Archivo mensual: marzo 2020

Según la necroplanetología, WD 1145 está rodeada de escombros.

En Astronomía van naciendo diferentes especialidades, es momento de la necroplanetología.
Se trata del estudio de restos planetarios con el fin de saber las causas de su destrucción y cuáles eran sus características.

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Ilustración de restos planetarios en torno a una estrella – crédito: NASA/JPL-Caltech

La estrella WD 1145+017 aplica para un caso de esta especialidad.
Se trata de una enana blanca, una estrella de tipo Solar en el fin de su evolución, a unos 540 años luz de Casa. Muestra raras variaciones de luz, las que recuerdan a las de la estrella de Tabby (KIC 8462852). WD 1145, presenta varias atenuaciones de diferentes profundidades con períodos de unas 5 horas.

Algo curioso, es que algunas estrellas de este tipo muestran tener material típico de objetos planetarios. Es aquí donde entra la necroplanetología.
Es evidente que por algún motivo, un objeto planetario pasó demasiado cerca de la estrella y ésta lo desgarró por un proceso de mareas gravitatorias. Este es un proceso por el cual la parte más cercana a la estrella siente más atracción que el resto del planeta. Así, es como sufre un desgarro por fuerzas gravitacionales. La gravedad de la estrella tiende a que este material precipite hacia el interior.
Luego, el desgarro tendría que ser algo resiente para que el material aún pueda ser observado en las partes exteriores de la estrella, en particular, en su atmósfera.

En el caso de WD 1145, los estudios sugieren que el objeto desagarrado habría tenido un núcleo pequeño y un manto de baja densidad (lo que rodea al núcleo). Esto formaría una estructura diferenciada como la observada en asteroides, en particular, como el caso de Vesta.
Así, esta estrella muestra evidencias de estar rodeada de escombros de asteroides.
Es muy probable que el caso de la estrella de Tabby tenga una explicación similar.

Referencia:

Fuente:

  • Necroplanetology: Simulating the Tidal Disruption of Differentiated Planetary Material Orbiting WD 1145+017 | Girish M. Duvvuri et al. | https://arxiv.org/abs/2003.08410

pdp.

El color de los gatos y su sexo (los gatos de tres colores)

El pelaje de los gatos puede ser anaranjado, negro o una combinación de ambos.
La intensidad o tonalidad depende de la cantidad de pigmentación en su piel. De hecho, el blanco no es un color sino más bien la ausencia total de ellos debido a la falta de pigmentación en ciertas partes del cuerpo.

Los gatos llevan un par de cromosomas sexuales.
Las gatas llevan un par del tipo XX. Si ambos cromosomas contienen el gen dominante O, la gata es anaranjada. Si ninguno de ellos lleva ese gen, la gata es negra. Pero si sólo uno de ellos lleva el gen O, la gata mostrará una combinación de naranja y negro.

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Imagen publicada en SoyUnGato.com (ver enlace en la imagen)

Los machos, en cambio, llevan un par XY. Si el X lleva el gen O, el gato es anaranjado, si no, es negro.
Pero hay gatos machos que llevan una terna de cromosomas XXY. En este caso, sucede como con las gatas ya que el cromosoma Y no lleva genes que afecten el color. Así, en este caso, si sólo un X lleva el gen O, el gato mostrará una combinación de negro y naranja.
Pero sucede que el caso de los gatos macho XXY es muy difícil de darse, por lo que si un gato muestra los colores negro y anaranjado es casi seguro (un 99,97%) que sea gata.

Referencia y Fuentes:

pdp.

¿Existen los sistemas estelares óctuples?

Sabemos que las estrellas nacen de una nube de gas.
Si en esa nube se dan fragmentaciones y en cada fragmento comienzan las coagulaciones de materia, se generan sistemas estelares de más de una estrella. Así nacen las binarias, dos estrellas orbitándose en torno a un centro (centro de masa o baricentro). Las binarias resultaron ser más comunes de lo esperado, de hecho durante un tiempo se buscó una compañera del Sol.
Pero hay sistemas más complejos.
Si una de las binarias es binaria, tenemos un sistema triple (ejemplo: Alfa Centauro). Si en un sistema de ese tipo, a su vez, otra estrella es binaria, tenemos un sistema cuádruple. Se han descubierto muchos sistemas estelares estables donde sus componentes pueden agruparse en binarias. Un ejemplo interesante lo es la estrella Castor (Alfa Géminis), la que es una estrella séxtuple, está formada por tres binarias.

Según RECONS (un proyecto de investigación de estrellas cercanas), dentro de los 82 años luz de la Tierra, hay un total de 2168 sistemas estelares. En ellos hay 1533 estrellas simples, 509 binarios, 102 trinarios, 19 cuádruples, 4 quíntuples y 1 séxtuple.
Ahora, en un trabajo del 2018, de un total 4559 estrellas, 2718 son solitarias, 1437 binarias, 285 trinarias, 86 cuádruples, 20 quíntuples, 11 séxtuples y 2 son séptuples (se trata de Nu Scorpio y AR Casiopea). Entre ambos recuentos, la diferencia radica en la mejor calidad de los instrumentos utilizados. Eso nos permite observar objetos más lejanos y poder resolverlos con mayor facilidad, ya que a la distancia tienden a parecer estrellas simples.

La pregunta es: ¿hay sistemas óctuples?
Veamos.
Estamos hablando de sistemas estables donde sus componentes se agrupan en binarias. Luego, quedan fuera de discusión los cúmulos ya que en ellos se dan nacimientos de estrellas incluso múltiples y también suelen darse eyecciones de estrellas.
Si vemos los recuentos, los sistemas con más componentes son los más escasos. Luego la probabilidad de hallar uno óctuple (o mayor) disminuye, pero no es nula. Quizás con el tiempo se lo encuentre a mayor distancia o en un sistema conocido observado con mayor resolución.

Algo que juega en contra de estos sistemas, es la inestabilidad, la que aumenta con la cantidad de estrellas. Las leyes de la gravitación no impiden la existencia de estos sistemas, pero una estrella puede pasar cerca de otra y sufrir una perturbación que deforme su órbita hasta eyectarla del sistema. Así es como este riesgo aumenta con la cantidad de estrellas.

Existe el caso teórico conocido como Roseta de Klemperer, donde las ocho estrellas se ubican en una misma órbita a 45° una de otra. Otro caso es el de siete estrellas igualmente espaciadas sobre una órbita en torno a una central

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Ilustración de la Roseta de Klemperer crédito de Phil Plait.

En el caso de grupos de binarias (algo más realista), si son binarias apretadas, y cada grupo de binarias está bien separado uno del otro, el sistema se vuelve estable y aumenta su probabilidad de ocurrencia.

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Si las binarias AB, CD, EF y GH son apretadas y está suficientemente separadas entre ellas, el sistema sería estable. Escena de Star Trek: Picard episode, “Broken Pieces.” Credit: CBS

Así, la respuesta a la pregunta anterior podría se afirmativa; o si lo prefieren, ¿por qué no?, después de todo no sería la primera vez que en Ciencia respondemos a una pregunta con otra.

Referencias:

Fuente:

pdp.

El origen del Sistema Solar y una colisión de estrellas de neutrones.

Artículo corregido el 28mar2020 a las 18:30 HOA.
El título original de este artículo fue corregido al actual por ser más acorde con la información.

El Sol es una estrella de segunda generación.
Las primeras estrellas masivas ricas en Hidrógeno y Helio, procesaron otros elementos en su interior. Éstos fueron retornados al espacio como material enriquecido luego de que estallaron como supernovas. De nubes de ese origen, ricas en gas y polvo, se habrían formado estrellas de segunda generación, entre ellas, nuestro Sol y planetas.

Los isótopos de un elemento, son átomos de ese elemento con más neutrones en sus núcleos. Los meteoritos nos traen muestras de los orígenes de nuestro Sistema. Los isótopos presentes en ellos, son más compatibles con los que se originan en el choque de dos estrellas de neutrones que con los que se producen en una supernova.
Las estrellas de neutrones, son los núcleos de estrellas masivas que han explotado. Son tan compactas que la materia que las compone en su mayor parte, está formada por neutrones nacidos de la unión de electrones y protones. En el choque de estrellas este tipo de objetos, suelen aparecer elementos pesados como oro, platino y plutonio entre otros.

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Ilustración crédito:  Szabolcs Márka / Imre Bartos

Luego del choque, aparece un agujero negro rodeado de un disco de acreción. Procesos dinámicos en ese disco eyectan materia hacia la nube pre-solar inyectándole elementos pesados. Luego nace nuestro Sistema.

Por las características de los isótopos estudiados en meteoritos, la colisión se habría dado unos 100 millones de años antes de la formación del Sol.
En ese entonces se dio una nube de materia rica en elementos pesados en la que lentamente, y con el tiempo, comenzó a darse coagulaciones dando origen a protoestrellas. De esa manera nació el Sol y sus hermanas hace unos 4500 millones de años. En su evolución, el Sol abandonó el “grupo familiar” al igual que sus hermanas, llevándose consigo materia que terminó formando el Sistema que hoy conocemos.
En ese viaje, se perdió parte de la materia que rodeaba al joven Sol. En base a la cantidad que Hoy hay en el Sistema, se estima que todo comenzó a unos 1000 años luz de la actual posición del Sol.

Referencia:

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pdp.

¿Se rompe la reversibilidad del tiempo? (me parece que no)

La simetría o reversibilidad temporal, establece que las leyes físicas son las mismas no importa el sentido en el que transcurra el tiempo.
Esto se puede ver en casos de dinámica.
Si dejamos caer un objeto desde el reposo desde una cierta altura, veremos que cae cada vez más rápido debido a la gravedad. Si luego hacemos correr el tiempo hacia atrás (pasamos la película al revés), veremos que el cuerpo sube cada vez más despacio hasta llegar al reposo a su altura original, todo bajo la acción de la gravedad. En estos casos, invertir el tiempo es equivalente a invertir el sentido de la velocidad (cambiarle el signo) y dejar que el tiempo avance.
Esto muestra la reversibilidad temporal.

En el caso de más de dos cuerpos, ya son necesarias las simulaciones numéricas ya que analíticamente no hay soluciones generales.

Video: N-body orbits

Rubens Machado

Se realizaron simulaciones donde se dejaban interactuar gravitacionalmente 3 agujeros negros desde el reposo. Los cuerpos precipitaban mutuamente en trayectorias más o menos complejas hasta que uno de ellos era eyectado. A partir de entonces, se hacía correr el tiempo hacia atrás esperando que el sistema vuelva al estado inicial.
Se encontró que en 5% de los casos, no se daba la reversibilidad temporal y el sistema no volvía al estado inicial. Si bien el porcentaje es bajo, no es nulo como debería ser.
Según los que realizaron el estudio, esto se debe a perturbaciones.
En estos casos se dan situaciones caóticas donde se ven involucradas altas velocidades. Entonces, la menor perturbación, incluso infinitesimal, se propaga exponencialmente alterando el estado del sistema haciendo que se rompa la simetría temporal.

Bien, eso es cierto, pero tengo algo que objetar humildemente.
Una simulación se desarrolla en un escenario virtual, físicamente en la memoria de una computadora. Si las masas involucradas implican grandes valores de velocidades, pueden darse errores de redondeo que provoquen la alteración del estado del sistema en evolución. Así, el estado del sistema no es el mismo ante diferentes transcursos del tiempo, ya sea hacia adelante o hacia atrás (el tiempo es una variable de programa), y no se volvería a estados anteriores para decir que se respeta la simetría temporal. En otras palabras, en una simulación numérica por computadora, las pequeñas e inesperadas perturbaciones que afectan solamente en pocos casos la reversibilidad del tiempo, bien pueden ser accidentales errores de redondeo.

Ésta, mi humilde idea, no va en contra del caos que puede darse en un sistema, ya que esos redondeos repercuten en pequeñas variaciones que se amplifican y propagan.

Referencia:

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Gránulos superconductores en meteoritos.

Los meteoritos no dejan de sorprender y demuestran que no son simples rocas espaciales.
El análisis de meteoritos ha permitido hallar minerales que no se encuentran en la Tierra, otros materiales más antiguos que el Sistema Solar y hasta proteínas que no son domésticas (Una proteína extraterrestre (Hemolitina) | pdp | https://paolera.wordpress.com/2020/03/04/una-proteina-extraterrestre-hemolitina/).
En el meteorito de Mundrabilla (Australia) y en el catalogado como GRA 95205 (Antártida) se hallaron gránulos de material superconductor.

Fragmento del meteorito de Mundrabilla – Crédito: James Wampler

La conductividad de un material, es la propiedad bajo la cual conduce la electricidad. En general, los materiales ofrecen más o menos resistencia al paso de la corriente eléctrica, por lo que se genera pérdida de energía en forma de calor.
Los superconductores son materiales que, bajo ciertas condiciones (generalmente bajas temperaturas), muestran una resistencia nula haciendo que no haya pérdida de energía.

Los materiales naturales de estas características, son muy raros de hallar en la Tierra y esta es la primera vez que se los encuentra en meteoritos.
El hallazgo de gránulos superconductores en estos meteoritos, indica que en el ambiente donde se formaron los cuerpos del Sistema Solar, se dieron las condiciones para la aparición de materiales exóticos. Los estudios sugieren que estos gránulos serían de una aleación de plomo, indio y estaño.

La existencia de este tipo de materiales en meteoritos, permite suponer que los gránulos superconductores hacen posible lazos microscópicos de corriente eléctrica permanente, colaborando así con campos magnéticos en cuerpos celestes.

Referencia:

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Puede ser que el cometa 2I/Borisov no sobreviva a su visita al Sistema Solar

No se puede vagar por el espacio eternamente, y los cometas saben de eso.
Estos cuerpos son un rejunte de rocas y hielos que las mantienen unidas. A medida que pasan cerca del Sol (o de cualquier estrella), sus hielos subliman debilitando la estructura del cometa. Así, terminan fraccionándose y desintegrándose.

Los hay de dos tipos.
Los de corto período, que son aquellos que vuelven en menos de 200 años y provienen del cinturón de Kuiper y suelen sobrevivir más tiempo sus pasos cerca del Sol.
Los de largo período, vienen de la nube de Oort, tienen órbitas más alargadas y tienden a no resistir tantos pasos cercanos al Sol.
Algunos son acelerados, por un cuerpo masivo (como puede ser Júpiter) y son eyectados del Sistema convirtiéndose en viajeros interestelares.

Este fue el caso de Oumuamua y es el de 2I/Borisov (antes C2019 Q4), ambos con trayectorias muy inclinadas para provenir del exterior del Sistema Solar (Oumuamua sería un cometa de… | pdp | https://paolera.wordpress.com/2018/06/27/oumuamua-i-2017-u1-seria-un-cometa-de-gj-876/), (C2019 Q4 : ¿es otro objeto interestelar? | pdp | https://paolera.wordpress.com/2019/09/14/c-2019-q4-es-otro-objeto-interestelar/)
El primero se alejó sin mayores novedades que mostrar un llamativo aumento en su velocidad de alejamiento. El segundo, está mostrando evidencias de fragmentación, y por su color y composición, se parece a los de largo período que son los que estadísticamente tienden más a fragmentarse.

The interstellar comet 2I/Borisov imaged by the massive Gemini telescope on 9-10 September 2019. The telescope tracked the comet and took several images in red and blue filters, so the stars appear as a trail of multi-colored dots.

Imagen de 2I/Borisov crédito de Gemini Observatory/NSF/AURA

2I/Borisov presentó eyeccionones observadas al menos en dos oportunidades, luego de pasar cerca del Sol (perihelio de su órbita) por el 8 de diciembre del 2019 y eso es lo que permite afirmar su fragmentación en proceso.
Al parecer no sobrevivirá su paso por Casa luego de vagar por el espacio después de ser expulsado de su sistema (Conjeturas derivadas de la visita del segundo cometa interestelar | pdp | https://paolera.wordpress.com/2019/10/05/conjeturas-derivadas-de-la-visita-del-segundo-cometa-interestelar/).

Referencia:

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LHS 1815b, un balcón a la Vía Láctea.

Antes de entrar en el tema del exoplaneta LHS 1815b, es bueno recordar algo de la estructura de La Vía Láctea (VL).

Nuestra Galaxia es una gran espiral y por lo tanto tiene una componente llamada disco. El disco de la VL no es tan simple como parece. Hay un disco delgado o fino de unos 1000 años luz (AL) de espesor. Por encima y por debajo de éste, hay otro grueso de unos 2000 AL; como un sandwich donde el disco fino es el contenido entre las capas del grueso.
La VL tiene un diámetro de unos 100 mil AL aunque hay estudios que indican que es el doble. A una distancia de 25 mil AL del centro está nuestro Sol. Como la mayoría de las estrellas, su órbita alrededor del centro Galáctico está casi por completo contenida dentro de las estructuras de disco; la inclinación de su trayectoria no lo lleva más que unos cientos de AL del plano Galáctico. Así, no salimos del sandwich de discos.

En la constelación de Pictor (el caballete del pintor) se descubrió el exoplaneta LHS 1815b a casi 100 AL de Casa. Su estrella hospedante (LHS 1815) es una débil enana roja con un brillo de solamente el 4% del Sol.
El exoplaneta tiene un tamaño similar al de la Tierra y parece que su masa es de cuatro veces la Terrestre. De ser así, eso sugiere que podría tratarse del núcleo de un planeta de mayor tamaño que perdió sus capas exteriores. Está a unos 6 millones de Km. de la estrella; por lo que su translación es de casi 4 días de los Nuestros y su temperatura llegaría a los 350°C, lo suficiente para fundir la roca.

Lo interesante es la órbita de la estrella al rededor del centro Galáctico.
Tiene un radio de 28 mil AL, algo mayor al del Sol, pero su inclinación es de 12° respecto del plano Galáctico. Eso hace que llegue a estar 6000 AL por encima (y luego por debajo) del plano Galáctico; eso es por encima del disco grueso.

Schematic of the position of LHS 1815 when it is high above the galactic plane; the angle from the center to it is about 12°, affording it a good view of the Milky Way’s heart. Credit: Phil Plait

Ilustración de la altura de LHS 1815 respecto del plano Galáctico. El ángulo con vértice en el centro Galáctico es de 12° – Crédito de: Phil Plait.

En estas posiciones de la órbita de la estrella, el exoplaneta tiene una visión privilegiada de la Galaxia, ya que desde allí no molesta la mayor parte del gas y polvo cercano al plano Galáctico.

Se piensa que el disco grueso de la VL se formó por la asimilación de otras galaxias. Luego, es posible que la estrella y su planeta no sean autóctonos de la Vía Láctea y provengan de una galaxia menor asimilada

Referencia:

Fuente:

pdp.

¿Pueden existir los meteoroides relativísticos?

Los meteoroides son asteroides de tamaños menores a los 50 mts.
Aparentemente podían llegarnos meteoroides con velocidades cercanas a la de la luz.
Unos piensan que objetos del tamaño de un grano de arena hasta otros de unos 10 cm. podrían impactar nuestra atmósfera. Podrían ser acelerados a velocidades casi relativísticas por la explosión de una supernova. En las capas exteriores de las estrellas masivas se generan partículas de polvo, las que serían empujadas por la explosión de la estrella a grandes velocidades.
Se piensa que meteoroides de este tipo nos llegarían al menos una vez al mes.

There could be meteors traveling at close to the speed of light when they hit the atmosphere

Ilustración crédito de University of Oxford.

La Física no impide que esto suceda, pero la lógica pone dudas al respecto.

Una cosa es acelerar partículas micrométricas, pero otra es acelerar milimétricas como granos de arena, o mayores como las de 10 cm. Los autores del trabajo, simplemente asumen que cuerpos milimétricos a centimétricos podrían ser acelerados como los micrométricos que son mucho más livianos y estarían más cerca de la supernova.

Los espacios interestelares son muy grandes y en ellos hay una bajísima densidad de materia. Eso hace que una partícula pueda viajar grandes distancias sin verse frenada por el rozamiento con material interestelar (Caminando el vacío – El camino libre medio | pdp | https://paolera.wordpress.com/2016/02/19/caminando-el-espacio-vacio-vacio/).
Así, un objeto de esas características, podría recorrer casi toda la Galaxia hasta llegarnos. Pero esa baja densidad es un promedio. Hay lugares, como las regiones cercanas al centro Galáctico, donde la densidad de material interestelar podría frenar a esas meteoroides.

Cuando un meteorito entra en la atmósfera Terrestre, comprime el aire delante suyo haciendo que aumente su temperatura y se ponga incandescente. Luego el aire se enfría rápidamente, perdiendo todo el calor generado por su interacción con el meteorito. Por eso éstos no llegan ardiendo al suelo (Qué sucede cuando cae un meteorito | pdp | https://paolera.wordpress.com/2017/12/14/que-sucede-cuando-cae-un-meteorito/)
En el caso de los meteoroides relativísticos, se consumirían antes de que el aire se enfríe. Así se tendría una región cilíndrica de aire ionizado, convertido en plasma, a altísima temperatura.
Ese fulgor sería un flash de unas fracciones de milisegundos.
Haciendo cuentas, estos objetos, según su tamaño desde milímetros a casi 10 cms., mostrarían flashes de diferentes intensidades. Los más pequeños producirían flashes miles de veces el brillo de una de las estrellas más brillantes del cielo. Los más grandes, podrían producir un flash con la intensidad aparente del Sol.
Luego, si se espera uno por mes, ya deberían haber sido detectados por los instrumentos actuales que observan el cielo.

Referencia:

Fuente:

pdp

Un infectado de COVID-19 puede contagiar sin tener los síntomas.

El virus SARS-CoV-2 es el causante de la pandemia COVID-19.
Pertenece a una familia de virus que tienen forma de “corona”, de ahí su nombre de corona virus. No son una novedad, otros de su tipo son conocidos por ser responsables de algunos resfríos.
El SARS-CoV-2, produce fiebre, tos seca, dolor de cabeza, dolor de garganta y en algunos casos hasta dificultad para respirar.

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Los virus (color anaranjado) responsables de la pandemia de coronavirus – imagen crédito: NATIONAL INSTITUTE OF ALLERGY AND INFECTIOUS DISEASES-ROCKY .MOUNTAIN LABORATORIES/NIH

Se ha encontrado que las personas infectadas son principalmente contagiosas antes de mostrar los síntomas y durante la primer semana de haberse infectado.
Así, muchas personas infectadas que aún no presentan síntomas, deambulan pensando que están sanas y en realidad están contagiando.
A no confiarse.

Referencia:

pdp.