Archivo de la etiqueta: Estructura galáctica

CXO J101527.2 sería un agujero negro en retroceso.

Cuando dos galaxias se fusionan, también lo hacen sus agujeros negros súper masivos (ANSMs) centrales.
A veces, cuando cada ANSM tiene diferente rotación (spin) y entr eellos hay diferencia apreciable de masa, se producen ciertas asimetrías que hacen que luego de la fusión, el ANSM resultante salga disparado de la galaxia. Estos son los ANSM en retroceso, producto de la irradiación asimétrica de ondas gravitatorias (OG). El ANSM en retroceso sale en dirección opuesta a la de mayor intensidad de las OG.

Las galaxias elípticas son el resultado de la fusión de grandes espirales, o al menos de dos grandes galaxias (se espera que de la fusión – inevitable – entre la Vía Láctea y Andrómeda nazca una elíptica).

A casi 4000 millones de años luz (AL), de Casa se observa una galaxia elíptica con ciertas distorsiones en sus partes exteriores. Su agujero ANSM tiene unas 160 veces la masa del Sol y está des-centrado unos 4000 AL muevièndose con una velocidad de 175 Kms./seg..
Tanto la morfología de la galaxia como el estado cinético del ANSM de ella, sugieren que este ANSM catalogado como CXO J101527,2+625911 podría ser un ANSM en retroceso.

1

Ilustración de CXO J101527.2 publicada en NASA.GOV

De ser así, dejará la galaxia para vagar relajadamente luego de consumir la materia que le pueda quedar a su alrededor.
Quizás, se lleve algunas estrellas consigo.

Referencia:

Fuente:

pdp.

¿Propiedad repulsiva de la materia obscura?

Es sabido lo elusiva que es la materia obscura.
Su existencia fue sugerida al observar que la velocidad de las estrellas en las afueras de las galaxias es mayor a la esperada. Así, es necesario la existencia de esta materia para mantener unidas a las estructuras galácticas. Llama la atención que esta materia se detecta gravitacionalmente y no de otra manera; de ahí su calificativo de obscura.

Por un lado se pensó que podría tratarse de nubes de materia ordinaria muy difíciles de observar a grandes distancias.
Por otro, se desarrollaron teorías sobre esta materia según las cuales estaría compuesta por WIMPs, que serían partículas masivas de muy baja interacción (Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/WIMP).
De estar compuesta por este tipo de partículas, éstas serían sus propias antipartículas. Al encontrarse dos WIMPs. se aniquilarían generando otras partículas y liberando cierta energía.
También, deberían interactuar con la materia ordinaria. Los WIMPs chocarían con o partículas sub-atómicas provocando el retroceso de las mismas. Si atraviesan una estrella, chocarían con átomos o partículas sub-atómicas y deberían frenarse para luego chocar entre ellos y liberar energía y generar otras partículas (neutrinos) detectables (pdp, 09/may.72013, Neutrinos por decaimiento de materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2013/05/09/neutrinos-por-decaimiento-de-materia-obscura/).
Luego, si la materia obscura es tan común, podría estar en todas partes; incluso en la Tierra, entre nosotros, hasta dentro nuestro. En tal caso, habría sido detectada en nuestras cercanías de otra manera que no sea gravitacionalmente; o sea por interacción con la materia ordinaria.
Pero esto nunca sucedió.

Una teoría reciente (abril 2017) sugiere asimetrías en la materia obscura, tales que a gran escala es gravitacionalmente atractiva con la materia ordinaria, pero a pequeña escala es repulsiva.
Astronómicamente, una pequeña escala es un tamaño planetario, como el de la Tierra. Así, la materia obscura no estaría entre nosotros, ni cerca, ni dentro, por haberse alejado por repulsión en algún momento. Esto ayuda a explicar la falta de la tan buscada interacción con la materia ordinaria; porque cerca de ella comienza a alejarse.
En el origen del Universo, ambas estaban lo suficientemente cerca como para repelerse hasta que comenzaron a atraerse desde cierta distancia.

Entonces, la Tierra, el Sol, todo el Sistema Solar, se movería desplazando materia obscura de sus vecindades creando flujos de la misma a medida que se desplazan por el espacio.
Luego, la materia obscura existiría a grandes distancias donde puede ejercer gravedad ordinaria, tal vez hasta formando objetos de materia obscura.

Fuente:

pdp.

¿Qué es Sumo Puff?

Cada vez se descubren más objetos de bajo brillo superficial.
Cerca en perspectiva al remanente de fusión de galaxias SDSS J1449-0042, se observa un objeto difuso. Denominado Sumo Puff, es de bajo y parejo brillo superficial, tiene una forma alargada donde el semieje mayor es casi el doble del menor. Como se desconoce aún su distancia, no es posible saber sus dimensiones físicas.

GrecoEtAl-1704.06681_f5.jpg

Imagen de SDSS J1449-0042 y Sumo Puff publicada en el trabajo de J. P. Greco et al.

Hay diferentes naturalezas probables para Sumo Puff.

1. Podría tratarse de una nube de materia de la Vía Láctea de las llamadas cirrus galácticos. Estas nubes se muestran obscuras cuando absorben la luz de objetos distantes o pueden mostrarse iluminadas por fuentes entre nosotros y ellas. En este caso, se descarta esta posibilidad ya que no se observan excesos de energía en infrarrojo como es característico de ellas.

2. Si está a una distancia comparable a SDSS J1449, podría ser un resto arrancado gravitacionalmente por mareas durante la fusión.

3. De ser más lejano, podría ser una apagada galaxia difusa como una población estelar pasiva.

De la tres posibilidades, la segunda sería la más probable, aunque hacen falta más observaciones para confirmarla. Por ejemplo, sería de mucha utilidad hallar un puente de materia entre ella y SDSS 1449 para confirmar su origen como consecuencia de la fusión de galaxias.

Fuente:

pdp.

¿Se está mostrando la materia obscura?

Las galaxias se caracterizan por ser grandes sistemas donde hay falta de masa.
Se sabe que la materia bariónica (materia ordinaria formada por bariones: electrones, protones, neutrones) no alcanza para mantener la dinámica de las galaxias.
La masa dinámica, es la medida en base a las movimientos de las componentes galácticas. En nuestra Galaxia y en galaxias como la nuestra, la suma de las masas del disco y del bulbo, no dan sustento a la dinámica observada. Las estrellas más lejanas se mueven más rápido de lo esperado por lo que la galaxia debería desarmarse, a menos que exista una clase materia que se encargue de mantener gravitacionalmente unido al sistema; esa es la materia obscura.
Algunos argumentaron que la elusiva materia obscura eran nubes de dihidrógeno molecular (H2) las cuales son de muy difícil detección observacional (pdp, 29/abr./2013, ¿La materia obscura son nubes de dihidrógeno?, https://paolera.wordpress.com/2013/04/29/la-materia-obscura-son-nubes-de-dihidrogeno-h2/)

Se conocía la existencia de nubes de Hidrógeno caliente en las vecindades de la galaxia. Ahora, en la Vía Láctea, se detectó la existencia de Hidrógeno frío que se extiende a cientos de miles de años luz de distancia. Eso alcanza a las vecinas nubes de Magallanes y está en los dominios de la materia obscura.

690949main_h658halo_illF_label_665

Ilsutración de la nube de hidrógeno frío abarcando la Víla Láctea y Nubes de Magallanes publicada en Astronomy magazine, crédito de NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A.Gupta et al.

Esta nube tiene unos 11000ºC a 12000ºC y muestra algunas velocidades que alcanzan para escapar de la Galaxia. En general, el movimiento de la nube no es de rotación en torno a la Vía Láctea, ni está precipitando ni escapando.
Se la detectó en base a la observación de la luz de galaxias lejanas. Esa luz trae información de la materia que atravesó al salir de aquellas galaxias y de la que atravesó al llegar a la nuestra. En ambas situaciones, aparecen evidencias de la absorción de luz o energía por parte de esa materia atravesada. Como la nube es muy débil, la absorción también lo es y es difícil de detectar. Recién ahora, con la gran cantidad disponible de observaciones de galaxias lejanas, se pudo detectar la presencia de esa nube a través de su absorción.
¿Puede ser esta nube la tan elusiva materia obsura?
Si no lo es: ¿están conviviendo en las mismas regiones?
Cha cha cha chaaaaaaannnnn….

Referencia:

Fuente:

pdp.

Moribundas galaxias compactas masivas rojas.

Hay galaxias rojas masivas y compactas conocidas como “semillas rojas” (red nugget).
Son galaxias compactas, masivas, desprovistas de gas que por algún motivo dejaron de producir estrellas de manera efusiva y expulsaron la materia necesaria para seguir con esa producción.
Son muy lejanas por lo que se habrían formado en los albores del Universo. En aquellas épocas las galaxias eran enanas con eficiente formación estelar. La unión de esas galaxias darían lugar a las grandes conocidas hoy en día. Pero estas galaxias compactas rojas aparecidas en aquellas épocas son todo un desafío para los modelos de evolución galáctica.
La teoría predice que estas galaxias moribundas debieron aparecer cuando el Universo tenía unos 3 mil millones de años de edad.

La galaxia ZF-COMOS-20115, es una compacta roja moribunda que en su momento formó estrellas 3 veces más rápido que nuestra Vía Láctea, estamos hablando de 3 estrellas al año.

Artists impression of galaxy ZF-COSMOS 20115. A glowing red nugget in the centre of swirling clouds of gas

Ilustración de ZF-COSMOS-20115 publicada en Swinburne news.

Así metió unas 300 mil millones en un volumen de con un radio equivalente a la distancia entre el Sol y la Nube de Orión. Como todas las de su especie, de manera brusca e imprevista expulsó la materia existente en ella y dejó de fabricar estrellas. Hoy, produce una estrella cada 5 años.
Esta galaxia se formó en unos 100 millones de años cuando el Universo era tan sólo de 1600 millones de años de edad, estableciendo un límite inferior menor al estimado para su aparición, y por lo tanto, un desafío más para los modelos actuales.
Estas galaxias son tan débiles, que se necesitan muchas horas de observación para obtener la información necesaria para su estudio aún con los instrumentos más sensibles.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Un agujero negro en retroceso (viajero).

En la fusión de dos grandes galaxias, no sólo se asimilan ambos sistemas estelares sino que también lo hacen sus agujeros negros (ANs).
Ambos comienzan a girar uno en torno, cada vez más rápido al otro a medida que se acercan mutuamente. Lo esperado es que terminen unidos en un sólo AN dominante de la galaxia resultante, pero no es tan así. Eso sería un caso sencillo.
Los ANs puden tener diferentes masas y rotaciones (spines). En ese caso, en el momento de la fusión se da un brusco desequilibrio. En términos más exactos, las ondas gravitacionales generadas son más intensas en una dirección que en otra; o sea que no son isotrópicas. En conclusión, el AN resultante recibe un empuje, una “patada” que lo puede impulsar y sacarlo de la galaxia resultante. Así es como aparece un AN en retroceso, un solitario.

Hay objetos candidatos a ser AN solitarios, uno de ellos es B3 1715 aparentemente explusado de la galaxia ZwCl 8183 resultante de una fusión (pdp, https://paolera.wordpress.com/2016/06/18/b3-1715425-un-posible-agujero-negro-solitario/).

agujeriSuelto

Imagen publicada en el trabajo de J. J. Condon et al.. La Cruz señala el centro de la galaxia y el círculo señala al agujero negro solitario.

Pero recientemente (febrero 2017) parece haberse confirmado el descubrimiento de otro AN en retroceso.
A 8000 millones de años luz (AL) de casa, se encuentra la galaxia 3C186, resultado de la fusión de dos galaxias.
Su agujero negro es de unas 1000 millones de masas solares y está 35 mil AL de su centro (más que nuestro Sol del centro de la Vía Láctea). Se mueve a 7,5 millones de Kms./h. (a esa velocidad vamos de la Tierra a la Luna en tres minutos). Estas galaxias habrían colisionado entre 1000 millones y 2000 millones de años atrás expulsando su AN resultante.
La energía involucrada en la expulsión de semejante objeto equivale a 100 millones de Supernovas.

Imagen de 3C186 crédito de NASA/ESA Hubble Space Telescope

Imaginemos objetos como esos vagando por el espacio. Luego, no sólo un asteroide puede amenazarnos. Por suerte es casi imposible que nos visite un AN solitario.

_______________________________________________________

Actualización del 05/abr./2017 a las 13:00 HOA (GMT -3).
Según las observaciones, se pudo modelar el sistema precursor del objeto 3C 186.
La relación de masas entre los ANs involucrados es de 0,7 (el valor 1 corresponde a masas idénticas), Tenían rotaciones o “spines” similares (0,94 y 0,95 cada uno).
De esta manera, el AN resultante quedó con un spin algo menor al de los precursores (0,93), y en el encuentro se irradió casi el 10% (9,6%) de la masa total en forma de energía transportada por las ondas gravitacionales (recordemos que la masa es una manifestación de la energía dada por E=MC2, donde E es la energía, M es la masa y C la velocidad de la luz en el vacío.)
Todo esto, indica que se trató de la fusión más energética de la que se tenga conocimiento (hasta abril del 2017).

Fuente:

_______________________________________________________

Referencia:

Fuente:

pdp.

Galaxias enanas difusas “agrandadas”.

Las grandes galaxias han crecido asimilando a otras menores.
De hecho, nuestra Vía Láctea ha crecido asimilando a galaxias enanas vecinas. Hay muchas evidencias de eso, como ser, cúmulos globulares como restos de sus núcleos y corrientes estelares como resultado de desgarros gravitatorios de las asimiladas (las mastica antes de tragarlas).

Existen las galaxias enanas difusas y las ultradifusas (muy débiles) y son conocidas como galaxias enana difusas (DDG – Diffuse Dwarf Galaxy) y enanas ultradifusas (UDDG – Ultra Diffuse Dwarf Galaxy).

enanaDifusa

Imagen de la ultradifusas DGSAT 1 (arriba a la izquierda) y de And II (abajo a la derecha) publicda en el trabajo de D. Martínez Delgado et al.

Para sorpresa, se hallaron galaxias ultradifusas que no son enanas sino que tienen dimensiones comparables a grandes galaxias, se las denomina simplemente galaxias ultra difusas (UDG – Ultra Diffuse Galaxy). Hay dos candidatas en nuestro Grupo Local y unas 20 en el Volumen Local.

Esto viene a complicar los modelos evolutivos que dicen que estos sistemas crecen asimilando enanas y en la agitación de la materia asimilada se detona la formación de estrellas.
Aparentemente se trataría de enanas difusas “agrandadas”.
Estas galaxias se abrían formado en un ambiente de rápida rotación (o spin); o habrían adquirido alto spin, por lo que adoptaron una distribución espacial mayor.

Fuente:

pdp.