Archivo mensual: diciembre 2018

¿Fuimos afectados por dos supernovas?

Actualización del artículo del 10/jun./2016

Pablo Della Paolera

Artículo ctualizado el 28/dic./2018 a las 18:10 HOA.
Sabemos que somos hijos de las estrellas ya que en ellas se “cocinan” los elementos vitales para la vida tal como la conocemos.
En particular somo hijos de las supernovas (SNs), ya que ellas son las que expulsan los elementos necesarios para la vida, para que aparezcan en los planetas de las estrellas de segunda generación como la nuestra.
Pero ellas pueden también afectarnos para mal.

No sólo los asteroides pueden extinguir vida en la Tierra.

supernova_1-xxltn.jpg Ilustración de supernova crédito de NASA.

Una SN puede brillar como toda la galaxia donde está. Eso es mucha radiación.
Si nuestro Sol puede “soplar” la atmósfera de planetas de poca gravedad, y afectar la nuestra que está bien retenida por la masa de la Tierra; una SN podría volarla por completo y “freírnos”.
Para estar a salvo de una SN, ésta debe estar a lo…

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La disminución de los anillos de Saturno.

Los anillos de Saturno están desapareciendo de a poco.
Recordemos que están hechos de polvo, rocas y principalmente de hielos.
El polvo y las rocas colisionan en su tránsito por los poblados anillos. En esos choques, hay fracturas, y algunos escombros, como también partículas de polvo, ven su velocidad disminuida y otras aumentada.
Los que disminuyeron su velocidad precipitan sobre el Planeta debido a que la velocidad ya no les permite llevar una órbita dentro de los anillos. Los que vieron aumentada su velocidad, chocan contra otros objetos y se repite el proceso.
Pero este proceso no es el principal por el que los anillos están condenados a desaparecer.

En la atmósfera de Saturno hay moléculas de tri-Hidrógeno (una molécula formada por tres átomos de ese elemento). Esa rara molécula se forma cuando la molécula ordinaria de Hidrógeno es “partida” en colisiones con partículas atómicas a alta velocidad o por radiación ultravioleta del Sol.
Cuando los átomos se recombinan pueden formar moléculas de tri-Hidrógeno. Para eso, la presencia de agua en la atmósfera del señor de los anillos es muy importante ya que ayuda a la abundancia de esta rara molécula.
Ahora bien, ese agua proviene de los anillos, o sea de los abundantes hielos que allí hay.
La radiación Solar y el calor producido en las colisiones en los anillos, como también por los impactos de pequeños meteoritos, evaporan los hielos.
Parte de ese vapor de agua se puede ionizar (romper en partículas atómicas). Las partículas que aparecen son atraídas por el campo magnético del Planeta.
Pero el vapor que no se ioniza, es atraído por la gravedad de Saturno y de esa manera “llueve” agua desde los anillos a la atmósfera Saturnina.

Video: Are Saturn’s rings disappearing?

TheBadAstronomer

Publicado el 23 dic. 2018.

Este proceso es el que con el tiempo acabará con los majestuosos anillos de Saturno.
Se estima que aún disponemos de menos de 300 millones de años hasta que desaparezcan o al menos queden muy degradados.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Lagartija respira aire debajo del agua.

El aire que respiramos, es una mezcla de gases entre los que se encuentra el oxígeno.
Cuando inhalamos aire, asimilamos el oxígeno necesario. El resto de los gases, incluso el oxígeno que no aprovechamos, vuelve al exterior cuando exhalamos. Así es cómo funciona la respiración boca a boca.
Lo mismo sucede con los animales que respiran el oxígeno disuelto en el agua.

En este video, se aprecia cómo una salamandra respira oxígeno del aire debajo del agua, mostrando una habilidad nunca antes vista por parte de estos animales.
Ésto se puede apreciar a los 02:00 minutos de este video del Canal. Smithsoniano.

Video: This Costa Rican Lizard Can Mimic a Deep Sea Diver.

Publicado el 7 dic. 2018.

Se puede apreciar una burbuja de aire que se expande y contrae en la cabeza del animal.
La lagartija respira reciclando una burbuja de aire.
Cuando inhala asimila el oxígeno contenido en esa burbuja de aire. Cuando exhala, retorna a la burbuja el oxígeno sobrante para utilizarlo en el próximo ciclo.

Divagando un poco: En esa burbuja hay muy poco aire, y la fracción de oxígeno allí contenido es mucho menor aún. Si le queda oxígeno para seguir respirando luego de cada ciclo, eso es demostración de la pequeña cantidad de oxígeno que respiran estas lagartijas.
Luego, ¿podrían respirar en Marte donde el oxígeno es mucho menor que en Casa?

Referencia:

pdp.

¿Cuál es la mayor distancia esperada para un objeto en el Univesro?

El Año Luz (AL) es la distancia que recorre la luz en un año viajando a 300 mil Km./seg.
Así, si la luz de un objeto tarda en llegarnos cierto tiempo t expresado en años, decimos que está a una distancia dada por t AL.
Si el Universo nació hace unos 14 mil millones de años (13800 millones), un objeto nacido con Él y moviéndose a la velocidad de la luz estará a unos 14 mil millones de AL de nosotros.
Así, en primera instancia, esa sería la mayor distancia esperada para un objeto.

File:NASA-HS201427a-HubbleUltraDeepField2014-20140603.jpg

Galaxias distantes – Crédito: Hubble Team, Space Telescope

Pero resulta que los objetos no están quietos. Si su luz tardó t años en llegarnos, en ese tiempo se habrá movido otros t AL; luego el objeto más lejano podría estar a unos 28 mil millones de AL (27600 millones).
Pero hay objetos a unos 30 mil millones de AL, como por ejemplo la galaxia GN-z11 (https://es.wikipedia.org/wiki/GN-z11).

Cuando hablamos de altas velocidades como la de la luz, se dan efectos relativísticos. Uno de ellos es el conocido como contracción de las barras. A altas velocidades, las dimensiones en la dirección del movimiento se acortan, no así las perpendiculares a él.
Cuando medimos la distancia a un objeto lejano alejándose a gran velocidad, sucede este efecto. Si corregimos por Relatividad, la distancia es mayor. Luego, en este caso, la máxima distancia pasa a ser 3 veces la observada; así tenemos que la máxima distancia esperada sería de 41 mil millones de AL (41400 millones, es decir 3 veces 13800 millones).
Pero recordemos que el Universo se expande. Eso hace que nuestra “regla” quede fuera de escala porque ella no se estira con el espacio que mide. Así, ahora, la máxima distancia esperada es mayor aún. Pero queda algo más a tener en cuenta.

La curvatura del espacio-tiempo por la presencia de grandes estructuras masivas.
La distancia a gran escala, deja de ser la longitud de la recta entre dos puntos para ser la longitud de la curva que los une. Haciendo las cuentas involucradas, el resultado para la mayor distancia esperada es de 46 mil millones de AL.

Pensemos.
De esta manera, el Universo es de 92 mil millones de AL de “ancho”. La observación de la radiación de fondo en micro-ondas, originada en el Big Bang, está por todo el cielo. Eso indica que la luz recorrió todo el Universo desde que comenzó hasta Hoy.
Luego, recorrió el Universo de un extremo al otro, en el tiempo en que debía haber recorrido sólo la distancia a un extremo; o sea ¿cómo pudo la luz recorrer el doble de lo que podía haber recorrido en lo que va del Universo?
A esto se lo conoce como el problema de horizontes.
Tal vez la luz tenía una mayor velocidad en aquellos tiempos cuando todo comenzó (pdp, 24/nov./2016, El problema de horizontes, https://paolera.wordpress.com/2016/11/24/el-problema-de-horzontes-y-la-velocidad-de-la-luz/)

Referencia:

pdp.

Tritón, el mayor trans-Neptuniano (a fines del 2018)

¿Se puede tener un planeta enano como satélite de un planeta?
Dicho de otra manera, ¿puede ser que la luna de un planeta sea un objeto trans-Neptuniano o del Cinturón de Kuiper?

La respuesta es afirmativa, de hecho podemos tener un rey de la selva en un palacio de algún excéntrico; sólo es cuestión de llevarlo de alguna manera.

Si pensamos en el rey de los trans-Neptunianos, podemos pensar en Plutón, por ser al de mayor tamaño (https://es.wikipedia.org/wiki/Plut%C3%B3n_(planeta_enano)). Pero Eris es de mayor masa (https://es.wikipedia.org/wiki/Eris_(planeta_enano)).
Mientras decidimos entre ellos, miremos a Tritón; la mayor luna de Neptuno y una de las más grandes del Sistema Solar.
Supera en masa y tamaño a los otros candidatos (https://es.wikipedia.org/wiki/Trit%C3%B3n_(sat%C3%A9lite)).

Neptuno y Tritón (en el fondo) vistos por Voyager 2 – PHOTO12/UIG/GETTY IMAGES

Si comparamos las características de las superficies de Tritón y Plutón, veremos que son muy similares.

Tritón visto por Voyager 2 – NASA / JPL / USGS

Plutón viston por New Horizons – NASA/JHUAPL/SWRI

Ambos ricos en hielos de Nitrógeno y Metano, muestran pocos cráteres de impacto en una superficie joven con la capacidad de “rejuvenecer” debido a sus cambiantes hielos superficiales.

Las lunas de los planetas suelen tener densidades similares a ellos, por haberse formado juntos a la misma distancia del Sol, cosa que Tritón no comparte con Neptuno. Además, a diferencia de las lunas “nativas” de los planetas, no se translada en el mismo sentido en que rota el Planeta (es retrógrada). No tiene una órbita en un plano similar al del Planeta como tienen las primitivas lunas de un cuerpo planetario.

Las partes más alejadas de Neptuno, parecen haber sido limpiadas de objetos. La siguiente luna luego de Tritón está más de 10 veces alejada que Tritón. La atmósfera de Tritón no comparte propiedades como densidad y color con la de Neptuno como para ser una luna nativa; en tal sentido, es más parecida a la de Plutón.

En resumen, Tritón compone el 99,5% de la masa que rodea a Neptuno, siendo 29% más masiva que Eris y 20% más grande que Plutón.
Luego, Tritón es el trans-Neptuniano más grande conocido hasta ahora (fines del 2018) y en algún momento de su historia fue capturado por su actual planeta hospedante; Neptuno.

Referencia:

Se descubrió el objeto más lejano del Sistema Solar (a fines del 2018).

Otro planeta enano se suma al grupo de los que podrían o no apoyar la existencia del noveno planeta (P9).

Algunos planetas enanos de los más lejanos hasta fines del 2018 se agrupan en el conjunto de objetos con órbitas con cierta orientación no al azar. Eso hace que algunos piensen en la existencia de P9 como responsable de esas orientaciones.

Recordemos que esos planetas enanos “Sednitos” fueron hallados en ciertas regiones del cielo y hasta cierto brillo. Luego, podrían haber otros objetos más débiles en otras partes del cielo que no compartan esas propiedades orbitales a favor de la existencia de P9.
De hecho, de hallaron 9 objetos lejanos con órbitas al azar; cantidad que supera la de los 6 Sednitos conocidos (pdp, 04/nov./2018, Las conjeturas más conocidas de los confines del Sistema Solar, https://paolera.wordpress.com/2018/11/04/las-conjeturas-mas-conocidas-de-los-confines-del-sistema-solar/)

Ahora se agrega otro objeto transneptuniano a la lista de los conocidos.
Se trata de Farout, (algo así como lejano), a 120 Unidades Astronómicas (UA = distancia promedio Tierra-Sol = 150 000 000 Kms.). Muestra un color algo rosado que sugiere riqueza de hielos en su superficie. En base a su distancia y brillo aparente, se estima que tiene un diámetro de unos 500 Kms. .

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Ilustración crédito y cortecía de Roberto Molar Candanosa del Carnegie Institution for Science.

Hasta ahora (finales del 2018) el más lejano era Eris a 96 UA, más allá de Plutón con 34 UA.

Recordemos que los planetas se mueven más lento contra más lejos están del Sol (2da. ley de Kepler https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kepler). Así es cómo Farout tiene un período orbital de unos 1000 años. Para calcular la órbita de un objeto, son necesarias al menos 3 observaciones de su posición, por lo que llevará algunos años confirmar la de este objeto.

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Imágenes donde se aprecia el desplazamiento de Farout respecto de las estrellas de fondo – Crédito y cortecía de  Scott S. Sheppard & David Tholen.

Luego, bajo las condiciones actuales habrá que esperar para saber si Farout pertenece o no al conjunto de los planetas enanos lejanos con órbitas no orientadas al azar; y en caso afirmativo, ¿existe P9 o más de un planeta responsable de esas alineaciones orbitales?

Referencia:

pdp.

La inusual protoestrella binaria G11.92-0.61 MM 1.

Las estrellas nacen de una nube de gas y polvo a baja temperatura.
A medida que esa nube colapsa, va aumentando su rotación y genera un disco de materia. En el centro se genera un objeto protoestelar que recibe materia de ese disco del cual pueden formarse planetas. Algunas veces, ese disco se fragmenta dando origen a otro objeto protoestelar y así se obtiene un sistema binario.

A unos 11 mil años luz de casa, se observó a la protoestrella masiva G11.92-0.61 MM1 (MM 1).
Se trata de un objeto de 40 masas Solares que muestra eyecciones bipolares como toda estrella en formación.
A 1920 Unidades Astronómicas ( Unidad Astronómica = 150 000 000 Kms = distancia promedio Tierra-Sol) al sudeste de MM 1 se detectó otra fuente; justo afuera del disco protoestelar de MM 1.

A blue and yellow blob labelled MM 1a and a smaller green blob labelled MM 1b

Imagen en micro-ondas crédito de J. D. Ilee / University of Leeds.

Se trata de otra estrella en formación.
Así corresponde catalogar a cada objeto como MM 1a y MM 1b.
Arriba y a la derecha se observa a MM 1. La región azulada se acerca a nosotros y la rojiza se aleja; lo que indica la rotación de la nube.
Abajo a la izquierda aparece MM 1b. Esta última tiene una masa aproximada de 0,5 masas Solares.

Cuando una nube protoestelar se fragmenta, la binaria resultante suele tener estrellas de masas similares. En este caso la relación de masas es de 80:1 (80 a 1), lo que es algo realmente llamativo que implica la existencia de procesos inusuales en la formación de binarias.
Este es el primer caso de observación del nacimiento de una estrella compañera alrededor de una protoestrella masiva por fragmentación del disco protoestelar.
Es más; es probable que MM 1b tenga su propio disco del que puedan formarse planetas.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Siendo testigos del comienzo de una tormenta de polvo en Marte.

Como en la Tierra, en Marte también se dan tormentas.
En ese Planeta pueden ser globales, es decir que se pueden desarrollar cubriendo gran parte del mismo.

Video: Here’s How Mars Transforms After Global Dust Storm

GeoBeats News
Publicado el 6 oct. 2016

Los estudios indican que siempre existieron tormentas globales en Marte. Cuando este Planeta tenía agua, se daban lluvias de diferentes intensidades formando muchos de los canales que hoy observamos y hasta efímeros lagos (pdp, 12/dic,/2013, Las lluvias en Marte, https://paolera.wordpress.com/2013/12/12/las-lluvias-en-marte/).

Hoy Marte no muestra agua en su superficie, pero mantiene las periódicas tormentas de polvo. Potenciadas por vientos, tienen un origen modesto y bajo ciertas condiciones se van acentuando. Para eso, en determinadas épocas del año marciano, la sutil atmósfera del Planeta genera grandes vientos.
Como todo Planeta, Marte tiene estaciones anuales. Cuando en cierta posición de su órbita ofrece uno de sus Polos helados al Sol, debido a su inclinación respecto de su órbita; digamos que cuando empieza el verano en un hemisferio, los hielos subliman engrosando la atmósfera Marciana.
Ésto, sumado a otros factores relacionados con la acción de los rayos Solares, que para esa época son más perpendiculares al suelo y calientan más, comienza a desplazar masas de aire Marciano.
Así comienza un viento que de acentuarse da origen a grandes frentes de masas de aire en movimiento que arrastran y levantan polvo del suelo Marciano.
Luego, de esta manera se originan las grandes tormentas de polvo en Marte.
En esta imagen se observa el comienzo de un atormenta de polvo a principios de este año (2018).

Imagen crédito ESA’s Mars Express orbiter.

Referencia:

pdp.

¿Y las estrellas ultramasivas?

La detección de ondas gravitacionales abre una nueva ventana en la Astronomía.
Estas ondas se producen en un evento donde intervienen objetos masivos.
Cuando dos objetos se orbitan mutuamente en un sistema binario, emiten ondas gravitatorias o gravitacionales. La amplitud de esas ondas depende de las masas involucradas. Su frecuencia, depende de la frecuencia orbital del sistema binario.
Si los cuerpos comienzan a precipitarse, a medida que se acercan aumentan su velocidad orbital. Eso se debe a lo que se conoce como conservación del momento angular, el mismo principio por el que un patinador gira más rápido o más lento a medida que acerca o aleja los brazos del cuerpo.
De esta manera, la frecuencia de las ondas gravitatorias aumenta a medida que los cuerpos se acercan, y la onda llega a su máximo de intensidad cuando ambos, finalmente, chocan y se fusionan.

LIGO ( https://www.ligo.caltech.edu/) y Virgo (https://www.ego-gw.it/public/about/whatis.aspx), son dos sistemas detectores de ondas de este tipo.
Por el momento, detectan las producidas por fusiones de objetos masivos. Toda fusión de estrellas binarias produce ondas gravitatorias, pero nuestros sistemas aún no llegan a detectar a las producidas por fusión de estrellas de baja masa por un tema de sensibilidad. Así es cómo, por ahora, detectamos las relacionadas con la fusión de objetos de mayor masa.
Hasta fines del año 2018, se han detectado 11 ondas gravitacionales. De ellas, sólo una está relacionada con la fusión de estrellas de neutrones con masas de 1,5 y 1,3 masas Solares respectivamente. El resto corresponde a fusiones de agujeros negros, y acá aparecen los datos curiosos.

La detección relacionada con la fusión de las mayores masas corresponde a agujeros negros de 50,6 y 34,3 masas Solares. Es decir que no se detectaron eventos relacionados con agujeros negros mayores a las 50 masas Solares, ¿por qué…?
Puede ser que los agujeros negros más masivos que 50 masas Solares no suelan estar en sistemas binarios. También, podría ser que no sean muy comunes, por eso no se los encuentra en sistemas binarios. Luego, las estrellas ultramasivas que los generan no serían muy comunes, al menos en sistemas binarios.

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En el gráfico se muestran las masas involucradas en las detecciones en unidades de masas Solares.
Se han detectado masas mayores a las medidas con anterioridad por otros métodos, tales como observaciones en Rayos X mostradas en color violeta.
En azul se grafican las masas involucradas en la fusión de agujeros negros detectadas por LIGO y Virgo; nótese que ninguna supera las 50 masas Solares.
En amarillo se muestran las masas de estrellas de neutrones. Finalmente se señala en color anaranjado las masas de la binaria de neutrones que se fusionó dando origen a la única detección de ese tipo hasta ahora.

¿Qué pasa con la detección de fusiones de agujeros negros supermasivos?
Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales supermasivos se orbitan mientras van precipitando entre sí, hasta que finalmente de fusionan. Según sea la rotación (spin) de los involucrados, el agujero negro resultante puede quedar en el centro de la galaxia resultado de la fusión, o puede salir despedido como agujero negro en retroceso.
En ambos casos se producen tremendas ondas gravitatorias.
Si observamos galaxias resultantes de una fusión y hay evidencias de agujeros negros en retroceso, como por ejemplo B3 1715, aparentemente expulsado de ZwCl 8183 (pdp, 23/mar./2017, Un agujero negro en retroceso, https://paolera.wordpress.com/2017/03/23/un-agujero-negro-en-retroceso-viajero/), ¿por qué no detectamos esas ondas que debieron producirse?

agujeriSuelto

Imagen publicada en el trabajo de J. J. Condon et al.. La Cruz señala el centro de la galaxia y el círculo señala al agujero negro solitario.

Bien, por un lado, cuando se dieron esos eventos aún no disponíamos de los sistemas detectores de ondas gravitatorias. En realidad no teníamos la Astronomía que Hoy tenemos y en particular, nosotros no existíamos aún.
Por otro, si bien la fusión de galaxias es algo factible, y de hecho las galaxias crecen de esa manera, no son eventos frecuentes.
Sólo hay que esperar.

Referencia:

pdp.

Energía obscura y materia obscura en una sola teoría.

La energía obscura y la materia obscura sólo comparten el calificativo.
Eso se debe a que aún se desconoce la naturaleza de ambas.
La materia obscura es la que se encarga de mantener unidas las estructuras galácticas. Por ejemplo: las estrellas más alejadas del centro galáctico se mueven más rápido de lo esperado por lo que deberían escapar. Así, las regiones externas deberían desmenuzarse. Sin embargo, es la materia obscura la que gravitacionalmente las mantiene en la galaxia.
No interactúa de otra manera con la materia ordinaria por lo que no puede detectársela de otra manera que la gravitatoria.

La energía obscura, es la que se encarga de hacer que la expansión del Universo sea cada vez mayor. Es el trabajo encargado de acelerar el alejamiento de las galaxias lejanas.
Si bien se la considera parte inherente del tramado espacio-tiempo, su naturaleza aún se estudia.

Para diciembre del 2018, se desarrolló un modelo que pretende explicar la naturaleza de ambas y más; las vincula como que tienen al mismo origen.
Recordemos que un modelo explicativo del comportamiento de un sistema, no necesariamente debe tener el mismo aspecto o apariencia física que ese sistema.
Por ejemplo: El modelo atómico de Bohr dado por un núcleo formado por protones y neutrones rodeado de electrones, es eso, un modelo que explica el comportamiento del átomo. Ahora, nadie vio un átomo para saber si es así o no… y no importa, el modelo sirve, explica y predice fielmente su comportamiento.

El modelo que trata de explicar a la materia y energía obscuras, se basa en un tipo de materia con una propiedad muy particular; es una materia “negativa”.
Si la materia es una forma de energía, y hay energías negativas como por ejemplo la potencial gravitatoria y los trabajos hechos en contra de una fuerza, bien, a alguien se le ocurrió que podría haber materia negativa.
No es la primera vez que se habla de materia negativa.
Se pueden modelar burbujas de aire en agua a través de materia negativa.

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Imagen crédito:  Mike Lewinski/Flickr, CC BY-ND

De hecho, hay modelos de materia negativa que explican el comportamiento de ciertas partículas halladas en experimentos de la laboratorio.

Para que este tipo de materia exista, habría que retocar otras teorías para que permitan su aparición en el Universo.
Esta materia tendría una propiedad repulsiva con la materia “positiva”.
Así, a gran escala, aceleraría por repulsión el alejamiento de los grandes sistemas galácticos. A escalas galácticas, los halos de materia obscura de las galaxias, se habrían formado de una manera similar a las burbujas de aire en el agua.

Video: Simulation of a Forming Dark Matter Halo.
This is a simulation from a scientific paper titled «A unifying theory of dark energy and dark matter: Negative masses and matter creation within a modified LambdaCDM framework» by Jamie Farnes.

Publicado el 21 nov. 2017

Las estrellas de las regiones externas de las galaxias no escaparían y podrían moverse más rápido de lo esperado, gracias a la repulsión que sienten desde afuera por parte de esta materia negativa. Dentro de la galaxia, la mayor cantidad de materia estaría dada por la materia ordinaria, por lo que la gravitación atractiva que todos conocemos sería la dominante.

Si bien no es mi especialidad, el único detalle que le encuentro a este modelo basado en materia negativa, es que su repulsión con la positiva no está de acuerdo con que la materia ordinaria se acumuló en los filamentos de materia obscura para formar las estructuras galaxias. Quizás este sea otro modelo a corregir.

Referencia:

Fuente:

  • A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified ΛCDM Framework, J. S. Farnes.
    (Submitted on 18 Dec 2017 (v1), last revised 26 Oct 2018 (this version, v2)).
    https://arxiv.org/abs/1712.07962

pdp.