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Transporte de materia entre galaxias.

En el espacio hay flujos de materia a diferentes escalas.
Cuando un asteroide impacta sobre un objeto mayor, tal como un planeta, los escombros que se elevan por el choque vuelven a caer sobre el planeta. A veces, queda una nube de polvo en órbita por un tiempo, la que retorna al planeta en lo que sería un caso de re-acreción de materia.
Pero en algunos casos, si el impacto es muy fuerte, los escombros pueden tener la velocidad necesaria para abandonar el planeta y salir al espacio. En tal caso, esos escombros pueden llegar a otro planeta en un caso de acreción de materia vecina o ajena.
Así es como se han hallado en Casa rocas de Marte y la Luna, incluso una posiblemente de Mercurio (pdp, 4/feb./2013, NWA 7325 podría ser un pedazo de Mercurio, https://paolera.wordpress.com/2013/02/04/nwa-7325-podra-ser-un-pedazo-de-mercurio/).

Esta situación también se da a escalas galácticas.
Cuando una estrella presenta un estallido de supernova (SN), expulsa materia a grandes velocidades. Parte de esa materia puede volver a lo que queda de la estrella y otra parte se aleja en forma explosiva. La materia expulsada por la SN está dada por materia de la propia estrella que estalló e incluso por materia vecina “volada” por el colosal estallido.
A veces, parte de esa materia cae en otra estrella vecina y a veces no.
Como en el caso de los escombros y polvo producidos por el choque de un asteroide con un planeta; esta materia expulsada por la SN se aleja de la galaxia para retornar en unos cientos de millones de años en forma de re-acreción. Un ejemplo de esto puede ser la Nube de Smith, descubierta en los años ‘60; una nube de gas que está viniendo, o tal vez volviendo, a la Vía Láctea (pdp, 3/feb./2016, La nube de Smith, https://paolera.wordpress.com/2016/02/03/la-nube-de-smith/).

Pero si la velocidad conque el material fue expulsado por la SN supera la velocidad de escape, esta nube podría abandonar su galaxia hospedante para salir al espacio intergaláctico. Con los años, caería en otra galaxia en lo que sería una acreción de materia extragaláctica.
Así, existiría transporte intergaláctico de materia, por lo que no sería extraño que en una galaxia haya materia proveniente de otra.

Intergalactic transfer may be occurring between galaxies M81 (bottom right) and M82 (upper left).

Imagen de las galaxias M81 (abajo a la derecha) y M82 (arriba a la izquierda) entre las que podría estar dándose transporte intergaláctico de materia. Crédito de Fred Hermann

Quizás, algunos átomos con los que se formó nuestro Sistema Solar y nosotros mismos, hayan provenido de una nube de materia extragaláctica.
La idea del transporte de intergaláctico de materia no es tan descabellada si tenemos en cuenta que todo (incluso nosotros) está en el mismo Universo.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.

Las galaxias pasivas de Abell 520.

Las galaxias se agrupan en cúmulos y éstos en supercúmulos.
Hay una estructura jerárquica. Esos supercúmulos forman filamentos o paredes como monstruosas estructuras galácticas.
Nuestra Galaxia está en el cúmulo llamado Grupo Local, el que está en el Supercúmulo de Virgo, el que está embebido en una estructura mayor llamada Laniakea (el cielo inconmensurable) (pdp, 5/sep./2014, Laniakea, el cielo inconmensurable, https://paolera.wordpress.com/2014/09/05/laniakea-el-cielo-inconmensurable/).

A veces dos galaxias colisionan y a veces lo hacen los cúmulos a los que pertenecen. El encuentro de dos cúmulos de galaxias, es un evento muy energético.
En esos cúmulos, no sólo hay galaxias, también hay materia, mucha de la cual pudo provenir de galaxias desmembradas. Cuando se encuentran dos cúmulos de galaxias, sus galaxias componentes sienten los efectos de ese encuentro. Hay interacciones ente ellas y el material intergaláctico dentro de cada cúmulo.
En ese encuentro, cada cúmulo precipita sobre el otro en una dirección dada por lo que se conoce como eje de fusión (merger axis).

Es lógico esperar que las galaxias se vean afectadas en el choque entre sus cúmulos.
Para analizar los posibles efectos en la evolución de galaxias en cúmulos en colisión, se observó a más de 400 galaxias pertenecientes a Abell 520 (A520). Este estructura también conocida como Choque de Trenes (Train Wreck), es el resultado de la colisión de cúmulos de galaxias. Se compararon estas observaciones con otras hechas en galaxias en cúmulos no colisionando a distancias similares a la de A520.

Se encontró que las galaxias de A520 muestran una baja producción de estrellas. En particular, hay galaxias “pasivas” (con su formación estelar muy baja) en una amplia región a lo largo del eje de fusión y principalmente en el centro del cúmulo.
Se espera que la interacción de las galaxias con el material intracumular o intergaláctico produzca un enriquecimiento que, junto a las ondas de choque que se generan, aumente la producción de estrellas. Es probable que esto haya sucedido, pero dando lugar a estrellas de corta vida (tal vez masivas) que no hayan superado los 400 millones de años.

mapaA520

Gráfico publicado en el trabajo de Boris Deshev et al.

En el gráfico se indica el eje de fusión en verde. Se aprecia la posición de las galaxias pasivas señaladas con círculos rojos. Las que están produciendo estrellas se señalan con estrellas celestes. Los diamantes verdes indican las galaxias “apagadas” recientemente (sin formación estelar) y los rombos violeta marcan la posición de agujeros negros.
Los puntos grises indican galaxias que no pertenecen a A520 (de fondo o de campo).

Fuente:

  • Astronomy & Astrophysics, July 12, 2017, Galaxy evolution in merging clusters: The passive core of the “Train Wreck” cluster of galaxies, A520, Boris Deshev et al.
    https://arxiv.org/pdf/1707.03208.pdf

pdp.

MACS J1149 LS1, la estrella más lejana observada individualmente (a jun.2017)

Las lentes gravitacionales (LG) magnifican la luz de los objetos que están detrás de ellas.
Cuando la luz pasa por las vecindades de una gran masa, el campo gravitatorio es capaz de deflectar la trayectoria de la luz enfocándola como lo haría una lente óptica. A eso se llama lente gravitacional.
Así, la luz que originalmente no viene hacia nosotros, es enfocada en nuestra dirección y podemos ver objetos que de otra manera no veríamos o los observaríamos muy débiles. Bajo ciertas condiciones, se pueden tener varias imágenes magnificadas del mismo objeto lejano.

A unos 5 mil millones de años luz (AL) de casa, se encuentra el cúmulo de galaxias MACS J1149+2223.
Este sistema de galaxias, ejerce efecto de lente gravitacional sobre objetos más lejanos.
A unos 9 mil millones de AL en la dirección al cúmulo, hay una galaxia donde se observó una supernova (SN) que fue catalogada como Refsdal. Por efecto de lente gravitacional ejercida por el cúmulo, se observó a Refsdal magnificada y replicada en 4 imágenes.

Realizando un seguimiento de la SN de detectó la aparición de una estrella.
Se la pudo observar gracias a la magnificación de su luz por la LG ejercida por el cúmulo. Se trata de una estrella evolucionada del tipo supergigante azul y es la estrella individualmente observada más lejana hasta hoy (jun.2017) (Wikipedia, supergigante azul, https://es.wikipedia.org/wiki/Supergigante_azul).

Antes no había sido observada sencillamente porque no gozaba de la magnificación que tiene ahora. Sucede que al orbitar en torno al centro de su galaxia hospedante, su posición no era favorecida por la LG como lo es ahora. En otras palabras, antes no estaba dentro del “campo de la lupa”.

Apodada MACS J1149 LS1, muestra variaciones de brillo. Si bien esto es normal en las supergigantes azules, estas variaciones corresponden más a las variaciones causadas por una compañera. Luego, es altamente probable que LS1, sea una binaria de supergigantes azules.
Pese al gran brillo de este tipo de estrellas, no podría haber sido observada individualmente debido a la distancia. Eso fue posible porque la LG la magnificó unas 2000 veces por lo menos.

hst_fartheststar

Imagen crédito de  Kelly et al.

En la imagen se observa a la izquierda a las imágenes replicadas y magnificadas por la LG de la SN Refsdal en amarillo. En azul se señala a LS1 y se aprecia dos imágenes de la galaxia hospedante debido a la acción de la LG.
A la derecha se observan dos imágenes de diferentes épocas donde se aprecia “la aparición” de LS1 en la posición señalada por una flecha azul. La imagen superior corresponde al año 2011 y la inferior al 2016.

Referencias:

Fuente:

pdp.

El mini-halo en el centro del cúmulo de Perseo

Los cúmulos de galaxias muestran “mini-halos” en radio-ondas que por ahora (julio 2017) ofrecen varios interrogantes.
En el centro de los cúmulos de galaxias, se observa una estructura que irradia energía en radio-ondas. Estas fueron detectadas en al menos 30 cúmulos, pero la mayor observada hasta hoy es la del cúmulo de Perseo. En esa constelación, se encuentra un cúmulo de unas mil galaxias a unos 250 millones de años luz (AL) de casa. Allí, la estructura de mini-halo observada tiene un diámetro de algo más de 1 millón de AL, eso es 10 veces el diámetro de la Vía Láctea.

Esa radiación, se debe a partículas cargadas que al ser aceleradas por la acción de fuerzas existentes en el centro del cúmulo, irradian energía en esa longitud de onda (como lo haría cualquier partícula cargada bajo esas condiciones). Por supuesto que con el tiempo deberían terminar deteniéndose por haber irradiado toda la energía cinética o de movimiento en forma de energía electromagnética en radio-ondas. Eso significa que que no deberían llegar muy lejos del centro del cúmulo y por lo tanto no deberían ocupar una región tan amplia como lo hacen en el cúmulo de Perseo.
En ese cúmulo, el mini-halo muestra subestructuras que indican que es de una naturaleza compleja.

Radio-emitting mini-halo in Perseus Cluster

Imagen óptica (en blanco) y en radio (roja) de la estructura de mini-jhalo en el centro del cúmulo de Perseo crédito de  Gendron-Marsolais et al.; NRAO/AUI/NSF; NASA; SDSS.

Las partículas responsables no sólo estarían siendo aceleradas por fuerzas “típicas” de esa región, sino que también estarían sintiendo los tirones gravitatorios de las galaxias menores que “caen” en el cúmulo.
También, es muy probable que el agujero negro supermasivo de la galaxia central del cúmulo esté acelerando a esas partículas a través de sus chorros de materia ionizada. Esa materia formada por iones o “pedazos” de átomos, genera un campo magnético capaz de ejercer fuerzas y aceleraciones sobre las partículas, ayudándolas a continuar con su radiación.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.

Las fantásticas galaxias de Arp.

Las galaxias son enormes estructuras estelares con gas y polvo que se presentan en diferentes morfologías (Wikipedia, Galaxia, https://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia).
Si bien las hay desde globulares, elípticas, espirales e irregulares; hay otras de formas más exóticas (Astrofísica y Física, 25/jun./2010, Clasificación de galaxias según la secuencia de Hubble, http://www.astrofisicayfisica.com/2010/06/clasificacion-de-las-galaxias-segun-la.html). Conocidas en un principio como galaxias peculiares, se trata de galaxias en una fuerte interacción gravitatoria.
Halton C. Arp (https://es.wikipedia.org/wiki/Halton_Arp), fue un astrónomo que se encargó de observarlas y armar un Atlas de galaxias peculiares, hoy conocido como Atlas o Catálogo Arp (Atlas of Peculiar Galaxies, Halton Arp, http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Arp/frames.html).

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Imagen de Arp 81, dos galaxias interacutando, NGC 6622 (izq.) y NGC 6621 (der.). Imagen crédito de Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing – Martin Pugh publicada en NASA – APOD.

El Atlas Arp contiene 338 regiones o campos del cielo donde en cada una hay al menos dos galaxias interactuando dando origen a un sistema peculiar.
Las características en ellas son:

Arp 1 a 101: Espirales con bajo brillo, brazos segmentados, con tres brazos, con un sólo brazo, con compañeras débiles o elípticas.

Arp 102 a 145: Galaxias elípticas conectadas a espirales, cercanas a espirales distorsionadas, cercanas a fragmentos de galaxia o a material eyectado.

Arp 146 a 268: Galaxias diferentes a las anteriores con anillos, filamentos, colas, brazos espirales amorfos o largos adyacentes a una estructura principal.

Arp 269 a 338: Galaxias dobles conectadas por “puentes” de estrellas y cadenas de galaxias.

Fuente:

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Efecto Faraday en el Puente Magallánico atribuible a su buscado campo magnético.

Las Nubes de Magallanes, son dos galaxias irregulares vecinas a la Vía Láctea visibles a simple vista (Wikipedia, Nubes de Magallanes, https://es.wikipedia.org/wiki/Nubes_de_Magallanes).

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Las Nubes de Magallanes delante de un radio telescopio – Imagen crédito de Mike Salway

Hay evidencias de interacciones mutuas y con la Vía Láctea. Eso se observa en la Corriente Magallánica y el Puente Magallánico, ambas estructuras de gas y estrellas entre ellas y con la Vía Láctea (pdp, 27/abr./2016, Las nubes de Magallanes estarían de paso por nuestra vecindad, https://paolera.wordpress.com/2016/04/27/las-nubes-de-magallanes-estarian-de-paso-por-nuestra-vecindad/).

El Puente Magallánico, es una estructura entra ambas Nubes de Magallanes de unos 75000 años luz de largo. Siempre se pensó que existía un campo magnético el Él hasta que finalmente se lo pudo detectar.
Se observó la luz polarizada de unas 167 fuentes extragalácticas. Todas más allá de las Nubes de Magallanes, algunas en perspectiva detrás del Puente y otras no. Entre unas y otras se detectaron diferencias en las características de su radiación atribuibles a la presencia del buscado campo magnético.

Sucede que la luz puede ser considerada como una onda que vibra en diferentes planos al azar. Cuando está polarizada, vibra siempre en el mismo plano. Cuando esa luz pasa por un campo magnético, siente ese plano rotado; a eso se lo llama Rotación o Efecto Faraday (Wikipedia, Efecto Faraday, https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Faraday).

Giro del plano de Polarización debido al Efecto Faraday

Ilustración del Efecto Faraday. La luz oscila en la dirección dada por E. Luego de atravesar un campo magnético B sale con la dirección de oscilación rotada un ángulo beta. – Wikipedia.

Así se pudo constatar su intensidad de un millón de veces el de la Tierra.
Aún no se sabe cómo ese campo afecta la evolución de las galaxias no cómo apareció. Puede que se haya generado desde el interior del Puente luego de haberse formado o puede ser un “desgarro” del campo de ambas galaxias luego de una interacción.

Referencia:

Fuente:

  • Mon. Not. R. Astron. Soc. 000, 000–000 (0000). Printed 24 January 2017, Detection of a Coherent Magnetic Field in the Magellanic Bridge through Faraday Rotation, J. F. Kaczmarek et al.
    https://arxiv.org/pdf/1701.05962.pdf

Una elíptica con gas en Abell 2670.

Las galaxias se presentan con variadas formas y tamaños, desde pequeñas esferoidales a grandes elípticas y espirales además de las variadas irregulares.
Pero hay rarísimas formas de “medusa” y “renacuajo” (pdp, 19/may./2016, Una galaxia renacuajo, https://paolera.wordpress.com/2016/05/19/kiso-5639-una-galaxia-renacuajo/).
Son galaxias de disco, ricas en gas, que al friccionar contra materia intergaláctica del cúmulo donde viven se deforman por la fuerza de arrastre. La parte delantera fricciona, se comprime y calienta con el material que va encontrando en su camino, eso favorece la formación estelar en esas regiones.
Detrás, van dejando una cola de estrellas y gas ionizado arrancado de su interior por el mismo proceso de presión de arrastre en el medio donde se mueven. Ahí adoptan la forma de “renacuajo”. Si además muestran otras colas, ya se parecen más a una “medusa”. Incluso pueden tener pequeñas regiones en sus vecindades en forma de gotas producidas por el mismo proceso de arrastre.

En el cúmulo de galaxias Abell 2670, una galaxia muestra todos estas características.
Se presenta con forma de medusa. Una “cabeza” dada por una región de gran formación estelar, “patas” de material ionizado y estrellas, rodeada de “gotas” azules de materia muy caliente con formación estelar.

Web

Imagen en falso color de la galaxia elíptica de Abell 2670. Se aprecia su curiosa forma con una región de formación de estrellas (color azul-lila). Se observan pequeñas estructuras en forma de gotas con formación de estrellas. Imagen publicada en el trabajo de Yun-Kyeong Sheen et al.

Todo es explicable, pero se complica cuando se verifica que la galaxia no es de disco, sino una elíptica. Éstas resultan de haber sufrido encuentros incluso con galaxias de disco. Luego, tuvieron tiempo de relajarse y de usar todo el gas para la formación de estrellas, las que ya son maduras.
Así, la pregunta es: ¿de dónde obtuvo una tranquila elíptica el gas necesario para mostrar estas características por arrastre en un medio intracumular?
Bien, como no podía ser de otra manera; obtuvo ese gas de otra galaxia asimilada recientemente, quizás una compañera.

Referencia:

Fuente:

pdp.