Dudas sobre la detección de fosfina en Venus.

En septiembre del 2020 se había dicho que se halló fosfina (PH₃) en la atmósfera de Venus.
Esta substancia es un marcador biológico ya que es producida por formas de vida y en Venus no se conocen otros procesos naturales que la generen. Este descubrimiento era consistente con la idea de que podría haber vida microbiana en la atmósfera venusina (Fosfina en Venus… | pdp 15.sep.2020 | https://paolera.wordpress.com/tag/venus/).

Las observaciones se realizaron en ondas submilimétricas.
Primero se encontró una absorción de energía atribuida a la fosfina utilizando el telescopio James Clerk Maxwell en Hawaii (JCMT). Luego, se repitió la observación en Chile utilizando el observatorio ALMA. En este último caso, la absorción detectada fue con mayor claridad.

La supuesta detección de fosfina (absorción o caída) con los diferentes instrumentos utilizados – Greaves et al.

Cuando se hace una observación de este tipo, se obtiene una curva o perfil de absorción de energía en diferentes frecuencias. A eso se le suma el ruido que es inevitable. Se trata de picos y valles aleatorios que molestan en la interpretación de la señal recibida.
Para interpretar correctamente la observación, se hace un ajuste matemático. A la señal se le ajusta una curva que reproduzca lo mejor posible sus características suavizando el ruido. Para esto se utiliza una función conocida como polinomio.
El grado de un polinomio, está dado por la mayor potencia que en él aparece. A mayor grado, mejor será el ajuste a la observación. Pero esto tiene un límite. Si el grado del polinomio es muy alto, se ajustará incluso al ruido y lo hará pasar por una señal verdadera.
De hecho, un polinomio de grado 12 como el usado hace pasar como absorciones reales otras caídas en el espectro.

My contribution to “12th-order polynomial” & the Venusian phosphine signal: I ran fits 1-12 on ALMA data I pulled from the paper’s Fig 3 (L) and compared the resulting signal plots against the published one (R). pic.twitter.com/cPCDHaL8bc

— Michael Greshko (@michaelgreshko) October 23, 2020

El ajuste polinomial se muestra en rojo, desde grado 1 a grado 12. Nótese como el mayor grado ajusta incluso el ruido.

También está la sensibilidad del instrumento.
Hay que tener en cuenta la calibración y sensibilidad a la hora de interpretar las observaciones. El instrumento puede tener diferentes comportamientos en diferentes frecuencias. Luego, hay que procesar o reducir los datos antes de analizarlos para “limpiarlos” de cualquier efecto producido por el mismo telescopio.
Mejorando este proceso, la detección de fosfina tiende a desaparecer.

Pero hay algo más.
Una substancia absorbe o emite en varias frecuencias. En este caso, la detección se dio en una sola frecuencia por lo que se duda de esta detección como una evidencia de fosfina en Venus.

Referencia:
UPDATE: LIFE ABOVE HELL? SERIOUS DOUBT CAST ON VENUS PHOSPHINE FINDING| SyFyWire – Bad Astronomy 26.oct.2020 | P. Plait | https://www.syfy.com/syfywire/update-life-above-hell-serious-doubt-cast-on-venus-phosphine-finding

Fuentes:
Re-analysis of the 267-GHz ALMA observations of Venus No statistically significant detection of phosphine | A&A 21.oct.2020 | I.A.G. Snellen et al. | https://arxiv.org/pdf/2010.09761.pdf
A stringent upper limit of the PH3 abundance at the cloud top of Venus | A&A 16.oct.2020 | T. Encrenaz et al. | https://arxiv.org/pdf/2010.07817.pdf

pdp.

Agua en la Luna a la luz Solar.

Ya se sabía de la existencia de agua en la Luna, pero ahora hallaron más.
Se había encontrado hielos de agua en el fondo de cráteres en las regiones polares. En esos lugares, la luz del Sol no es tan perpendicular al suelo y no llega a evaporar esos hielos protegidos a la sombra de las paredes de los cráteres.
Esos cráteres se habrían originado por el impacto de cuerpos con hielos de agua, que depositaron en el fondo parte de esos hielos que no llegaron a evaporarse por el choque.

Ahora hay evidencias de agua en el suelo Lunar a la luz del Sol.
Se trata de moléculas de agua protegidas dentro de “perlas” de vidrio. Se las encontró en observaciones infrarrojas y están ubicadas en el Mar de la Serenidad y cerca del Cráter Clavius, unos de los más grandes cráteres Lunares.

Cráter Clavius (Wikipedia, crédito NASA)

El origen de estas perlas se debe al impacto de cuerpos ricos en hielos de agua. Con la presión y el calor generados en el choque, se formó vidrio con material del suelo y de las rocas de la Luna atrapando así moléculas de agua del impactador.
Luego, no se trata de cristales de hielo sino de moléculas de agua desparramadas por el suelo dentro de “bolitas” de vidrio. Este agua está presente en una proporción de 100 a 400 partes por millón. Esto nos dice que en un metro cúbico de material del suelo Lunar (un cubo de un metro de lado) a lo sumo tendremos casi medio litro (0,4 litros) de agua; algo así como casi dos vasos de agua. Si bien es una cantidad interesante, no es algo que se pueda obtener fácilmente para su consumo.

Este descubrimiento fue realizado a través de SOFIA, el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja de la NASA montado en un Boing 747 (https://www.nasa.gov/centers/ames/spanish/research/exploringtheuniverse/exploringtheuniverse-sofia.html).

Referencia:
ASTRONOMERS FIND WATER ON THE MOON GLOWING IN SUNLIGHT | Bad Astronomy 27.oct.2020 | P. Plait | https://www.syfy.com/syfywire/astronomers-find-water-on-the-moon-glowing-in-sunlight

Fuente:
Molecular water detected on the sunlit Moon by SOFIA | Nature Astronomy 2020 | Honniball, C.I., Lucey, P.G., Li, S. et al. | https://www.nature.com/articles/s41550-020-01222-x

pdp.

Hallan ciclopropenilideno en Titán, el único lugar en el Sistema Solar.

Titán, es la mayor de las 62 lunas saturninas y rival en tamaño de la joviana Ganímedes.
La misión Cassini a Saturno y su prueba Huygens lanzada para descender en Titán estudiaron esta luna hallando curiosas características.

Imagen del suelo de Titán tomada por la sonda – crédito: NASA/JPL/ESA/University of Arizona

En Titán hay un ciclo del metano, como en la Tierra hay uno del agua. Allí hay nubes de metano que al llover alimentan lagos desde los que se evapora nuevamente. También hay evidencias de agua salada e incluso un océano subterráneo bajo la corteza de la luna (https://paolera.wordpress.com/tag/titan/page/2/).

La sonda Cassini detectó en Titán una molécula de C₃H₃⁺, una versión cargada de C₃H₂ (ciclopropenilideno). Ahora, observaciones radio-astronómicas hechas desde ALMA en Chile (https://www.almaobservatory.org/es/inicio/), muestran evidencias de moléculas de C₃H₂ en la densa atmósfera titánica.
Esta molécula “vive” en ambientes de baja temperatura y había sido detectada en nebulosas, pero esta es la primera vez que se la detecta en un cuerpo del Sistema Solar. La molécula de C₃H₂ es una molécula basada en el Carbono capaz de reaccionar con otras moléculas y generar compuestos complejos necesarios para a vida.

¿Se habrá dado la vida en Titán?, ¿existen los microbios titanes?, la misión Dragonfly a Titán de la NASA dará la respuesta (https://dragonfly.jhuapl.edu/).

Referencia – Fuente:
NASA Scientists Discover ‘Weird’ Molecule in Titan’s Atmosphere | NASA 27.oct.2020 | https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-scientists-discover-a-weird-molecule-in-titan-s-atmosphere/

pdp.

Se descarta el agujero negro de HR 6819 (QV Tel.)

En un sistema de objetos vinculados gravitacionalmente, todos se mueven en torno al centro de masas (https://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_masas).

Trayectorias de dos masas iguales en torno al centro de masas del sistema -Imagen de Wikipedia

Luego, en un sistema de este tipo, el centro de masas se encuentra más cerca (o incluso dentro) del objeto más masivo y dominante.

Trayectorias de dos masas diferentes en torno al centro de masas – Imagen de Wikipedia

Así es cómo los Planetas y el Sol giran en torno al centro de masas del Sistema Solar. Como ese centro cae dentro del Sol, Éste apenas muestra un “bamboleo” mientras que los Planetas parecen girar en torno a Él. Buscando estrellas con este comportamiento se puede descubrir estrellas con exoplanetas.
En un sistema estelar binario sucede lo mismo.

A unos 1100 años luz de casa, se encuentra el sistema HD 6819 o también QV Telescopii (QV Tel.).
En un principio se detectó una estrella de tipo Be de 6 masas Solares. Se trata de una estrella muy caliente, con emisión de energía en cierta longitud de onda del hidrógeno proveniente de materia expulsada por su rápida rotación que en este caso es de unos 200 Km/seg.
Luego se detectó la presencia de una compañera de tipo B3III, de la misma masa.
La sorpresa era que no se observaba movimiento en torno al centro de masa ubicado entre ellas (como se muestra en la primer ilustración). Se observaba que la estrella Be apenas se bamboleaba mientras que la B3III orbitaba con mayor amplitud y período de 40 días.
Este comportamiento se explicó a través de un modelo de sistema triple, donde ambas estrellas estaban dominadas por un agujero negro (AN), siendo la Be más cercana al AN y la B3III la más alejada. Así, este AN sería el más cercano a Nosotros.

Ilustración del supuesto sistema triple de HR 6819 – Wikipedia

Se me ocurre que para que Be muestre un pobre bamboleo, debe estar muy cerca del AN, y éste debería absorber el material que la rodea y emitir en rayos X, cosa que no parece suceder.

Pero surgió otra idea, ya que es difícil (aunque no imposible) que ambas estrellas tengan la misma masa.
Podía ser que B3III tenga menos masa que lo pensado. Así, Be podría ser el cuerpo dominante con el centro de masas del sistema muy cerca de ella y B3III su compañera más alejada. De esta manera no es necesario la existencia del AN como cuerpo dominante.
Haciendo las cuentas, B3III tendría una masa de poco menos de media masas Solar.
De estar en lo cierto, el disco de materia que rodea a la Be debería mostrar movimiento relacionado al arrastre gravitacional producido por B3III.
Las observaciones mostraron que ésto sucedía en una medida coherente con un período orbital de 40 días como el de B3III y de esta manera quedó descartado el AN de HR 6819.

Referencia:
The Closest Black Hole to Earth May Not Actually Be a Black Hole After All | Science Alert 20.oct.2020 | Michelle Star | https://www.sciencealert.com/the-closest-black-hole-to-earth-has-been-reidentified-as-a-very-special-pair-of-stars

Fuentes:
A stripped-companion origin for Be stars: clues from the putative black holes HR 6819 and LB-1 | arXiv 22.jun.2020 | Kareem El-Badry & Eliot Quataert | https://arxiv.org/pdf/2006.11974.pdf
The Hα Emission Line Variations of HR 6819 | AJL 30.jul.2020 | Douglas R. Gies & Luqian Wang | Abstract: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aba51c
Is HR 6819 a triple system containing a black hole? | A&A 9.sep.2020 | J. Bodensteiner et al. | Abstract: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/09/aa38682-20/aa38682-20.html

pdp.

El Modelo Lambda-CDM y la Cosmología Cíclica Conforme.

El Universo, ¿es o no cíclico?
No es fácil popularizar las diferencias entre teorías relacionadas con el origen del Universo. Trataré de no dar a entender cualquier cosa menos lo deseado por simplificar la explicación.

Por un lado, el modelo cosmológico actual “estándar” nos dice que en un instante se dio el proceso de inflación del espacio-tiempo, donde se produjeron “bolsillos” en los que la inflación se detuvo originando Big Bangs produciendo universos. Mientras ellos se expandían, el espacio-tiempo entre ellos continuaba inflacionando. En él, se daban nuevos Big Bangs, y así el proceso se repite generando universos entre universos; un Multiverso con estructura fractal. Uno de esos universos es el Nuestro (Acerca del último trabajo de Stephen Hawking y su ex-alumno Thomas Hertog | pdp 7.nov.2018 | https://paolera.wordpress.com/2018/11/07/acerca-del-ultimo-trabajo-de-stephen-hawking-y-su-ex-alumno-thomas-hertog/)

Para algunos como Stephen Hawking y Thomas Hertog, sólo se dio un universo; el Nuestro. Por ahora no hay forma de saber si hay o no otros universos. Las ecuaciones los permiten pero no hay evidencias observacionales que respalden esa idea.
En su origen, se definieron las características de nuestro Universo y sus leyes físicas, de tal manera que se expande por siempre y terminará siendo frío con todas las estrellas apagadas y consumidas. Otros universos, de existir, podrían tener otras características e incluso otras leyes físicas.
La radiación de fondo de micro-ondas respalda la idea del Big Bang y el modelo cosmológico actual explica todo lo que hasta Hoy se observa (Modelo Lambda-CDM | https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_Lambda-CDM).

Ilustración del origen y evolución del Universo – crédito: E. SIEGEL, WITH IMAGES DERIVED FROM ESA/PLANCK AND THE DOE/NASA/ NSF INTERAGENCY TASK FORCE ON CMB RESEARCH.

Para Roger Penrose (Nobel de Física 2020) y otros investigadores, vale la teoría de la Cosmología Cíclica Conforme (CCC) (https://es.wikipedia.org/wiki/Cosmolog%C3%ADa_c%C3%ADclica_conforme).
Según esta teoría, el Universo es cíclico y cada ciclo recibe el nombre de eón. Venimos de un estado “suave” del que apareció el Big Bang. Luego de que el Universo termine con sus estructuras galácticas esparcidas y apagadas, los agujeros negros repondrán energía a través de la radiación Hawking. Allí se dará otro estado de suavidad previo a un nuevo Big Bang y así continúa el ciclo de eones.
Para Penrose, en la radiación de fondo de micro-ondas, se observan estructuras anulares que son evidencias de ondas gravitacionanes producidas por los agujeros negros que generaron el actual Universo. También observa regiones que las identifica con Puntos de Hawking y que también serían evidencias de algo anterior al Big bang.

Ilustración de evolución del Universo según CCC – imagen publicada sin créditos en «La Ciencia de la Mula Francis» (ver referencias al pie de este artículo)

Ahora bien… comienza la pulseda.

Actualmente, no sólo todo lo observado en la radiación de fondo de micro-ondas es explicado en el modelo estándar, sino que en las observaciones realizadas por el satélite Planck no se detectan patrones de algún tipo que se puedan adjudicar a lo predicho por la CCC.
Más aún, el modelo estándar dice que las características y leyes físicas de nuestro Universo se dieron en el momento del Big Bang; luego, nuestro Universo se habría desconectado de cualquier estructura anterior y no heredaría características de un universo previo.

El Tiempo de Plank, es el menor intervalo de tiempo dentro de cual valen las leyes físicas.
Si retrocedemos en la historia de nuestro Universo, podremos verificar que antes era más caliente y denso a medida que nos aceramos al Big Bang. Pero cuando estamos a tan sólo el Tiempo de Planck después del Big Bang, no podemos decir qué pasó antes ya que no vale más la física que conocemos para explicar lo sucedido. Luego, ¿cómo decir que ese Big Bang está vinculado a algo pre-existente?, o sea, deja de haber continuidad.

El debate continua…

Referencias y Fuentes:
La cosmología cíclica conforme de Penrose y los puntos de Hawking en el fondo cósmico de microondas | La Ciencia de la Mula Francis 29.ago.2018 | Francisco R. Villatoro | https://francis.naukas.com/2018/08/29/la-cosmologia-ciclica-conforme-de-penrose-y-los-puntos-de-hawking-en-el-fondo-cosmico-de-microondas/
No, Roger Penrose, We See No Evidence Of A ‘Universe Before The Big Bang’ | Medium, Stars with a Bang 15.oct.2020 | E. Siegel | https://medium.com/starts-with-a-bang/no-roger-penrose-we-see-no-evidence-of-a-universe-before-the-big-bang-d3c5939d4381

pdp.

Betelgeuse sería más pequeña, cercana y joven.

Betelgeuse, la estrella más brillante de Orión, sigue dando de qué hablar.
Luego de mostrar sorpresivas variaciones de brillo entre fines del 2019 a principio del 2020, volvió a mostrar una disminución por mediados del 2020 (Betelgeuse vuelve a disminuir su brillo de mayo a julio del 2020 | pdp 18.ago.2020 | https://paolera.wordpress.com/2020/08/18/betelgeuse-vuelve-a-disminuir-su-brillo-de-mayo-a-julio-del-2020/).

No es mucho lo que se domina sobre este tipo de supergigantes rojas, y encima esta estrella muestra raras variaciones de brillo. Si bien todo se debió a una eyección de materia hacia nosotros, se decidió revisar sus datos, tales como su masa y radio.

Ilustración de material eyectado por la estrella hacia nosotros. Luego de enfriarse, opaca el brillo de la estrella – NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)

Recalculando todo con nuevas técnicas se encontraron llamativas novedades.
El diámetro de la estrella, que era estimado en 1500 millones de Kms., resultó ser de apenas algo más de mil millones (el diámetro de la órbita terrestre es de 300 millones de Kms.). De todas maneras, sigue siendo una supergigante, pero al tener un tamaño menor al estimado, debe estar más cerca para mostrar el brillo aparente con que se la observa.
Su distancia estaba estimada alrededor de los 640 años luz (AL) de casa; ahora estaría a 530 AL, esto es 110 AL más cerca, lo que no es poco.
Esta distancia está de acuerdo con la obtenida por el satélite Hipparcos, pero no se lleva bien con otras medidas tales como las hechas en radio.

Para cuando explote como supernova (de tipo II), seguiremos estando a salvo. Para algunos la distancia de seguridad a una supernova es de 100 a 300 AL dependiendo de la explosión. En todo caso, Betelgeuse sigue estando a una distancia segura.
Recordemos que este tipo de estrellas, quema helio, luego carbono y luego estalla por colapsar al no poder quemar los elementos más pesados como el hierro. Es entonces cuando la presión de radiación no puede compensar la autogravitación y colapsa y estalla. Pero según los estudios recientes, Betelgeuse tiene más helio del estimado, por lo que está en sus primeras fases de combustión de helio y por lo tanto tardaría mucho más de lo estimado hasta ahora en estallar, esto es más de 100 mil años.

Luego, Betelgeuse sería más pequeña, más cercana y más joven de lo que se creía.

Referencia:
DON’T PANIC! BUT BETELGEUSE MAY BE 25% CLOSER TO EARTH THAN WE PREVIOUSLY THOUGHT| SyFyWire – Bad Astronomy 16.oct.2020 | P. Plait | https://www.syfy.com/syfywire/dont-panic-but-betelgeuse-may-be-25-closer-to-earth-than-we-previously-thought

Fuente:
Standing on the Shoulders of Giants: New Mass and Distance Estimates for Betelgeuse through Combined Evolutionary, Asteroseismic, and Hydrodynamic Simulations with MESA | The Astrophysical Journal, Volume 902, Number 1 | Meridith Joyce et al. | Abstract: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb8db | PDF: https://arxiv.org/pdf/2006.09837.pdf

pdp.

RBC EXT8, un cúmulo globular de muy baja metalicidad.

Los cúmulos globulares son agrupaciones estelares de forma esférica.
Se los encuentra en las regiones exteriores de las galaxias que los hospedan, principalmente en el halo galáctico. En el caso de la Vía Láctea, se han hallado algunos pertenecientes al plano galáctico (NGC 6496 sería un cúmulo globular de disco | pdp 13.jun.2016 | https://paolera.wordpress.com/2016/06/13/ngc-6496-seria-un-cumulo-globular-de-disco/).
Se piensa que se habrían formado en los orígenes de las galaxias que los hospeda y algunos podrían haber sido asimilados de galaxias menores vecinas. De esta manera, están formados por estrellas evolucionadas (población II) ricas en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio llamados metales.

En la galaxia de Andrómeda, se observó el cúmulo globular catalogado como RBC EXT8 que sorprende por su baja metalicidad.

Imagen de RBC EXT8 crédito de ESASky / CFHT.

Posee 800 veces menos hierro que el Sol, que es una estrella “joven” (secuencia principal) y que aún no procesó muchos elementos pesados comparado con estrellas evolucionas; y tres veces menos que los cúmulos globulares de baja metalicidad previamente hallados.

Los cúmulos globulares se habrían formado en regiones de rápida formación estelar donde habría gran cantidad de materia con presencia de elementos pesados. El hallazgo de este cúmulo desafía las ideas evolutivas y de la mínima metalicidad de estas estructuras estelares sugiriendo que podría haber poca cantidad de elementos pesados en la región protoestelar de donde nacieron.

Referencia:
STAR CLUSTER DISCOVERY STUMPS ASTRONOMERS | INVERSE 15.oct.2020 | P. Rabie | https://www.inverse.com/science/star-cluster-discovery-stumps-astronomers

Fuente:
An extremely metal-deficient globular cluster in the Andromeda Galaxy| Science 15.oct.2020 | S. S. Larsem et al | Abstract: https://science.sciencemag.org/content/early/2020/10/14/science.abb1970

pdp.

La materia obscura de Dragonfly 44.

Artículo corregido el 16/oct/2020 a las 10:55 HOA.
La elusiva materia obscura es la que mantiene armadas a las galaxias.
Se la detecta gravitacionalmente haciendo que las partes más alejadas del centro de las galaxias no se desmenuce perdiendo estrellas al espacio intergaláctico. Pero esta materia no interactúa con la luz por lo que no es observable y se la llama “obscura”.

Las galaxias tienen una proporción de 1 gramo de materia ordinaria por cada 200 a 300 gramos de materia obscura.
Las galaxias crecen asimilando a otras menores. Los cúmulos globulares son agrupaciones estelares con forma esférica. Se habrían formado en los orígenes de las galaxias donde se hospedan y algunos podrían haber sido asimilados de otras galaxias menores. (El siguiente párrafo entre corchetes es erróneo [y su existencia en las galaxias son el resultado de haber asimilado a otras menores. Esos cúmulos serían los núcleos de galaxias menores asimiladas.])
Así, es lógico que haya una relación directa entre la cantidad de cúmulos globulares y materia obscura en una galaxia. Si bien esta relación se verifica observacionalmente, aún no hay una teoría que la respalde y explique.

La galaxia Dragonfly 44, es una galaxia enana ultra difusa, lo que indica que sus estrellas están muy separadas entre sí. Se encuentra en la constelación de Coma Berenices a unos 300 millones de años luz de nosotros.

Imagen de Dragonfly 44 crédito de Teymoor Saifollahi and NASA/HST.

Las primeras observaciones indicaron que esta galaxia tenía unas 100 millones de estrellas, esto es mil veces menos que la Nuestra, y unos 80 cúmulos globulares.
Estas medidas sugerían que Dragonfly 44 tenía una proporción de materia obscura de 1 en 10000.
Con esa proporción, Dragonfly 44 tenía la misma cantidad de materia obscura que la Vía Láctea mientras que tenía sólo la milésima parte de estrellas, o sea que esta galaxia estaba hecha casi por completo de materia obscura (99,99%).

Nuevas observaciones pudieron confirmar que Dragonfly 44 tiene unos 20 cúmulos globulares, lo que lleva la proporción de materia obscura a 1 en 300. Este valor pone a esta galaxia dentro de los parámetros normales para una enana ultra difusa.

Referencia:
The puzzle of the strange galaxy made of 99.99% dark matter is solved | IAC 13/10/2020 | SCIENCE COMMUNICATION AND OUTREACH UNIT | https://iac.es/en/outreach/news/puzzle-strange-galaxy-made-9999-dark-matter-solved

Fuente:
The number of globular clusters around the iconic UDG DF44 is as expected for dwarf galaxies | Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 08.oct.2020 | Teymoor Saifollahi et al. | https://academic.oup.com/mnras/advance-article/doi/10.1093/mnras/staa3016/5919454?guestAccessKey=8edc1a08-7be0-4044-8409-c14abffddadc – Todo el artículo: https://arxiv.org/pdf/2006.14630v4.pdf

pdp.

La curva de luz de SN2018gv.

Artículo dedicado a la memoria de la Dra. Ana María Platzeck.

Imagen publicada sin créditos en https://unlp.edu.ar/institucional/pesar-en-astronomicas-y-geofisicas-por-el-fallecimiento-de-la-dra-ana-maria-platzeck-19329

Las supernovas son la colosal muerte de estrellas masivas, de 5 o más veces la masa del Sol.
Las novas son estrellas variables cataclísmicas que muestran periódicas explosiones. Se trata de una binaria donde una estrella le dona materia a la otra. Cuando la receptora absorbió cierta cantidad de materia, se vuelve inestable y estallan sus capas superiores. Luego se recupera y el proceso se repite.
Cuando gracias a su estallido se hacía visible a simple vista, los antiguos pensaban que se trataba de una estrella nueva, de ahí su nombre “nova”.

Las supernovas son más espectaculares.
Pueden ser un millón de veces más energéticas que las novas. Las de tipo Ia, están dadas por una binaria como en el caso anterior, pero la estrella receptora muestra un sólo y colosal estallido del que no se recupera. Las hay también de otros tipos, dadas por estrellas aisladas tan masivas que colapsan sobre ellas mismas cuando la radiación no compensa la autogravitación.
En cuestión de segundos pueden brillar como toda la galaxia que la hospeda. Luego de unos días, su luminosidad disminuye dejando solamente su núcleo compacto como una estrella de neutrones o agujero negro. Si son hipermasivas, directamente nada queda.

Un ejemplo lo podemos observar en el seguimiento de la evolución de la supernova de tipo Ia catalogada como SN2018gv, en la galaxia NGC 2525 a 70 millones de años luz de Casa.

Zooming Into the Beautiful Galaxy NGC 2525 – SciTech Daily – Crédito: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU) and the SH0ES team, Acknowledgment: M. Zamani (ESA/Hubble) – Música: Astral Electronic.

El seguimiento cubre desde febrero del 2018 a febrro del 2019.

Referencia:
Hubble Observes Spectacular Supernova Time-Lapse – “No Earthly Fireworks Display Can Compete” | SciTechDaily 9.oct.2020 | SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE | https://scitechdaily.com/hubble-observes-spectacular-supernova-time-lapse-no-earthly-fireworks-display-can-compete/

pdp.

¿Qué detectó XENON1T?

La elusiva materia obscura que mantiene armadas a las galaxias aún no se muestra.
Se manifiesta solamente en forma gravitacional ya que no refleja luz, no la refracta ni emite radiación. La idea es que está compuesta por partículas llamadas WIMPs, que son partículas de muy baja interacción. Los WIMPs serían sus propias antipartículas, ya que se supone que el encuentro entre dos WIMPs produce su aniquilación con la consabida radiación de energía. Pero nada de eso fue detectado hasta ahora, ni siquiera la producción de neutrinos con cierta energía cuando los WIMPs interactúan con las partículas del Sol y se aniquilan en su interior (Por qué buscamos neutrinos | pdp 22.nov.2013 | https://paolera.wordpress.com/2013/11/22/por-que-buscamos-neutrinos/).

El detector de materia obscura XENON1T, consta de un tanque lleno de xenón. Si un WIMP impacta un átomo de xenón, se liberan fotones (paquetes de energía, luz) y electrones que pueden ser detectados.

XENON1T; adapted by APS/Alan Stonebraker

XENON1T mostró detecciones muy particulares.
No se ajustan a los WIMPs esperados, por lo que se plantean partículas alternativas como generadoras de esas detecciones.

Podrían tratarse de neutrinos, pero los neutrinos estándar no pueden generar ese tipo de detección. Así, de tratarse de neutrinos, éstos tendrían características no predichas por la teoría estándar (tendrían mayor momento magnético).
Podría tratarse de partículas llamadas AXIONes.
Estas partículas de origen Solar aparecen cuando interaccionan electrones con otras partículas.
Pero si los AXIONes y los neutrinos no estándar fueran producidos por el Sol en tanta cantidad como para ser detectados por XENON1T, también debería ser producidos por otras estrellas. Esto repercute en la evolución estelar haciendo que se acelere el enfriamiento y no deberían haber tantas estrellas enanas blanca brillando como hay.

Luego se piensa que puede estar detectando materia obscura pero no en forma de los WIMPs esperados. Podría tratarse de AXIONes de mayor masa o de fotones obscuros, un tipo de fotón relacionado con la materia obscura, masivo y de menor interacción con la materia que el fotón convencional.
La otra posibilidad, es que se trate de “ruido” generado dentro del detector a través de procesos (como el decaimiento) de ciertos isótopos que pueden haber en él.
Para discernir qué está ocurriendo son necesarias más detecciones.

Referencia:
Dark Matter Detector Delivers Enigmatic Signal | APS Physics oct. 12, 2020 | Tongyan Lin | https://physics.aps.org/articles/v13/135

Fuentes:
1. E. Aprile et al. (XENON Collaboration), “Excess electronic recoil events in XENON1T,” Phys. Rev. D 102, 072004 (2020). | http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.102.072004
2. E. Aprile et al. (XENON Collaboration), “Dark matter search results from a one ton-year exposure of XENON1T,” Phys. Rev. Lett. 121, 111302 (2018). | http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.111302
3. M. M. Miller et al., “Revisiting the axion bounds from the Galactic white dwarf luminosity function,” J. Cosmol. Astropart. Phys. 2014, 069 (2014). | http://dx.doi.org/10.1088/1475-7516/2014/10/069
4. S. Arceo Díaz et al., “Constraint on the axion-electron coupling constant and the neutrino magnetic dipole moment by using the tip-RGB luminosity of fifty globular clusters,” | https://arxiv.org/abs/1910.10568
5. M. Pospelov et al., “Bosonic super-WIMPs as keV-scale dark matter,” Phys. Rev. D 78, 115012 (2008). | http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.78.115012

pdp.