Archivo de la etiqueta: Estructuras galácticas

El apretado disco de acreción de NGC 3147.

En el centro de las galaxias habita un agujero negro supermasivo.
Estos objetos suelen estar rodeados de un disco de materia que cae en ellos en forma de remolino. Al hacerlo, el material autofriciona, se recalienta y emite radiación de alta energía. En este proceso también se forman chorros bipolares de energía y materia muy caliente. (pdp, Primera aproximación a los chorros de materia…, https://paolera.wordpress.com/2013/12/20/primera-aproximacion-a-los-chorros-de-materia-relacionados-con-discos-de-acrecion/).
Pero esta actividad no es la misma en todos los agujeros negros supermasivos, y al parecer eso depende de la estructura de la galaxia donde reina.

En algunas galaxias espirales la actividad del agujero negro central es modesta.
Se comportan como si hubieran agotado casi todo el material que los rodea, y en lugar de tener un disco de materia su alrededor, están en el centro de una estructura de materia en forma toroidal o de rosca. Éste sería el caso de la galaxia NGC 3147 a unos 130 millones de años luz de Nosotros.

toroNGC

Ilustración de NGC 3147 publicada en Hubblesite (referencias al pie de la nota)

Como para validar esa teoría, esta galaxia fue observada y hubo una sorpresa.
Se encontraron evidencias de un disco de materia muy cercano al agujero negro central, algo que no debería estar allí según los modelos actuales. Al estar tan cerca del agujero negro, el disco gira a gran velocidad, al 10% de la velocidad de la luz. Eso se debe a que la materia gira más rápido al acercarse al agujero negro; el mismo efecto que hace que un patinador gire sobre eje más rápido cuando junta los brazos al cuerpo. La radiación que se produce no es detectable en luz visible sino en infrarrojo.
Sucede que la radiación pierde mucha energía al escapar de la gran gravedad del agujero negro supermasivo central y eso la enrojece. En otras palabras, y según la Relatividad, el agujero negro deforma el espacio en sus vecindades de tal forma que éste se estira hacia el agujero negro. La longitud de onda de la radiación siente ese estiramiento por pertenecer a la trama del espacio que está en tormo al objeto y así nos llega enrojecida.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Anuncios

El rápido nacimiento de los agujeros negros supermasivos.

Los agujeros negros supermasivos, se harían formado en un proceso de acreción extremadamente rápido.
Para poder escapar de un campo gravitatorio, es fundamental la velocidad. Los agujeros negros son regiones del espacio de donde nada puede escapar, ni la luz que es lo más veloz que se concibe. Se forman por el colapso de una estrella. Al hacerlo, la gravedad superficial aumenta ya que ésta se acerca al centro del objeto. Llega a un radio límite para el cual ni la luz puede escapar. Ahí nace un agujero negro. A partir de ese radio, la estrella puede seguir colapsando y ser menor que el agujero negro pero no lo sabremos por no poder observar dentro de esa región del espacio.

Los supermasivos, viven en el centro de las galaxias.
Conteniendo hasta miles de millones de veces la masa del Sol, los hay muy antiguos, de tan sólo mil millones de años luego del nacimiento del Universo. El colapso habitual no alcanza para formar semejante monstruo en tan poco tiempo. Así, se debió haber formado en un proceso extremadamente rápido donde se vio involucrada mucha cantidad de materia.
En ese colapso, pudo generarse radiación por aumento de la presión y temperatura que generaron reacciones nucleares. También pudieron darse detonaciones que arrojaron materia al exterior. Pero esa radiación y materia expulsada no tuvieron mucho tiempo para escapar; así, el agujero negro supermasivo habría brillado y expulsado materia en un breve período de tiempo.

Una vez formado, comenzó a asimilar todo lo que lo rodea. En sus vecindades el material que cae arremilonado autofricciona y emite radiación. Mientras, en todo este proceso, se generan chorros bipolares de materia y energía.

Ilustración crédito de Scott Woods, Western University

Más lejos, la materia capaz de escapar por su velocidad orbital en torno al agujero negro supermasivo, da origen a estrellas y se va formando una galaxia.

Referencia:

Fuente:

pdp.

B14-65666, la fusión galáctica mas temprana (a mediados del 2019).

El telescopio espacial Hubble observó un objeto bilobular.
Luego, en ondas milimétricas, el observatorio ALMA obtuvo más información del objeto.

low-res picture of merging galaxies

Imagen obtenida por ALMA. En rojo se aprecia el polvo, en verde el oxígeno y en amarillo el carbono. Las regiones blancas (superpuestas a la imagen de ALMA) corresponden a las observación de estrellas realizadas con el Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et al.

Entre otras cosas, se encontró que cada componente del sistema se movía a diferente velocidad. Eso y las evidencias de oxígeno y carbono, terminaron de demostrar que se trata de una colisión de galaxias.

merging galaxies

Ilustración del posible aspecto del sistema. Crédito: NAOJ

Se sabe que cuando dos galaxias se encuentran, las distancias interestelares son tan grandes que las estrellas de una y de otra pueden pasar por entre esos espacios. Así las galaxias se traspasan sin mayores consecuencias. Una galaxia puede robarle estrellas a la otra, pero como ambas terminan fusionadas, todas las estrellas quedan en el sistema resultante, salvo las pocas que pueden ser eyectadas fuera de las galaxias.

Pero cada galaxia tiene gas y polvo. Así cada una de ellas colabora con lo suyo por lo que se estimula la formación de estrellas. En este caso, en este objeto catalogado como B14-65666, se está dando una formación estelar 100 veces más vigorosa que en la Vía Láctea, donde nace entre 1 y 3 estrellas al año.

Pero lo que hace tan especial a esta fusión de dos galaxias es la distancia a la que se está dando.
Este sistema está a unos 13 mil millones de años luz de Nosotros. Eso indica que su luz tardó ese tiempo en llegarnos. Si el Universo tiene casi 15 mil millones de años de edad, esa fusión se dio en los albores del Universo.
Luego, de esta manera, B14-65666 es la fusión de galaxias más temprana observada hasta Hoy en día (mediados del 2019) y una de las primeras fusiones galácticas producidas.

Referencia:

Fuente:

  • “Big Three Dragons”: a z = 7.15 Lyman BreakGalaxy Detected in [OIII] 88 μm, [CII] 158 μm, and Dust Continuum with ALMA. | Takuya Hashimoto et al.
    https://arxiv.org/abs/1806.00486

pdp.

Antlia 2 sería la responsable de las ondulaciones en el exterior del disco Galáctico.

Las galaxias muestran evidencias de que interactúan con las más cercanas.
Nuestra Vía Láctea (VL) no es la excepción.
Las corrientes estelares son conjuntos de estrellas que comparten movimiento y son el producto del desgarro producido gravitacionalmente a otra galaxia menor que pasó demasiado cerca.

La VL, además, muestra ondulaciones en la parte exterior de su disco de gas (Hidrógeno neutro).
Son el producto de una perturbación producida por el encuentro con otra galaxia, la que al “tocar” a la Nuestra, produjo esas ondas como cuando se golpea la superficie del agua.
Buscando entre las galaxias cercanas, se descartó a la enana de Sagitario como antes se pensaba, por no cumplir con todas las características requeridas obtenidas de las simulaciones realizadas (pdp, La enana de Sagitario habría perturbado el disco de la Vía Láctea, https://paolera.wordpress.com/2018/09/19/la-enana-de-sagitario-habria-pertubado-el-disco-de-la-via-lactea/).

En la constelación de la máquina neumática (Antlia) se descubrió a Antlia 2 (Ant 2), una galaxia enana en septiembre del 2018.

Antilia 2 galaxy

Ilustración de la Nube Mayor de Magallanes (izquierda), Vía Láctes (centro) y la ultra difusa Antlia 2 (derecha) – Crédito: V. BELOKUROV/UNIV. OF CAMBRIDGE/CCA, BASED ON THE IMAGES BY MARCUS AND GAIL DAVIES AND ROBERT GENDLER

Tiene un tamaño similar al de la Nube Mayor de Magallanes, incluso algo mayor, pero es 10000 veces más débil en brillo; 100 veces más difusa que las ultra difusas conocidas.
Ubicada a unos 400 años luz de Casa, tiene una masa que, junto a otras características, la hacen la principal responsable de las ondas en el exterior de la VL.
En aquel encuentro, nuestra Galaxia le habría extraído estrellas y gas por lo que no formó muchas más estrellas quedando así tan difusa.
Futuras observaciones terminarán de confirmar las sospechas sobre Ant 2.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Se explicó la rareza de NGC 1052-DF2, ahora KKS 2000-04.

La galaxia difusa NGC 1052-DF2 se presentó como una galaxia con poco o nada de materia obscura (pdp, NGC 1052-DF2, una galaxia sin materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2018/03/28/ngc-1052-df2-una-galaxia-sin-materia-obscura/)

Click to enlarge image

Imagen de DF2 ahora recatalogada como KKS 2000-04 obtenida por Obs. Gemini. Ampliación del centro donde se observan estrellas espacialmente separadas por HST.

Se la suponía a unos 60 millones de años luz (AL) de Casa, por lo que debía ser más grande que la Vía Láctea y con muchas menos estrellas que la Nuestra debido a su característica de difusa. Eso, junto con el estudio de sus cúmulos globulares, indicaba que esta galaxia tenía poco o nada de materia obscura. Se responsabilizaba de ello al brusco nacimiento de estrellas que con su radiación expulsaron materia de la galaxia o a la acción gravitatoria de otra galaxia que en una visita cercana absorbió gravitacionalmente toda esa materia.

Pero resultó que DF2 está más cerca que lo que se pensaba.
Su distancia fue sobrestimada. Está a un poco más de la mitad de la distancia pensada; se estima que se encuentra a unos 40 millones de AL de nosotros.
Con esta nueva distancia, las observaciones se relacionan con una información diferente.
Se trata de una típica galaxia de bajo brillo superficial, no tan grande como se creía antes, y el estudio de sus cúmulos globulares está relacionado a estructuras y luminosidades similares a los de otras galaxias. Ahora, las características de esta galaxia indican que tiene la materia obscura esperada para un sistema estelar de su tipo.
Se la renombra como KKS 2000-04 ya que su nueva distancia la excluye de estar relacionada con NGC 1052.

The Carnegie-Irvine Galaxy Survey (CGS)

¿Sucederá lo mismo con NGC 1052-DF4? (pdp, La untradifusa DF4, otra galaxia casi sin materia obscura, https://paolera.wordpress.com/2019/04/01/la-ultradifusa-df4-otra-galaxia-casi-sin-materia-obscura/). Recordemos que esta otra galaxia ultradifusa mostraba características similares a DF2 y se la consideraba a una distancia similar de nosotros.

Referencias:

Fuente:

pdp.

Formación estelar y estrellas foráneas en la Vía Láctea.

Las galaxias son las mayores estructuras de estrellas.
Muchas estrellas nacieron en las galaxias donde habitan y otras provienen de otras galaxias.

Ilustración de la estructura de la Vía Láctea – Crédito: NASA/JPL-Caltech /ESO R. Hurt

Nuestra galaxia tiene una formación estelar de 1 a 3 estrellas al año. Eso es algo que en realidad no se puede tomar como un proceso regular, ya que la formación estelar tiene épocas donde es mayor y épocas donde es menor. De hecho, en la actualidad, nuestra Galaxia estaría pasando por en un bajón de producción de estrellas (pdp, Nuestra Galaxia está apagando sus luces, https://paolera.wordpress.com/2016/04/14/nustra-galaxia-esta-apagando-sus-luces/).

Hace unos 3 000 millones de años, hubo una gran producción de estrellas en la Vía Láctea. Se estima que en ella, nacieron más de la mitad de las estrellas del disco de la Vía Láctea.
Sucede que nuestra Galaxia, como toda gran espiral, creció asimilando a otras menores. En ese proceso, es asimilada la materia existente en ellas, la que pasa a aumentar las reservas de la Nuestra. Ésto, junto con las perturbaciones que se producen en la Vía Láctea debido al encuentro, colabora con la formación de estrellas.

Pero en una asimilación, no sólo es asimilada la materia de la otra galaxia; también lo son sus estrellas.
Las estrellas nacen de complejos nebulares de gas. Estudiando la composición de ellas, se puede inferir la riqueza de elementos presentes en la nube progenitora.
En la constelación de la Osa Mayor, se detectó una estrella donde su composición está más de acuerdo con la química del material de galaxias enanas que con la del material de la Vía Láctea. Luego, esta estrella sería una “foránea”; una estrella de una galaxia enana que quedó alojada en la Vía Láctea luego que la enana fuera asimilada. Más aún; el bulbo central de nuestra Galaxia habría sido enriquecido con estrellas, incluso de las más viejas en el Universo, luego de asimilar una enana de estructura alargada.

En el futuro, a unos 5 000 millones de años, la Vía Láctea se fusionará con la de Andrómeda (pdp, La futura colisión entre la Vía Láctea y Andrómeda, https://paolera.wordpress.com/2012/05/31/la-futura-colisin-entre-la-va-lctea-y-andrmeda/). Pero antes, dentro de unos 2 500 millones de años, asimilaremos la Gran Nube de Magallanes.

Referencias:

Fuentes:

pdp.

La paradoja de ESO 137-001.

La galaxia ESO 137-001 es una galaxia de tipo medusa con un detalle muy curioso.
Estas galaxias muestran estructuras que se parecen a tentáculos saliendo de ellas dándoles una imagen como de medusas. Esto se debe a lo que se conoce como presión de arrastre, que es lo que sucede cuando un objeto se desplaza en un medio. La fricción con ese medio, es capaz de deformar o soltar materia de ese objeto.

Cuando las galaxias viajan por el espacio intergaláctico, dentro del cúmulo donde viven, pueden interactuar con gas de baja densidad que hay entre las galaxias del cúmulo.
En ese caso, sienten una presión de arrastre y en ese proceso se ven despojadas de materia interestelar que hay en ellas. Así se generan estructuras alargadas que les dan aspecto como de medusas (pdp, Galaxias medusa: el resultado de la presión de arrastre ,https://paolera.wordpress.com/2017/08/31/galaxias-medusa-el-resultado-de-la-presion-de-arrastre/ ).

Video: Hubble HD: Animation of Ram Pressure Stripping.

Cosmic Conspiracy TV.

Publicado el 6 ene. 2015

En el cúmulo de galaxias Abell 3627, vive la galaxia ESO 137-001.
En imágenes obtenidas en luz visible, se aprecian estructuras de tipo brazos de medusa.

Spiral galaxy ESO 137-001

Imagen visible de ESO 137-001 – Crédito de: NASA, ESA

Observando en rayos X, se detecta una gran cola de gas caliente; todo debido a la presión de arrastre que sufre esta galaxia en el medio intergaláctico donde viaja.

Composite view of ESO 137-00

Composición de imágenes visibles y en rayos X de ESO 137-001 – Crédito: NASA, ESA, CXC

ESO 137-001, muestra formación estelar en la materia que está siendo arrancada de ella, y eso es algo paradójico.
La presión de arrastre despoja a la galaxia del gas necesario para formar estrellas, eso hace que esta situación no sea la mejor para la formación estelar. Luego, observar estrellas formándose en la cola y tentáculos es algo llamativo, ya que para la formación estelar es necesario baja temperatura y poca turbulencia, todo lo contrario a lo que ocurre en esas estructuras que salen de la galaxia.

Así las cosas, es necesario observarlas a lo largo de toda su extensión.
Las regiones más cercanas corresponden a material recientemente arrancado de la galaxia, mientras que las más alejadas, corresponden a material que abandonó la galaxia hace más tiempo. El estudio de las diferentes zonas, permitirá saber la evolución de ese material a la lo largo del tiempo desde que salió de la galaxia. Eso, dará información de cómo se están dando estrellas nuevas en esas regiones tan hostiles.

Fuente:

pdp.