Posible origen de los asteroides tipo D-P. ¿Un quinto gigante?

Se sabe que entre Marte y Júpiter se encuentra el cinturón de asteroides o planetesimales.
Se dividen en familias y en tipos según su composición. Entre ellos, están los de tipo D y tipo P. Ambos tienen un aspecto rojizo, silicatos y probablemente hielos en su interior entre otras características que los distinguen. Se los encuentra preferentemente en la parte exterior o más alejada del cinturón asteroidal. Todo esto, sugiere una composición similar a la de los objetos transneptunianos del cinturón de Kuiper y que estos planetesimales pudieron haber migrado desde aquellos lugares en la juventud del Sistema Solar.

En aquellas épocas, el gas de la nube primordial fue expulsado por la radiación solar y quedaron los jóvenes planetas junto con cuerpos menores o planetesimales.

Ilustración de planetesimales y escombros primordiales publicada en Astromia (ver enlace).

Para entonces, las migraciones era frecuentes. De hecho, la detección de gigantes gaseosos cerca de estrellas jóvenes, donde no se podrían haber formado, demuestra que la migración puede darse en etapas tempranas, antes de lo pensado.
Se piensa que Ceres, vino como una luna de Yurus, un transneptuniano que migró hacia el interior del Sistema, fue destruido por tirones gravitatorios y dejó a Ceres en donde hoy orbita.

Según las simulaciones realizadas, en aquellas épocas había 5 gigantes: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y un planeta similar a Neptuno (¿Yurus?) y más allá los objetos helados de tipo Plutonianos. Todos en órbitas estables, comenzaron a sentir las perturbaciones e inestabilidades gravitatorias en medio de las migraciones. Este 5to. gigante participó de manera necesaria en la dispersión de los planetesimales haciendo que muchos transneptunianos lleguen a la región asteroidal de hoy en día, dando lugar a la familia D / P de asteroides.
¿Qué pasó con ese 5to. Planeta Neptuniano?; bueno, en medio de esa mudanza de objetos, sufrió un encuentro que lo destruyó o bien un encuentro cercano con júpiter lo expulsó del Sistema.
Los intrusos así reubicados, bien pudieron colisionar quedando más esparcidos con menores tamaños.

Referencias:

• Posible origen de Ceres, pdp, 1/sep./2015.
  https://paolera.wordpress.com/2015/09/01/posible-origen-de-ceres-una-luna-de-yurus-portador-de-agua/
• Familias de Asteroides, Agrupación Astronómica de Ibiza.
  http://bin.aaeivissa.com/Recortes/Familia_Asteroides.pdf

Fuente:

• CAPTURE OF TRANS-NEPTUNIAN PLANETESIMALS IN THE MAIN ASTEROID BELT, David Vokrouhlický et al.. Published 2016 July 26 • © 2016. The American Astronomical Society. All rights reserved. The Astronomical Journal, Volume 152, Number 2.
  http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/152/2/39
  

pdp.

Vía Láctea .vs. Enana de Sagitario.

En la Naturaleza las fuerzas se dan de a pares (Ana “Titina” Mocoroa). Esa es una linda manera de expresar la ley Newtoniana de acción y reacción.
Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste le responde con una fuerza igual y contraria. Así es como si le aplicamos un empujón a un elefante, éste nos responderá (involuntariamente) con la misma fuerza. Como el elefante tiene mucha más masa que nosotros, resulta que ante la misma fuerza, el animal apenas se mueve y nosotros rebotamos como una pelota.

En la interacción entre galaxias sucede lo mismo. Cada estrella de una galaxia siente la acción de cada una de las estrellas de la otra. Esta estrella les responde a cada una con una fuerza igual y contraria. Es un verdadero todos contra todos, ya que las estrellas también sienten la acción de sus compañeras de galaxia a las cuales también les responde.
De esta manera, cuando dos galaxias se encuentran, los mutuos tirones gravitatorios las deforman hasta terminar unidas en su sólo y enorme sistema estelar.
Cuando una de ellas tiene mucha menos masa que la otra, se ve completamente asimilada afectando muy poco a la más masiva (el elefante y nosotros).
Hay casos intermedios, donde la menor de ellas se lleva la peor parte, no sin dejar huellas en la mayor.

Nuestra Vía Láctea creció comiéndose a galaxias menores; como toda gran espiral.
Muestra estar alabeada; o sea que una parte de su disco está por encima del plano galáctico y la parte opuesta está por debajo. Esto es típico de un encuentro gravitacional con una vecina, pero… ¿con cuál?.
Las Nubes de Magallanes están más lejos de lo necesario y las enanas más cercanas no tienen la suficiente masa para responder con esa consecuencia.

En la región de Sagitario, se encuentra la corriente del mismo nombre.

Ilustración de David Martinez-Delgado(MPIA) & Gabriel Perez (IAC).

Se trata de una corriente de estrellas que proviene del encuentro de nuestra Galaxia con la vecina esferoidal y segunda en cercanía, la Enana de Sagitario. Nunca se sospechó de ella hasta ahora.
Los estudios sugieren que esta galaxia tenía una masa inicial de unas 60 mil millones de masas solares. Eso es un valor mayor al adoptado hasta el momento. De ser así, esta galaxia bien podría ser la responsable no sólo de “alabear” el disco de la Vía Láctea sino también de generar nuestra estructura espiral.

Referencias:

• La corriente de Sagitario, pdp, 8/jul./2015.
  https://paolera.wordpress.com/2015/07/08/la-corriente-de-sagitario/

• New Scientist, 27 July 2016,Torn-apart galaxy may be exacting revenge on the Milky Way, K. Croswell.
  https://www.newscientist.com/article/2099140-torn-apart-galaxy-may-be-exacting-revenge-on-the-milky-way/

Fuentes:

• A Tail of Two Populations: Chemo-dynamics of the Sagittarius Stream and Implications for its Original Mass, S.L.J. Gibbons et al.
  (Submitted on 4 Jul 2016).
  http://arxiv.org/abs/1607.00803

• The Sagittarius impact as an architect of spirality and outer rings in the Milky Way, Chris W. Purcell et al.,Nature477,301–303(15 September 2011).
  http://www.nature.com/nature/journal/v477/n7364/full/nature10417.html
  

pdp.

Cometas: Escombros del origen del Sistema Solar.

Los cometas son un rejunte de rocas y hielos. Esa estructura los hace frágiles e impredecibles.
Pero la duda era saber si de trata de objetos recientes, producidos por el choque de otros mayores o si eran más tempranos y antiguos.
En el primer caso, su estudio permitiría saber más sobre el objeto mayor del que provienen como escombros o restos de una gran colisión.
En el segundo caso, su estudio puede dar valiosa información del ambiente donde se formó el Sistema Solar.

Imagen del cometa C67P crédito de ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0.

Los estudios realizados por ROSETTA en C67P, entre otros, sugieren la segunda opción.
Los cometas serían reliquias del origen del Sistema Solar, restos sobrantes de cuando comenzó la formación de los Planetas. Así, su estudio permitiría saber más sobre la nube primordial de la que se formó el Sol y su séquito.
Por supuesto que entre ellos hubo colisiones. En particular, las que se produjeron a baja velocidad son las que dieron origen a los objetos en forma bilobular (de patito o maní) como la de C67P (entre otros y algunos asteroides como 216-Cleopatra)
En ese caso, los objetos intervinientes no se destrozan sino que quedan en contacto por su mutua gravedad.

Ilustración del proceso de choque a baja velocidad crédito de M. Jutzi et al.

El resto del trabajo queda en manos de la presión en el lugar de contacto y del tiempo, que se encargan de terminar de unir las partes.

Referencias:

• Colsiones a baja velocidad como origen de objetos bilobulares, pdp, 1/jun./2015.
  https://paolera.wordpress.com/2015/06/01/colisiones-a-baja-velocidad-como-origen-de-objetos-en-forma-de-mani/

Fuente:

• How comets are born, ESA/Rosetta, 28/jul./2016.
  http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/How_comets_are_born

pdp.

La ausencia de grandes cráteres cereanos.

Ceres es un protoplaneta que quedó como planeta enano.
Formado inicialmente en las regiones heladas del Sistema Solar, migró hasta donde hoy se encuentra en el cinturón de asteroides. Incluso pudo ser una luna de un planeta mayor que terminó destruido luego de llegar a la región entre Marte y Júpiter.
Así, Ceres llegó tarde al reparto de materia y asimiló poco material rocoso quedando constituido por un interior de hielos y una corteza fina de rocas y materiales más duros.
Llama la atención la poca cantidad de grandes cráteres y la completa ausencia de los enormes.

Topografía cereana. Crédito de Southwest Research Institute/Simone Marchi.

Debería tener al menos 10 cráteres de 400 Km. de diámetro y en cambio tiene algunos que no llegan a los 300 Km.. En cambio se observan depresiones a gran escala, algunas de 800 Km. de diámetro y entre 4 y 5 Km. de profundidad.
Algunos argumentan que Ceres se insertó tarde en el cinturón asteroidal, pero eso no justifica la ausencia de marcas de grandes impactos.

Ceres bien pudo sufrir una reformación o modificación de su superficie, pero esto no parece tan probable en el caso de este objeto. La explicación parece estar bajo la superficie.
En su interior, hay una mezcla de hielos y arcillas que forman una substancia fangosa bajo la corteza. Eso le da a la superficie cereana cierta capacidad de absorber los grandes impactos, como si tuviera cierta elasticidad para amortiguar los golpes. Los impactos menores llegarían a marcar la superficie dejando los pequeños cráteres observados, pero los mayores podrían dejar esas grandes depresiones o hundimientos observados en lugar de grandes cráteres.

Referencias:

• Posible origen de Ceres, pdp, 1(sep./2015.
  https://paolera.wordpress.com/2015/09/01/posible-origen-de-ceres-una-luna-de-yurus-portador-de-agua/
• Ceres sería un protoplaneta detenido en su evolución, pdp, 6/ene./2016.
  https://paolera.wordpress.com/2016/01/06/ceres-seria-un-protoplaneta/

Fuente:

• The missing large impact craters on Ceres, S. Marchi et al.,Nature Communications7,Article number:12257, 26/jul./2016.
  http://www.nature.com/ncomms/2016/160726/ncomms12257/full/ncomms12257.html
  

pdp.

El manganeso en Marte, ¿tuvo origen biológico?

Sabemos que Marte es azul debajo de su rojo suelo.
Eso se debe a la existencia de basalto, común en los planetas rocosos del Sistema Solar.

Imagen crédito de MSSS/JPL/NASA.

Con el basalto, es normal hallar algo de manganeso; óxidos de manganeso.
En varias rocas marcianas, se encontró grandes cantidades de ese tipo de óxidos, más de lo que se esperaba relacionado con el basalto. Para que se produzcan óxidos de manganeso, la roca debe disolverse en agua rica en oxígeno (disuelto en ella). Eso hace que el manganeso presente precipite concentrándose y generando los óxidos correspondientes.
Para eso, hace falta un ambiente más oxidante del que se espera de Marte.
El oxígeno en su atmósfera, alcanzó para la oxidación del suelo, pero no como para producir esa cantidad encontrada de óxidos de manganeso.
Hay dos posibles orígenes de la cantidad de oxígeno necesaria.

Se sabe del húmedo pasado marciano, con lagos, mares y océanos.
Cuando la actividad geológica comenzó a mermar, el campo magnético marciano fue disminuyendo y eso permitió que el viento solar impacte en el Planeta con menos protección. En nuestro caso, las partículas expulsadas por el Sol son desviadas por el campo magnético hacia cerca de los polos generando las conocidas Auroras.
En el caso de Marte, las moléculas de agua eran partidas en Hidrógeno y Oxígeno. Este último bien pudo quedarse en el planeta a diferencia del Hidrógeno, colaboró con la oxidación no sólo del suelo sino en la formación de óxidos de manganeso.

Se sabe que en la Tierra, la vida tuvo un florecimiento cuando unos microbios comenzaron a hacer fotosíntesis y generar oxígeno. Para muchos, las formas de vida más complejas (como la nuestra) no se habrían dado sin este proceso de enriquecimiento de oxígeno.
Luego, se puede pensar en un origen biológico del aumento del oxígeno en Marte.

Por ahora no se puede distinguir entre un origen biológico y no-biológico del aumento de oxígeno en Marte. Los estudios de laboratorio tendrán la última palabra.

Referencia:

• Marte Azul debajo del Rojo, pdp, 14/ago./2012.
  https://paolera.wordpress.com/2012/08/14/marte-azul-debajo-del-rojo/

Fuente:

• Discover,The Crux, Confessions of a Martian Rock
  By Nina Lanza, Los Alamos National Laboratory | July 25, 2016.
  http://blogs.discovermagazine.com/crux/2016/07/25/confessions-of-a-martian-rock/
  

pdp.

¿Qué inclinó al Sistema Solar?

Las órbitas de los Planetas en el Sistema Solar tienden a un plano, al plano del Sistema Solar.
Lo interesante, es que ese plano no es perpendicular al eje de rotación del Sol, o lo que es lo mismo, ese plano no coincide con el Ecuador del Sol. El eje de rotación del Sol está unos 6° inclinado respecto de la perpendicular al plano del Sistema Solar.
Se expusieron diferentes modelos para explicar esto, desde pasajes cercanos de estrellas junto al Sol, hasta interacciones del campo magnético solar con al del disco protoplanetsario.
A la colección se le suma otra idea.
Puede ser que la inclinación del eje del Sol esté intacta, y que haya sido todo el Sistema planetario el que se inclinó respecto del Ecuador solar. Para esto, el posible noveno planeta es un candidato a ser responsable.

Ilustración de Caltech/R. Hurt (IPAC)

Este objeto, tendría una órbita muy alargada que lo llevaría a 250 veces la distancia entre el Sol y nosotros. Junto con una masa de entre 5 a 20 veces la de la Tierra, este hipotético planeta no sólo podría haber alterado las órbitas de los lejanos planetas enanos por lo que se sospecha su existencia.
El noveno planeta pudo ser capturado o robado de otro sistema planetario en la juventud del nuestro, cuando el Sol pasó cerca de otra estrella.
Este planeta quedó orbitando en una trayectoria bien diferente al resto de los planetas que se formaron del disco protoplanetario del Sol. Desde ella, pudo afectar a todo el Sistema en general y no a cada planeta individualmente. Así, podría haber inclinado a todo el conjunto de planetas autóctonos del Sistema Solar.
Esto no es definitivo; es sólo un modelo que será confirmado o descartado según se observe algún día al noveno planeta y se verifique su masa y su órbita.

Referencia:

• New Science, 19 July 2016, Planet Nine may have tilted entire solar system except the sun, R. Boyle.
  https://www.newscientist.com/article/2098029-planet-nine-may-have-tilted-entire-solar-system-except-the-sun/

Fuentes:

• Solar Obliquity Induced by Planet Nine, Elizabeth Bailey et al..(Submitted on 14 Jul 2016).
  http://arxiv.org/abs/1607.03963v1

• The inclination of the planetary system relative to the solar equator may be explained by the presence of Planet 9,Rodney Gomes et al..(Submitted on 18 Jul 2016).
  http://arxiv.org/abs/1607.05111

pdp.

Una explicación para los Swoosh en los Púlsares.

Los Púlsares, son el resultado de una estrella que estalló dejando su apretado núcleo desnudo.
Ese núcleo colapsa formando una estrella de neutrones (electrones y protones unidos por el colapso) y muchos van camino a ser un agujero negro.
Sus polos magnéticos suelen no coincidir con los de su eje de rotación, y al hacerlo, modulan el gas que las rodea y ese gas emite radiación concentrada en una dirección como un faro. Su rápida rotación, hace que esos objetos del tamaño de una luna o planeta enano emitan esos pulsos cada algunos pocos segundos o fracción, a veces en milésimas de segundos.

Pero existe un raro fenómeno conocido como Swoosh o silbido.
En algunos pulsares, como por ejemplo en B1859+07, se detecta que los pulsos se adelantan y luego de unos minutos se normalizan para luego repetir ese proceso.
Eso suele ser evidencia de un objeto compañero al pulsar.
En este caso, ese compañero está muy cercano y por lo tanto orbitarían entre ellos a velocidades cercanas a la de la luz. Recordemos que los cuerpos se mueven más rápido a medida que se acercan por el principio de conservación del momento angular; el mismo que hace que un patinador gire más rápido al juntar sus brazos al cuerpo.
Pero a esa velocidad, el compañero debería despedazarse por el tirón gravitacional del pulsar y por la acción de la rápida rotación mutua. Una solución podría ser la dada por un agujero negro no muy grande, el cual tiene la propiedad de no desarmarse; pero ese es poco probable.

Ilustración crédito de NASA/Caltech.

Se sabe que los pulsares suelen estar acompañados por enanas blancas; resto evolutivo de estrellas de tipo solar. Se sabe también que en esa mutua rotación, hay fricciones con el material que rodea al pulsar, por lo que van decayendo. Así van aumentando su velocidad a medida que se acercan y la enana se desarma.
Luego, es muy probable que el Swoosh detectado, se deba a las etapas tardías (casi finales) de un pulsar acompañado del núcleo de lo que fue su enana blanca compañera, ya casi a punto de unirse.

Referencia:

• New Scientist, 15 July 2016, Mysterious swoosh caused by pulsars hugging companions close, J. Sokol.
  https://www.newscientist.com/article/2097678-mysterious-swoosh-caused-by-pulsars-hugging-companions-close/

Fuente:

• Quasi-Periodicities in the Anomalous Emission Events in Pulsars B1859+07 and B0919+06, Haley M. Wahl et al., 6/jul./2016.
  https://arxiv.org/abs/1607.01737v1

pdp.

V883 Ori y su región helada.

En los discos protoplanetarios, hay gas, polvo y hielos. Todo proveniente de una nube de materia dejada por una estrella que explotó.
Cuando en el centro de ese disco, una joven estrella irradia energía, ésta se encarga disipar los gases y hielos hacia las regiones más lejanas del disco. Eso explica por qué los planetas rocosas están más cerca. Los helados y gaseosos, se forman más lejos, pudiendo migrar hacia adentro. En las partes más alejadas quedan los restos helados,

A casi 1400 años luz de nosotros, cerca de la nebulosa de Orión, cuna de estrellas, se encuentra V883 Ori, una protoestrella de poco más de una masa solar. Está rodeada de materia. A unas 42 veces la distancia entre la Tierra-Sol (42 Unidades Astronómicas) tiene una región de hielos de agua. Esa distancia equivale a la cual se encuentra Plutón y los helados miembros transneptunianos del cinturón de Kuiper.

Imagen en radio-ondas de V883 Ori. Se aprecia en color anaranjado la línea de hielos de agua. En el perfil de intensidad se señala la ubicación de los hielos entre la parte interna y externa del disco circumestelar. Crédito de  L. A. Cieza et al.

La protoestrella muestra erupciones debido a la caída de materia que aún se da en ella. Se espera que esta estrella naciente siga evolucionando hasta llegar a ser estable y tener planetas.

Fuente:

• Imaging the water snow-line during a protostellar outburst, Lucas A. Cieza et al., Nature535,258–261(14 July 2016).
  http://www.nature.com/nature/journal/v535/n7611/full/nature18612.html
  

pdp.

Efectos de la fuerza de arrastre en el cúmulo de Virgo.

La fuerza o presión (fuerza por unidad de superficie) de arrastre, es lo que siente un cuerpo o sistema que se mueve en un medio contra el que interactúa o fricciona.
Las galaxias viven en cúmulos de ellas. Así como en ellas hay material interestelar, dentro del cúmulo hay material intracumular. Cuando las galaxias viajan dentro del cúmulo, sienten el arrastre de moverse en ese medio, el que para las dimensiones galácticas, no está tan vacío.

La materia intracumular interacciona con la interestelar dentro de las galaxias generando estructuras de diferentes tipos.

Imágenes publicadas en el trabajo de A. Abramson et al.

Veamos los casos de las galaxias NGC 4522 y 4402 viajando en el medio intracumnular del cúmulo de Virgo. Ambas interaccionan casi de plano con el medio intracumular.
Ambas muestran deformaciones debido al arrastre. Muestran un plano galáctico algo doblado hacia atrás del movimiento en el medio.
En algunas regiones de observa el brote de estrellas jóvenes debido a la compresión de materia que se produce favoreciendo el colapso del gas. En un caso estas estrellas están en regiones de frente al movimiento, y en otro caso en regiones en la dirección opuesta el movimiento. Plumas de polvo hacia afuera del plano. Brazos de gas y estrellas en direcciones que no pertenecen al plano galáctico y hacia atrás del movimiento.

Fuente:

• HST IMAGING OF DUST STRUCTURES AND STARS IN THE RAM PRESSURE STRIPPED VIRGO SPIRALS NGC 4402 AND NGC 4522: STRIPPED FROM THE OUTSIDE IN WITH DENSE CLOUD DECOUPLING, A. Abramson et al..
  Published 2016 July 12 • © 2016. The American Astronomical Society. All rights reserved. The Astronomical Journal, Volume 152, Number 2.
  http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/152/2/32
  Todo el PDF en: https://arxiv.org/pdf/1604.01883v1.pdf

pdp.

Se observa el pandeo en galaxias espirales.

Las galaxias espirales tienen una estructura central conocida como “bulbo”, incluso la nuestra.
La mayoría tiene el bulbo en forma alargada, en forma de “maní con cáscara” e incluso nuestra galaxia lo tiene en forma de “X”.

NGC 4560, crédito GALEX. Imagen en Wikipedia.

Eso se debe a que las estrellas del bulbo, alargan sus órbitas y van alterando sus inclinaciones las que inicialmente son al azar. Esto está relacionado con la generación de barras que atraviesan el centro de la galaxia y luego se inclinan respecto del plano.
Estas estructuras sufren inestabilidades “perpendiculares” debidas a que ceden bajo su propio peso o gravedad, por lo que terminan generando un pandeo de la región vecina al centro galáctico.
El pandeo, es una deformación elástica que pueden sufrir las estructuras de diferentes tipos. En este caso, ese pandeo en las vecindades del centro de la galaxia, se manifiesta en un ladeo del plano galáctico de esa zona, como las alas de un sombrero.
Esto suele suceder en ciento se millones de años. Poco tiempo a escala galáctica, pero mucho a escala Humana para poder observarlo en progreso. Las investigaciones indican que se pueden dar pandeos de hasta 45º en muchas espirales.
Todo esto fue observado y predicho en simulaciones numéricas, faltando la evidencia observacional que corrobore los modelos… hasta hoy.

Sucede que en las galaxias NGC 4569 y NGC 3227, se puede observar “en vivo” este efecto de pandeo en progreso en el centro de ellas.

Referencia:

• El bulbo de la Vía Láctea tiene forma de X, pdp, 21/jun./2016.
  https://paolera.wordpress.com/2016/06/21/el-bulbo-central-de-la-via-lactea-tiene-forma-de-x/
• New Science, 13 July 2016, Milky Way’s bulge may have been formed by the galaxy buckling, J. Aaron.
  https://www.newscientist.com/article/2097181-milky-ways-bulge-may-have-been-formed-by-the-galaxy-buckling/

Fuente:

• CAUGHT IN THE ACT: DIRECT DETECTION OF GALACTIC BARS IN THE BUCKLING PHASE, Peter Erwin et al., 6/jul./2016.
  http://arxiv.org/pdf/1607.01290v1.pdf