C/2019 Q4: ¿es otro objeto interestelar?

Por el año 2017 nos visitó Oumuamna, el primer objeto confirmado como procedente de fuera del Sistema Solar.
Dio origen a muchas conjeturas. Desde que se trataba de una vela solar, hasta ser un objeto similar al de la obra de ficción científica Cita con Rama (Arthur Clarke). Pero resultó ser un cometa desgastado proveniente del espacio interestelar (Oumuamua | pdp; https://paolera.wordpress.com/tag/oumuamua/)

Ahora, nos visita C/2019 Q4 (Borisov) en honor a su descubridor Gennady Borisov.

C/2019 Q4 – crédito G. Borisov

Se trata de un cometa activo de unos kilómetros de ancho que fue observado por primera vez por septiembre del 2019. Tendrá su máximo acercamiento al Sol por diciembre del 2019 y pasará lejos de nosotros como para ser una amenaza.
Trae un órbita abierta, de tipo hiperbólica. Si bien otros cometas provenientes de las afueras del Sistema Solar ya han mostrado ese tipo de trayectorias, éste parece venir del espacio interestelar.
Para que un cometa tenga una trayectoria hiperbólica, debe ser acelerado por un objeto masivo, como por ejemplo Júpiter, para alcanzar la velocidad necesaria para escapar del Sistema. Extrapolando hacia atrás la trayectoria de este objeto, se observa que no pasó cerca del gigante gaseoso. Es más; su trayectoria hiperbólica está en un plano muy inclinado respecto al Sistema Solar. Este objeto “viene de arriba” y cruza el plano del Sistema cerca de la órbita Marciana para alejarse “por abajo” luego de modificar su dirección en su paso por el punto más cercano al Sol.

Animación de la actual órbita de C/2019 Q4 – crédito NASA/JPL

Esto es típico de los objetos que provienen del espacio interestelar.
Si bien hacen falta más observaciones, podría tratarse de otro cometa interestelar, un miembro de la sospechada familia de los Oumuamitos.

Referencias:

• Interestellar 2.0 | ESA.
  http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Safety/Interstellar_2.0
• WAIT. *ANOTHER* INTERSTELLAR OBJECT IS PASSING THROUGH THE SOLAR SYSTEM? | P. Plait.
  https://www.syfy.com/syfywire/wait-another-interstellar-object-is-passing-through-the-solar-system

pdp.

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El origen explosivo de los lagos en Titán

Titán es la mayor luna de Saturno y la segunda en tamaño luego de la Joviana Ganímedes.
Titán es el único cuerpo en el Sistema Solar con substancias líquidas estables en su superficie, aparte de nuestro Planeta.
Pero a diferencia de la Tierra, en Titán el líquido no es agua sino Metano líquido.
Allí, hay cambios estacionales que provocan tormentas de polvo como en la Tierra y en Marte. Éstas son previas a lluvias, en este caso de Metano. Así es cómo hay un ciclo del Metano similar al del agua en Casa (Llueve Metano en Titán | pdp, https://paolera.wordpress.com/2011/03/18/llueve-metano-en-titn/) (Tormentas de Polvo en Titán | pdp, https://paolera.wordpress.com/2018/09/24/tromentas-de-polvo-en-titan/).

Resulta que los lagos de Metano tienen sus bordes elevados con cientos de metros de altura, tal es el caso del Lago Winnipeg en Titán, no confundir con su homónimo de Norte América (Name approved for feature on Titán: Winnipeg Lacus , https://astrogeology.usgs.gov/news/nomenclature/name-approved-for-feature-on-titan-winnipeg-lacus).

Ilustración de lago de Titán crédito de NASA/JPL-Caltech

Estos lagos de Metano líquido se habrían formado en un cráter de explosión. Tiempo atrás, había Metano bajo la corteza de Titán. Diferentes procesos lo calentaron de manera que comenzó a evaporarse y acumular presión. Luego, la corteza se vio vencida y se produjo la explosión que liberó el Metano ahora formando un lago en ese cráter.

Referencia:

• New Models Suggest Titan Lakes are explosion craters | NASA-JPL
  https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2019-183

Fuente:

• Possible explosion crater origin of small lake basins with raised rims on Titan | G. Mitri et al.
  https://www.nature.com/articles/s41561-019-0429-0

pdp.

El sorprendente NWA 11119.

Los meteoritos traen información del los orígenes del Sistema Solar.
Los más antiguos, se formaron de la colisión entre protoplanetas; los objetos que luego dieron origen a los planetas o a cuerpos ya extintos por choques o… eyectados del Sistema.

El meteorito catalogado como NWA 11119 da que hablar.
Tiene una edad de 4500 millones de años. Es del origen del Sistema Solar. Tiene una componente de roca ígnea, esto es, roca fundida y luego solidificada por la baja temperatura.
En las colisiones, se liberaba el calor suficiente como para fundir la roca de los protoplanetas, los que su vez, podrían haber tenido actividad geológica.
También muestra Olivino. Muchos meteoritos lo tienen, como por ejemplo las pallasitas (pallasita; https://es.wikipedia.org/wiki/Pallasita)
Se trata de un cristal que se forma en el interior o manto de los cuerpos y luego es expulsado en la actividad volcánica.

Video: NWA 11119 hand sample.

Carl Agee.

Pero este meteorito muestra tener andesita (andesita; https://es.wikipedia.org/wiki/Andesita)
Esta roca ígnea debe su nombre a los Andes, aunque existe en otros lugares de la Tierra y es abundante en Marte junto con el basalto.
Su origen está relacionado con complejos procesos geológicos donde el agua está presente. Por eso se pensó que existía sólo en la Tierra y se comprendió si ocurrencia en Marte donde hubo actividad volcánica y supo tener agua. Ahora, con su existencia en este objeto, se piensa en otro proceso de formación, o tal vez; el origen de este meteorito, tuvo lugar en un objeto donde había agua.

Referencias:

• A METEORITE OLDER THAN EARTH SHOWS EVIDENCE OF ANCIENT VOLCANISM ON A LONG-GONE PROTOPLANET | P. Plait.
  https://www.syfy.com/syfywire/a-meteorite-older-than-earth-shows-evidence-of-ancient-volcanism-on-a-long-gone-protoplanet
  
• Oldest-ever igneous meteorite contains clues to planet building blocks
  https://asunow.asu.edu/20180802-oldest-ever-igneous-meteorite-contains-clues-planet-building-blocks
  

pdp

Posible exoluna con actividad volcánica.

Con el descubrimiento de sistemas planetarios en otras estrellas, surgieron varias inquietudes.
Por supuesto que la primera fue pensar si había formas de vida en aquellos exoplanetas. Así surgieron ideas como para detectar vida inteligente a través de la contaminación de sus atmósferas, y formas de vida vegetal a través de cómo las plantas reflejan la luz (La polución atmosférica en exoplanetas…| pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/06/13/la-polucion-atmosferica-en-exoplanetas-como-evidencia-de-inteligencia-en-otros-mundos/); Buscando plantas en otros mundos | pdp; https://paolera.wordpress.com/2017/05/19/buscando-plantas-en-otros-mundos/).

También se pensó en la existencia de exocuerpos menores.
Si bien son muy pequeños como para detectarlos observacionalmente, pueden producir efectos observables. Por ejemplo, se sospecha de la existencia de exocometas en estrellas donde hay variaciones de luz asimétricas; donde la caída es brusca y la recuperación es lenta cuando éstos pasan delante de ella con sus colas de elementos sublimados. También hay evidencias espectroscópicas de que hay cometas evaporándose cerca de estrellas como sucede en Nuestro Sistema Solar con los cometas de la familia Kreutz. (¿Evidencias fotométricas de exocometas? | pdp; https://paolera.wordpress.com/2017/08/24/evidencias-fotometricas-de-exocometas/); (Más evidencias de exocometas | pdp; https://paolera.wordpress.com/2016/10/12/mas-evidencias-de-exocometas-el-caso-de-φ-leo/); (Rasantes del Sol Kreutz; https://es.wikipedia.org/wiki/Rasantes_del_sol_Kreutz).

Pero, ¿qué sucede con las exolunas?
Por supuesto que son difíciles de detectar. Pero hay un caso de posible evidencia de una exoluna geológicamente activa como la Joviana luna Io.
A unos 550 años luz de Casa, se encuentra el exoplaneta gigante gaseoso WASP-49b. En sus vecindades se detectó la presencia de Sodio. Dicho elemento no se encuentra en posiciones cercanas al exoplaneta por lo que no pudo haber salido de él.
Una buena explicación, es que fue arrojado por actividad volcánica de una exoluna rocosa similar a Io.

Ilustración de exoluna arrojando gases por vulcanismo – crédito: University of Bern/Thibault Roger

Como sucede en la luna Joviana, el acercamiento y alejamiento de la luna a su planeta hospedante, produce tirones gravitatorios, como si se tratara de un “masaje” o “amasado” de la luna. Ese trabajo se transforma en energía y se encarga de calentar el núcleo del satélite natural. Eso fomenta la actividad volcánica de Io y haría lo mismo con la luna de WASP-49b.
Quizás, siguiendo el rastro de ese Sodio se pueda aproximar la órbita de la supuesta exoluna.

Referencia:

• Astronomers Have Detected Hints of a Hellish Volcanic Exomoon | MICHELLE STARR.
  https://www.sciencealert.com/astronomers-have-detected-hints-of-a-hellish-volcanic-exomoon

Fuente:

• Sodium and Potassium Signatures of Volcanic Satellites Orbiting Close-in Gas Giant Exoplanets | A. V. Oza et al.
  https://arxiv.org/pdf/1908.10732.pdf

pdp.

Se detectan dos eventos de ondas gravitatorias con unos 20 minutos de diferencia.

Con los detectores de ondas gravitacionales se abre una nueva ventana en la observación astronómica, la Astronomía de Ondas Gravitatorias.
Cuando dos objetos masivos se orbitan mutuamente mientras precipitan entre sí, van generando ondas gravitatorias de mayor intensidad y frecuencia. Al chocar y fusionarse, generan el pico máximo de esas ondas.

Desde la implementación de estos detectores, LIGO en EE.UU. y Virgo en Europa, ya se han detectado varias ondas de este tipo.
Entre una de las conclusiones relacionadas con la detección de estas ondas, está la falta de existencia de objetos ultramasivos, al menos en sistemas binarios capaces de colapsar y originar ondas gravitacionales (¿Y las estrellas ultramasivas? | pdp; https://paolera.wordpress.com/2018/12/12/y-las-estrellas-ultramasivas/).

Recientemente se han detectado dos ondas gravitacionales separadas por unos 20 minutos de tiempo.
El primer evento fue catalogado como S190828j y el segundo como S190828l.
Ya se habían detectado antes dos ondas el mismo día; pero estas parecen provenir de la misma región del cielo.
Puede tratarse de dos eventos de fusión de agujeros negros diferentes bajo similares condiciones o una onda y su eco.

Ilustración de agujeros negros orbitándose crédito Des Green/iStock

En el último caso, el eco puede deberse a alguna distorsión del espacio donde se propagan estas ondas. Cuando la luz pasa cerca de una gran masa, ésta distorsiona el espacio en su vecindad de tal forma que se genera el efecto de lente gravitatoria. Parte de la luz nos llega directamente y otra parte de la luz que no nos llegaría por viajar en otra dirección se desvía y nos llega generando otra imagen del objeto. La onda que recorre más distancia llega después.

Imágenes producidas por lente gravitacional NASA/ESA

De ser una onda y su eco, este sería el primer caso de detección de ondas gravitacionales afectadas por lente gravitatoria.
Los estudios detallados de ambas detecciones sugieren que no provienen de la misma fuente; luego, aunque son similares, se trata de una coincidencia.

Referencia:

• Scientists Detected 2 Black Hole Mergers Just 21 Mins Apart, But It’s Not What We Hoped | M.McRae.
  https://www.sciencealert.com/two-gravitational-waves-were-detected-minutes-apart-and-now-we-re-disappointed

pdp.

Familias de objetos del Espacio.

En el Espacio hay familias de objetos.
Se trata de conjuntos de cuerpos que comparten características. Así es como existen las familias de estrellas.
Por un lado, están los grupos de estrellas en co-movimiento. Se trata de decenas de estrellas de edades y composiciones similares que se mueven en grupo. Habrían nacido en el mismo complejo nebular, donde formaban parte de un cúmulo de estrellas y fueron arrancadas por fuerzas gravitatorias. Un ejemplo de esto es el grupo en co-movimiento AB-Doradus.
Por otro lado, están las corrientes estelares. Se trata de corrientes de estrellas de diferentes tipos y en mayor número que las anteriores. Su origen habría sido un desgarro gravitacional de una pequeña galaxia que pasó muy cerca de la Nuestra. Un ejemplo de estas corrientes lo dan la corriente Magallánica y la de Sagitario entre otras (Grupos y corrientes estelares | pdp; https://paolera.wordpress.com/2018/06/26/grupos-y-corrientes-estelares/).

En el Sistema Solar también hay familias, en este caso, de cuerpos menores.
Entre los asteroides hay al menos unas 100 familias. El 85% pertenece a diferentes familias, donde cada una tuvo su propio origen de forma colisional. Dentro de cada familia, sus miembros comparten las mismas características orbitales y composiciones. Cada familia lleva el nombre del mayor de los objetos que la representa, y por lo tanto, el primero de ellos en ser descubierto. Como ejemplo de estas familias, podemos citar a las de Flora, Vesta y Nisa entre otras (Las familias de asteroides | pdp; https://paolera.wordpress.com/2018/07/09/las-familias-de-asteroides/).

Ilustración de colisión entre asteroides, crédito: Don Davis/University of Florida)

Más allá de Neptuno, a unas 40 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, están los helados objetos del Cinturón de Kuiper. Allí hay una sola familia conocida hasta ahora; la de Haumea. Este planeta enano es el quinto en tamaño luego de Plutón, Eris, Ceres y Makemake. Está unas 43 veces más lejos del Sol que Nosotros y tiene varias lunas (Las características de Haumea | pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/02/19/caracteristicas-de-haumea/).
Los miembros de su familia comparten características orbitales y de composición. Todos muestran un color superficial similar y la presencia de hielos de agua.
El origen de esta familia también sería colisional, y recientemente se habrían descubierto tres miembros más.

Referencia:

• A Search for Distant Collisional Remnants.
  http://www.cfht.hawaii.edu/en/news/Haumea_Family/
  

Fuente:

• A dearth of small members in the Haumea family revealed by OSSOS | Rosemary E. Pike et al.
  https://www.nature.com/articles/s41550-019-0867-z

pdp.

La (asombrosa) máquina π.

Las matemáticas no dejan de ser… mágicas, recordemos la Estrella Pitagórica (La magia de la Estrella Pitagórica | pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/10/24/la-magia-de-la-estrella-pitagorica/.)
Ya les había mostrado cómo el horizonte está más cerca de lo pensado (El horizonte, ¿dónde está? | pdp; https://paolera.wordpress.com/2016/07/01/el-horizonte-donde-esta/).

Ahora les presento la máquina Pi (máquina π).
Consta de dos masas; M y m donde M es mayor a m, y una pared de masa infinita comparada con ambas. El cuerpo de masa m está en reposo entre la pared y M, y ambas sobre una superficie plana, horizontal que no ofrece rozamiento ni resistencia al movimiento.
M se acerca a m con velocidad constante. Cuando la choca, m va contra la pared, donde rebota y choca a M. Cuando m choca con la pared, rebota con la misma velocidad porque la masa de la pared es infinita frente a m. Pero cuando lo hace con M, disminuye su velocidad porque entregó parte de su energía en trabajo para frenar a M ya que sus masas son comparables.
La pregunta es: ¿cuántas veces rebota m antes de detenerse por choques con M, o no alcanzar a M (porque M cambió de sentido su movimiento y m va muy despacio para llegar a ella) ?
Veamos el video: La respuesta más inesperada de un juego de colisiones.

3Blue1Brown
Publicado el 13 ene. 2019

No interesa la velocidad inicial de M, ya que sólo se logra que los rebotes sean más rápidos pero no en mayor cantidad.
Sucede que para una relación de masas M/m que sea potencia de 10, los rebotes son las cifras de π.
O sea que para relaciones de 1; 10; 100; 1000; 10000; … se obtienen 3; 31; 314; 3141, 31415;…
De ahí el nombre de esta “máquina”.
Pero si aparece π, en alguna parte debe haber una circunferencia.
Pues bien; el espacio de las fases es el “espacio matemático” en el que se relacionan las posiciones y velocidades de los cuerpos. En este caso, si llamamos X a la velocidad de una de las masas, e Y a la de la otra, para este problema, en el espacio de las fases se encuentra que X² + Y² = k², con k constante. Eso es la ecuación de una circunferencia de radio k.

Referencia:

• Espacio fásico o de las fases.
  https://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_fásico

Fuente:

• The Pi Machine: The most unexpected answer to a counting puzzle | C. Fraser.
  https://medium.com/@christopher.fraser/the-pi-machine-the-most-unexpected-answer-to-a-counting-puzzle-b365db558b12

pdp.