Galaxias sin la firma del Universo.

El Universo se manifiesta es todas las longitudes de onda del espectro electromagnético.
En particular, en luz visible. Pero hay una radiación muy abundante que es la recibida en la longitud de onda de 21 cm; de hecho se la conoce como la firma del Universo y es observable (obviamente) en Radioastronomía.

Nosotros hemos transmitido mensajes interestelares en esa longitud de onda con la esperanza de que una civilización avanzada (como nos) esté estudiando el Universo en 21 cm y nos escuche (y nos perdone por arruinar su observación).
Análogamente, escuchamos en esa longitud de onda para estudiar el Universo, y de paso, detectar el posible saludo de alguien que tuvo la misma idea (https://es.wikipedia.org/wiki/SETI).
Pero eso es otro tema.

Lo que nos importa ahora es el origen natural de la radiación de 21 cm.
Se produce cuando el hidrógeno, que abunda en el Universo, es calentado por las estrellas. Eso da información de la existencia y distribución de ese elemento, de ahí que a esa radiación se la conozca como la firma del Universo.
La detectamos en nuestra Galaxia y desde otras, incluso desde grandes estructuras galácticas.
Pero no se detectó la firma del Universo en galaxias de la época del amanecer cósmico, de cuando comenzaron a formarse estrellas y galaxias, esto es de unos 200 millones de años luego de Origen.
Esto va en contra de lo esperado de una época donde abundaba ese elemento y las estrellas y galaxias debían ser muy brillantes.

Luego aparecen dos ideas principales:

1. En aquellas épocas no abundaba el hidrógeno, cosa imposible porque hay evidencias de que en aquel entonces abundaban en hidrógeno y el helio.
2. Aquellas primeras galaxias no eran buenas calentadoras del hidrógeno como se pensaba, lo que pone nuevas restricciones a la evolución de las galaxias del amanecer cósmico.

Así, estas primeras galaxias sin firma del Universo se suman al conjunto de las galaxias desconcertantes, junto a las raras espirales rojas (https://paolera.wordpress.com/2022/08/25/galaxias-espirales-rojas/).

Referencia:
The First Galaxies Unveiled: Non-Detection of Key Signal Reveals Key Information Regarding the Early Universe | STD 27.dic.2022 | UNIVERSITY OF CAMBRIDGE | https://scitechdaily.com/the-first-galaxies-unveiled-non-detection-of-key-signal-reveals-key-information-regarding-the-early-universe/

Fuente:
Bevins, H.T.J., Fialkov, A., de Lera Acedo, E. et al. Astrophysical constraints from the SARAS 3 non-detection of the cosmic dawn sky-averaged 21-cm signal. Nat Astron 6, 1473–1483 (2022) | Abstract: https://www.nature.com/articles/s41550-022-01825-6 | arXiv:2212.00464v1 [astro-ph.CO] 1 Dec 2022: https://arxiv.org/pdf/2212.00464.pdf

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El movimiento lateral preferido de los cangrejos.

Los cangrejos no sólo se destacan por sus pinzas sino también por su desplazamiento lateral.
Tienen patas articuladas por lo que son artrópodos y poseen un cuerpo corto cubierto por una dura costra por lo que son crustáceos.

Video de Mundo Ecológico sobre la migración de los cangrejos rojos donde se aprecia cómo prefieren el desplazamiento lateral.

Su abdomen (pleón) se encuentra desplazado hacia atrás, lo que obliga a sus patas a agruparse a los costados. Esta morfología hace que a la hora de moverse hacia adelante o atrás, el movimiento sea incómodo pero no imposible. Les resulta más fácil encoger y estirar las patas para moverse hacia los lados, siendo un mito que se desplacen en un sólo sentido.

Veamos.
Coloquemos una mano sobre la mesa con la palma hacia abajo.
Movamos los dedos como para que la mano se mueva hacia un lado; por ejemplo: hacia la derecha.
Notaremos que es posible; pero es más cómodo estirar y encoger los dedos, como rascando la mesa, y hacer que la mano se mueva hacia adelante (o atrás). Esto se debe a la morfología de nuestra mano con los dedos agrupados hacia adelante.

Pongámonos en el lugar de cangrejo.
Juntemos las muñecas con las palmas hacia abajo y apoyemos las yemas de los dedos sobre la mesa. Tendremos así nuestro “modelo de cangrejo” donde los dedos son las patas agrupadas a los lados (olvidemos los pulgares). Podemos mover las “patas” para que vaya hacia adelante, pero es más práctico flexionarlas y estirarlas para lograr un desplazamiento de lado.

Referencia:
¿Por qué los cangrejos caminan de manera horizontal? | Infobae 22.dic.2022 | https://www.infobae.com/america/perrosygatos/2022/12/22/por-que-los-cangrejos-caminan-de-manera-horizontal/

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Resolviendo el misterio del plano de satélites.

Las grandes galaxias tienen un séquito de enanas que las orbita como insectos alrededor de los faroles.
Estas estructuras satélites son restos de galaxias parcialmente asimiladas por la mayor, y otras, aún están en camino a serlo; recordemos que las galaxias crecen asimilando a otras menores. En la galaxia de Andrómeda, se observó que sus galaxias satélites se “acomodaban” en un plano que pasaba por el centro de la galaxia. Así, quedaba formada una estructura llamada plano de satélites donde sus miembros rotan compartiendo características dinámicas haciendo que exista lo que se conoce como corrotación.
Se supone que nuestra Galaxia también tiene un plano de satélites (¿por qué no?), pero por estar dentro de la Vía Láctea, la observación del movimiento de sus estructuras satélites se complica por el material interestelar. La existencia del plano de satélites no se ajusta al modelo de evolución basado en las teorías cosmológicas estándar, que establecen que: las galaxias satélites deben formar una estructura esférica alrededor de la anfitriona. Si bien la existencia del plano de satélites no era satisfactoriamente explicado, se pensaba que se debía a acciones gravitatorias ejercidas por el resto de los miembros del cúmulo de galaxias (https://paolera.wordpress.com/2013/01/04/estructura-de-galaxias-enanas/).

Se revisaron las simulaciones realizadas al respecto, y en el caso de la Vía Láctea, se halló una “falta de resolución”, esto es: una mala estimación de las distancias de las galaxias satélites al centro de la Vía Láctea. Esto hacia que el sistema de satélites tenga una distribución más esférica que la real.
Se repitieron las simulaciones con medidas más precisas obtenidas con el observatorio astrométrico espacial GAIA (https://es.wikipedia.org/wiki/Gaia_(sonda_espacial)).

El gráfico muestra el movimiento simulado de 11 galaxias enanas satélites a la Vía Láctea durante 1000 millones de años. En los paneles de abajo se muestra el sistema visto “de perfil” donde se señala el plano de satélites con una línea horizontal gris. Se puede ver cómo las galaxias enanas se alinean con ese plano y luego lo abandonan. | Till Sawala / Sibelius collaboration

Se encontró que eventualmente las galaxias satélites se configuraban como si pertenecieran a un plano de satélites para luego dejarlo al moverse cada una con su peculiar movimiento.
Así, el plano de satélites es una configuración temporal condenada a desarmarse luego de un breve tiempo astronómicamente hablando. Luego, el modelo estándar de evolución queda a salvo.
Sucede algo similar a las estrellas, las que se agrupan en una configuración aparente o constelación que se desarmará con el tiempo a medida que las estrellas se desplazan con su movimiento peculiar.

Referencia:
Cosmological enigma of Milky Way’s satellite galaxies solved | PHYS.ORG 19.dic.2022 | Durham University | https://phys.org/news/2022-12-cosmological-enigma-milky-satellite-galaxies.html

Fuente:
Sawala, T., Cautun, M., Frenk, C. et al. The Milky Way’s plane of satellites is consistent with ΛCDM. Nat Astron (2022) | https://www.nature.com/articles/s41550-022-01856-z

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Definitivamente tenemos onda.

La Cuántica explica las características del reino de las partículas y subpartículas.
Mucho del universo atómico y subatómico es asombroso, pero una de las características cuánticas más llamativas es la dualidad de las partículas (https://paolera.wordpress.com/2015/12/22/lo-que-me-asombra-de-la-cuantica/).
En el universo de las partículas, éstas pueden comportarse como ondas además de como corpúsculos.

La luz fue la primera en mostrar esta dualidad.
Por un lado se comporta como onda ya que es capaz de polarizarse e interferirse.
Por otro, se comporta como una lluvia de partículas (fotones) con cierta masa. A esto se debe que la luz se desvíe al pasar cerca de una gran masa (efecto de lentes gravitacionales) y el funcionamiento del radiómetro, “juguete” que gira al recibir luz como lo hace un molino con el viento (https://paolera.wordpress.com/2011/11/04/lente-gravitacional/ | https://es.wikipedia.org/wiki/Radiómetro_de_Crookes).
También, los electrones manifestaron comportamientos del tipo ondulatorio al mostrar que se interferían luego de pasar por rendijas (https://es.wikipedia.org/wiki/Difracción_de_electrones).

Pero todo lo del universo macroscópico está formado por estas partículas, incluso muchos aspectos del interior de las estrellas están relacionado con explicaciones cuánticas.
De esta manera, podemos llevar la cuántica a nuestra escala bajo ciertas condiciones (https://paolera.wordpress.com/2020/08/20/llevando-la-cuantica-a-nuestra-escala/).
En ese sentido, los cuerpos son objetos físicos como las partículas por lo podrían tener una onda asociada.
Aquí es donde entra la onda de Louis Victor de Broglie (https://es.wikipedia.org/wiki/Ondas_de_materia).
Según de Broglie, todo cuerpo físico con masa “m” que se mueve con velocidad “v” tiene una onda asociada con una longitud de onda “λ” dada por:

λ = h / (mv)

donde “h” es la constante de Planck.
Esta expresión vale para velocidades bajas o al menos no comparables a la de la luz, en cuyo caso habrá que usar otra fórmula con correcciones relativísticas.

La longitud de una onda es la distancia que hay entre dos de sus crestas.
Si un objeto no está en movimiento, el producto “mv” se anula y la onda pasa a tener una longitud que tiende a infinito. Esto es una onda infinitamente “estirada” por lo que deja de ser una onda. Lo mismo sucede si no tiene masa, pero en tal caso, tampoco tendríamos un cuerpo.

Si hacemos cuentas con masas típicas de ciertos cuerpos moviéndose a determinadas velocidades, pues entonces, se les calcula una longitud de onda asociada.
En el caso de una pelota de unos 150 gr. (de béisbol) moviéndose a unos 70 Km horarios, tiene una onda de algunas billonésimas de billoésimas de billonésimas de centímetros o sea:

λ = 0,000000000000000000000000000000022 cm

Si hacemos las cuentas para una persona de masa promedio moviéndose a baja velocidad, esa onda sería casi tan pequeña como la distancia de Planck a partir de la cual ya no podemos aplicar la geometría que conocemos y por lo tanto no podemos describir los que sucede a esas escalas (https://paolera.wordpress.com/2022/05/03/los-limites-naturales-en-al-universo/)

Pero algo es seguro, la onda en Humanos existe, luego, quizás, algún día podamos medir efectos cuánticos en Nosotros como sucede con partículas.
Las ondas asociadas a cuerpos expresan la probabilidad de hallarlo en cierto lugar. Donde “se tocan” o superponen dos ondas existe la probabilidad de superposición en ese lugar.
¿Podrá la vida sobrevivir a la superposición cuántica?

Referencia:
Not just light: Everything is a wave, including you | Big Think 15.dic.2022 | Marcelo Gleiser | https://bigthink.com/13-8/wave-particle-duality-matter/

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NGC 1850, un cúmulo poco común.

Los cúmulos globulares son agrupaciones esféricas de estrellas unidas por la gravedad.
Son viejas asociaciones de estrellas, las que se habrían formado en el origen de las galaxias donde viven y hay evidencias de que tienen agujeros negros en su centro. Así, estos cúmulos están dominados por estrellas rojas evolucionadas conocidas como estrellas de población 2. En las grandes galaxias como la Nuestra, se observan los cúmulos globulares propios más los que sobrevivieron a la asimilación de galaxias menores.

En la “hermana” galaxia de Andrómeda, se encuentra el cúmulo globular catalogado como NGC 1850, a unos 160 mil años luz (AL) de casa; tiene unos 100 millones de años de edad, una masa de algo más de 60 mil Soles y un núcleo de 20 AL de diámetro.

Imágenes de NGC 1850 | NASA, ESA and N. Bastian (Donostia International Physics Center); Processing: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

Estas dos imágenes del cúmulo NGC 1850 fueron tomadas en diferentes “ventanas” de longitudes de onda.
La de la izquierda corresponde del infrarrojo cercano hasta la luz visible, buena para observar estrellas y objetos fríos o al menos no muy calientes. La de la derecha, corresponde del ultravioleta cercano hasta el comienzo del infrarrojo, buena para observar objetos calientes y estrellas jóvenes.
Ambas imágenes cubren la región sensible a nuestro ojo.

A diferencia de los otros cúmulos de su especie, éste está dominado por estrellas relativamente jóvenes. Recordemos que las estrellas pueden expulsar materia de la que nacen nuevas. De hecho nuestro Sol es de segunda generación.
Luego, se estima que la primera generación de estrellas de este cúmulo eyectó materia que no pudo escapar de la gravedad del sistema y precipitó para formar nuevas estrellas.

Cúmulos globulares con estas características no son muy comunes, de hecho, no se observa alguno como NGC 1850 en la Vía Láctea.

Referencia y fuente:
Hubble captures dual views of an unusual star cluster | PHYS.ORG 9.dic.2022 | NASA’s Goddard Space Flight Center | https://phys.org/news/2022-12-hubble-captures-dual-views-unusual.html

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Si el Universo se expande, ¿por qué hay galaxias que se fusionan?

En Ciencia respondemos preguntas y a veces las reemplazamos por otras más complejas.
Otras veces, las respuestas nos perturban porque no podemos verlas completamente reflejadas en la realidad, o vemos aparentes contradicciones.

Sabemos que en el espacio hay gravedad, la misma que nos mantiene en el suelo, es la que mantiene a los planetas alrededor del Sol y las lunas orbitándolos. Luego, si en el espacio hay gravedad, ¿por qué vemos que las cosas en la estación espacial flotan?

LIVE: Overview Camera – View Earth from the International Space Station | afarTV | en directo desde 29.sep.2022

Bien… esa respuesta se las adelanté, aquí está el enlace (https://paolera.wordpress.com/2013/08/09/si-en-el-espacio-hay-gravedad-por-que-las-cosas-no-caen/).

Ahora aparece otra pregunta:
Si el Universo está en expansión, ¿por qué las galaxias se fusionan?
Se han observado muchas galaxias en colisión, incluso la Vía Láctea y Andrómeda están en curso de encuentro, más aún: parece que el mismo ya ha comenzado (https://paolera.wordpress.com/2022/03/06/andromeda-y-via-lactea-el-encuentro-habria-comenzado/).

NASA capta la colisión de dos galaxias | algutlal

Bien, veamos.
La gravedad es dominante a pequeñas escalas, localmente y a escalas galácticas. Las galaxias se unen en cúmulos de galaxias. A su vez, éstos se agrupan en supercúmulos de galaxias. Sucede que a escalas del cúmulo de galaxias, domina la gravedad que hace que en algún momento todas las galaxias se fusionarán en una sola. Mientras, los cúmulos se irán alejando porque a esa mayor escala domina la expansión acelerada del Universo. Por ese motivo, las enormes estructuras galácticas dadas por los supercúmulos de galaxias terminarán disueltas (https://paolera.wordpress.com/2020/02/12/las-grandes-estructuras-galacticas-se-disuelven/).
Llegará un momento en que habrá una sola galaxia enorme y elíptica donde antes había un cúmulo. Sus habitantes verán sólo las estrellas de su galaxia; no verán otras galaxias de otros cúmulos por estar fusionadas en una sola que estará muy lejos para ser observada.

Es como ver a una pompa de jabón mientras la inflamos.
A medida que se expande, podemos ver que en su superficie hay pequeñas estructuras jabonosas que se mueven mientras algunas se unen a otras por la acción local de fuerzas.

Referencia:
If the universe is expanding, how are the Milky Way and Andromeda getting closer together? | Science Focus 27.nov.2022 | Marcus Chown | https://www.sciencefocus.com/space/if-the-universe-is-expanding-how-are-the-milky-way-and-andromeda-getting-closer-together/

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Los recursos de las bacterias.

Las bacterias tienen varios recursos a la hora de luchar.
Utilizan un recurso llamado Cuórum Sensing. A través de la secreción de substancias, pueden tener idea de la cantidad de bacterias en el organismo donde están. Si son muchas, pueden atacar o interactuar con su anfitrión. Una mayor cantidad de bacterias aumenta el éxito frente a los anticuerpos y antibióticos (https://paolera.wordpress.com/2010/12/22/deteniendo-el-ataque-de-las-bacterias-interrumpiendo-su-comunicacin/).

Son capaces de intercambiar información (genes) entre ellas.
De esta manera comparten la capacidad de resistir ciertos antibióticos cuando logran adaptarse a ellos.

Otro recurso consiste en obtener folatos. Se trata de derivados de vitamina B que nos son muy útiles. Los obtenemos de varios alimentos y, entre otras cosas, nos sirve para la producción de glóbulos rojos.
Las bacterias también se benefician con los folatos. De hecho, producen los suyos propios. Pero si algún antibiótico bloquea su producción, sencillamente lo extraen de su anfitrión.

Telethon Kids Institute researchers discover new form of antimicrobial resistance | Telethon Kids Institute | 30.oct.2022

Referencia:
Scientists Just Caught Bacteria Using a Never-Before-Seen Trick to Avoid Antibiotics | ScienceAlert 4.dic.2022 | Tessa Koumoundouros | https://www.sciencealert.com/scientists-just-caught-bacteria-using-a-never-before-seen-trick-to-avoid-antibiotics

Fuente:
Rodrigo, M.K.D., Saiganesh, A., Hayes, A.J. et al. Host-dependent resistance of Group A Streptococcus to sulfamethoxazole mediated by a horizontally-acquired reduced folate transporter. Nat Commun 13, 6557 (2022) | https://www.nature.com/articles/s41467-022-34243-3

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La enorme radiogalaxia Alcyoneus.

Las radiogalaxias son galaxias muy activas en ondas de radio.
Tienen, como toda galaxia, chorros bipolares de materia y energía generados por el agujero negro supermasivo central. Esos “jets” terminan en lóbulos cuando se frenan al chocar con el material que rodea a la galaxia.
Las galaxias se agrupan en cúmulos de galaxias.
Dentro del grupo, las galaxias tienden a fusionarse dando origen a enormes galaxias dominantes del grupo, las que suelen ser elípticas. Las radiogalaxias elípticas son las galaxias más grandes y su estudio permite saber los procesos involucrados en su crecimiento.

Un ejemplo de radiogalaxia elíptica dominante, es la galaxia Alcyoneus a 3 mil millones de años luz (AL) de Nos.

Imagen de los chorros de materia y energía (en naranja y amarillo) de la radiogalaxia elíptica Alcyoneus (imagen puntal del centro) | Oei et al., Astronomy & Astrophysics, 2022.

Esta galaxia tiene un tamaño realmente colosal que la convierte en la mayor radiogalaxia conocida hasta la fecha de este artículo (2.dic.2022). Tiene un diámetro de poco más de 16 millones de AL.

Veamos:
Nuestra Vía Láctea vive en el cúmulo conocido como Grupo Local. Este grupo está dominado por nuestra Galaxia y por su hermana la galaxia de Andrómeda. En algún momento se fusionarán en una elíptica. Mientras, en el Grupo Local hay unas 40 galaxias alrededor de las dominantes Vía Láctea, Andrómeda y Galaxia del Triángulo. El Grupo Local tiene actualmente casi unos 10 millones de AL de diámetro (https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_Local), esto implica que Alcyoneus es mayor a nuestro cúmulo de galaxias.

Las características de Alcyoneus, tales como su masa, luminosidad y las de su agujero negro supermasivo central no son extraordinarias. Incluso, sus valores están cerca del límite inferior de lo que se suele medir en otras radiogalaxias elípticas, por lo que no se los puede responsabilizar por el gran tamaño de la galaxia.
Se especula con que su gran tamaño puede deberse a que está en una región de materia de baja densidad que le permite desplegarse sin problemas.

Referencia:
Astronomers Spot The Biggest Galaxy Ever, And The Scale Will Break Your Brain | ScienceAlert 2.dic.2022 | Michelle Starr | https://www.sciencealert.com/astronomers-spot-the-biggest-galaxy-ever-and-the-scale-will-break-your-brain

Fuente:
The discovery of a radio galaxy of at least 5 Mpc | A&A 660, A2 (2022) | Martijn et al. | https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/04/aa42778-21/aa42778-21.html

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Podría sobrevivir algo de los planetas en proceso de evaporación.

La radiación de las estrellas puede ser nociva para sus planetas.
Las estrellas emiten energía y partículas en forma de viento estelar originado desde su núcleo. Pero además presentan eventos energéticos originados en sus campos magnéticos.
En esos campos hay líneas de fuerza, las que son los caminos que siguen las partículas cargadas que viajan por el campo hacia uno de sus polos. Cuando esas líneas se cortan y reconectan, se libera energía. A veces ese proceso de reconexión es tan energético, que se puede eyectar masa de las partes exteriores de la estrella llamada corona, a eso se lo conoce como eyección de masa coronal. Parte de esa masa puede ir hacia la estrella e interactuar con su fotósfera y producir fulguraciones, las que también irradian energía y partículas.
Así, además del viento estelar, las estrellas muestran otras eyecciones de materia y energía que llegan hasta sus planetas.
En nuestro caso, ese clima espacial (de viento y tormentas temporales) es soportado por nuestro campo magnético que desvía a las partículas hacia los polos magnéticos, cercanos a los geográficos, y provoca las auroras polares por excitación de los átomos de la atmósfera.
Pero Mercurio no la pasó tan bien en su juventud.
Debido a su cercanía al Sol, su actividad le evaporó incluso su corteza y hoy es un núcleo planetario expuesto.

El caso del exoplaneta Osiris, es notable.
Este exoplaneta está tan cerca de su estrella que la actividad estelar lo evapora provocando una “cola” de materia expulsada similar al caso de los cometas (https://paolera.wordpress.com/2010/07/16/la-cola-de-osiris/).

Otro caso similar al de Osiris, es el del planeta que orbita a la estrella DS Tuc A.
Se trata de una estrella muy joven, la que aún no entró en la etapa de la secuencia principal donde pasará la mayor parte de su vida junto a la mayoría de las estrellas.
Esta estrella, por se tan joven, es muy vigorosa y muestra eyecciones de masa coronal de 10 veces las Solares. Está orbitada por un planeta muy cercano a ella; su año dura 8 días Terrestres.
Esta cercanía y la actividad estelar provocan la evaporación del planeta.

Pero estos planetas en proceso de evaporación no tienen por qué terminar “disueltos” en el espacio.
La pérdida de masa por evaporación reduce la gravedad que los vincula a su estrella anfitriona. De esta manera, la velocidad orbital que llevan, les permite alejarse y reducir así la acción de la violenta radiación estelar. Luego, bien podrían terminar como objetos más pequeños y compactos más alejados de la estrella, lo que es mejor que desintegrados.

Referencia:
The Case of the Evaporating Exoplanet | astrobites 28.nov.2022 | Evan Lewis | https://astrobites.org/2022/11/28/evaporating-exoplanet/

Fuente:
X-ray flares of the young planet host Ds Tucanae A | A&A 666, A198 (2022) | I. Pillittreri et al. | https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/10/aa44268-22/aa44268-22.html

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