170613
  

pdp.