Archivo mensual: junio 2019

Posibilidades de vida en exoplanetas y características de sus interiores.

Cuando se estudian los exoplanetas, se estudia las posibilidades de que puedan sostener formas de vida.
Podrían tener formas de vida exóticas adaptadas a esos ambientes, de hecho en la Tierra hay formas de vida en ambientes extremos y hostiles. Entonces solemos pensar si puede haber vida tal como la conocemos en Casa. Para eso, los planetas deben ser rocosos y fundamentalmente poder tener agua en estado líquido. Eso depende de las características de sus atmósferas y de su temperatura, esta última relacionada con sus distancias a sus estrellas y al tipo de éstas.
Pero así como vemos otros planetas para entender mejor al Nuestro, también observar al Nuestro nos sirve para entender mejor a los otros.

Vivimos sobre la corteza del Planeta, la que está sobre las placas tectónicas. Éstas se desplazan y según la dinámica de sus movimientos (tectónica de placas), producen temblores, terremotos (cuando se raja la corteza) y elevaciones cuando chocan unas contra otras.
En ese caso, aparecen montañas y algunas afloran de los océanos en forma de islas. Esto influye en la aparición de formas de vida, ya que las condiciones a grandes alturas no son las mismas que en terrenos bajos, y donde aparece una isla puede darse condiciones para la vida donde antes no la había.
La actividad volcánica también colabora en la aparición de islas y modificaciones de ambientes. Esta actividad está relacionada con procesos en el interior del Planeta. Allí hay convecciones de materia con carga eléctrica que generan nuestro campo magnético.
Éste se encarga de desviar las partículas cargadas provenientes del Sol en el Viento Solar. Estas partículas de alta energía son desviadas a los polos magnéticos, cercanos a los geográficos, y allí excitan la atmósfera produciendo las conocidas auroras.

Ilustración entre interiores con (izquierda) y sin (derecha) flujo de materia que genera campos magnéticos – Crédito: Shahar et al.

De no ser por el campo magnético, la vida en Casa estaría amenazada ya que estas partículas son perjudiciales para la vida tal como la conocemos. Marte no tiene actividad geológica y por lo tanto no tiene un campo magnético que proteja su superficie del viento Solar. A lo sumo presenta pequeños campos aislados como “hongos” desparramados por el Planeta.
Por eso mientras hayan volcanes activos en Casa, seguiremos teniendo un Planeta joven y protegido del viento Solar.

Ilustración de interiores planetarios (Tierra a la izquierda) cuya dinámica influye en la posibilidades de vida en la superficie o bajo ella. – Crédito: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Todo esto está relacionado con el interior del Planeta.
Luego, los interiores planetarios son tan importantes para la aparición y mantenimiento de formas de vida como las condiciones atmosféricas. Las características bajo el suelo y sobre éste están vinculadas para el soporte de vida en la superficie.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

B14-65666, la fusión galáctica mas temprana (a mediados del 2019).

El telescopio espacial Hubble observó un objeto bilobular.
Luego, en ondas milimétricas, el observatorio ALMA obtuvo más información del objeto.

low-res picture of merging galaxies

Imagen obtenida por ALMA. En rojo se aprecia el polvo, en verde el oxígeno y en amarillo el carbono. Las regiones blancas (superpuestas a la imagen de ALMA) corresponden a las observación de estrellas realizadas con el Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et al.

Entre otras cosas, se encontró que cada componente del sistema se movía a diferente velocidad. Eso y las evidencias de oxígeno y carbono, terminaron de demostrar que se trata de una colisión de galaxias.

merging galaxies

Ilustración del posible aspecto del sistema. Crédito: NAOJ

Se sabe que cuando dos galaxias se encuentran, las distancias interestelares son tan grandes que las estrellas de una y de otra pueden pasar por entre esos espacios. Así las galaxias se traspasan sin mayores consecuencias. Una galaxia puede robarle estrellas a la otra, pero como ambas terminan fusionadas, todas las estrellas quedan en el sistema resultante, salvo las pocas que pueden ser eyectadas fuera de las galaxias.

Pero cada galaxia tiene gas y polvo. Así cada una de ellas colabora con lo suyo por lo que se estimula la formación de estrellas. En este caso, en este objeto catalogado como B14-65666, se está dando una formación estelar 100 veces más vigorosa que en la Vía Láctea, donde nace entre 1 y 3 estrellas al año.

Pero lo que hace tan especial a esta fusión de dos galaxias es la distancia a la que se está dando.
Este sistema está a unos 13 mil millones de años luz de Nosotros. Eso indica que su luz tardó ese tiempo en llegarnos. Si el Universo tiene casi 15 mil millones de años de edad, esa fusión se dio en los albores del Universo.
Luego, de esta manera, B14-65666 es la fusión de galaxias más temprana observada hasta Hoy en día (mediados del 2019) y una de las primeras fusiones galácticas producidas.

Referencia:

Fuente:

  • “Big Three Dragons”: a z = 7.15 Lyman BreakGalaxy Detected in [OIII] 88 μm, [CII] 158 μm, and Dust Continuum with ALMA. | Takuya Hashimoto et al.
    https://arxiv.org/abs/1806.00486

pdp.

Antlia 2 sería la responsable de las ondulaciones en el exterior del disco Galáctico.

Las galaxias muestran evidencias de que interactúan con las más cercanas.
Nuestra Vía Láctea (VL) no es la excepción.
Las corrientes estelares son conjuntos de estrellas que comparten movimiento y son el producto del desgarro producido gravitacionalmente a otra galaxia menor que pasó demasiado cerca.

La VL, además, muestra ondulaciones en la parte exterior de su disco de gas (Hidrógeno neutro).
Son el producto de una perturbación producida por el encuentro con otra galaxia, la que al “tocar” a la Nuestra, produjo esas ondas como cuando se golpea la superficie del agua.
Buscando entre las galaxias cercanas, se descartó a la enana de Sagitario como antes se pensaba, por no cumplir con todas las características requeridas obtenidas de las simulaciones realizadas (pdp, La enana de Sagitario habría perturbado el disco de la Vía Láctea, https://paolera.wordpress.com/2018/09/19/la-enana-de-sagitario-habria-pertubado-el-disco-de-la-via-lactea/).

En la constelación de la máquina neumática (Antlia) se descubrió a Antlia 2 (Ant 2), una galaxia enana en septiembre del 2018.

Antilia 2 galaxy

Ilustración de la Nube Mayor de Magallanes (izquierda), Vía Láctes (centro) y la ultra difusa Antlia 2 (derecha) – Crédito: V. BELOKUROV/UNIV. OF CAMBRIDGE/CCA, BASED ON THE IMAGES BY MARCUS AND GAIL DAVIES AND ROBERT GENDLER

Tiene un tamaño similar al de la Nube Mayor de Magallanes, incluso algo mayor, pero es 10000 veces más débil en brillo; 100 veces más difusa que las ultra difusas conocidas.
Ubicada a unos 400 años luz de Casa, tiene una masa que, junto a otras características, la hacen la principal responsable de las ondas en el exterior de la VL.
En aquel encuentro, nuestra Galaxia le habría extraído estrellas y gas por lo que no formó muchas más estrellas quedando así tan difusa.
Futuras observaciones terminarán de confirmar las sospechas sobre Ant 2.

Referencia:

Fuente:

pdp.

PDS 70b, el nacimiento de un Joviano.

Cada vez hay más evidencias observacionales a favor de las teorías de formación planetarias.
Las estrellas nacen de una nube de gas y polvo a baja temperatura. Allí se forma un disco de acreción que da origen a la estrella .
Con su radiación, la estrella “limpia” sus vecindades. Desaloja el polvo y sublima los hielos que puedan rodearla. Pero a la distancia, los granos de polvo se van arremolinando y formando protoplanetas. Más allá, los hielos sobreviven formando cuerpos helados.
Una vez formados los huéspedes, comienza el caos donde unos precipitan sobre otros y muchos migran a otras órbitas.
Las regiones de formación de planetas alrededor de estrellas, están sometidas a temperaturas que las hacen observables en infrarrojo.

Veamos:

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Imagen infrarroja del joven exoplaneta PDS 70b. Se ha ocultado artificialmente la estrella central y se muestra el tamaño del Sistema Solar a manera de escala. Crédito: V. Christiaens et al./ ESO.

Se trata del planeta en formación PDS 70b.
Todo indica que es gaseoso, con un radio algo mayor a 1,5 el de radio Joviano y una masa que no supera las 10 masas Jovianas. Tiene aún un disco de acreción de materia, donde se estima que están cayendo sobre el planeta unas 10 millonésimas a 100 millonésimas partes de masas Jovianas anuales.
Con una temperatura de alrededor de 1500°K, se piensa que del disco que aun rodea al planeta pueden formarse lunas como las de Júpiter.
En tal caso, se confirma el origen de los satélites Jovianos, aparte de las posibilidades de captura de algunos de ellos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Se explicó la rareza de NGC 1052-DF2, ahora KKS 2000-04.

La galaxia difusa NGC 1052-DF2 se presentó como una galaxia con poco o nada de materia obscura (pdp, NGC 1052-DF2, una galaxia sin materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2018/03/28/ngc-1052-df2-una-galaxia-sin-materia-obscura/)

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Imagen de DF2 ahora recatalogada como KKS 2000-04 obtenida por Obs. Gemini. Ampliación del centro donde se observan estrellas espacialmente separadas por HST.

Se la suponía a unos 60 millones de años luz (AL) de Casa, por lo que debía ser más grande que la Vía Láctea y con muchas menos estrellas que la Nuestra debido a su característica de difusa. Eso, junto con el estudio de sus cúmulos globulares, indicaba que esta galaxia tenía poco o nada de materia obscura. Se responsabilizaba de ello al brusco nacimiento de estrellas que con su radiación expulsaron materia de la galaxia o a la acción gravitatoria de otra galaxia que en una visita cercana absorbió gravitacionalmente toda esa materia.

Pero resultó que DF2 está más cerca que lo que se pensaba.
Su distancia fue sobrestimada. Está a un poco más de la mitad de la distancia pensada; se estima que se encuentra a unos 40 millones de AL de nosotros.
Con esta nueva distancia, las observaciones se relacionan con una información diferente.
Se trata de una típica galaxia de bajo brillo superficial, no tan grande como se creía antes, y el estudio de sus cúmulos globulares está relacionado a estructuras y luminosidades similares a los de otras galaxias. Ahora, las características de esta galaxia indican que tiene la materia obscura esperada para un sistema estelar de su tipo.
Se la renombra como KKS 2000-04 ya que su nueva distancia la excluye de estar relacionada con NGC 1052.

The Carnegie-Irvine Galaxy Survey (CGS)

¿Sucederá lo mismo con NGC 1052-DF4? (pdp, La untradifusa DF4, otra galaxia casi sin materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2019/04/01/la-ultradifusa-df4-otra-galaxia-casi-sin-materia-obscura/). Recordemos que esta otra galaxia ultradifusa mostraba características similares a DF2 y se la consideraba a una distancia similar de nosotros.

Referencias:

Fuente:

pdp.

Simulando agujeros negros.

Muchas veces hacemos simulaciones para observar lo que sucede o sucedería un sistema.
Así, por ejemplo, hacemos una simulación para observar qué sucede durante una colisión de galaxias, ya que no disponemos del tiempo de espera necesario.
También, para estudiar las características de un sistema y verificar la teoría que lo describe, por ejemplo, el caso de un agujero negro.

Podemos emular un agujero negro con el vórtice de succión de un desagüe.

Simulación de agujero neegro en un tanque de agua

Crédito M. Richartz

En las vecindades del desagüe aparece un sutil remolino provocado por el Efecto Coriolis (pdp, El Efecto Coriolis y la conservación del Momento Angular, https://paolera.wordpress.com/2015/07/22/el-efecto-coriolis-y-la-conservacion-del-momento-angular/).
Ese remolino, bien emula el disco de acreción de materia que cae sobre el agujero negro arremolinándose, autofriccionando y recalentándose; lo que genera emisión de energía desde las vecindades del agujero negro.
Si se producen ondas perturbando de alguna manera la superficie del agua, veremos un comportamiento similar a lo que sucede con las ondas de radiación (luz).
Lejos del vórtice, las ondas viajan sin problema. En las vecindades, sienten la velocidad del flujo de agua, del remolino, y son atraídas hacia el vórtice. Eso muestra la radiación absorbida por el agujero negro. Más lejos, las ondas siguen su viaje ya que no sienten la velocidad del flujo de agua.
Pero a distancias intermedias, y más bien hacia el vórtice, las ondas sienten la velocidad del flujo de agua de manera que tienden a desviarse hacia un punto adelante del vértice, dejándolo entre ese punto y el origen de la perturbación. Eso bien emula la desviación de las ondas por el agujero negro, lo que origina las conocidas lentes gravitacionales.
Las ecuaciones de movimiento de las ondas en este caso, coinciden con las que se plantean en las vecindades de un agujero negro.
Incluso, los objetos que floten en el agua, deberán tener cada vez más velocidad para escapar del vórtice a medida que estén más cerca.

Pero hay una simulación más compleja. La que nos permite estimar la temperatura de un agujero negro.
Como todo objeto con energía, el agüero negro debe tener cierta temperatura que obviamente depende de su masa.
Aquí es donde aparece el agujero negro sónico.
Se produjo un flujo de átomos de Rubidio en un estado conocido como condensado de Bose-Einstein. Ese flujo de materia absorbe las ondas de sonido como el agujero negro absorbe las de radiación. Bajo esas condiciones se observó la creación de partículas y antipartículas, las que luego se aniquilaban. Pero en el agujero negro, una queda en el agujero negro y la otra fuera de él. Esta última se aleja dando lugar a la conocida Radiación Hawking.
También se midió la temperatura de ese agujero negro sónico, y su valor estuvo de acuerdo con lo que predice la teoría de Hawking.

Referencias:

Fuente:

pdp