Archivo mensual: agosto 2019

Familias de objetos del Espacio.

En el Espacio hay familias de objetos.
Se trata de conjuntos de cuerpos que comparten características. Así es como existen las familias de estrellas.
Por un lado, están los grupos de estrellas en co-movimiento. Se trata de decenas de estrellas de edades y composiciones similares que se mueven en grupo. Habrían nacido en el mismo complejo nebular, donde formaban parte de un cúmulo de estrellas y fueron arrancadas por fuerzas gravitatorias. Un ejemplo de esto es el grupo en co-movimiento AB-Doradus.
Por otro lado, están las corrientes estelares. Se trata de corrientes de estrellas de diferentes tipos y en mayor número que las anteriores. Su origen habría sido un desgarro gravitacional de una pequeña galaxia que pasó muy cerca de la Nuestra. Un ejemplo de estas corrientes lo dan la corriente Magallánica y la de Sagitario entre otras (Grupos y corrientes estelares | pdp; https://paolera.wordpress.com/2018/06/26/grupos-y-corrientes-estelares/).

En el Sistema Solar también hay familias, en este caso, de cuerpos menores.
Entre los asteroides hay al menos unas 100 familias. El 85% pertenece a diferentes familias, donde cada una tuvo su propio origen de forma colisional. Dentro de cada familia, sus miembros comparten las mismas características orbitales y composiciones. Cada familia lleva el nombre del mayor de los objetos que la representa, y por lo tanto, el primero de ellos en ser descubierto. Como ejemplo de estas familias, podemos citar a las de Flora, Vesta y Nisa entre otras (Las familias de asteroides | pdp; https://paolera.wordpress.com/2018/07/09/las-familias-de-asteroides/).

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Ilustración de colisión entre asteroides, crédito: Don Davis/University of Florida)

Más allá de Neptuno, a unas 40 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, están los helados objetos del Cinturón de Kuiper. Allí hay una sola familia conocida hasta ahora; la de Haumea. Este planeta enano es el quinto en tamaño luego de Plutón, Eris, Ceres y Makemake. Está unas 43 veces más lejos del Sol que Nosotros y tiene varias lunas (Las características de Haumea | pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/02/19/caracteristicas-de-haumea/).
Los miembros de su familia comparten características orbitales y de composición. Todos muestran un color superficial similar y la presencia de hielos de agua.
El origen de esta familia también sería colisional, y recientemente se habrían descubierto tres miembros más.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La (asombrosa) máquina π.

Las matemáticas no dejan de ser… mágicas, recordemos la Estrella Pitagórica (La magia de la Estrella Pitagórica | pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/10/24/la-magia-de-la-estrella-pitagorica/.)
Ya les había mostrado cómo el horizonte está más cerca de lo pensado (El horizonte, ¿dónde está? | pdp; https://paolera.wordpress.com/2016/07/01/el-horizonte-donde-esta/).

Ahora les presento la máquina Pi (máquina π).
Consta de dos masas; M y m donde M es mayor a m, y una pared de masa infinita comparada con ambas. El cuerpo de masa m está en reposo entre la pared y M, y ambas sobre una superficie plana, horizontal que no ofrece rozamiento ni resistencia al movimiento.
M se acerca a m con velocidad constante. Cuando la choca, m va contra la pared, donde rebota y choca a M. Cuando m choca con la pared, rebota con la misma velocidad porque la masa de la pared es infinita frente a m. Pero cuando lo hace con M, disminuye su velocidad porque entregó parte de su energía en trabajo para frenar a M ya que sus masas son comparables.
La pregunta es: ¿cuántas veces rebota m antes de detenerse por choques con M, o no alcanzar a M (porque cambió de sentido su movimiento y m va muy despacio para llegar a ella) ?
Veamos el video: La respuesta más inesperada de un juego de colisiones.

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Publicado el 13 ene. 2019

No interesa la velocidad inicial de M, ya que sólo se logra que los rebotes sean más rápidos pero no en mayor cantidad.
Sucede que para una relación de masas M/m que sea potencia de 10, los rebotes son las cifras de π.
O sea que para relaciones de 1; 10; 100; 1000; 10000; … se obtienen 3; 31; 314; 3141, 31415;…
De ahí el nombre de esta “máquina”.
Pero si aparece π, en alguna parte debe haber una circunferencia.
Pues bien; el espacio de las fases es el “espacio matemático” en el que se relacionan las posiciones y velocidades de los cuerpos. En este caso, si llamamos X a la velocidad de una de las masas, e Y a la de la otra, para este problema, en el espacio de las fases se encuentra que X2 + Y2 = k2, con k constante. Eso es la ecuación de una circunferencia de radio k.

Referencia:

Fuente:

pdp.

WASP 121b, el exoplaneta que se evapora.

Hay exoplanetas que están tan cerca de su estrella hospedante que sufren las concecuencias.
Se ha observado exoplanetas con colas de polvo producidas por el viento estelar debido a la cercanía con su estrella (Exoplanetas con colas de polvo | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/12/01/exoplanetas-con-colas-de-polvo/).

Por primera vez se detectó un exoplaneta que pierde gases de Hierro y Magnesio.
Del material procesado retornado al espacio por las supernovas, nacen estrellas de segunda generación y su séquito de planetas; como es Nuestro caso.
De ahí que los planetas contengan elementos pesados.

WASP 121 es una estrella más caliente que el Sol a unos 900 años luz de Casa. En sus vecindades se detectó gases de Hierro y Magnesio, los que no provienen de la estrella ya que ésta no muestra evidencias de eyecciones de materia.
WASP 121b, es un exoplaneta que la orbita. Su masa indica que se trata de un Joviano y por su poca distancia a la estrella tiene una temperatura de unos 2500°C. A esa temperatura, los gases de metales alojados en su atmósfera baja, se recalientan y se elevan en un proceso de convectivo. Una vez al la alta atmósfera, los gases están animados de velocidad y bajo una gravedad menor que en las capas interiores. Bajo estas condiciones y con la ayuda del viento estelar, estos gases abandonan el planeta en un proceso de evaporación que, con el tiempo, termina con la pérdida de casi toda su atmósfera.

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Ilustración crédito de  Engine House VFX/At-Bristol Science Centre/University of Exeter/JPL

La cercanía a la estrella también provoca la deformación del planeta por mareas gravitatorias que le dan forma estirada en su ecuador.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Más ondas de Kelvin – Helmholtz en el cielo de Buenos Aires.

Ya les había comentado sobre las ondas de Kelvin – Helmholtz (K-H).
Se producen cuando dos capas de fluidos se mueven a diferentes velocidades. En la región de contacto entre las capas se producen inestabilidades que da origen a esas ondas.
Así las observamos en el hilo de humo de un cigarrillo o incienso.
Las observamos en el espacio, en la región de orión (Ondas de K-H en Orión | pdp, https://paolera.wordpress.com/2015/03/05/ondas-de-kelvin-holmholtz-en-orion/).

Detalle de la imagen de ondas de K-H en Orión. Imagen crédito de Berné & Matsumoto (2012)

Ondas K-H en la nebulosa de Orión crédito:  Berné & Matsumoto (2012)

También en el cúmulo de galaxias de Perseo, donde el gas arremolinado se encuentra con él mismo con diferente velocidad a medida que se expande en forma de espiral (Ondas de K-U en Perseo | pdp, https://paolera.wordpress.com/2017/05/03/ondas-de-kelvin-helmholtz-en-perseo/)

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Crédito:  NASA’s Goddard Space Flight Center/Stephen Walker et al.

Y por supuesto en Casa también se las observa.
Hace un tiempo les había mostrado ondas de K-H en el cielo de Buenos Aires (CABA) (Ondas de K-H en el cielo | pdp, https://paolera.wordpress.com/2016/02/11/ondas-de-kelvin-holmholtz-en-el-cielo/).

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Crédito pdp (se permite su distribución citando al fuente)

Ahora les hago otra entrega de otro caso de estas ondas en CABA.

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Foto crédito de pdp (se permite su distribución citando la fuente).

Compárenlas con las observadas en Orión.

pdp.

La curiosa binaria KIC 8145411

Hay objetos astronómicos que siguen desafiando los modelos.
Un caso de ésto lo muestra la binaria KIC 8145411.
Se trata de una binaria eclipsante donde la estrella principal es una enana de tipo G2, como nuestro Sol, y una secundaria dada por una enana blanca de muy baja masa; de tal sólo 0,2 veces la masa del Sol (Mo) o de su compañera.

Lo primero que llama la atención es cómo se encuentra una enana blanca de 0,2 Mo.
Recordemos que una enana blanca tiene el tamaño aproximado de un planeta y es el final de una estrella de tipo Solar luego de perder masa al dejar la etapa de gigante roja. Pero una enana blanca de muy baja masa tuvo que tener una progenitora de muy baja masa. Si recordamos que le evolución de una estrella es más lenta a menor masa (y más rápida a mayor masa), una estrella de muy baja masa tendría una vida que supera la edad actual del Universo; o sea que esa progenitora aún debería ser una estrella activa.
La respuesta para ésto es que la progenitora perdió masa que fue absorbida por la estrella principal. Eso adelantó su final en enana blanca y de muy poca masa.

En segundo lugar, llama la atención la curva de luz de esta binaria eclipsante.
Cuando la estrella secundaria pasa por detrás de la primaria, la disminución de luz es muy poco apreciable. Eso es lógico por ser muy pequeña y de muy poco brillo. Pero cuando transita delante de la principal, se observa un pico de luz antes de la disminución por ocultar parte de la primaria.
Eso es explicable.

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Ilustración de lente gravitacional al comienzo del tránsito, crédito de [NASA/JPL-Caltech

El comenzar el tránsito, ejerce un efecto de lente gravitacional. Por gravedad, desvía hacia nosotros parte de la luz de la estrella primaria que de otra forma se dirigiría en otra dirección. Eso provoca un breve exceso de luz.

Finalmente, ambas binarias tienen un período de rotación mutua de unos 450 días. Teniendo en cuenta sus masas, eso implica una separación entre ellas de 1,28 Unidades Astronómicas (UA), recordemos que 1 UA = distancia promedio Tierra-Sol. Para que hayan interactuado realizando transferencia de masa no pueden estar tan alejadas, ya que se encuentran a 10 veces la separación necesaria para que se de este escenario.

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Gráfico ampliable donde se muestra la relación entre masas y período de binarias interactuantes. Se nota KIC 8145411 fuera de esa relación. Crédito: Masuda et al. 2019

Ésto aún no se explica.
¿Acaso la secundaria se alejó luego de ceder masa?
¿Acaso hubo o hay una tercera estrella en juego?

Referencia:

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Tempranas estructuras precursoras de galaxias elípticas.

Las galaxias crecen a medida que se asimilan entre ellas.
Las grandes espirales crecen a costa de las enanas asimiladas, y cuando dos espirales se unen, resulta una gigantesca elíptica.
Éstas se suelen hallar en el centro de los cúmulos de galaxias y en ellas abundan las estrellas rojas evolucionadas. En la fusión de dos espirales, cada una colabora con material que produce una gran formación estelar. Las estrellas masivas pronto mueren quedando una galaxia rica en evolucionadas estrellas rojas y poco material para continuar con la formación de estrellas.
Se piensa que ese será el resultado de la futura unión de la Vía Láctea y la gran Galaxia de Andrómeda.

En observaciones realizadas en ondas milimétricas (más allá del infrarrojo) realizadas en el observatorio ALMA, se detectaron estructuras no visibles en el rango óptico ni en infrarrojo cercano, ni siquiera con los recursos del telescopio espacial Hubble.

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Imagen donde se observan 4 de las 39 estructuras detectadas por ALMA (a la derecha)  no visibles con el Hubble (izquierda) – Crédito: The University of Tokyo/CEA/NAOJ

Por su tamaño, brillo y distancia, se trata de enormes estructuras de estrellas muy posiblemente precursoras de galaxias elípticas.
Sucede que se encuentran a unos 10 mil millones de anos luz de Nosotros. Si se formaron hace ese tiempo, y el Universo tiene unos 15 mil millones de años de edad, estas estructuras nacieron en la juventud del Universo. Esta es la primera evidencia de la temprana formación de este tipo de galaxias, lo que rompe con los modelos actuales que las predicen para épocas más tardías.

¿Puede ser que las galaxias enanas se hallan unido formando espirales y que éstas hallan formado elípticas en un proceso mucho más rápido al esperado?

¿Puede ser que las galaxias enanas se hallan fusionado formando elípticas saltando la etapa de formación de espirales?

En Astronomía como en Ciencia en general, muchas veces cambiamos preguntas por otras más complejas. Así se continúa mejorando los modelos evolutivos y así sigue la Ciencia siendo apasionante.

Referencia:

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pdp.

Nuestro disco Galáctico está deformado.

La morfología de nuestra Galaxia sigue dando sorpresas.
Como una gran espiral, resultó tener barras (Barras para la Vía Láctea | pdp, https://paolera.wordpress.com/2010/09/24/barras-para-la-via-lactea/). Pero además, y gracias al estudio de las variables de tipo Cefeidas, se encontró otra propiedad llamativa.

Las variables de este tipo deben su nombre a la constelación de Cefeo donde se descubrió la primera de ellas. Son muy regulares en sus variaciones por lo que están muy bien estudiadas; a tal punto, que se conoce su brillo intrínseco. Luego, midiendo su brillo aparente se puede estimar su distancia. De hecho se las busca para calcular la distancia al sistema en el cual se encuentran.

Observando Cefeidas en la Vía Láctea, se encontró que se agrupan en estructuras de diferentes edades.

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Las Cefeidas graficadas azules son las más jóvenes, le siguen las graficada en amarillo y en rojo.  La posición del Sol está señalada con el círculo amarillo. Crédito: J. Skowron / OGLE / Astronomical Observatory, University of Warsaw

Esto sugiere que se formaron en grupos para la misma época y que, luego, la rotación galáctica las diseminó.

Pero hay más.
Graficando sus posiciones, se encontró que el plano galáctico se va ensanchando hacia afuera del centro de la galaxia. Pero eso no es todo.
El disco de la Vía Láctea es bastante plano hasta las vecindades del Sol. Luego, comienza a “doblarse” en una dirección y en el lado opuesto lo hace en la dirección contraria.

Video: The Milky Way galaxy is warped!

Publicado el 5 ago. 2019

Esto puede deberse a la acción gravitatoria de las galaxias vecinas y hasta esté involucrada la materia obscura que nos rodea.

Referencia:

Fuente:

pdp.