Archivo mensual: marzo 2018

NGC 1052-DF2, una galaxia sin materia obscura.

La elusiva materia obscura sigue dando de qué hablar, o mejor dicho en qué pensar.
Es la responsable de que las grandes estructuras galácticas se mantengan unidas, sin ella se desarmarían.
Las estrellas más alejadas de los núcleos galácticos, se mueven más rápido que lo predicho por las leyes de la dinámica. Luego, deberían escaparse en un proceso donde la galaxias se desmenuzan. Pero se mantienen armadas. O bien están equivocadas nuestras expresiones dinámicas, o hay una materia que a través de la acción gravitatoria mantiene armadas a las galaxias. Esta materia recibe el nombre de obscura ya que no se la observa, sólo se la detecta gravitacionalmente en galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras mayores.

Esta materia parece haber sido menos influyente en el pasado, en los orígenes del Universo.
Observando galaxias lejanas, y por lo tanto como cuando eran jóvenes debido al tiempo que tarda su luz en llegarnos, se detectó que sus regiones exteriores no rotaban tan rápido como en las más cercanas y actuales. Así, en los albores del Universo, la materia obscura habría colapsado más tarde que la ordinaria (pdp, 15/mar./2017, La materia obscura era menos influyente en la juventud del Universo, https://paolera.wordpress.com/2017/03/15/la-materia-obscura-era-menos-influyente-en-la-juventud-del-universo/).

Para agregarle más misterio a este caso, se detectó una galaxia no tan lejana como las anteriores comentadas, con poca o casi nada de materia obscura.
Se trata de la gran galaxia ultradifusa difusa NGC 1052-DF2 a 65 millones de años luz de nosotros. Tiene un tamaño superior a la Vía Láctea y 250 veces menos estrellas que la nuestra; eso le da su apariencia difusa, casi fantasmal, que permite observar sin problemas otras galaxias que están detrás de ella.

Imagen de la galaxia ultradifusa NGC 1052-DF2, crédito de NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Las medidas de los movimientos de los cúmulos que la rodean, no necesitan de la corrección por la existencia de materia obscura; o sea que se aplican sin problema las leyes de la dinámica tales como siempre se aplicaron. De esta manera, hay evidencias de casi nada de materia obscura en esa galaxia.
Se conjetura con dos motivos que llevaron a esta situación.
Puede que una brusca formación de estrella masivas y vigorosas expulsó la materia obscura de la galaxia; o que la presencia de la elíptica vecina a ella provocó el escape de esa materia.
Como sea, esto demuestra que la materia obscura se relaciona solamente en forma gravitacional con las galaxias y puede ser separadas de ellas.

Obviamente que hay que seguir observando y buscando más galaxias pobres en materia obscura. Para eso se están analizando otras 23 galaxias ultradifusas de las cuales 3 de ellas parecen tener las mismas propiedades que NGC 1052-DF2.

Referencia:

Fuente:

pdp.

El extraño Khatyrka, ¿un fragmento de 89 Luisa?

En el año 2011, en Khatyrka, Rusia, se halló un pequeño meteorito muy particular.
Con una masa de 0,1 grs., esta piedrita estuvo enterrada unos 7000 años antes de ser descubierta y se la bautizó como el lugar donde se la halló: Khatyrka.
Su análisis arrojó un resultado sorprendente, tiene un cristal (en realidad un cuasi-cristal) de simetría de 5to. orden. Este tipo de estructuras cristalinas son muy raras y difíciles de encontrar, casi prohibidas. En otras palabras, podremos encontrar cristales de órdenes de simetría 2, 3, 4, 6; pero no de 5, 7 o superiores (CSIC, Cristalografía, Simetría de los cristales: Teorema de restricción cristalográfica, http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/).

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Imagen del fragmento de Khatyrka analizado y de la simetría de 5to. orden, crédto: Asimow et al.

Los análisis muestran que Khatyrka sufrió un gran estrés sometido a altas presiones y temperaturas, hace unos 600 millones de años, lo que seguramente habría generado esa simetría de 5to. orden como luego se verificó en laboratorio.
También hay evidencias de que estuvo unos 2 millones a 4 millones de años expuesta a rayos cósmicos; esa lluvia de partículas atómicas que vagan por el espacio.
Más; la composición básica de Khatyrka es similar a la del asteroide 89 Luisa.

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Imagen del asteroide 89 Luisa de 150 Kms. de ancho crédito de:  ESO/Vernazza et al.

Este asteroide, está acompañado de escombros los que seguramente se generaron por una colisión con otro objeto.

Sabiendo que los meteoritos suelen ser fragmentos de asteroides, podemos imaginar que hace unos 600 millones de años, 89 Luisa chocó con otro asteroide. En ese impacto se alteró la estructura íntima de algunas de sus partes dando origen a las formaciones cristalinas de 5to. orden.
Más tarde, hace 2 millones a 4 millones de años, Luisa volvió a sufrir un impacto del que nació el objeto que contenía a Khatyrka. Luego de estar ese tiempo expuesto en el espacio, cayó en la Tierra y apareció Khatyrka, como lo único que sobrevivió a la entrada, quedó enterrado durante 7000 años hasta ser descubierto.

La historia es muy posible, sólo una una muestra de 89 Luisa podría confirmarla.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Los rápidos transitorios luminosos.

Las estrellas supernovas son la colosal muerte se estrellas masivas o que recibieron mucha masa de una donante (https://es.wikipedia.org/wiki/Supernova).
Las estrellas mantienen un equilibrio entre la autogravitación y la presión de radiación, ambas la mantienen sin colapsar ni expandirse en forma explosiva.
Cuando la masa aumenta por alguna razón, o su presión de radiación disminuye, la estrella colapsa, se derrumba sobre ella misma. En ese evento la presión aumenta bruscamente en su centro y se libera una gran cantidad de energía produciendo un brillo como el de toda la galaxia donde vive la estrella. Se produce así el evento de supernova, evento en el que se retorna al espacio gases y polvo del que nacen nuevas estrellas y planetas.

Las hay de tipo Ia.
Esta clase se produce cuando una estrella evolucionada, una enana blanca, recibe materia de una compañera gigante roja. Llega un momento en que supera el límite de masa que puede soportar y colapsa.

Video: Type Ia Supernova When a White Dwarf Steals Material from Companion

Subido el 23 mar. 2018

Otro caso de supernova de tipo Ia, es aquella cuando dos enanas blancas colisionan.

Video: Type Ia Supernova from a White Dwarf Merger.

Subido el 23 mar. 2018

Las de tipo II, son aquellas gigantes masivas que colapsan bajo la autogravitación que ya no puede ser equilibrada por la radiación.

Video: Core Collapse Supernova.

Subido el 23 mar. 2018

Pero hay un tipo de supernova que es una variedad del tipo II. Son la supernovas conocidas como rápidos transitorios luminosos (FELT – Fast Evolving Luminous Transient).
Un tiempo antes del evento, la estrella libera gas y polvo a sus vecindades. Cuando se produce la supernova, la energía liberada interactúa con el material a su alrededor y éste se excita brillando rápidamente. Este fulgor puede durar unos 30 días, lo que es poco tiempo comparado con la duración de otras supernovas que pueden durar meses.
Luego, la estrella se desarma dejando un remanente de material caliente abriéndose en forma explosiva.

Video: Felt Supernova.

Subido el 23 mar. 2018

Fuente:

pdp.

 

 

Bastante agua en el sistema TRAPPIST-1.

El sistema planetario TRAPPIST-1, es un compacto sistema de planetas rocosos a casi 40 años luz de casa.
La estrella es una enana de baja temperatura (de tipo M8 V) algo más grande que Júpiter. Los siete planetas que la rodean, están comprendidos dentro de una distancia menor a la que separa Mercuruio del Sol. El tamaño del sistema es comparable a la distancia que hay entre Júpiter y su luna Calisto.

El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar y los satélites galileanos de Júpiter (NASA/JPL-Caltech).

Comparación del sistema en TRAPPIST-1 con el Sistema Solar y los satélites Jovianos, crédito de  (NASA/JPL-Caltech).

El estudio de los sistemas planetarios en otras estrellas, nos permite entender mejor el origen de éstos y comprender mejor el nuestro.
La masa de los planetas es estimada en base a la gravitación necesaria para tenerlos en la órbita que están en una estrella de ese tipo (tercera ley de Kepler – https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kepler). Con este dato y estimando el radio del planeta, se puede tener una valor de su densidad, y por lo tanto, de la composición básica de éste.
Este estudio sugiere la existencia de agua, líquida y en forma de hielo en los planetas de TARPPIST-1.
Los dos primeros son algo menos que un 15% de agua, lo que ya es más que la Tierra; cientos de veces más.
El 5to. y el 6to planeta son más de un 50% agua. En particular, el 5to planeta tendría agua hasta una profundidad de 200 Kms., eso es más profundo que las fosa de las Marianas, la mayor profundidad oceánica Terrestre. Luego, este planeta tendría hielos hasta unos 2300 Kms. bajo su superficie, eso es hasta casi la mitad de su radio.

Composición de TRAPPIST-1f, crédito: C. UNTERBORN ET AL/NATURE ASTRONOMY 2018

Esto demuestra que los más abundantes en agua se formaron más allá de la región de hielos primordiales, mientras que los otros lo hicieron dentro de ella.

Referencias:

Fuente:

pdp.

Lo que nos dejó la misión Cassini.

La misión Cassini a Saturno ha concluído y nos ha dejado muchas enseñanzas sobre el coloso de los anillos (https://es.wikipedia.org/wiki/Cassini-Huygens).

File:Cassini Saturn Orbit Insertion.jpg

Ilustración crédito: NASA – JPL.

Titán es la mayor luna de Saturno y por un tiempo se pensó que era la mayor de todo el Sistema Solar, título que hoy ostenta la joviana Ganímedes que supera a la anterior por apenas 100 Kms.
Cassini soltó sobre Titán a la sonda Huygens, la que envió a Casa no sólo imágenes de esa luna sino sonidos captados durante su descenso (pdp, 11/oct./2012, Sonidos e imágenes desde Titán, https://paolera.wordpress.com/2012/10/11/sonidos-e-imgenes-desde-titn/; ESA, Sounds of an allien world, http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cassini-Huygens/Sounds_of_an_alien_world).

Cassini nos enseñó que:
Las nubes en la atmósfera de Saturno no más profundas de lo pensado.
Los anillos interiores se desgranan sobre el Planeta, en particular el anillo D.
Algunos sectores de los anillos aparecen rojizos, lo que posiblemente se deba a la presencia de material orgánico del mismo tipo que el que le da color a los vegetales (zanahoria y tomate por ejemplo)
Los lagos y mares de Metano en Titán, no burbujean por liberación de Nitrógeno como se pensaba (pdp, 30/mar./2016, Lagos efervecentes en Titán…, https://paolera.wordpress.com/2016/03/30/lagos-efervescentes-en-titan-e-islas-que-desaparecen/); lo observado es el reflejo de la luz Solar en olas de considerable tamaño.
Las emanaciones de agua desde la luna Encelado se producen por “masajes” gravitatorios desde el Planeta, los que calientan su interior por las fricciones así producidas y genera grietas en la corteza. Estas “plumas” están potenciadas por la luna Dione, la que gravitatoriamente colabora abriendo más las grietas.

Quedan alguna dudas.
¿Dione también presenta eyecciones de agua como Encelado?
¿Por qué los lagos más pequeños de Titán está llenos de Metano puro en lugar de mostrar una mezcla de hidrocarburos?

Referencia:

pdp.

El flash central durante las ocultaciones.

En un eclipse total de Luna, Ésta entra completamente en el cono de sombra de la Tierra.
En esa situación, desde la Tierra, vemos a la Luna de color rojizo; la conocida Luna de sangre.

Fotografía de la Luna captada durante la fase total del eclipse la madrugada del miércoles, 31 de enero de 2018, desde la ciudad de Tucson en el estado de Arizona, Estados Unidos. La imagen fue hecha con una cámara Nikon D850 a 1,3 segundos y 200 de ISO.
Crédito: Eliot Herman – imagen de El Universo Hoy

Sucede que cuando la Tierra se interpone entre la Luna y el Sol, los rayos solares interactúan con la atmósfera de nuestro Planeta. La luz azul se dispersa y la roja se refracta. En ese proceso, la luz roja se enfoca hacia dentro del cono de sombra llenándolo de luz roja, la misma que se refleja en la Luna dándole el aspecto rojizo que observamos.
Si nos paramos en la Luna durante un eclipse total de Luna y vemos hacia la Tierra, veremos un eclipse total de Sol. En esa situación, observaremos un anillo rojizo alrededor de la silueta obscura de la Tierra. Alrededor nuestro, habrá una tenue luz rojiza bañando el suelo.

Cuando un astro se interpone delante de una estrella, se produce lo que se conoce como tránsito, el que se transforma en ocultación si la tapa completamente.
La Luna realiza ocultaciones de estrellas y también los asteroides.
Cuando un cuerpo realiza una ocultación, se genera un delgado y largo cono de sombra hasta nosotros. Solamente los observadores en los puntos en la Tierra “tocados” por ese cono podrán observar la ocultación. Se el cuerpo tiene una atmósfera, ésta enfoca la luz de la estrella hacia el interior de ese cono, como lo hace la Tierra en un eclipse de Luna; después de todo, visto desde la Luna, es una ocultación del Sol (estrella ocultada) por la Tierra (cuerpo con atmósfera).

Cuando una ocultación comienza, la luz de la estrella disminuye. En el momento en que se produce la ocultación total, se suele observar un pico de luz en lo que se debería observar el mínimo brillo. Se trata de la luz de la estrella refractada en la atmósfera del cuerpo eclipsante, la que al entrar en el cono de sombra, viene directamente enfocada hacia nosotros. A eso se lo llama flash central (por ser un destello de luz en el centro de la curva de radiación durante la ocultación).

Tritón es la mayor luna de Neptuno.
Es un cuerpo cubierto por hielos de Nitrógeno y Metano. Pese a su distancia al Sol, la radiación alcanza para sublimar algo de esos hielo convirtiéndolos en una tenue bruma atmosférica. Así, la débil atmósfera de Tritón tiene una densidad de la 15 millonésimas (0,000015) parte de la nuestra.
El 5 de octubre del 2017, Tritón ocultó a la estrella UCAC4 410-143659.
El evento fue registrado y se confección este video en el que se agrega la evolución de la curva de luz durante el evento:

Video: Central flash during Triton occultation

Publicado el 27 feb. 2018

Neptuno es el objeto brillante que domina la escena. Arriba de Él y ligeramente a la izquierda se aprecia a la estrella ocultada. Se observa cómo disminuye su brillo durante el evento de ocultación por parte de Tritón. En el instante de la ocultación total se puede observar un breve pero evidente flash (marca 0:16 del video); se trata del flash central producido por la atmósfera Tritoniana.

Referencia:

pdp.

Se confirmó Völuspá, la profecía de la vidente.

Völuspá, es la profecía de la vidente, un poema medieval de Islandia (https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%B6lusp%C3%A1).
Allí, Völva (la vidente), cuenta el origen del mundo y su final junto con la caída de los Dioses Nórdicos. Todo concluye con una cataclísmica descripción; la tierra ardiendo en llamas, el mar hirviendo y el cielo obscureciéndose por cenizas que no dejan ver el Sol.
Luego, con la desaparición de los Asgardianos (https://es.wikipedia.org/wiki/Asgard), vino el Cristianismo a la región.

Documentación medieval de Alemania, China e Irak, cuenta de las serias consecuencias debidas a una enorme nube de cenizas.
¿Pudo ser cierto lo descripto en la profecía de la vidente?

Análisis de hielos antiguos de Groenlandia, permitieron fechar con precisión la mayor erupción volcánica sucedida en Islandia en los últimos 2 mil años.
El volcán Eldgjá inundó la región con un volumen de 20 Kms. cúbicos de lava. Este evento devastador duró año y medio, desde la primavera del año 939 al otoño del 940.

Luego de 20 años, se conoció Völuspá, la visión por un don divino que tuvo Völva de lo ocurrido.

File:Ed0048.jpg

Ilustración publicada en Wikipedia – Crédito: Carl Larsson (1853-1919), Gunnar Forssell (1859-1903).

“El Sol comienza a ponerse negro, la tierra se hunde en el mar, las estrellas brillantes se dispersan desde el cielo. El vapor chorrea con lo que nutre la vida, la llama vuela alto contra el cielo mismo” (La Comunidad del RobleLa Profecía de la Vidente (Texto completo en Español), https://lacomunidaddelroble.wordpress.com/2015/07/13/voluspa-la-profecia-de-la-vidente-texto-completo-en-espanol/)

Con la confirmación y datación de este evento, muchas fechas de crónicas medievales resultan coincidentes con él, tales como eventos climáticos, mucha neblina atmosférica y hambrunas.
La profecía resulta entonces una descripción ocular de la erupción de Eldgjá y sus consecuencias, entre ellas, la caída de los Dioses paganos que fueron reemplazados por un sólo Dios.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Los agujeros negros de rápido crecimiento.

Los Agujeros Negros (ANs), son grandes regiones del espacio de donde no puede escapar ni la luz (https://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro).
Cuando un objeto masivo colapsa, su gravedad superficial aumenta ya que ésta depende de la distancia al centro del objeto (la intensidad del campo gravitatorio en un punto depende de la distancia al centro del cuerpo que lo genera). Llega un momento en que de su superficie no puede escapar ni la luz (que es lo más rápido que se conoce).

Luego, el objeto (o estrella de Plank) puede seguir colapsando y no lo sabremos porque no lo podemos ver ya que es menor al radio límite a partir del cual nada escapa de tremenda gravedad.

supermassive black hole illustration

Ilustración de AN y material a su alrededor crédito de NAOJ.

Los ANs se alimentan de la materia que cae en ellos, eso los hace más masivos y de mayor campo gravitatorio, lo que hace que se alimenten con más voracidad y así continúa el proceso hasta un límite.

A medida que se alimenta, el material que cae en el AN lo hace arremolinándose. Así, autofricciona recalentándose y emitiendo energía. Esa es la radiación que se detecta de un AN; lo que se irradia desde sus vecindades, de donde aun puede escapar algo. Si no hay materia a su alrededor para que esto suceda, no hay radiación que denote su presencia.

Como dato interesante, las simulaciones sugieren que los ANs como masas iniciales mayores, crecen más rápido.

Gráfico que muestra el crecimiento de ANs a partir de semillas de diferfentes masas a lo largo de millones de años luego del origen del Universo, crédito de F. PACUCCI ET AL/ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS 2017.

Pero los AN tienen límites en la asimilación de la materia que los rodea.
Eso depende de la superficie por donde ésta cae al AN. También, la radiación generada en la autofricción del material que precipita, colabora a dispersarlo, luego parte de él no cae en el AN como se puede suponer. Eso es “alimento” que se escapa. Aquí es importante la densidad de ese material.

Por esto, el AN ve limitada su velocidad de crecimiento.
Se han detectado ANs supermasivos, muy lejanos y por lo tanto se los observa muy jóvenes; como eran en los orígenes del Universo (debido al tiempo que nos tarda en llegar la radiación).
Algunos resultaron ser muy masivos para aquella época, o sea que no tuvieron tiempo para crecer tanto debido a las limitaciones conocidas.

Una explicación puede ser que se hayan formado con mucha masa inicial, de una gran nube de materia. Pero las grandes nubes tienden a fraccionarse y colapsar en varios objetos en lugar de formar uno solo.
También podría haber sucedido que se hayan unido varios proto-ANs; pero tampoco es muy probable que se den semillas de ANs todas vecinas entre ellas para que terminen fusionadas.
Es factible que la radiación por autofricción producida en el material que cae en el AN, no haya sido muy eficiente en dispersar materia, cosa que depende de su densidad. Así, se alimentó rápidamente, más de lo esperado.

Es necesario observar en busca de ANs muy lejanos de poca masa de los albores del Universo. Su descubrimiento apoyaría la idea del crecimiento por colapso de varias semillas de ANs.

Referencia:

Fuente:

pdp.

 

Objetos Gravastars, los casi Agujeros Negros.

En un momento se conjeturó con que los Agujeros Negros podrían no existir, y ser en realidad objetos muy obscuros en lugar de cuerpos de los que ni la luz escapa (pdp, 25/ene./2014, Los Agujeros Negros clásicos podrían no existir, https://paolera.wordpress.com/2014/01/25/los-agujeros-negros-clasicos-podrian-no-existir/).
Según S. Hawking, en el límite del Agujero Negro podrían generarse partículas y antipartículas, unas dentro y otras fuera. La partícula generada en el exterior del Agujero Negro podría escapar si está animada de la velocidad suficiente. Así el Agujero Negro terminó con menos energía ya que de ella se formaron dos partículas de las que una escapó. De esta manera, termina evaporándose.
Si este proceso ocurre durante el colapso del que nacería un Agujero Negro, la evaporación atentaría contra ese colapso y el objeto no llegaría al extremo de ser Agujero Negro. Sería un objeto obscuro, muy rojizo, ocre, ya que la luz perdería mucha energía en escapar de él.

El concepto de espacio vacío es un poco relativo.
En algunos casos, el vacío depende la las dimensiones involucradas. El camino que una partícula puede recorrer antes de chocar con otra, es una medida de la densidad del medio o de cuan vacío está ese medio. Decimos que el espacio exterior está vacío porque si cerramos el puño en ese ambiente, nada atrapamos. Lo mismo diría un microbio en un pelotero, el cual, para nosotros, está lleno de pelotitas (pdp, 19/feb./2016, El camino libre medio, https://paolera.wordpress.com/2016/02/19/caminando-el-espacio-vacio-vacio/).

En el vacío del espacio exterior se dan ciertas propiedades que son descriptas satisfactoriamente por la existencia de partícula virtuales. En otras palabras, el vacío se comporta como si estuviera habitado por ciertas partículas bien descriptas por la mecánica cuántica; así se habla del vacío cuántico.
Las partículas virtuales del vacío espacial podrían colaborar para la existencia de objetos parecidos a los Agujeros Negros; o sea, no tan negros.
Como estas partículas existen en todo el espacio vacío, también existirían dentro de los cuerpos incrustados en ese vacío, de hecho, esos cuerpos se formaron cuando la materia ocupó un lugar (compartió el vacío con esas partículas) y se condensó en un objeto.
Durante el colapso de los cuerpos muy masivos, esas partículas se ven sometidas a condiciones tales que terminan polarizadas. Bajo estas circunstancias, tienden a mantenerse alejadas y se opondrían al colapso. De esta manera, el cuerpo no sería tan compacto y no sería un Agujero Negro ya que la luz podría llegar a escapar. A estos hipotécticos objetos de los llama Gravastars (algo así como graviestrellas).
Los Gravastars, por ser muy masivos, generarían lentes gravitacionales, irradiarían rayos X de la materia recalentada por autofricción que cae en ellos en forma de remolino y hasta generarían ondas gravitacionales; todo con sutiles diferencias respecto a lo producido por los Agujeros Negros.

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Aún se los busca para verificar todas las condiciones necesarias para su existencia.

Referencias:

Fuentes:

pdp.

Rumbo a lo desconocido: destino 2014 MU69.

La misión New Horizons, a la fecha de 14/mar./2018, está a algo menos de 366 millones de Kms. de su próximo objetivo (https://paolera.wordpress.com/2015/09/01/new-horizons-proximo-destino-2014-mu69/).

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Gráfico crédito: NASA – NEW HORIZONS

Se trata del objeto de Kuiper catalogado como 2014 MU69 a 6200 millones de Kms. de casa. Según las observaciones, podría tratarse de un objeto doble o de forma bilobular (https://paolera.wordpress.com/2017/08/07/2014mu69-es-un-binario-de-contacto/).

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Ilustración crédito: NASA – NEW HORIZONS

Fue bautizado como Última Tule .
Tule era un mítico continente en el lejano Hemisferio Norte (https://es.wikipedia.org/wiki/Tule_(mitolog%C3%ADa). Así, Última Tule sugiere algo así como más allá de lo conocido.
Allí se llegará para enero del 2019.

Referencia:

Fuentes:

pdp.