Archivo mensual: enero 2017

La Tierra podría estar generando agua propia.

El origen del agua en la Tierra es un misterio que se va aclarando.
Pero es cierto que el agua en nuestro Planeta es más antigua que Él, ya que estaba presente en la nube de materia de la cual se formó el Sistema Solar.
Las primeras teorías decían que el agua en la Tierra debió provenir del espacio, ya que se debería haber evaporado al exterior en los infernales orígenes de nuestro Planeta. Así, este vital líquido debió venir de cometas o asteroides que cayeron en Casa.
Pero resulta que hay diferentes “sabores” de agua según la cantidad de deuterio que contenga. Analizando este elemento en los hielos de agua en cometas y asteroides, se encontró que el agua en la Tierra es más parecida a la que se encuentra en los asteroides (pdp, 10/dic./2014, Rosetta complica el origen del agua en la Tierra, https://paolera.wordpress.com/2014/12/10/rosetta-complica-el-origen-del-agua-en-la-tierra/). De ser así, debieron caer gran cantidad asteroides ya que no son muy ricos en agua. Incluso, parece que trajeron agua antes de lo pensado, en la épocas tempranas de la formación de la Tierra (M. Fischer et al., Nature 541, 525–527, Ruthenium isotopic evidence for an inner Solar System origin of the late veneer, http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature21045.html).

Luego se encontró evidencias de agua a 1000 Kms. de profundidad, eso es casi la tercera parte de la distancia al centro de la Tierra (A. Coghlan, New Scientist, 23/nov./2016, Deepest water found 1000km down, a third of way to Earth’s core, https://www.newscientist.com/article/mg23231014-700-deepest-water-found-1000km-down-a-third-of-way-to-earths-core/).
O el agua tiene un ciclo más profundo de lo pensado o habría agua autóctona de nuestro Planeta.

Parece que la Tierra es capaz de generar su propia agua (A. Coghlan, New Scientist, 27 January 2017, Planet Earth makes its own water from scratch deep in the mantle, https://www.newscientist.com/article/2119475-planet-earth-makes-its-own-water-from-scratch-deep-in-the-mantle/).
A grandes profundidades, el agua debe soportar grandes temperaturas y presiones, incluso se supone que puede ser causante de los terremotos a cientos de kilómetros de profundidad cuyo origen aún no se explica.
A esas profundidades, en el manto terrestre, las condiciones pueden hacer que el hidrógeno líquido reaccione con el silicio formando agua e hidruro de silicio.

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Imagen © 2016 Elsevier B.V.

Luego, ese agua puede llegar a la superficie por varios caminos; por ejemplo, en forma de vapor en erupciones volcánicas para luego condensarse en la atmósfera y precipitar.
Si esta teoría es correcta, actualmente se podría estar formando agua en el interior terrestre y tal vez en otros cuerpos del Sistema Solar.

Ahora se agrega este proceso como origen del agua en la Tierra. Habrá que ver si éste desplaza al del agua traída desde el espacio exterior. Tal vez se dieron ambos procesos, en cuyo caso habrá que evaluar cuál de ellos colaboró más o fue más eficiente en hacer que la Tierra sea un planeta rico en agua.

Fuente:

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La formación de Rheasilvia habría dado origen a una nueva generación de asteroides.

Los asteroides son escombros producidos por colisiones.
El estudio de sus composiciones nos da información de los elementos presentes en el antiguo Sistema Solar. Así es como son clasificados por los elementos que se encuentran en ellos.
Por suerte no hay que ir a buscarlos, muchos caen en forma de meteoritos o micrometeoritos. Al estudiarlos, no sólo podemos saber de qué están hechos, sino estimar su edad, y así vamos armando la historia de la química presente en el Sistema Solar.

Los hallados con edades superiores a los 470 millones de años, tienen todos una composición similar. Catalogados como condritas primitivas, componen entre el 15% al 34% de los meteoritos caídos a la Tierra hasta aquellas épocas. Pero los hallados con edades más recientes que esos 470 millones de años, muestran una gran diferencias con las condritas primitivas y sólo el 0,45 % de ellos comparten la composición de aquellas condritas.
Todo sugiere que algo cambió la abundancia de las diferentes clases de meteoritos.
Como su origen es colisional, pues bien, una colisión debió entregar al espacio a esta generación de escombros más jóvenes que aquella. Si observamos los objetos del sistema Solar, notaremos que en Vesta, hay un gran cráter de impacto de unos 500 Kms. de diámetro, del que se supone se lanzó al espacio el 1% de la masa de este asteroide casi planeta enano.

File:Rheasilvia and Veneneia.jpg

Topografía de Vesta, crédito de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI.

En esta imagen en falso color de Vesta, los colores indican diferencias de alturas en el terreno. Puede apreciarse el gran tamaño del cráter Rheasilvia de 500 Kms. de ancho, que se solapa con Veneneia de 400 Kms (https://es.wikipedia.org/wiki/Rheasilvia).
La formación de Rheasilvia lanzó al espacio diferentes tamaños de escombros, los cuales son probablemente los que dieron origen a una generación de meteoritos de diferente composición que las condritas clásicas.

Referencias:

Fuente:

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Las estadísticas de mi blog.

La Estadística, es de las Matemáticas aplicadas la que me resulta más subjetiva.
Como me comentó mi amigo Sergio Daniel Ioppolo, “Si 10 personas tienen 10 sánguches, para la Estadística tiene un sánguche cada persona…”
Pero es innegable su utilidad.
En mi blog suelo publicar artículos de diferentes ramas de la Ciencia. Si bien soy astrónomo, me interesa un poco de todo y publico en consecuencia de todo un poco y con mayor abundancia en el área astronómica.

Las estadísticas de mi blog indican en general, una gran cantidad de lecturas de temas relacionados con la Astronomía, lo que es lógico, ya que esos artículos son los más abundantes.
Pero lo curioso se da en verano, en todos ellos.
Para esa época del año las visitas crecen en número, más que en invierno, y la mayor cantidad de artículos leídos se da en dos artículos que no son precisamente de Astronomía.

38270365El de mayor lectura se trata de los huevos que suelen hallarse en la playa (pdp, 10/feb./2011, https://paolera.wordpress.com/2011/02/10/esos-huevos-que-aparecen-en-la-playa/).

 

 

guinessEl que le sigue, explica el por qué de la bolita en la lata de cerveza Guinness (pdp, 10/mar./2011, https://paolera.wordpress.com/2011/03/10/el-propsito-de-la-bolita-de-la-lata-de-la-cerveza-guinness/)
(foto guinness)

La estadística sugiere que en verano mucha gente va las playas donde encuentran esos curiosos huevos y buscan en la red cuál es su naturaleza.
También, parece que se toma más cerveza.

NOTA: la cerveza Guinness es marca registrada a nombre de sus responsables y se la nombra con fines ilustrativos. No se pretende hacer publicidad del producto.

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Anisotropía en la morfología de galaxias.

La isotropía es la cualidad por la que se mide o se dan las mismas propiedades de algo en cualquier dirección en que se observe.
Así es como el Universo Local, se supone isotrópico, es decir que en todas direcciones tiene las mismas propiedades físicas. El Principio Cosmológico apoya esta idea. Este principio dice que todo punto puede ser considerado como el centro del Universo; luego, el Big-Bang se dio en todas partes al mismo tiempo, ya que todo se aleja visto desde todo punto sin importar cuál (pdp, 20/jun./2014, https://paolera.wordpress.com/2014/06/20/el-principio-cosmologico/).
Luego se espera la existencia de isotropía, de lo contrario habría lugares preferenciales desde los cuales se medirían o se observarían diferentes características del Universo.

La morfología de las galaxias (tipos o formas de galaxias) depende de las condiciones dadas en su nacimiento o formación, no está relacionada con su evolución.
Las primeras galaxias tendían a ser pequeñas y su fusión dio origen a las mayores. Dependiendo de las condiciones en esa fusión, se fueron dando las diferentes morfologías. Por ejemplo, las grandes espirales crecieron asimilando galaxias menores, aunque aún no se comprenda completamente el mecanismo de la formación de los brazos. Las enormes elípticas resultarían de la fusión de grandes galaxias; de hecho se piensa que la futura fusión entre M31 (la galaxia de Andrómeda) y la Vía Láctea, dará origen a una elíptica de gran tamaño. Por supuesto que también fue la fusión el origen de las que tienen formas más caprichosas o las irregulares, muchas de las cuales aún están en proceso de asimilación y no llegaron a su estado final.
Luego de su formación y de establecerse su morfología final o definitiva, su evolución como ejemplar de ese tipo, depende de cómo genere estrellas, de cómo consume el gas o lo adquiera de sus vecindades, pero no cambiará su tipo a menos que sufra otra asimilación.
De esta manera y suponiendo isotropía en el Universo local, se espera que se observe una variedad bien distribuida de morfologías galácticas; o sea, diferentes y tipos de galaxias en cualquier dirección que se observe.

Se dividió el cielo en regiones y se hizo un conteo de diferentes tipos de galaxias hasta 600 millones de años luz de distancia. Para sorpresa, se halló anisotropía en la morfología de las galaxias, es decir que en ciertas direcciones hay más galaxias de un tipo en en otras.

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Uno de los histogramas obtenidos de conteos de diferentes tipos de galaxias en una dirección publicados en el trabajo de

Behnam Javanmardi and Pavel Kroupa.

Esto supone un reto para las teorías evolutivas del Universo. Parece que no en todas partes se dieron las mismas variedades de condiciones para la formación de galaxias. El mismo Principio Cosmológico sufre las repercusiones de esto. De ser así, habrá que revisar las ideas de isotropía, pero el Principio Cosmológico seguirá valiendo como una buena aproximación a algo más complejo (pdp, 08/nov./2016, https://paolera.wordpress.com/2016/11/08/el-principio-cosmologico-es-una-primera-aproximacion-luego-vale/)
La otra opción, claro está, es que haya una sistemática tendencia en la clasificación de las galaxias observadas; digamos… un cierto tipo de error.

Fuente:

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Las grandes nubes alrededor de M31.

No hay problema en ejercer la Astronomía sin ser astrónomo profesional.
De hecho, muchos profesionales comenzaron siendo aficionados, y más, muchos aficionados a la Astronomía realizan excelentes trabajos observacionales.
Por este motivo, dedico este artículo a la memoria del Sr. Mario Vattuone; un aficionado a la Astronomía que era un verdadero “pope” en la observación y medición de estrellas variables y de quien tomé un curso de Astronomía General en mi épocas de aficionado.

Si obtenemos un espectro de distribución de la energía del Hidrógeno, veremos que ésta se reparte de una manera discreta, mostrando líneas en determinadas longitudes de onda. A la línea de mayor longitud de onda se la llama H-alfa.

File:Emission spectrum-H.svg

Imagen de líneas del espectro del Hidrógeno. H-alfa es la primera de la derecha, la más roja. Imagen crédito de Merikanto, Adrignola publicada en Wikipedia.

La galaxia de Andrómeda (M31) es una espiral similar y vecina a la nuestra.

Andromeda and weird clouds

Imagen de M31 crédito de Rogelio Bernal Andreo publicada en Slate, Bad Astronomy.

Por su tamaño y cercanía de 2,5 millones de años luz, es visible a simple vista (si el cielo lo permite).
Esta imagen es la composición de varias tomadas en diferentes longitudes de onda (colores) para apreciar mejor todas sus características. Rodeando a la galaxia, se puede observar la existencia de nubes rojizas, se las detectó en la longitud de onda de H-alfa, una luz invisible para nuestro ojo, pero detectable con elementos sensibles a esa longitud de onda. Eso implica que tienen una cierta temperatura. Son muy tenues, por lo que se tuvo que intensificar esa parte de la imagen para poder observarlas con claridad.
Es muy improbable que esas nubes estén rodeando a Andrómeda. De ser así, para cubrir esa región del cielo a esa distancia, deberían ser tremendamente enormes; cosa que muy difícil de ser.
Lo más probable es que esas nubes sean locales, que estén en nuestra Galaxia.
Se trata sin duda de nubes de Hidrógeno calientes. La pregunta es: ¿por qué brillan?, ¿qué las calienta para que emitan luz en H-alfa?.
Una explicación sería que esas nubes están chocando con gas de mucha menor densidad, por eso no se lo observa. En ese encuentro, hay fricción, y donde hay fricción se genera calor a costa de la energía cinética o de movimiento. Así, esas nubes se frenan y se calientan emitiendo en H-alfa.

Referencia:

Fuente:

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Formación estelar en brazos espirales y espolones.

Dentro de las morfologías de galaxias, las más llamativas suelen ser las espirales.
Para que se formen esos brazos, deben darse ciertas condiciones.
La materia no debe estar distribuida de manera uniforme y debe haber una rotación diferencial, es decir que, la rotación es más lenta a medida que nos alejamos del centro. Sin esas dos condiciones, no hay espirales.
Los brazos espirales resaltan a la vista. Eso hace pensar que allí hay mayor cantidad de estrellas que en otras partes de la galaxia. Pero no es así. Si bien es cierto que se destacan por ser regiones luminosas, en ellos no hay más estrellas. Sucede que en los brazos espirales hay muchas estrellas jóvenes y brillantes; los brazos espirales son cuna de estrellas. Eso los hace resaltar respecto del resto de la galaxia dando la apariencia de estar más poblados de estrellas.
Como las galaxias se formaron desde su centro, es lógico hallar en esas regiones muchas estrellas evolucionadas. Con el tiempo, se fueron consolidando las partes exteriores y luego comenzó allí la formación de estrellas más jóvenes que las de las regiones centrales.

Pero la gran pregunta es: ¿cómo se originan esos brazos?
Bien, el proceso no está totalmente entendido, pero se trata de ondas que se propagan en un disco de materia bajo la acción de la rotación diferencial. En estos brazos, se favorece la formación de estrellas, las cuales luego de nacer los abandonan. Para que se forman estrellas, debe darse que el gas esté frío (al menos no muy caliente para que la agitación impida el colapso) y se debe contar con la ayuda de procesos que colaboren con el colapso de ese gas. En los brazos, se dan esas condiciones ya que las ondas tienden a colapsar el gas.
Para el estudio de los brazos y sus propiedades, a veces es bueno observaros desde adentro, como en el caso de la Vía Láctea; y a veces desde afuera, como en el caso de otras grandes galaxias espirales.
Para eso se observó la relativamente cercana galaxia M51, familiarmente conocida como “galaxia remolino”.

Messier51.jpg

Imagen de M51 publicasa eb Wikipedia crédito de NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)

A lo largo de los brazos espirales, hay estructuras alargadas, como en forma de espolón, perpendiculares a ellos, donde también se da el nacimiento estelar. Esto no es un detalle menor. Hay evidencias de formación estelar reciente o en curso en esas espolones, donde el gas tiene las mismas propiedades que el que está en los brazos. No hay tendencias a determinadas edades en las estrellas de los brazos o de los espolones.
Todo indica que hay otros procesos además de los involucrados en los brazos, que dan origen a la formación de estrellas en los espolones, y esos procesos se sostienen a lo largo de grandes escalas de tiempo.
Luego, la relación entre brazos y estrellas jóvenes no está aclarada totalmente.

espolonesbrazos

Detalle de M51 donde se aprecia los espolones (regiones en rojo) y parte de un brazo ({arm} en color azul). Imagen publicada en el trabajo de Eva Schinnerer et al.

 Artículo relacionado:

Fuente:

  • Accepted version, 09/jan./2017, The PdBI Arcsecond Whirlpool Survey (PAWS).
    The Role of Spiral Arms in Cloud and Star Formation, Eva Schinnerer et al.
    https://arxiv.org/pdf/1701.02184v1.pdf

pdp.

Estrellas hipergigantes amarillas, la nebulosa de huevo frito.

La masa de una estrella, es la única variable independiente que determina la evolución y comportamiento de una estrella.
Así es como las de tipo solar llevan vidas largas y tranquilas (unos 10 mil millones de años), y las masivas son vigorosas y de corta existencia (algunos millones de años).
Entre las masivas, están las hipergigantes amarillas. Son estrellas escasas, de más de 20 veces la masa del Sol, 500 mil veces su luminosidad y casi 500 veces su tamaño.
A lo largo de su vida, van soltando materia al exterior en forma de vientos estelares, generando envolturas esféricas. Las hipergigantes amarillas duran entre 100 y 1000 años y son la fase previa a las variables luminosas azules, las que luego se transforman en evolucionadas estrellas de tipo Wolf-Rayet y finalmente terminan en un evento de supernova.
Dos ejemplos de hipergihgantes amarillas lo dan las estrellas Rho Cassiopea (pdp 30/dic./2013 – https://paolera.wordpress.com/2013/12/30/la-hipergigante-amarilla-rho-cas/) y la catalogada como IRAS 17163-3907 en Escorpio. Esta última es la progenitora de la nebulosa huevo frito.

File:Fried Egg Nebula.jpg

Imagen de la nebulosa huevo frito publicada en Wikipedia, crédito de ESO/E. Lagadec.

IRAS 17163, fue eliminando materia a razón de casi diez milésimas de masa solar al año. En los últimos siglos generó la conocida nebulosa que la rodea dentro de un radio de casi 4000 veces el radio de la órbita terrestre, involucrando 4 centésimas de masas solares y expandiéndose a casi 100 Kms./seg..
Hay evidencias de una estructura fría de mayor tamaño, la que tendría unas 7 veces la masa del Sol.
Evidentemente, esta nebulosa que rodea la estrella, que es producto de la materia expulsada en su evolución como estrella masiva, afectará la forma y evolución del futuro remanente de supernova cuando ésta estalle.

Fuente:

pdp.