Archivo mensual: enero 2014

El bólido de Tunguska pudo venir de Marte.

En 1908, un bólido en la atmósfera terrestre estalló a cierta altura del suelo en Tunguska (Rusia)  derribando árboles en forma radial en una amplia región.
conocido como el bólido de Tunguska [1], la falta de escombros de meteorito permitió pensar que se trató de un trozo de cometa (cuerpo helado) de unas decenas de metros de diámetro. Con la energía de la explosión, se evaporó por completo, dejando la región arrasada por la onda expansiva y sin restos el objeto.
Luego, comenzaron a aparecer muestras de lo que pudo ser el objeto que cayó del cielo. El análisis de los mismos sugería que se trató de un meteorito [2] en lugar del supuesto fragmento de cometa. Los resultados no fueron concluyentes por lo que se continuó con el estudio de la región.
Con el tiempo, comenzaron a aparecer rocas exóticas con composiciones que nada tenían que ver con las del lugar. En particular, la conocida como “piedra de Juan” (John’s Stone) en la montaña Stoikovich en Julio de 1972. Es una roca rica en cuarzo, compuesta por arenisca altamente silicificada con granos de 0,5 cm. a 1,5 cm. Esquirlas de esta roca fueron halladas en la región relacionadas con surcos de penetración en el hielo permanente bajo el suelo o permafrost del lugar. Las esquirlas presentaban una cubierta vitrificada, típica de rápidos enfriamientos (en el permafrost) luego de una gran desaceleración.
La piedra de Juan se convierte así en el principal candidato de resto del bólido de Tunguska. Lo curioso es que su composición no se asemeja a la típica de los meteoritos. En cambio, rocas de ese tipo son comunes en Marte, por lo que crece la idea del origen marciano del bólido de Tunguska.
Un impacto meteórico en Marte pudo eyectar una roca del planeta al espacio la que, luego de un cierto tiempo de vagar, se encontró con la Tierra.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Bólido_de_Tunguska
  2. https://paolera.wordpress.com/2013/07/04/el-evento-de-tunguska-pudo-ser-explicado-mejor-por-un-meteorito/

Fuente:

  • Tunguska cosmic body of 1908: is it from planet Mars? – http://arxiv.org/abs/1401.6391

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Los agujeros negros clásicos podrían no existir.

Captura de pantalla de 2014-01-25 19:05:43Los agujeros negros son regiones del espacio de las que no puede escapar ni la luz. A su límite, se lo conoce como horizonte de sucesos o radio de Schwarzschild [1].
Este modelo clásico de agujero negro fue presentando diferentes interrogantes y paradojas.
La Física cuántica establece que, bajo ciertas condiciones, la energía (la materia es una forma de energía) podría salir de un agujero negro.

Cuando un objeto cae hacia un agujero negro, a medida que se acerca al horizonte de sucesos se va deformando, estirando por mareas gravitatorias hasta que físicamente de desmenuza o despedaza. Pero otra teoría dice que en el horizonte de sucesos hay tanta energía que el cuerpo se quemaría por completo. A esto se lo conoce como la paradoja de la pared de fuego (firewall paradox [2]). Algo es cierto; un objeto en caída libre siente las mismas leyes físicas no importa si está cayendo en un agujero negro o está orbitando.
La radiación Hawking dice que un agujero negro se va evaporando con el tiempo, lo que origina la paradoja de Hawking. En ella, se plantea la duda de dónde va a parar la materia que cayó en un agujero negro cuando éste termina evaporádose. El mismo Hawking llegó a pensar que si bien esa radiación es posible, tal vez no se esté dando.

Un nuevo modelo viene a resolver estos interrogantes.
Según la cuántica, el horizonte de un agujero negro, presenta fluctuaciones bruscas del espacio – tiempo, por lo que no es una simple superficie de la que la luz no puede salir.
Hawking plantea que los agujeros negros tienen como verdadero límite, un horizonte aparente, donde la luz queda suspendida cuando llega a él escapando del interior del agujero negro. En principio, el horizonte de sucesos y el aparente podrían coincidir, aunque son bien distinguibles. El horizonte de sucesos podría ser menor al aparente y crecer hasta superarlo en caso de que el agujero negro absorba mucha materia.
La materia que cae en el agujero negro, atraviesa sin mayores consecuencias al horizonte aparente y no tiene por qué llegar al centro del agujero negro atravesando el horizonte de sucesos. En esa región comprendida entre ambos, se dan las condiciones que la cuántica predice para que la energía pueda escapar. Así, no sólo queda a salvo la radiación Hawking sino que deja de existir la paradoja Hawking relacionada.
Más aún, los agujeros negros podrían no tener horizonte de sucesos, sólo el aparente. De esta manera, los agujeros negros “clásicos” tal como los estimamos, podrían no existir ya que contradicen muchos aspectos de la Física Cuántica.

No obstante, para que esto quede definido sin dudas, es necesario una teoría que contemple la unión de la fuerza gravitatoria con las otras que se dan en la Naturaleza, pero esa teoría aún no está disponible.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Radio_de_Schwarzschild
  2. http://www.nytimes.com/2013/08/13/science/space/a-black-hole-mystery-wrapped-in-a-firewall-paradox.html?pagewanted=all&_r=0
  • La Paradoja Hawking – https://paolera.wordpress.com/2013/01/07/la-paradoja-hawking/

Fuentes:

  • Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes – http://arxiv.org/abs/1401.5761
  • Stephen Hawking: ‘There are no black holes’ – http://www.nature.com/news/stephen-hawking-there-are-no-black-holes-1.14583
  • Imagen en: http://www.nature.com/news/dummy-jpg-7.15143?article=1.14583

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Mejoramiento de la masa de Próxima Cen por microlente gravitacional.

alfacent_thumbPara los que vivimos en el Hemisferio Sur, es un privilegio tener siempre visible a la estrella más cercana al Sol, o a la Tierra luego del Sol; la estrella Alfa Centauri (alfa Cen).
A simple vista es una estrella de magnitud [1] 0,1 a unos 4 años luz de casa (la luz tarda ese tiempo en llegarnos) y se la conoce como Rigil Kent (o Toliman), la estrella más brillante del “puntero” que señala a la Cruz del Sur [2] y la diferencia de otras formas similares de constelaciones (por ejemplo,  de la falsa cruz que es en realidad parte de la constelación del Navío [3])

En rigor de verdad, alfa Cen es un sistema triple; tres estrellas vinculadas gravitacionalmente girando en torno a un punto común; el centro de masas del sistema.
Alfa Cen – A es una estrella similar al Sol, amarilla. Alfa Cen – B es una estrella algo más fría y débil, de color anaranjado; ambas giran entre sí con un período de unos 80 años.
La tercera y más débil de todas, es una enana roja conocida como Próxima Centauri (Próxima Cen). Su período de rotación alrededor del par principal se suponía de unos 500 mil años, actualmente ese valor se corrigió a casi el doble, de alrededor del millón de años. De esta manera, será la más cercana a la Tierra por mucho tiempo.

Para conocer la masa de las estrellas, hay que observar a las binarias [4]. Sabiendo el período de rotación alrededor del centro de masas, se puede saber la masa de la estrella a través de la (tercera) ley de Kepler [5]. En el caso de Próxima Cen, su masa sería del orden de la octava parte de la del Sol. Su masa y su período orbital aún no están medidos con la exactitud deseada. Su baja masa y gran distancia al par principal (unas 13 mil veces la distancia entre la Tierra y el Sol) hacen que las perturbaciones gravitacionales no sean muy apreciables.

CDAED957-4231-4955-B98AB5DC45C469D8_articlePara el mes de Octubre del 2014 y para Febrero del 2016, Próxima Cen pasará delante de dos estrellas lejanas (una por vez). En perspectiva, ambas estrellas estarán tan juntas que la luz de la lejana sufrirá una desviación por la masa de Próxima Cen, por menor que ésta sea.
A través de este efecto de microlente gravitacional [6], la luz de la estrella lejana se verá desviada y midiendo esa desviación se espera saber la masa de Próxima Cen con una precisión del 5% y más aún, hasta se podría saber si tiene objetos fríos a su alrededor.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_aparente
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Crux
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Argo_Navis
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_binaria
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kepler
  6. http://perso.wanadoo.es/antoni.salva/microlent_cas.html
  • Alfa Centauri, el Sistema Estelar Más Cercano al Sol y Las Galaxias Vecinas a Nosotros. – https://paolera.wordpress.com/2012/06/28/alfa-centauri-el-sistema-estelar-ms-cercano-al-sol/

Fuente e imagen:

  • Proxima’s Unprecedented Passage: When Stars Align – http://www.scientificamerican.com/article/proximae28099s-unprecedented-passage-when-stars-align/

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La distribución de masa de M101.

La galaxia espiral M101 [1], es una gran vecina de la Vía Láctea (VL) a unos 25 millones de años luz (la luz tarda ese tiempo en llegarnos). Como nuestra galaxia y la de Andrómeda (M31) [2], muestra un halo estelar producto de encuentros con galaxias satélites.
El sistema Dragonfly Telephoto Array (DTA) [3], mide distribuciones de luz en estructuras extendidas con gran sensibilidad.
Captura de pantalla de 2014-01-23 11:39:33Con este instrumento se estudió a M101, se la advierte en la imagen de alto contraste con la parte central coloreada por superposición de luz en diferentes filtros (bandas), el Norte está hacia arriba y el Este hacia la izquierda. Las distribuciones de brillo superficiales observadas permitieron calcular distribuciones de masa en base a modelos que relacionan la masa de una galaxia y el brillo superficial observado.
Para M101, se obtuvo una masa de halo [4] de casi 200 millones (1,7*10⁸) de masas solares (Mo). La galaxia tiene una masa total de 50 mil millones (5,3*10¹⁰) Mo y presenta una relación la masa del halo y la masa total de 0,003. En el caso de la VL esa relación es de 0,02 y para Andrómeda es de 0,04; es decir que M101 tiene una relación de masa de halo a masa total inferior a estas dos.
De todas formas, las tres galaxias presentan valores de esta relación por debajo a lo predicho por las simulaciones cosmológicas, luego es necesario hacer más observaciones para las cuales el DTA será fundamental.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_espiral_M101
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_de_Andrómeda
  3. http://arxiv-web3.library.cornell.edu/abs/1401.5473
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Halo_galáctico

Fuente e imagen:

  • First results from the Dragonfly Telephoto Array: the apparent lack of a stellar halo in the massive spiral galaxy M101 – http://arxiv.org/abs/1401.5467

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Agua en Ceres.

El observatorio espacial europeo en infrarrojo Herschel [1] a realizado observaciones del planeta enano Ceres. El objeto más grande del cinturón de asteroides, con casi 1000 Km. de diámetro presenta vapor de agua.
Esto prueba que en su superficie hay hielos de agua, los que se evaporan por la radiación solar.Herschel_Ceres_Observations_295 El origen de esta evaporación se concentra en dos lugres de la superficie (ver imagen ampliable), produciéndose unos 6 Kg. de vapor de agua por segundo. Estas regiones son un 5% más obscuras que el resto de la superficie de Ceres, por lo que absorbe más calor facilitando la producción de este tipo de vapor.
En el año 2015 arribará la misión Dawn [2] a Ceres, lo que seguramente permitirá tener más información al respecto.
Este hallazgo colabora con la idea de que la mayor parte del agua terrestre y (en su momento) de Marte, provino de las caída de cometas y asteroides.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Herschel_(Observatorio_Espacial)
  2. http://dawn.jpl.nasa.gov/

Fuente e imagen:

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Incertidumbre .vs. transportación espacial o temporal

El principio de incertidumbre de Heisenberg [1], dice que no se puede saber exactamente la posición y velocidad de una partícula al mismo tiempo. Si se sabe con exactitud dónde está, no podemos saber cómo se mueve. En cambio, si se sabe con certeza cómo se mueve, no podemos afirmar dónde está.

No hace falta saber mucha Física para conocer que los cuerpos están hechos de moléculas, átomos, partículas que además de estar en un  lugar determinado, se mueven oscilando. O sea que si fuéramos capaces de ver detalles hiperfinos de un objeto, veríamos cómo oscilan sus partes como si fuera de gelatina temblorosa.

maquina-del-tiempoSupongamos que disponemos de una máquina del tiempo que es capaz de enviar un objeto al pasado o al futuro. Debe copiarlo fielmente (clonarlo) para aparecer tal cual es en otro tiempo. Para eso, se debe saber exactamente la posición y velocidad de cada partícula que lo compone y ahí aparece en principio de incertidumbre. Luego, este principio impide la clonación temporal de los objetos físicos (reales).

imagesSupongamos ahora que disponemos de una máquina teletransportadora, una hipercomputadora capaz de transmitir a otro lugar toda la información de un objeto para que sea rearmado a una cierta distancia. Eso es una clonación espacial, para la cual hay que saber con exactitud posición y movimiento de cada partícula componente del objeto. Otra vez, aparece la incertidumbre de Heisenberg impidiendo este proceso.

Quizás este principio está equivocado (¿…?) , quizás este tipo de máquinas sean imposibles por violarlo, o quizás (se me ocurre) no sea tan importante saber cómo se está moviendo cada partícula. Tal vez sea suficiente que cada una sea transmitida en su posición exacta y que en su destino (espacial o temporal) adopte cualquier movimiento aleatorio dentro del intervalo correspondiente. En ese caso, el objeto que partió no es igual al que salió.

Actualización al 8/12/2014: De lograrse superar el principio de incertidumbre, el objeto final será idéntico al inicial (un clon), pero no será el mismo objeto que partió.

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Referencias:

  1. http://www.astromia.com/biografias/heisenberg.htm

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Velocidad de escape y estrellas hiperveloces.

La velocidad de escape [1], es la velocidad que debe tener un cuerpo para escapar de la gravedad (del campo gravitatorio) de otro.

Veamos.
Supongamos que estamos sobre la superficie terrestre obviamente sometidos a la gravedad del Planeta. Si nos movemos constantemente hacia arriba (aunque sea despacio), llegará un momento que habremos salido de la Tierra. Sucede que la velocidad constante necesitó de una aceleración que compensara la acción de la gravedad que quería frenarnos. Estamos despreciando la fricción con el aire, la que obviamente existe.
Pero hay otra forma de escapar de la Tierra.
Si inicialmente se nos anima de velocidad hacia arriba (algo nos tira hacia arriba y nos suelta), iremos subiendo mientras que la gravedad nos va frenando. Si esa velocidad inicial nos aleja de la Tierra lo suficiente como para que la gravedad (que disminuye con la distancia) ya no nos afecte, nos detendremos muy lejos (en el infinito), o sea, habremos escapado. Esa es entonces la velocidad de escape, la necesaria para llegar hasta donde la gravedad ya no nos atraiga de manera considerable.
Así, la velocidad de escape depende de la masa del cuerpo dominante, o lo que es lo mismo, de la masa del cuerpo del que queremos escapar. Por eso, es necesario menos velocidad para escapar de la Luna, que de la Tierra. A esto se debe que no se puede escapar de un agujero negro, ya que en él la velocidad de escape es igual o mayor que la de la luz y ese es un límite físico inalcanzable.

En la galaxia hay estrellas hiperveloces; estrellas que se mueven a velocidades de algunos millones de Km. por hora. Estas estrellas, alcanzan la velocidad de escape de la Vía Láctea y salen al espacio intergaláctico.
Hay varias causas por las que se pueden llegar a escapar venciendo al campo gravitatorio galáctico.

chandra_n49_590.jpg.CROP.original-originalAlgunas estrellas presentan estallidos asimétricos de supernova. Eso hace que expulse materia de manera hacia una dirección preferencial, lo que hace que la estrella sea empujada a gran velocidad en la dirección opuesta (acción y reacción). Así se observan Púlsares y estrellas de neutrones moviéndose a velocidades fantásticas por originarse en estallidos asimétricos. Este es el mecanismo por el cual la estrella que formó el remanente de supernova N49 (marcada con una flecha en la imagen) está fuera del centro. (Imagen de X-ray: NASA/CXC/Penn State/S.Park et al.; Optical: NASA/STScI/UIUC/Y.H.Chu & R.Williams et al.)

Otras estrellas forman parte de un sistema binario, dos estrellas girando alrededor de un punto en común llamado centro de masas [2] por la acción de la mutua gravedad. Si una de ellas presenta una explosión de supernova (por ejemplo una estrella muy masiva que explota por colapso de núcleo), la gran liberación de materia debilita bruscamente el vínculo gravitacional y la compañera sale disparada (además del empujoncito que recibiría por la radiación de la explosión) como una piedra lanzada por una honda [3].

En lugares de gran cantidad de estrellas, como por ejemplo los cúmulos globulares [4], algunas suelen pasar muy cerca de otras y el tirón gravitacional hace que se aceleran hasta alcanzar velocidades altísimas como para escapar del cúmulo y hasta de la Galaxia. Un encuentros entre galaxias, no sólo se aceleran y escapan estrellas, sino que a veces escapan cúmulos enteros.

En el Sistema Solar, el Sol es muy dominante y las masas de los planetas y sus órbitas no favorecen los encuentros cercanos que aceleren los cuerpos para que salgan disparados hacia afuera. La manera más probable de que un planeta escape de la galaxia, es que esté vinculado a una estrella de hipervelocidad, en cuyo caso escapa llevado por su estrella. Luego, es muy improbable que un planeta o asteroide escape del sistema estelar al que pertenece. Los cometas que salen del sistema, ya vienen con órbitas abiertas (parabólicas o hiperbólicas).

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_escape
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_masas
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Honda_(arma)
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Cúmulo_globular

Fuentes:

  • Estrellas de alta velocidad en NGC 2808. – https://paolera.wordpress.com/2013/12/27/estrellas-de-alta-velocidad-en-ngc-2808/
  • Explosiones Asimétricas en Supernovas Entregan Grandes Impulsos a Estrellas de Neutrones y a Agujeros Negros. – https://paolera.wordpress.com/2013/06/04/explosiones-asimetricas-en-supernovas-entregan-grandes-impulsos-a-estrellas-de-neutrones-y-a-agujeros-negros/
  • Descubren una nueva clase de “Estrellas Híper-veloces” escapando de la galaxia – http://www.seti.cl/descubren-una-nueva-clase-de-estrellas-hiper-veloces-escapando-de-la-galaxia/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+seti%2FjYjy+%28Boinc+SETI%29
  • Planetas hiperveloces escapan de nuestra galaxia – http://www.nationalgeographic.es/noticias/ciencia/espacio/planetas-hiperveloces-escapan-de-nuestra-galaxia
  • Epic Tantrums Get Stars Kicked Out … of the Galaxy – http://www.slate.com/blogs/bad_astronomy/2014/01/16/hypervelocity_stars_normal_stars_seen_fleeing_the_galaxy.html

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