Archivo mensual: julio 2018

¿En el Multiverso hay muchos Universos?

La Física Cuántica, analiza los escenarios microscópicos.
En esos ambientes donde las partículas son las que dominan, éstas pueden comportarse como tales o como ondas, y la energía está discretizada; o sea que puede tomar ciertos valores, no cualesquiera.

En la búsqueda de cómo nació el Universo, el modelo se va actualizado a medida que se van descubriendo nuevos elementos más sofisticados.
Así es como para explicar el origen del Todo, la cuántica colaboró en la explicación del origen de las partículas que conforman la materia. Como éstas se comportan como ondas, apareció la Teoría de Cuerdas (https://www.astrobitacora.com/teoria-de-cuerdas/), la que dio paso a la de Branas (o menbranas). Esta teoría admite varias soluciones, cada una corresponde a un Universo, luego existiría un Multiverso, dentro del cual está el nuestro.

Ilustración crédito de Shutterstock/Juergen Faelchle.

Es más, la mancha fría observada en la radiación de fondo de micro-ondas, según los adeptos a este modelo de Multiversos, podría ser un punto de contacto entre nuestro Universo y otro adyacente (pdp, 26/abr./2017, Quizás un Universo exótico necesite una explicación exótica, https://paolera.wordpress.com/2017/04/26/quizas-un-universo-exotico-necesite-una-explicacion-exotica/).

Pero sucede que la cantidad de soluciones implican una gran cantidad de Universos, ¿cuántos?, bien, 10500, o sea un 1 con 500 ceros. ¿Esos son muchos Universos o pocos? ¿Tenemos idea de lo que estamos diciendo?

Aquí es donde las opiniones se dividen.
Veamos.

Por un lado, están los que piensan que no se puede explicar las características de nuestro Universo en forma satisfactoria entre tantos Universos. En un Multiverso tan poblado, cada uno de los Universos (y el Nuestro) serían una situación aleatoria. Es decir que la Física en cada Universo sería diferente y al azar. Más; muchos de ellos serían matemáticamente inconsistentes, y por lo tanto, prohibidos.

Por otro lado, están los que aceptan eso y piensan que todos esos Universos serían posibles; después de todo, no sería la primera vez que se observa orden en el caos de la aleatoriedad.
Hay diferentes tipos de estrellas, incluso de las más exóticas (de neutrones, agujeros negros y asociaciones de diferentes tipos). Todo depende de su masa y ese valor es un valor aleatorio.
Los planetas se encuentran a determinadas distancias de sus estrellas, lo que está dado por las leyes de Kepler (https://www.fisicalab.com/apartado/leyes-kepler#contenidos). Pero esas distancias dependen de la masa y velocidad de cada planeta, lo que se dio al azar en su formación.
Luego, extrapolando esto, no sería raro un Multiverso con características aleatorias donde se dan estabilidades y eventos que implican energías de varios tipos, incluso la obscura (responsable de la aceleración en la expansión del Nuestro.)

Bien… el debate continua y eso es muy bueno.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

La Materia Obscura Dinámica.

Se sabe que elusiva materia obscura es el 85% de la materia que compone el Universo.
Como sólo se la detecta gravitacionalmente y no se la observa (por eso el calificativo de osbcura), se busca detectarla por otros medios.
Esta materia se encarga de mantener unidas a las galaxias. Las estrellas más alejadas del centro tienen mayor velocidad de la que deberían, por lo que es necesaria una “pegatina” para mantenerlas a la galaxia; ahí está la materia obscura.

Video: ¿Qué es la Materia Oscura?

Publicado el 11 sept. 2015.

Mucho se teorizó al respecto.
Primero se sospechó de la validez de la física clásica (Newtoniana) a grandes escalas.

Luego se pensó en la existencia de esta materia como formada por WIMPS. Estas partículas de muy baja interacción podrían llegar a ser detectadas, cosa nada fácil y que aún se intenta. Incluso se dice que los WIMPS son sus propias antipartículas. Así, de encontrarse dos de ellos, se aniquilarían irradiando energía. De esta manera, si los WIMPS penetran al Sol, chocarían con las partículas que lo componen, se frenarían y aumentaría la probabilidad de choque entre ellos. De esta manera se aniquilarían emitiendo cierto tipo de energía y generando partículas (como en todo proceso de decaimiento y aniquilación). Por ejemplo, neutrinos de determinada energía.

Incluso se pensó que cierta radiación X detectada en el cielo, era generada por la interacción de materia obscura con materia ordinaria a una cierta distancia. Pero todo intento de detectarla (que no se sea en forma gravitacional) sigue sin dar frutos (pdp, 09/may./2013, Neutrinos por decaimiento de materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2013/05/09/neutrinos-por-decaimiento-de-materia-obscura/).

Pero…, ¿y si la materia obscura son nubes de Hidrógeno frío de difícil detección?

Si es tan común, ¿por qué no la detectamos cerca nuestro o entre nosotros?, salvo que a corta distancia sea repulsiva (pdp, 04/may./2017, ¿Propiedad repulsiva de la materia obscura?, https://paolera.wordpress.com/2017/05/04/propiedad-repulsiva-de-la-materia-obscura/).

Otra: Los agujeros negros, como la materia obscura, no son visibles y se los detecta por gravedad, a menos que estén comiendo materia, la que se recalienta al autofriccionar en su caída y emite radiación. Así, se puede pensar que hay agujeros negros lejos de materia que puedan asimilar y éstos ejercen la gravedad atribuida a la materia obscura (pdp, 31/may./2018, La materia obscura y los agujeros negros…, https://paolera.wordpress.com/2018/05/31/la-materia-obscura-y-los-agujeros-negros-son-la-misma-cosa/). Se encontró que galaxias lejanas, que las vemos jóvenes debido a la distancia, tienen poca materia obscura; ¿acaso aún no tienen suficientes agujeros negros? Debo reconocer que me gusta esta idea, más si tenemos en cuenta que con el tiempo se descubren más agujeros negros.

Algo es seguro, la materia obscura es estable (no se está destruyendo) porque las galaxias están ahí, no se desarman. Luego surge otra idea.

¿Y si la materia obscura está formada por una familia de partículas?

En esa familia, algunas partícula podrían haberse destruido generando otras que están vagando por al Universo. Las restantes, aún permanecen como cuando aparecieron, y en general, la mayor parte de la materia obscura sigue allí. Si ese decaimiento se produjo en los albores del Universo, debió alterar su química. A esta idea se la conoce como Modelo Dinámico de Materia Obscura.

Referencia:

 

 

Oyendo a Encelado.

En la Naturaleza hay ondas.
Son la propagación de información o perturbación en forma oscilante. Las ondas de sonido o acústicas, son la propagación “mecánica” de presión o deformación en un medio. Por eso el sonido no se percibe en el vacío.
Las ondas electromagnéticas, son la propagación de un campo eléctrico y magnético sin necesidad de un medio para su desplazamiento.
Ambos tipos de ondas transmiten energía, o lo que es lo mismo, información.
Las ondas acústicas llegan a nuestros oídos, los que como traductores que son, convierten esa información en el sonido que interpreta nuestro cerebro. Las ondas de luz, como ondas electromagnéticas que son, llegan a nuestros ojos, los que como traductores que son, las convierten en la información visual que percibe nuestro cerebro.

Como ambos tipos de ondas transportan energía, podríamos tomar energía de una onda para generar otra. Por ejemplo, con la energía del sonido, podríamos generar una onda electromagnética; la que a su vez entregue esa energía a la distancia para ser convertida en sonido nuevamente. O sea, el principio de la radiofonía.

En el Universo los cuerpos irradian ondas electromagnéticas de todo tipo; visibles e invisibles. Entre las no visibles, están las de baja frecuencia o radio-ondas. Para estudiarlas, se necesitan antenas en lugar de instrumentos ópticos. Estas son las conocidas como radio-telescopios.

Podemos detectar la actividad en radio de los objetos astronómicos (de eso se encarga la Radioastronomía). Luego, podríamos convertir esa información recibida electromagnéticamente a una señal de audio y… “escuchar” la actividad del objeto en ondas de radio.
Esto se hizo con los Planetas del Sistema Solar, en particular con Júpiter y por supuesto con el Sol.

Llegó el momento de oír a Encelado.

Actual image from Cassini of water geysers erupting from the south pole of Saturn’s moon Enceladus. Credits: NASA/JPL/Space Science Institute

Chorros de agua desde Encelado – Crédito:  NASA/JPL/Space Science Institute

Encelado sufre la acción gravitacional de Saturno que lo deforma a medida que viaja en su órbita alrededor del Planeta. En este amasado gravitacional, Encelado genera calor en su interior, funde hielo en agua y lo hace brotar por las rajaduras así producidas en su superficie.
Ese agua que rodea a la luna, sufre el impacto de partículas atómicas desde Saturno, las que son aceleradas por su campo electromagnético. Es entonces que las moléculas de agua sufren el choque de esas partículas y se rompen en más partículas cargadas. Esto termina formando un caldo de plasma cerca de Encelado.
En ese plasma, formado por partículas cargadas, se siente la acción del campo magnético de Saturno que rota rápidamente. Las partículas se sacuden, o sea, se modulan, y en ese proceso, irradian energía en radio-ondas. Éstas a su vez fueron captadas por la sonda Cassini, transmitidas a Casa y luego traducidas a sonido.

Aquí el resultado.

Video: Sounds of Saturn: Hear Radio Emissions of the Planet and Its Moon Enceladus.

NASA Jet Propulsion Laboratory – Publicado el 9 jul. 2018.

 

Referencia:

pdp

M32 sería los restos de una estructura mayor.

Las galaxias se agrupan en cúmulos de galaxias y éstos en supercúmulos.
En nuestro caso, pertenecemos al grupo local, todo en el supercúmulo de Virgo. En el grupo local, el dominio gravitatorio está dado por la galaxia de Andrómeda y nuestra Vía Láctea como las grandes estructuras dominantes. En tercer lugar viene la galaxia de la constelación del Triángulo y en cuarto puesto la mayor de la nubes de Magallanes. El resto del grupo local está dado por enanas que rodean a las mayores (pdp, 28/feb./2013, Nuestras galaxias vecinas, https://paolera.wordpress.com/2012/02/28/nuestras-galaxias-vecinas/).

Nuestro vecindario galáctico, crédito: ANDREW Z. COLVIN

Como en todo grupo, hay encuentros.
Cuando dos galaxias chocan, las distancias interestelares hacen que las estrella pasen entre sí minimizando la probabilidad de choques. En ese encuentro, las galaxias menores o enanas, terminan siendo asimiladas dejando corrientes de estrellas como evidencias de lo sucedido.
Esto se observa en la Vía Láctea, por ejemplo, en el caso de la galaxia enana de Sagitario y la corriente estelar observada en esa constelación. Dentro de unos 5 mil millones de años, se producirá el predicho encuentro entre la Vía Láctea y Andrómeda, lo que dejará una enorme elíptica como dominante del grupo local.

Video: Andromeda & Milky Way galaxy collision and merger

Publicado el 3 jun. 2012

A la galaxia de Andrómeda, la acompaña la compacta Messier 32 (M32).

M32 crédito de NASA / WIKISKY

Esta galaxia tiene una densidad estelar (cantidad de estrellas por unidad de volumen) que es 100 millones de veces la densidad estelar en nuestro vecindario Solar. Eso es mucho para una pequeña enana. Es más, guarda un agujero negro supermasivo más grande que el de una enana compacta. De esta manera, M32 sería los restos de una galaxia mayor que no fue totalmente asimilada por Andrómeda hace unos 2 mil millones de años.

Referencia:

pdp.

Explicando la variabilidad de RW Aur A.

La estrella RW Aur, es una joven binaria de algunos millones de años de edad a unos 450 años luz de Casa.
Ubicada en las nubes obscuras de la región de Tauro – Auriga, sus componentes son estrellas de la misma masa que el Sol. Una de ellas, RW Aur A, mostró variaciones de brillo muy particulares, las cuales ya eran observadas desde los años ‘30. Sus disminuciones de brillo tienden a ser mayores y más duraderas.
Actualmente, se hizo un estudio en rayos X de esta estrella y se encontró que la energía en esta frecuencia también disminuye cuando lo hace en el rango visible. Luego, algo se está interponiendo entre nosotros y la estrella. Es más, se detectó la presencia de gran cantidad de Hierro, elemento frecuente en protoplanetas y planetas.
Así surgen dos explicaciones posibles para este particular obscurecimiento de RW Aur A.
Por un lado es posible que la estrella esté rodeada de material protoplanetario rico en Hiero. Su compañera, RW Aur B podría estar modulando (alterando) gravitacionalmente la estructura de este material, provocando el paso de nubes de polvo delante de la estrella.

La otra opción, es que ese material proviene de la colisión de al menos dos protoplanetas, o entre dos objetos donde uno podría haber tenido el tamaño de un planeta.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Las nuevas lunas Jovianas (a 2018) – Presentando a Valetudo.

Saturno es el señor de los anillos, pero Júpiter es el señor de las lunas.
Actualmente, a julio – agosto del 2018, eleva sus satélites naturales a 79, luego de hallarle 12 nuevas compañeras, todas entre 1 Km. y 3 Km. de diámetro.

Cerca el Planeta hay dos lunas con órbitas similares y transladándose en el mismo sentido de rotación que Júpiter, tardando menos de un año en completar una órbita. Al parecer son fragmentos de una mayor que fue partida en una colisión.

Más lejos, hay nueve lunas retrógradas (se mueven en dirección contraria a la rotación del Planeta). Pertenecen a tres grupos de objetos retrógrados. Al parecer cada grupo es el resultado de la destrucción de una luna anterior. O sea que tres lunas fueron destruidas y cada una dio origen a un grupo de objetos más pequeños, entre ellos las nueve nuevas lunas.

Por último viene Valetudo, la más rara de todas estas nuevas lunas, con menos de 1 Km. parece ser la más pequeña luna Joviana.

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Imagen de Valetudo crédito Magellan telescope, May 2018. 

Nombrada como la Diosa romana de la salud, nieta de Júpiter, se translada en el sentido de rotación del Planeta, es más lejana que las 2 primeras mencionadas y su inclinada órbita cruza la de los tres grupos retrógrados.

Video: SheppardJupiterMoonsMovie

Publicado el 17 jul. 2018

Todas ellas se habrían dado por choques luego de la formación del Planeta.
Lo más llamativo es que Valetudo se mete en las órbitas de las que van a “contramano” aumentando así la posibilidad de encuentros frontales.

Referencia:

pdp

La hiperveloz PB 3877 (rompiendo modelos).

Y la bolsa de los objetos raros sigue llenándose.
En la Galaxia hay estrellas de alta velocidad. Moviéndose con mayor rapidez que la mayoría de las estrellas, pueden haber tenido varios orígenes. Pueden ser el resultado de una binaria partida por la explosión de una de sus componentes. Eso liberó y hasta pudo empujar a la compañera. También pudo ser el resultado de un encuentro cercano entre estrellas. En un vecindario poblado de estrellas, como ser un cúmulo globular o una nube de formación estelar, una estrella pudo acercarse demasiado a otra y sentir un tirón gravitatorio que la impulsó a gran velocidad.

Pero se han hallado estrellas hiperveloces (HVS – Hyper Velocity Stars).
Suelen tener velocidades mayores a los 300 Km/seg. y su origen está relacionado con un gran tirón gravitatorio. Un modelo sugiere que una binaria puede pasar cerca del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea. Una de las binarias siente el tirón gravitatorio del agujero negro y su compañera tiende a frenarla. Así, la primer estrella queda atrapada en una órbita cercana al agujero negro. La otra, siente la reacción de la primera y experimenta un tirón que termina desgarrando al par de estrellas y catapultándola con hipervelocidad.

Este sería el caso de la estrella PB 3877 (SDSS J121150.27+143716.2).
Haciendo un análisis de su trayectoria, se está moviendo a casi 600 Km./seg., pero está en el halo de la Galaxia y no pasó cerca del agujero negro central. Luego ¿cómo se aceleró a esa velocidad?

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Ilustración de Thorsten Brand

Más; los análisis indican que se trata de una binaria.
La estrella principal es una subenana caliente acompañada de una estrella fría, ambas muy separadas, y por lo tanto débilmente vinculadas, con un período de rotación entre ambas de algunos cientos de días. Ambas a unos 18 mil años luz de Casa. Eso es lo más extraño. El encuentro generador de semejante tirón debió partir la binaria. Se me ocurre, y esto es una idea personal, que la binaria originalmente era muy “apretada” y el tirón no llegó a separarlas dejándolas más alejadas y pobremente vinculadas.

La otra explicación es que la binaria “cayó” a la Vía Láctea desde una galaxia enana asimilada. Lo extraño en este caso, es que no hay otras estrellas acompañándolas en su veloz periplo.

De todas formas, no se puede asegurar que escape de la Vía Láctea como algunos suponen, debido a que la masa de nuestra Galaxia aún no se conoce con exactitud, dato que también afecta la medida de la velocidad de esta binaria.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.

 

Neutrinos de XT 0506+056 (y no es la primera vez).

Convivimos en el Universo con objetos exóticos y muy activos, y de vez en cuando tenemos noticias de ellos.
No sólo nos llega una piedra del espacio cada tanto. Otras veces nos llegan partículas atómicas; rayos cósmicos originados en diferentes eventos. Hace poco recibimos rayos de este tipo desde la activa estrella zombie eta Car (pdp, 04/jul./2018, Rayos cósmicos desde Eta Car., https://paolera.wordpress.com/2018/07/04/rayos-cosmicos-desde-eta-car/).

Los neutrinos son partículas que se originan en cierta actividad del núcleo atómico.
Primero fueron teorizados como partículas de muy pequeña masa por lo que su interacción gravitatoria con otras partículas es muy baja y sin carga eléctrica, por lo que no tiene interacción de ese tipo con otras partículas. Así, costó detectarlas, pero al fin se logró con detectores de neutrinos.
Estos instrumentos consisten en grandes masas capaces de reaccionar cuando un neutrino las impacta. Esto sucede en el telescopio de neutrinos IceCube en la Antártida (https://es.wikipedia.org/wiki/IceCube) que consiste en detectar el impacto de neutrinos en una masa de 1 Km3. de hielo.

Los neutrinos suelen provenir del Sol, originados en los violentos procesos energéticos que se dan en Él, y también las explosiones de estrellas de tipo supernovas. Pero se han detectado neutrinos más energéticos que los de origen Solar, éstos eran unas 300 millones de veces más energéticos, superando incluso los provenientes de supernovas.
Como interactúan muy poco con la materia, no habrían sufrido grandes cambios en su trayectoria hasta Casa; luego, fue posible aproximar la posición de su fuente. En la dirección más probable de donde pudieron provenir, se encuentra el blasar TXS 0506+056.

Un blazar es un núcleo galáctico activo potenciado por un agujero negro central supermasivo. Este agujero negro absorbe materia y en ese proceso, ésta se recalienta por autofricción y emite grandes cantidades de energía desde las vecindades del agujero negro. A su vez, éste emite jets bipolares (en la dirección de sus polos) de materia a alta temperatura y grandes energías. O sea que es como un cuasar pero con el chorro de materia hacia el observador (https://es.wikipedia.org/wiki/Blazar).

Ilustración de un  blasar – crédito de DESY, Science Communication Lab

Para la época en la que se recibió esos neutrinos muy energéticos (unos días después), se detectó una fulguración en rayos gamma (brote de energía de alta frecuencia) proveniente del mismo blazar.
Esto confirma el origen de estos neutrinos. Se habrían producido en el blasar TX 0506+056. Es más; revisando los archivos de datos, a fines del 2014 y principios del 2015, hubo detecciones de este tipo de neutrinos y rayos gamma desde el mismo blasar. Pero en aquellos años el sistema de alerta en tiempo real del IceCube no funcionaba completamente por lo que la correlación entre los eventos no se hizo como hoy en día.
Esto no sólo nos enseña más de los neutrinos y sus orígenes, sino que también podemos obtener nueva información de sus fuentes. Por ejemplo, en este caso, podemos decir que el blasar XT 0506+056 está consumiendo materia más rápido últimamente.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Una brecha en la Secuencia Principal.

Antiguamente, en Astronomía se decía que se podía llegar a saber todo de las estrellas menos de qué estaban hechas.
La espectroscopía, o estudio de cómo se distribuye la energía estelar en las diferentes longitudes de onda (o colores), se encargó de demostrar lo contrario.
Hay medidas de las propiedades de las estrellas que no dependen de la distancia. Una es su tipo espectral, que nos dice qué elementos contienen, su temperatura y hasta su color. Una medida relacionada con el tipo espectral es el índice de color, el cual nos cuenta del color de la estrella y por lo tanto, su temperatura. La luminosidad intrínseca de la estrella es otra propiedad que no depende de la distancia. Similar a ella es la magnitud absoluta, o sea el brillo aparente que tendría si estuviera a 10 parsecs de distancia (unos 32,62 años luz); donde 1 parsec es la distancia bajo la cual se observa el diámetro de la órbita Terrestre bajo un ángulo de 1 segundo de arco (1”) (haciendo un poco de trigonometría veremos que 1 parsec = 206265 Unidades Astronónicas; donde la Unidad Astronómica es el radio orbital – promedio – Terrestre de 150 millones de Kms.)

En base a estos parámetros propios de las estrellas, éstas pueden ser clasificadas y notaremos hay que diferentes grupos o familias.
Si graficamos la luminosidad o magnitud absoluta en función de su tipo espectral o temperatura, veremos que las estrellas se agrupan en diferentes clases. A esto se lo conoce como Diagrama de Hertzsprung – Russell, o diagrama HR (https://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Hertzsprung-Russell)

Diagrama HR publicado en Wikipedia – (Alvaro qc)

Se destaca la Secuencia Principal, o clase V, por ser el grupo al cual pertenece la mayoría de las estrellas. Por “encima” están las Subgigantes (IV), Gigantes (III), Gigantes Brillantes (II) y Super Gigantes (Ia y Ib). Por “debajo” están las Enanas Blancas (VI).

Con los avances tecnológicos, se van depurando y mejorando las observaciones; entre ellas, las relacionadas con los parámetros involucrados en el diagrama HR; por ejemplo, la distancia a la estrella, necesaria para el cálculo de magnitud absoluta.
Así se realizó el diagrama HR miles de millones de estrellas de nuestro vecindario y se encontró una sutil brecha en la Secuencia Principal.

Imagen de la brecha observada en la Secuancia Principal (visible entre las líneas punteadas hacia la izquierda) – [Jao et al. 2018].

Esa brecha se da en el grupo el grupo de ciertas enanas (de tipo M).
Como las estrellas se van “moviendo” por ese diagrama a medida que evolucionan (van cambiando de grupo), se piensa que esa brecha se debe a cambios sutiles y aún desconocidos en la estructura de ese tipo de estrellas durante su evolución.

Referencia:

Fuente:

pdp.

¿Quién yace en el sarcófago negro?

La arqueología es otra rama científica que me apasiona por los misterios que afronta y resuelve.
A veces parece encarar desafíos de película, incluso superando muchos casos resueltos por personajes de la pantalla grande.

Egipto parece ser una fuente inagotable de maravillas y enigmas arqueológicos.
En Alejandría, al Norte de Egipto (https://es.wikipedia.org/wiki/Alejandr%C3%Ada), se halló un sarcófago enterrado a unos 5 mts. de profundidad.

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Sarcófago de granito negro hallado en Alejandría – Egypt Ministry of Antiquities

Su hallazgo fue casual mientras se prepartaba el terreno para una construcción.
Está hecho de granito negro, tiene un alto de 1,85 mts., 2,65 mts. de la largo y 1,65 mts. de ancho. Tiene unos 2000 años de antigüedad y está en prefecto estado, no fue abierto desde que fue enterrado; así lo indica la intacta capa de mortero que hay entre la tapa y el cuerpo del sarcófago; cosa que no es común en este tipo de objetos.
Es un misterio quién yace dentro, aún no se decide si conviene abrilo.
Junto a él, se encontró una cabeza de alabastro.

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Cabeza de alabastro hallada en el lugar donde se encuentró el sarcófago negro – Egypt Ministry of Antiquities

Es muy probable que represente a quién está dentro de sarcófago.

Referencia:

pdp.