Archivo mensual: octubre 2019

El protoplaneta Hygiea.

Los asteroides de destacan por su morfología irregular por ser resultado de colisiones.
Luego, los planetas se distinguen por ser esféricos. En su formación, la autogravitación les dio esa forma. La diferencia entre planetas enanos y mayores es que los enanos aún mantienen sus órbitas con escombros mientras que los mayores ya las han limpiado (Planetas, enanos y Menores | pdp, https://paolera.wordpress.com/2013/07/03/planetas-enanos-y-menores/).

Todos se identifican con un nombre. En el caso de los asteroides, se les asigna un número de orden por su descubrimiento, lo que está obviamente relacionado con su tamaño ya que los más grandes fueron los primeros en descubrirse.
Así el orden era 1Ceres, 2Pallas, 3Juno, 4Vesta, …, 10 Hygiea, …
Pero resultó que Vesta supera por poco a Pallas y Juno fue destituido por Hygiea. Así el orden quedó como: 1Ceres, 4Vesta, 2Pallas y 10Hygiea para los cuatro mayores. Hygiea en su momento fue el décimo pese a estar entre los 4 mayores porque es muy obscuro, cosa que hizo que en su momento no se lo haya descubierto sino hasta más tarde.
Pero además muestra otra característica.

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Imagen del protoplaneta Hygiea crédito de ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Hygiea resultó ser esférico o al menos casi esférico (elipsoidal con ejes principales de 450 Kms x 430 Kms x 424 Kms). Ésto y el hecho de que su órbita esté con escombros, hace que se lo ascienda a la categoría de planeta enano; otro más a ya los conocidos como Plutón, Ceres y otros.

Pero resulta que su composición es muy semejante a la de Ceres, una combinación de rocas y hielos. Estas características sirvieron para pensar que Ceres vino de las afueras del Sistema Solar, quizás como luna de un objeto mayor (apodado Yurus) que fue destruido, y una vez en el cinturón de asteroides, comenzó a asimilar materia rumbo a convertirse en planeta (Ceres sería un protoplaneta | pdp, https://paolera.wordpress.com/2016/01/06/ceres-seria-un-protoplaneta/). Por una cuestión de tiempo, se quedó sin materia para continuar creciendo y terminó como protoplaneta, o sea, un planeta a medio formar.
La similitud de la composición de Hygiea con Ceres, además de que ambos son esféricos, permiten pensar que Hygiea es más un protoplaneta detenido en su evolución.
Por otro lado, la morfología casi esférica de Vesta, también hace suponer que se trata de un protoplaneta detenido en su proceso de crecimiento.

Hygiea es el principal miembro de una familia de objetos, la familia de Hygiea,
Estas familias aparecen con un gran impacto en el cuerpo principal que genera escombros que dan origen a la familia. Para eso, Hygiea debería mostrar un gran cráter de impacto, cosa que no muestra.
Las simulaciones sugieren que una gran colisión pudo generar escombros que den origen al resto de la familia y, a su vez, reformar al cuerpo principal asimilando escombros obteniendo la forma esférica.

Video: Impact simulation explaining the origin of Hygiea’s round shape 

European Southern Observatory (ESO)

Referencia:

Fuente:

pdp.

El color del Universo.

Para saber el color del Universo debemos ver en cielo de noche, ya que de día nos encandila el Sol.
Veremos que la noche es negra pero con estrellas. Luego, ¿es negro o tiene color por las estrellas?
Es un problema similar al de decir si en el Espacio hay vacío. Si cierro el puño en el Espacio digo que está vacío porque nada agarro. Sin embargo hay planetas, asteroides, estrellas. Así, el problema del vacío depende de la escala en la que trabajamos (Caminando el Espacio – El camino libre medio | pdp, https://paolera.wordpress.com/2016/02/19/caminando-el-espacio-vacio-vacio/).
Lo mismo sucede con el color del Universo.

El color de las estrellas define el color del Universo.
En Él, hay radiación de alta frecuencia y también de muy baja, incluyendo la radiación de fondo debida al Big-Bang; todas ellas invisibles a nuestros ojos. Luego, para Nosotros, color del Universo depende de la luz visible de la estrellas. El color de las estrellas depende de su temperatura. Las más calientes son azuladas y las más frías son rojas. A temperaturas intermedias corresponden colores amarillos, verdes y combinaciones. Por ejemplo, el Sol es amarrillo-anaranjado. Irradia en todas las frecuencias pero con mayor intensidad en ese rango de colores. Sin embargo nos parece blanco porque su intensidad nos encandila y satura nuestra lectura del color. El cielo se ve celeste durante el día porque la atmósfera dispersa la luz azul proveniente del Sol en lo que se llama dispersión Rayleigh.

De noche, las estrellas no nos encandilan y podemos apreciar su color. Además, de noche, la atmósfera no afecta demasiado si observamos las estrellas altas en el Horizonte.
Si queremos saber el color del Universo debemos integrar los colores de todas las estrellas del Universo como si tuviéramos un ojo astronómicamente enorme que nos permite verlas a todas jutas.

En el 2002 se integró y se halló el color de todas estrellas del Universo.
El color resultante fue marrón claro, algo como un color café con leche. Por supuesto, eso depende la la cantidad de leche que se le agregue al café más o menos cargado.
Así el color resultó bautizado como café con leche (o cortado) cósmico.
Se los presento:

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Café con leche o cortado cósmico – crédito: Karl Glazebrook, Ivan Baldry, Brian Koberlein

Este color no será eterno.
Las estrellas entregan energía porque el Universo busca el equilibrio termodinámico. Esto lo dice el principio de Entropía. Por eso los cuerpos calientes calientan sus vecindades. Cuando todas las estrellas vayan envejeciendo, prevalecerá el rojo. También su intensidad será cada vez menor hasta que, finalmente, todo se apague cuando la última estrella muera.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Enorme galaxia del Universo temprano (otra más).

Es lógico pensar que las estructuras galácticas fueron apareciendo de a poco en el Universo.
Primero se habrían formado a escalas pequeñas y luego habrían colapsado formando estructuras mayores. Incluso, los agujeros negro supermasivos, se habrían formado por la unión de otros menores.
Pero las cosas parecen no ser así.
Los agujeros negros supermasivos no hubiesen tenido tiempo de formarse de la unión de menores en lo que va de la edad de Universo. Debieron haberse formado de golpe, del colapso brusco de gran cantidad de materia (El rápido nacimiento de los agujeros negros supermasivos | pdp, https://paolera.wordpress.com/2019/07/05/el-rapido-nacimiento-de-los-agujeros-negros-supermasivos/).
De la misma forma, si bien se han observado pequeñas galaxias en la juventud del Universo, también se han detectado grandes estructuras galácticas de aquellas épocas.
Entre ellas se destaca la colosal COSMOS AzTEC-1 a 13000 millones de años luz de nosotros.

Ilustración de COSMOS-AzREC-1 publicada en el sitio del observatorio ALMA.

Apenas 2000 millones de años del nacimiento del Universo, ese monstruo galáctico formaba estrellas 1000 veces más rápido que la Vía Láctea.

Ahora otra gran galaxia se suma a la lista.
Desde unos 12500 millones de años luz, nos llega energía en micro-ondas de una región compacta del espacio. Esa energía se origina en material recalentado por estrellas jóvenes y otras en formación. Se trata de una gran galaxia en proceso de gestación, generando estrellas 100 veces más rápido que la Nuestra, donde su aspecto se ve desfigurado y opacado por el polvo que aún la rodea.

Ilustración del posible aspecto  de la galaxia observada en micro-ondas en el Universo temprano, crédito: James Josephides/Christina Williams/Ivo Labbe

Se supone que hay más de estos monstruos ocultos en sus nubes de polvo y gas. Hoy en día, estas galaxias deben ser enormes estructuras galácticas maduras.

Si bien hacen falta más descubrimientos de este tipo de galaxias tempranas, todo parece sostener la teoría de que las estructuras en el Universo se dieron en todas las escalas al mismo tiempo (La evolución de la estructura del Universo | pdp, https://paolera.wordpress.com/2019/10/17/la-evolucion-de-la-estructura-del-universo-y-los-dedos-de-dios/).

Artículo dedicado a los Astrónomos argentinos profesionales y aficionados en su día.
24 de octubre, día de la Astronomía Argentina en recuerdo del primer observatorio del País creado en 1871 por entonces Presidente Domingo F. Sarmiento.

Referencia:

Fuente:

pdp.

DF2 y DF4 serían galaxias carentes de materia obscura (después de todo).

La materia obscura es la responsable de que las galaxias no vean desmenuzarse sus partes exteriores.
Las estrellas más alejadas del centro de sus galaxias, tienen velocidades que les permiten escapar de ellas. Sin embargo no lo hacen. Esto se debe a la presencia de materia obscura que las retiene gravitacionalmente. Esta materia no es observable y sólo se la detecta por efectos gravitacionales, de ahí su nombre.

Resultó que se observaron dos galaxias ultradifusas; NGC 1052-DF2 y NGC 1052-DF4 (o simplemente DF2 y DF4) que no tendrían materia obscura.

DF2

Imagen de DF2 crédito de Dokkum et al

De esta manera, sus estrellas más alejadas muestran velocidades que les permiten seguir vinculadas a sus galaxias.
Luego, se explicó este misterio a través de las distancias. Al parecer, estas galaxias estarían más cerca de lo pensado y bajo esas nuevas condiciones, las medidas de luminosidades y velocidades implican que tienen materia obscura como las otras galaxias (Se explicó la rareza de NGC 1052-DF2…, | pdp, https://paolera.wordpress.com/2019/06/04/se-explico-la-rareza-de-ngc-1052-df2-ahora-kks-2000-04/).

Un trabajo más reciente, muestra que las distancia a DF2 es de unos 60 millones de años luz, valor que coincide con la primer medida. Así, se desestima el valor de 40 millones de años luz que se adoptó como distancia más cercana. Luego, se confirman las distancias y luminosidades antes calculadas para DF2 y DF4, y de esta forma, también se confirman como galaxias desprovistas de materia obscura.

De ser esta situación, habría que explicar cómo es que estas galaxias no tienen materia obscura.
Por un lado, las galaxias pudieron tener una abundante y brusca producción estelar. La enorme presión de radiación pudo expulsar la materia obscura de estas galaxias (Ley de Gravitación Modificada o Materia Obscura… | pdp, https://paolera.wordpress.com/2018/09/10/ley-de-gravitacion-modificada-o-materia-obscura-las-galaxias-enanas-deciden/).
Por otro lado, en interacciones gravitatorias entre galaxias, suele haber pérdida de materia ordinaria al espacio intergaláctico. Las grandes galaxias elípticas como NGC 1052, son el resultado de fusión de galaxias, y en esos encuentros se puede dar pérdida de materia o eyecciones de material. Incluso, se puede dar puentes de materia entre galaxias que pasan cerca una de otra.
Esta gran cantidad de materia ordinaria expulsada, puede recolapsar y dar origen a galaxias enanas difusas sin materia obscura como las vecinas a NGC 1052.
En ambos casos, las estrellas más alejadas del centro de estas galaxias que hayan adquirido suficiente velocidad para escapar, simplemente lo hicieron.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Comportamiento colectivo en Trilobites.

Para entender el comportamiento de formas de vida extintas, muchas veces hay que observar las actuales.
Moverse en fila tiene sus ventajas frente a hacerlo en alineación transversal con un individuo al lado del otro. La formación transversal es buena sólo en el caso de estar rastrillando la zona en busca de algo. Pero esta formación ofrece más resistencia al avance frente a la vegetación. La formación en fila es más “penetrante” ya que sólo un individuo enfrenta los obstáculos y el resto lo sigue. Además, es más seguro ante depredadores, ya que unos vigilan la espalda de otros; sólo el último está expuesto y eso es mejor que lo estén todos por desplazarse lado a lado ofreciendo sus espaldas.
No sólo los indígenas tenían este comportamiento, de ahí el nombre de fila india. Las hormigas también muestran este comportamiento no sólo por estos motivos, además, siguen el rastro de feromonas dejado por las que marcaron el camino.

En Marruecos se hallaron fósiles de Trilobites en fila.

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Imagen crédito de Vannier et al 2019, https://doi.org/10.1038/s41598-019-51012-3

Es muy poco probable que hayan quedado así alineados “post mortem”, ya que es muy difícil que las condiciones locales los haya juntado y alineado con sus partes delanteras en la misma dirección que la alineación y todos en el mismo sentido.
Los Trilobites tenían una prolongación hacia adelante desde “su frente” y dos hacia atrás, cada una a cada lado. Esas prolongaciones les habría permitido sentirse entre ellos para seguir al de adelante y sentir al de atrás. También es posible que siguieran algún rastro químico como el de feromonas.
Como sea, estos animales se movían en línea mostrando un comportamiento colectivo.
Esto no implica que este comportamiento haya comenzado hace casi 500 millones de años con los Trilobites. El hecho de observarlo en ellos sugiere que pudo haber comenzado antes.

Es muy probable, que los ejemplares cuyos fósiles se hallaron en fila, se desplazaban colectivamente durante una tormenta. El poder de una ola removió sedimentos ricos en sulfuro de hidrógeno y los sepultó matándolos casi en el acto.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La evolución de la estructura del Universo y Los Dedos de Dios.

Sabemos de la estructura del Universo, pero debemos entender cómo evolucionó hasta tenerla.
Las estrellas y cúmulos de estrellas forman galaxias, como por ejemplo nuestra Vía Láctea. Las galaxias se reúnen en cúmulos de galaxias, como la Nuestra, Andrómeda y otras, que se encuentra en el grupo local. Los cúmulos se reúnen en supercúmulos, como nuestro grupo local y otros vecinos como el gran cúmulo de Virgo, que pertenecen al supercúmulo de Virgo que es una parte o “suburbio” del gran Laniakea (Laniakea, el cielo inconmensurable | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/09/05/laniakea-el-cielo-inconmensurable/).

Para estudiar la estructura del Universo, debemos medir la distancia y velocidad de las galaxias cada vez a mayores escalas. Recordando que a mayor distancia las galaxias se alejan con mayor velocidad (por la expansión Universal y la acción de la energía obscura), se obtuvo una llamativa estructura.

Se observan filamentos radiales hacia nosotros. Se los llamó Los Dedos de Dios.

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En la imagen de la izquierda se observan Los Dedos de Dios como filamentos radiales hacia nosotros ubicados abajo y al centro  – A la derecha se observa la imagen corregida – Crédito: (M.U. SUBBARAO ET AL., NEW J. PHYS. 10 (2008) 125015; IOPSCIENCE.

Es imposible que en todo el Universo existan filamentos hacia nosotros (en la imagen de la izquierda estamos abajo y al centro). Evidentemente se trataba de un efecto de mala reducción o interpretación de los datos observacionales.
Recordemos que en el Universo todo está en movimiento y sujeto a la acción de las fuerzas gravitatorias. Las galaxias participan del movimiento de la estructura donde se encuentran, moviéndose como deben por estar donde se encuentran. Pero también tienen un movimiento propio; uno con el que se moverían su estuvieran aisladas del grupo. Incluso, ese movimiento está afectado por la acción gravitatoria de estructuras cercanas. O sea que las galaxias pueden mostrar un alejamiento mayor o menor que el correspondiente a su distancia. Eso termina afectando los datos y aparecen Los Dedos de Dios.
Luego de hacer las correcciones necesarias, se obtiene la estructura esperada.
Nuestro Universo muestra una estructura filamentosa. Hilos de materia donde hay galaxias como perlas hilvanadas en un collar. Donde los filamentos son más gruesos o donde se unen dos o más de ellos, hay estructuras más grandes como cúmulos, supercúmulos o incluso murallas galácticas (Posible estructura galáctica mayor a la Muralla Sloan | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/01/03/posible-estructura-galactica-mayor-a-la-muralla-de-sloan/).

Pero ahora la pregunta es: ¿cómo se llegó a esa estructura?
¿Acaso se formaron pequeñas estructuras que se unieron en otras mayores (de abajo hacia arriba)?
¿O acaso se formaron de arriba a abajo, donde estructuras enormes se fueron fragmentando en menores?

En el primer caso, se formaron estrellas las que se unieron en galaxias. Éstas en cúmulos y éstos en supercúmulos. En el segundo, las grandes estructuras van colapsando en estructuras menores hasta llegar a las estrellas.
Recordemos que las estrellas son los elementos básicos que dan origen a las grandes estructuras.
También debemos recordar que en el Big-Bang, la materia apareció uniformemente distribuida. Una “imperfección” pudo dar origen a una alocada coagulación de materia. Un pequeño colapso genera gravitación que atrae más materia, la que aumenta la gravitación y así sigue la desbocada acreción.

En el primer caso, las imperfecciones se habrían dado a pequeña escala.
Primero comenzaron las protoestrellas que luego se fueron agrupando en protogalaxias. Luego éstas lo hacieron en protocúmulos y finalmente éstos en protosupercúmulos. Cuando las estrellas comenzaron a brillar quedaron todas las estructuras definidas.

En el otro caso, las imperfecciones se dieron a gran escala.
Grandes estructuras fueron colapsando en otras menores por regiones. Primero comenzaron a darse los protosupercúmulos, luego éstos fueron sufriendo coagulaciones localizadas en forma de protocúmulos. Más tarde, en ellos, se dieron protogalaxias donde comenzaron las protoestrellas. Cuando se encendieron las estrellas, terminaron de definirse todas las estructuras superiores.

Al día de Hoy, casi fines del 2019, la respuesta es: Ambos al mismo tiempo.
Se dieron imperfecciones en pequeñas y grandes escalas, incluso también en medianas escalas.
Es lógico pensar que los colapsos a pequeña escala pudieron haber comenzado un poco antes que los de escalas mayores, aunque los estudios indican que el Universo evolucionó con una ligera ventaja de las imperfecciones a gran escala.

Fuente:

pdp.

La juventud no tan tranquila de la Luna.

La anortosita en un tipo de roca que se encuentra en la Tierra y también en la Luna.
Allí es responsable del gran brillo de nuestro satélite natural.
En sus comienzos, la Luna estaba cubierta por un Océano de Magna Lunar, o sea, roca fundida que, luego de enfriarse, dio origen al Manto que rodea al núcleo y a la corteza Lunar sobre éste.
Se pensaba que ese proceso de enfriamiento fue “tranquilo” hasta la época del bombardeo pesado tardío, donde la Luna y la Tierra sufrieron una intensa y larga lluvia de meteoritos, asteroides y cometas hace unos 4 mil millones de años atrás.

En una roca Lunar traída a Casa por la misión Apollo 16, se encontró anortosita.

Imagen de la roca Lunar traída por la Apollo 16 – Clast 32 indica la incrustación de anortosita – Crédito: AGU.

Lo interesante es que esta muestra ofrece evidencias de haberse enfriado rápidamente y no en un proceso lento como se pensaba. Habría pasado de unos 800°C a 250°C en muy poco tiempo considerando escalas de tiempo planetarias.

El único proceso por el cual esta roca pudo dejar las partes interiores de la corteza y quedar expuesta enfriándose con mayor rapidez, es un gran impacto meteórico o asteroidal hace unos 4300 millones de años. Eso demuestra que el proceso de enfriamiento Lunar no fue tan lento y “tranquilo” como se suponía.

Referencia:

Fuente:

pdp.