Primera detección de la fusión agujero negro – estrella de neutrones

Con los detectores de ondas gravitacionales se abrió una nueva ventana al Universo: la Astronomía de Ondas Gravitatorias, o si prefieren, la espectroscopía gravitacional.

Estas ondas se producen cuando dos objetos se orbitan mutuamente. En particular, cuando precipitan y chocan. Éstas, van aumentando su frecuencia a medida que los cuerpos se acercan orbitándose cada vez más rápido. En el choque, se llega a tener la máxima amplitud.
El análisis de estas ondas, permiten saber las características de cada objeto involucrado.

El 5 de enero del 2020 hubo una detección; y luego, el 15 de enero del 2020, tan sólo 10 días más tarde; otra. La primera fue catalogada como GW200105_162426 (fecha y hora de la detección), y la segunda como GW200115_042309.
En GW200105, las masas involucradas eran de 8,9 y 1,9 masas Solares. En GW200115, las masas eran de 5,7 y 1,5 masas Solares. En ambos casos la primera correspondía a un agujero negro y la segunda a una estrella de neutrones.
Ahora bien, cuando un estrella masiva estalla y deja un núcleo compacto, si ese objeto tiene una masa a partir de 2 masas Solares, se obtiene una estrella de neutrones. Pero partir de 3 veces la masa del Sol, ya ese núcleo se convierte en agujero negro.
Así, estas dos detecciones corresponden a la fusión de un agujero negro con una estrella de neutrones. Estos eventos se habrían dado aproximadamente a 900 millones de años luz de casa; o sea, son de origen extragaláctico.

Ilustración de un sistema binario de agujero negro y estrella de neutrones – Carl Knox (OzGrav)

Siempre se pensó en la posible existencia de objetos binarios formados por un agujero y una estrella de neutrones, pero no había evidencia directa de su existencia.
Estos objetos se habrían formado de una binaria donde la estrella principal es muy masiva y la otra no tanto. Así, la primera estalla dejando un agujero negro y la otra una estrella de neutrones. Incluso, la segunda estrella puede no ser masiva. Pudo haber asimilado materia de la principal cuando entró en la etapa de gigante antes de estallar. Así, envolvió a la secundaria, la que adoptó la masa necesaria para dejar con el tiempo una estrella de neutrones.

Todo esto eran especulaciones hasta esta detección, no sólo de uno, sino de dos elusivos objetos binarios de este tipo.

Referencia:
SPACETIME SHAKES: FOR THE FIRST TIME, ASTRONOMERS SEE A BLACK HOLE EATING A NEUTRON STAR| SyFyWire – BA, 29.jun.2021 | https://www.syfy.com/syfywire/spacetime-shakes-for-the-first-time-astronomers-see-a-black-hole-eating-a-neutron-star

Fuente:
DRAFT: EMBARGOED UNTIL 8:00 AM US EDT//2:00 PM CEST ON 29 June 2021 | https://www.ligo.org/detections/NSBH2020/files/pr-english.pdf

pdp.

¿Por qué el espacio exterior es obscuro si está iluminado por el Sol?

Siempre hay que hacer y responder todas las preguntas aunque parezcan tontas.
A veces, las repuesta demuestra la pregunta que no es tan tonta.

Luego: ¿por qué el espacio exterior es obscuro si está inundado de la luz del Sol?

Vista del espacio exterior desde la ISS – NASA.

Veamos primero por qué tenemos días iluminados por el Sol.
Nuestra atmósfera es una mezcla de gases donde hay muchas moléculas. Éstas dispersan la luz azul del Sol, por eso el cielo tiene ese color. A esto se lo conoce como dispersión Rayleigh (https://es.wikipedia.org/wiki/Dispersión_de_Rayleigh) . Esas mismas partículas se encargan de darnos una iluminación difusa de nuestro entorno durante el día (además de la reflexión de esa luz en los objetos que nos rodean)

Ahora bien.
El espacio no está tan vacío. Hay planetas, asteroides, cometas, estrellas y otros objetos astronómicos a mayor escala. Luego, no está tan vacío.
Sucede que estos objetos son tan lejanos y dispersos que con nuestro tamaño podemos movernos entre ellos libremente en lo que llamamos nuestro espacio exterior.

Imagen publicada sin créditos en butacaancha.com

Así, el vacío de espacio resulta ser una cuestión de tamaños (Caminando el vacío… | pdp, 19.feb.2016 | https://paolera.wordpress.com/2016/02/19/caminando-el-espacio-vacio-vacio/.

En ese espacio, hay partículas atómicas; tanto viajeras interestelares, como son los rayos cósmicos; como las irradiadas por el Sol en su viento Solar. Pero su densidad o cantidad por unidad de volumen es baja. Así, en el espacio no hay gran cantidad de partículas que provoquen dispersión de la luz Solar para que esté iluminado como lo está nuestra atmósfera durante el día.
Es más; el cielo diurno de la Luna, es obscuro porque en ella no hay una atmósfera densa con partículas que dispersen la luz del Sol. Por este motivo, en el día Lunar se pueden ver estrellas en lugares del cielo donde el Sol no nos encandile, igual como cuando estamos en el espacio exterior.

Referencia:
Why does outer space look black? | LS, 26.jun.2021 | Tiffany Means | https://www.livescience.com/why-does-space-look-black.html

pdp.

El camino más rápido: la curva braquistócrona.

No siempre el camino más corto es el más rápido.
Veamos el siguiente video.

Brachistochrone curve. Fastest route for a ball. | Engineering and architecture

Hay tres cuerpos, todos con la misma masa que se desplazan sin rozamiento (o despreciable).
Los tres parten del reposo, del mismo lugar, van hacia el mismo destino y llegan a la misma velocidad final. Ésta, depende de las diferencias de alturas, a mayor diferencia, mayor velocidad final.
El cuerpo 1 (c1) recorre la hipotenusa de un triángulo rectángulo en lo que sería un plano inclinado. Ese es el camino más corto hasta “abajo”. Si embargo, el cuerpo 2 (c2) recorre una curva, un camino más largo, y llega antes al final.
Sucede que c1 lleva una aceleración constante que es menor que la de la gravedad. Mientras, c2 acelera más en el comienzo de su trayecto, por ser esta parte más empinada que la hipotenusa. Así, llega antes a la velocidad final y “le gana” a c1.
Pero c3 es el que mayor aceleración tiene ya que el comienzo de su trayecto es casi vertical y su aceleración es casi la de la gravedad. Así c3 llega antes que los otros cuerpos a la velocidad final, pero aún está lejos del extremo de su recorrido; recorre un camino que es cercano a los catetos que es el mayor de los caminos posibles. Así es como le gana a c1 (que tiene menor aceleración) pero no a c2 que ya estaba más adelantado cuando c3 llegó a la velocidad final.

El camino que hace c2 es el camino más rápido o de menor tiempo, se lo llama curva (o camino) braquistócrona.
Esta curva depende de las posiciones de los puntos de inicio y fin de los movimientos. Incluso, hay casos donde es el camino más largo.

Robert ferréol | Wikipedia

En realidad se trata de una cicloide.
Esta curva es la que describe un punto de una rueda que se translada rodando sin patinar.

Brachistochrone Curve | Eng Morph

Algo similar sucede con la luz.
Cuando debe ir de un punto a otro, no siempre lo hace por el camino recto y por lo tanto el más corto. En realidad sigue el camino de menor tiempo o más rápido.
Si en su trayecto debe cruzar a un medio donde se mueve con otra velocidad, el camino entre el inicio y el destino se transforma en una “recta quebrada”. A esto se lo conoce como Ley de Snell (https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Snell).

Zátonyi Sándor (ifj.) Fizped (talk) | Wikipedia

Algo similar le ocurre al guardavidas que debe rescatar a un bañista.
Si está justo delante de Él y perpendicular a la playa, puede ir en línea recta directo a la víctima. Pero si está en otra dirección, no le conviene ir en línea recta. Ese es el camino más corto pero no el más rápido; ya que por ahí tiene el mayor recorrido en el agua que es por donde viaja más lento (corre más rápido por la playa). El menor recorrido por el mar, lo tiene en un camino que pasa por la víctima y es perpendicular a la playa. Para eso debe ir hasta el punto de intersección de ese camino y la playa para entrar al agua por ahí. Pero ese, en total es mayor camino desde donde se encuentra inicialmente.
Luego, debe hacer un trayecto “intermedio”, uno dado por una recta quebrada en el punto de ingreso al agua, o sea: la Ley de Snell o camino más rápido aunque no el más corto.

Referencia:
Curva braquistócrona | wikipedia | https://es.wikipedia.org/wiki/Curva_braquistócrona

pdp.

Sobre las estrellas verdes: El caso de β Lib.

El color de los objetos astronómicos depende mucho del calibrado de los instrumentos de observación (Los colores de los objetos astronómicos | pdp, 27.ago.2013 | https://paolera.wordpress.com/2013/08/27/los-colores-de-los-objetos-astronomicos/).

En el caso de las estrellas, hay dos factores que afectan el color aparente de ellas:

• Su temperatura: A medida que son más calientes, la mayor energía la irradian en longitudes de onda más cortas (azul). A medida que son más frías, lo hacen en longitudes de onda más largas (rojo). Así es como podemos decir que tienen un color propio o intrínseco.
• Nuestro ojo como detector: La luz es radiación electromagnética y nuestro ojo es un detector que tiene cierta respuesta a diferentes longitudes de onda o colores, todo dentro de una ”ventana” o intervalo de longitudes de onda. El centro de ese intervalo está en el amarillo. Eso es una cuestión de selección natural, ya que evolucionamos bajo un Sol amarillo.

Luego, hay un compromiso entre la estrella y nuestros ojos que nos arroja la sensación de qué color es la estrella a simple vista. Así es como apreciamos estrellas azules calientes, rojas frías, amarillas como el Sol y a veces anaranjadas; pero en general, abundan las blancas.

Un caso curioso es el de la estrella beta Libra (β Lib) llamada Zubeneschamali o Zuben Elschemali. Pese a ser catalogada como la segunda en intensidad de la constelación de Libra (por eso lo de “beta”), es en realidad la más brillante.
Se trata de una estrella de casi 4 veces la masa del Sol y 130 veces más luminosa. Con una temperatura de 12000°K (el Sol tiene casi 6000°K) es una estrella azulada (https://es.wikipedia.org/wiki/Zubeneschamali).

No obstante, muchos dicen que tiene un color verdoso, lo que parece no ser posible.

Cuando una estrella es muy fría, su mayor energía está en largas longitudes de onda, donde nuestro ojo no puede ver más allá. Luego, la vemos rojiza.
Cuando es muy caliente, sucede lo mismo pero en el extremo azul, y la vemos azulada por no poder ver más allá.
Pero si una estrella tiene una temperatura que la hace brillar más en el verde, ese color cae cerca del centro de nuestro intervalo de colores visibles por lo que vemos además los colores vecinos. Así es como éstos llegan a mezclarse y veremos a la estrella blanca.

Why are there no green stars? | Ben Bartlett

No obstante, muchos aseguran que β Lib es verde.
Todo depende de la percepción.
Por ejemplo: algunas estrellas pueden parecer verdes (no sólo β Lib) comparadas con estrellas rojas brillantes vecinas. Se trata así de una ilusión óptica (https://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_verde_(astronomía)).

Referencia y fuente:
Is Zubeneschamali A Green Star? | EarthSky 24.jun.2021 | Bruce McClure | https://earthsky.org/brightest-stars/libras-zubeneschamali-the-only-green-star/

pdp.

Greta oto: La mariposa alas de cristal.

Artículo retocado el 22.jun.2021 a las 22:15 (H.O.A. GMT-3).

Las mariposas nos maravillan con sus alas multicolores.
Esos colores y patrones, se deben a unas escamas que tienen en sus alas y no a polvillo como algunos creen. Las escamas se encargan de reflejar distintos colores de la luz, incluso a veces colores tornasolados. Esto les permite mimetizarse entre las plantas donde se alimentan para no ser vistas por sus depredadores. Además, tienen una cera que hace que sus alas no se peguen con el agua.
Pero las escamas también les sirven para volar.
Si “manoseamos” las alas de una mariposa, quitaremos parte de esas escamas y no sólo perderá color en sus alas, sino que además perderá capacidad de vuelo. En particular, puede dejar de volar, lo que le costaría la vida.

La mariposa de cristal o alas de cristal, catalogada como Greta oto, tiene alas transparentes que le permiten ser casi invisible a sus enemigos.

Imagen publicada en el trabajo de A. F. Pomerantz et al. – ver fuente al pie de la nota.

Sus alas, tienen una clase particular de escamas que cumplen dos funciones junto a la cera que las recubre.
Por un lado, permiten que pase la luz con una mínima dispersión.
Por otro, reducen la capacidad de reflexión de la luz al 2%.

El estudio de estas escamas, permitirá diseñar superficies anti-reflectantes para lentes o paneles solares. No será la primera vez que la Naturaleza, a través de la observación de los animales, nos ayuda en el desarrollo de tecnología.

Referencia:
New images clarify how glasswing butterflies make their wings transparent | SN, 21.jun.2021 | Maria Temming | https://www.sciencenews.org/article/new-images-how-glasswing-butterflies-wings-transparent

Fuente:
Developmental, cellular and biochemical basis of transparency in clearwing butterflies | Journal of Experimental Biology, Vol. 224, Issue 10, may.2021 | Aaron F. Pomerantz et al. | https://journals.biologists.com/jeb/article/224/10/jeb237917/268372/Developmental-cellular-and-biochemical-basis-of

pdp.

El Universo: La idea de Gödel.

La descripción del Universo es como una novela donde hay un inicio, un desarrollo y un final.
Muchos son los autores que se involucraron e involucran en ella.
En cuanto a su origen, el primero en modelarlo fue el Sacerdote Católico y Astrofísico Georges Lamaire. Para Él, todo habría nacido de una gran explosión; así nació la idea del Big-Bang. Él introdujo la ida del huevo cósmico y del átomo primigenio (Georges Lemaitre, el cura católico que primero habló de la teoría del Big Bang | BBC News, 7.jun.2016 | https://www.bbc.com/mundo/noticias-36469530).

En cuanto a su evolución había dos ideas:

• Es oscilante: es decir que frenará su expansión y volverá a contraerse para originar otro Big.Bang.
• Se expande con velocidad constante: idea propuesta por Einstein.

También Edgar Alan Poe publicó su modelo de Universo. Para Él, era finito y tenía un tamaño de unos 8 millones de años luz. Se trata de primer modelo evolutivo y data del 1848 y establecía que era oscilante, al menos, colapsaría en algún momento debido a la gravedad que lo dominaba (Primer modelo evolutivo del Universo, el modelo de Poe. | pdp, 18.jun.2015 | https://paolera.wordpress.com/2015/06/18/primer-modelo-evolutivo-del-universo-el-modelo-de-poe/).

Pero el matemático y filósofo austríaco Kurt Gödel también opinó sobre la evolución del Universo.

Imagen de Wikipedia/Kedumuc10

Trabajando con las ecuaciones de Einstein, llegó a la conclusión que el Universo estaba en rotación con velocidad angular constante. Luego, se mantenía estacionario, es decir, ni colapsaba por la gravedad ni se expandía eternamente. Para eso, consideró una constante negativa en las ecuaciones, que se encargaba de evitar la expansión por la rotación.
Según Él, el Universo tenía la propiedad de que si nos movíamos en una determinada trayectoria con cierta velocidad, podíamos viajar en el tiempo. Pero Gödel no pudo calcular esa velocidad.

Hoy hay evidencias irrefutables de que el Universo no se comporta de esa manera, y es más, se expande de manera acelerada. Incluso, hasta se conjetura que formamos parte de un Multiverso, donde el Nuestro es uno de tantos (Acerca del último trabajo de Stephen Hawking… | pdp, 7/nov./2018 | https://paolera.wordpress.com/2018/11/07/acerca-del-ultimo-trabajo-de-stephen-hawking-y-su-ex-alumno-thomas-hertog/).

Pero el dato curioso, es que hay quienes reflotaron el modelo de Gödel, claro que sin involucrar viajes en el tiempo.
Por el año 2011, se introdujo la idea de que la energía obscura responsable de la aceleración en la expansión del Universo, era resultado de una rotación primordial del Universo (La energía obscura como efecto de un Universo en rotación. | pdp, 9.mar.2016 | https://paolera.wordpress.com/2016/03/09/la-energia-obscura-como-efecto-de-un-universo-en-rotacion/ | Primordial Rotation of the Universe and Angular Momentum of a wide range of Celestial Objects | arXiv, 2.nov.2011 | C. Silvaram & Kenath Arum | https://arxiv.org/abs/1111.3873).

Referencia:
Extraordinary Universes — Gödel’s Rotating Universe | Medium Science, 16.jun.2021 | Alper Cakir | https://medium.com/predict/extraordinary-universes-g%C3%B6dels-rotating-universe-6b44938b2a5

pdp.

La rana de Led Zeppelin.

En los Andes Ecuatorianos se descubrió una nueva especie de rana terrestre.
Pertenece a la familia de las Pristimantis, género de 569 especies, de las que 28 han sido halladas en Ecuador.
Se trata de una especie catalogada como Pristimantis ledzeppelin en honor al grupo de rock británico Led Zeppelin; «para los amigos: la rana de Led Zeppelin».
Son de ojos de color rojo cobrizo y de piel moteada en amarillo, marrón, negra y naranja. Los machos de esta familia miden alrededor de 2,5 cm mientras que las hembras son aproximadamente 1 cm más grandes.

Su hábitat las pone en riesgo por la agricultura, tala, minería e incluso problemas climáticos. Se piensa que no se transladarán a otras zonas por lo que hay que cuidarlas y darles protección.

Referencias:
Scientists name frog found in Ecuadorian Andes after Led Zeppelin | The Guardian, 17.jun.2021 | Sam Jones | https://www.theguardian.com/world/2021/jun/17/scientists-name-frog-found-in-ecuadorian-andes-after-led-zeppelin
Nueva especie de rana terrestre descrita en Ecuador lleva su nombre en honor a Led Zeppelin | INABIO, 15.jun.2021 | http://inabio.biodiversidad.gob.ec/2021/06/15/nueva-especie-de-rana-terrestre-descrita-en-ecuador-lleva-su-nombre-en-honor-a-led-zeppelin/

Fuente:
A new species of terrestrial-breeding frog Pristimantis (Anura: Strabomantidae) from the Cordillera del Cóndor, Zamora Chinchipe, Ecuador | Neotropical Biodiversity, Vol 7, 2021, Issue 1 | David Brito-Zapata & Carolina Reyes-Puig | https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23766808.2021.1940048

pdp.

Los filamentos cósmicos de materia estarían rotando.

La materia en el Universo está distribuida de una manera particular.
A gran escala, tanto la materia ordinaria como la obscura (la que no se observa pero mantiene armadas a las galaxias), se agrupan en grandes estructuras. En ellas, hay supercúmulos de galaxias y murallas galácticas; todas colosales estructuras galácticas.
Dentro de ellas, y a menor escala, se encuentran cúmulos de galaxias. Mientras que los supercúmulos y las murallas tienden a disgregarse por la acción de la energía obscura (esa que acelera la expansión del Universo), en su interior, los cúmulos tienden a colapsar por la acción de la gravedad. Entre esas grandes estructuras de materia (supercúmulos y cúmulos aislados), hay filamentos que las unen; y en ellos, también hay galaxias aisladas “hilvanadas como perlas en un collar”.
Esas galaxias circulan por los filamentos hacia estructuras mayores. Luego, hay una red cósmica donde las galaxias que fluyen por los filamentos colaboran con la existencia de las grandes estructuras.

Los filamentos muestran evidencias de rotación en torno a un eje longitudinal, lo que los convierte en las mayores estructuras en rotación (al menos hasta mediados del 2021)

Ilustración donde se puede apreciar los filamentos de materia entre las grandes estructuras galácticas. La región azul del filamento en primer plano corresponde el movimiento hacia nosotros y la roja corresponde al movimiento en alejamiento. La composición de movimientos entre las galaxias y la rotación del filamento resulta en una trayectoria en forma de hélice – AIP/ A. Khalatyan/ J. Fohlmeister

Luego, las galaxias que fluyen por esos filamentos llevan trayectorias helicoidales o en forma de “tirabuzón”.

La rotación de estos filamentos es algo que se debe explicar, ya que los modelos actuales establecen que el flujo de materia hacia las regiones más densas es irrotacional. La rotación debe darse en la formación de la estructura, en este caso el filamento por donde viajan las galaxias.
Las red cósmica y estos filamentos afectan la rotación de las galaxias.

Referencia:
Discovery of the largest rotation in the universe | AIP, 14.jun.2021 | https://www.aip.de/en/news/discovery-of-the-largest-rotation-in-the-universe/

Fuente:
Wang, P., Libeskind, N.I., Tempel, E. et al. | Possible observational evidence for cosmic filament spin. | Nat Astron (2021). | https://www.nature.com/articles/s41550-021-01380-6#citeas

pdp.

Se verifica el Teorema de la Superficie de un Agujero Negro de S. Hawking.

Los agujeros negros, son regiones del espacio de donde nada escapa; ni la luz.
En su centro se encuentra una masa colapsada (estrella u objeto de Planck) generadora de la tremenda gravedad. Esa masa puede ser menor que el agujero negro, ya que dentro del radio del agujero negro nada puede ser observado.

Stephen Hawking predijo que el área superficial de un agujero negro no puede disminuir con el tiempo. A esto se lo conoce como Teorema del área de un agujero negro.
Esto está de acuerdo con la idea de que la entropía se mantiene constante o aumenta. En otras palabras, “el desorden” o la “desinformación” nunca disminuyen.
Pero cuando el agujero negro absorbe masa gira más rápido, lo que implica que reduce su radio, y por lo tanto su superficie. Recordemos el ejemplo del patinador, que el juntar los brazos al cuerpo, logra girar más rápido. A esto se lo conoce como conservación del momento angular.

La ley de Hawking, establece que el aumento de superficie de un agujero negro por absorber masa, es mayor que la disminución por aumento de la rotación; por lo que incluso el agujero negro rotará más lento. Imaginemos al patinador que engorda mientras gira. Por conservación de momento angular, rotará mas lento por ser más ancho, aunque junte los brazos al cuerpo, pues ahora tiene más diámetro.

Con los datos de la onda gravitacional catalogada como GW150914, se pudo establecer las masas, y por lo tanto los radios, de los agujeros negros involucrados en la fusión que generó esa onda detectada el 14 de septiembre del 2015. Los objetos involucrados tenían unas 35 y 30 masas Solares respectivamente y, en la fusión, generaron una energía equivalente a 3 masas Solares (recordemos que la masa es una forma de energía; E = mC², donde “E” es la energía, “m” la masa involucrada y “C” es la velocidad de la luz en el vacío). Luego, la masa del objeto resultante es algo menor a la suma de las masas fusionadas. Así, el objeto final tenía una masa de unas 62 masas Solares.

Con esos valores de las masas se calculó los radios de cada agujero negro y del agujero negro resultante. Es lógico esperar que el radio del objeto final fuese igual, o incluso algo menor, a la suma de los radios de los agujeros negros que se fusionaron.

Two Black Holes Merge into One | LIGO Lab Caltech : MIT

El análisis de los datos de GW150914 arrojó que el agujero negro resultante tiene un radio mayor a la suma de los radio de ambos objetos fusionados, coincidiendo en un 95% con lo predicho por el Teorema de Hawking.

Referencia:
Gravitational waves confirm a black hole law predicted by Stephen Hawking | ScienceNews,14.jun.2021 | Emily Conover | https://www.sciencenews.org/article/gravitational-waves-confirm-black-hole-law-predicted-stephen-hawking

Fuente:
Testing the black-hole area law with GW150914 | Phys. Rev. Lett. Accepted 26 May 2021| Maximiliano Isi, Will M. Farr, Matthew Giesler, Mark A. Scheel, and Saul A. Teukolsky | Abstract: https://journals.aps.org/prl/accepted/36074Y8aM291c462a4e264336d883136eb53c122b | PDF arXiv: https://arxiv.org/pdf/2012.04486.pdf

pdp.

Se observa un arco de galaxias.

En el Universo hay estructuras que parecen desafiar los modelos evolutivos.
Los Cuasares son núcleos activos de galaxias potenciados por su agujero negro central. A mayor distancia, los observamos más jóvenes y podemos saber cómo eran en las primeras épocas del Universo.
Entre la radiación que emiten, se encuentra la radiación de cierto átomo de magnesio. Esa radiación en absorbida por la materia de los halos galácticos (materia que rodean a las galaxias) de las galaxias que se encuentran en su camino. Esta es una manera de detectar galaxias frente a Cuasares lejanos o “de fondo”.

Imagen crédito: A. Lopez

En esta imagen, los Cuasares de fondo están representados por puntos azules. Las manchas obscuras, son galaxias entre ellos y nosotros que están absorbiendo la radiación del magnesio. Si bien es fácil que hallemos patrones en una distribución al azar de puntos, en este caso resalta una estructura de galaxias en forma de arco con la cavidad hacia arriba, como una sonrisa, en el centro de la imagen. Se trata de un arco enorme; en el cielo abarca una región equivalente a 20 veces el diámetro aparente de la Luna llena.

Ilustración crédito: Astrobites – https://twitter.com/astrobites/status/1402002669766578177/photo/1

Este arco puede ser real o aparente. En este último caso, estría compuesto por galaxias a diferentes distancias que en perspectiva parecen estar ubicadas en una estructura de arco.
Para saber de qué se trata, hay que tener buenas medidas de las distancias y movimientos de las galaxias; todo debe ser compatible con una estructura verdadera.
De ser un arco real, pone en jaque a la teoría cosmológica estándar (TCE), que establece que a grandes distancias, la materia, y por lo tanto las galaxias, se distribuye en forma homogénea.

Pero hay un detalle.
Las súper estructuras galácticas, como los supercúmulos de galaxias y las murallas galácticas, abarcan grandes regiones del Universo. En esas grandes escalas, domina la energía obscura que es la responsable de la expansión acelerada del Universo y alejamiento acelerado de las galaxias lejanas. Así, estas súper estructuras tienden a desarmarse. Mientras, las estructuras menores que están dentro de ellas, como los cúmulos de galaxias, tienden a colapsar porque a menor escala domina la gravedad (Las grandes estructuras galácticas se disuelven | pdp, 12.feb.2020I | https://paolera.wordpress.com/2020/02/12/las-grandes-estructuras-galacticas-se-disuelven/).

Luego, si se trata de un arco real tan grande y lejano, podría estar condenado a disiparse por la acción de la energía obscura. De esta manera, y con el tiempo, las galaxias pasarían a tener una distribución más homogénea y la TCE estaría a salvo.

El trabajo aún no está terminado.

Referencia:
An arc of galaxies 3 billion light-years long may challenge cosmology | ScienceNews, 10.jun.2021 | Lisa Grossman | https://www.sciencenews.org/article/galaxy-giant-arc-3-billion-light-years-long-cosmology-space

Fuente:
A giant arc on the sky | American Astronomical Society meeting. June 7, 2021. | A. Lopez | https://www.abstractsonline.com/pp8/#!/9363/presentation/874

pdp.