Archivo de la etiqueta: Estructuras galácticas

NGC 1052-DF2, una galaxia sin materia obscura.

La elusiva materia obscura sigue dando de qué hablar, o mejor dicho en qué pensar.
Es la responsable de que las grandes estructuras galácticas se mantengan unidas, sin ella se desarmarían.
Las estrellas más alejadas de los núcleos galácticos, se mueven más rápido que lo predicho por las leyes de la dinámica. Luego, deberían escaparse en un proceso donde la galaxias se desmenuzan. Pero se mantienen armadas. O bien están equivocadas nuestras expresiones dinámicas, o hay una materia que a través de la acción gravitatoria mantiene armadas a las galaxias. Esta materia recibe el nombre de obscura ya que no se la observa, sólo se la detecta gravitacionalmente en galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras mayores.

Esta materia parece haber sido menos influyente en el pasado, en los orígenes del Universo.
Observando galaxias lejanas, y por lo tanto como cuando eran jóvenes debido al tiempo que tarda su luz en llegarnos, se detectó que sus regiones exteriores no rotaban tan rápido como en las más cercanas y actuales. Así, en los albores del Universo, la materia obscura habría colapsado más tarde que la ordinaria (pdp, 15/mar./2017, La materia obscura era menos influyente en la juventud del Universo, https://paolera.wordpress.com/2017/03/15/la-materia-obscura-era-menos-influyente-en-la-juventud-del-universo/).

Para agregarle más misterio a este caso, se detectó una galaxia no tan lejana como las anteriores comentadas, con poca o casi nada de materia obscura.
Se trata de la gran galaxia ultradifusa difusa NGC 1052-DF2 a 65 millones de años luz de nosotros. Tiene un tamaño superior a la Vía Láctea y 250 veces menos estrellas que la nuestra; eso le da su apariencia difusa, casi fantasmal, que permite observar sin problemas otras galaxias que están detrás de ella.

Imagen de la galaxia ultradifusa NGC 1052-DF2, crédito de NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Las medidas de los movimientos de los cúmulos que la rodean, no necesitan de la corrección por la existencia de materia obscura; o sea que se aplican sin problema las leyes de la dinámica tales como siempre se aplicaron. De esta manera, hay evidencias de casi nada de materia obscura en esa galaxia.
Se conjetura con dos motivos que llevaron a esta situación.
Puede que una brusca formación de estrella masivas y vigorosas expulsó la materia obscura de la galaxia; o que la presencia de la elíptica vecina a ella provocó el escape de esa materia.
Como sea, esto demuestra que la materia obscura se relaciona solamente en forma gravitacional con las galaxias y puede ser separadas de ellas.

Obviamente que hay que seguir observando y buscando más galaxias pobres en materia obscura. Para eso se están analizando otras 23 galaxias ultradifusas de las cuales 3 de ellas parecen tener las mismas propiedades que NGC 1052-DF2.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Anuncios

Sorpresa en protocúmulos de galaxias.

Los Cuasares, u objetos cuasi-estelares (de aspecto de estrellas brillantes), resultaron ser núcleos activos de galaxias lejanas. Éstos, son potenciados por agujeros negros supermasivos que irradian energía a medida que materia circundante autofricciona y recalienta cuando cae en ellos en forma de remolino.

También se sabe que las galaxias no se distribuyen uniformemente en el Universo. Si bien hay galaxias aisladas, muchas están reunidas en grupos de galaxias conocidos como cúmulos de galaxias (en nuestro caso es el Grupo Local). A su vez, hay grupos de cúmulos conocidos como súper cúmulos de galaxias (súper cúmulo de Virgo en nuestro caso).

En el centro de los cúmulos de galaxias hay una galaxia dominante con un cuásar en en centro.
Una forma de buscar protocúmulos de galaxias es buscar cuasares lejanos, cuanto más lejanos, mejor; ya que así se observan los objetos más jóvenes debido al tiempo que tarda su luz en llegarnos.
Haciendo esta búsqueda, se hallaron dos sorpresas.
Por un lado, se encontraron que la mayoría de los cuasares están aislados, como “esquivando” las regiones más densas, y por lo tanto, el centro de protocúmulos. Esto es un indicativo de que estos objetos no son buenos para buscar grandes estructuras galácticas como este tipo de cúmulos.
Por otro lado, se encontraron dos pares de cuasares dobles; cada par en un protocúmulo a unos 12 mil millones de años luz de nosotros; esto es de cuando el Universo tenía unos 2 mil millones de años de edad.

Los cuasares están indicados por estrellas. Los puntos y círculos señalan galaxias débiles y brillantes en los protocúmulos. Imagen crédito: NAOJ

Estos pares de cuasares en el centro de los protocúmulos podrían tener una actividad sincrónica.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Posible relación morfología – color en galaxias.

Observamos galaxias de distintas formas, en general vemos galaxias de disco y elípticas o esferoidales.

Las galaxias de disco tienen estrellas jóvenes, blanco-azuladas, mostrando una próspera formación estelar. Las elípticas muestran viejas estrellas rojizas y una pobre o relajada formación de estrellas.

Las galaxias interactuantes, la elíptica NGC 5090 y la de disco NGC 5091 – Crédito: ESO.

Si bien todas las galaxias se formaron para la misma época, unas están evolucionando diferente a las otras.
Las elípticas no son mucho más viejas que las de disco. Para que en el mismo tiempo que las otras hayan generado estrellas rojas, éstas deben ser masivas; luego viven rápido y envejecen pronto.

¿Hay alguna relación entre el color de las galaxias y su morfología?
Puede ser…
Una forma de obtener elípticas es la fusión de dos galaxias de disco, tal como sucederá cuando nos encontremos y fusionemos con Andrómeda (pdp, 31/may./2012, 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/).
Es probable que en la fusión, el gas de ambas galaxias interactúe y genere convecciones. De esta manera, parte se escapa y parte queda formando estrellas en su mayoría masivas. Entre el gas escapado y el usado en estrellas masivas de corta vida, la elíptica resultante pronto se relajará en su producción estelar llenándose de estrellas rojas y evolucionadas.

Como sea, hay que estudiar si hay una relación entre el color y la evolución morfológica de una galaxia.
Los estudios espectrográficos (análisis de la luz de las estrellas) sirven para detectar estrellas jóvenes en galaxias cercanas. Más lejos, se requiere más tiempo de observación. En ese caso se realizó un novedoso estudio del color de las galaxias más lejanas.
Se encontró que las galaxias masivas lejanas que han dejado de formar estrellas suelen tener formas esferoidales. Las recientemente relajadas tienden a ser más compactas que las ya detenidas en su producción de estrellas.
Todo sugiere que durante o luego de la disminución de formación estelar, la galaxia comienza un cambio en su morfología. Primero hay un colapso que colabora con la formación de un núcleo rojo y luego comienza una expansión, posiblemente por encuentros dinámicos entre estrellas.
De esta manera, es muy probable que la evolución de una galaxia relacione su color con su forma.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Explicando el anillo de Monoceros.

Sabemos que las grandes galaxias como la nuestra, crecen devorando a otras menores (proceso jerárquico).
Con esto en mente, se piensa que los cúmulos globulares (sistemas estelares de forma esférica) son los núcleos de esas galaxias menores asimiladas.
También hay corrientes estelares.
Son grupos de estrellas que comparten características dinámicas y serían estrellas arrancadas de galaxias vecinas. Por ejemplo, la corriente de Sagitario, es el resultado de la interacción entre la Vía Láctea y la galaxia enana ubicada en esa región del cielo a 70 mil años luz de nosotros.

En dirección a la constelación de Monoceros (el Unicornio) se detectó una sobredensidad de luz. Aparentemente tiene forma de anillo que rodea nuestra Galaxia por lo que se la denomina anillo de Monoceros.
Hay dos ideas que pretenden explicar este anillo.
Puede tratarse de una corriente estelar generada por la acción de la Vía Láctea arrancándole estrellas a la galaxia enana del Can Mayor, a 25 mil años luz de Casa y la más cercana a Nosotros (pdp, 25/abr./2011, Las galaxias más cercanas, https://paolera.wordpress.com/2011/04/25/las-galaxias-ms-cercanas/). Pero hay un detalle. En esa sobredensidad no hay evidencia de estrellas típicas de las galaxias enanas como la del Can Mayor (estrellas de tipo RR-Lyra).

A 50 mil años luz de distancia, en dirección al anillo de Monoceros, la cantidad de estrellas decae para volver a aumentar a los 60 mil años luz. Eso sugiere la existencia de una ondulación en el plano de la Vía Láctea, la que en perspectiva, podría dar la ilusión de sobredensidad. En este caso, no hay evidencias de esa ondulación más allá del anillo de Monoceros, como debería haber.
Así es cómo la primera idea es la más aceptada, pero hay algunos detalles además de la falta de estrellas de tipo RR-Lyra.

5

Ilustraciones de Nicolas Martin & Rodrigo Ibata (Izq.) y Dana Berry (der.)

En las ilustraciones: a la izquierda se observa el caso del anillo de Monoceros como resultado de estrellas “robadas” por la Vía Láctea de la enana del Can Mayor; y a la derecha, se ilustra la ondulación que mostraría una aparente sobredensidad de luz.

Las simulaciones realizadas de interacción de la Vía Láctea con una galaxia enana. reproducen el anillo de Monoceros y su dinámica. Pero los mejores ajusten a la realidad observada, se tienen con una galaxia enana retrógrada, (eso es que se mueven en sentido contrario a la rotación de la Vía Láctea), con una masa inicial de 10 mil millones de masas Solares, cuyo remanente actualmente estaría más allá del bulbo Galáctico (lo que lo vuelve imposible de observar), por lo que la enana del Can Mayor no sería la progenitora del anillo de Monoceros.

Referencia:

Fuente:

  • MNRAS 000, 1–10 (2017), Preprint 21 November 2017,On the Origin of the Monoceros Ring – I: Kinematics, proper motions, and the nature of the progenitor, Magda Guglielmo et al.
    https://arxiv.org/pdf/1711.06682.pdf

pdp.

UGC 6093, la megamaser.

El LASER es luz amplificada estimulada por emisión de radiación.
Se produce cuando cierta radiación excita los átomos de un elemento y éste irradia energía en el rango visible.
Por otro lado, esa luz puede ser colimada por un sistema de lentes y obtenemos el LASER de rayos paralelos que conocemos.
Pero también está el MASER.
Es como el anterior, pero en lugar de estimularse radiación visible, se estimula radiación en micro-ondas.

En la Naturaleza hay MASERs.
En el centro de las galaxias, incluso en la nuestra, hay un núcleo activo potenciado por el agujero negro supermasivo (ANSM) que allí se encuentra. Si observamos en micro-ondas, podremos detectar el MASER que allí vive.
Pero a 500 millones de años luz, en la Leo, la galaxia UGC 6093 da la nota.

This image, captured by Hubble’s Wide Field Camera 3, shows the megamaser galaxy UGC 6093. Image credit: NASA / ESA / Hubble.

Imagen de UGC 6093 crédito de NASA / ESA / Hubble.

De tipo espiral barrada, esta galaxia muestra un MASER pero no en su centro.
Toda ella parece estar irradiando un MASER, luego se comporta como un gran laser de micro-ondas, o sea como un mega-MASER.

 

Fuente:

pdp.

¿La materia obscura se muestra en rayos X (3,5 KeV)?

La materia obscura conforma casi el 85% de la materia del Universo.
Se encarga de mantener unidas a las grandes estructuras galácticas, no se la observa, sólo interacciona gravitacionalmente con la materia ordinaria.
Mucho se dijo de ella, hasta se llegó a pensar que se trataba de nubes de Hidrógeno frías, lejanas y por lo tanto de difícil detección (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/), pdp, 19/abr./2017, ¿Se está mostrando la materia obscura?, https://paolera.wordpress.com/2017/04/19/se-esta-mostrando-la-materia-obscura/).

Quizá se observe pero en algún rincón del espectro electromagnético.
En el centro del cúmulo de galaxias de Perseo, se detectó una emisión en rayos X antes no conocida.

1

Imagen de la región central del cúmulo de Perseo. Composición de observciones de radio y visuales (en rojo) y en rayos X (en azul) créditos de X-ray: NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al. Radio: NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al. Optical: NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS

Esta emisión particular (de 3,5 KeV) también fue detectada en regiones centrales de otros cúmulos de galaxias y no responde a modelos conocidos.
Se conjetura que la materia obscura abundante en esas regiones está absorbiendo y emitiendo energía en esa frecuencia de rayos X.

4

Ilustración de escenario propuesto – crédito: NASA/CXC/M. Weiss

De confirmarse, estaríamos detectando esa elusiva materia.

Video: A Quick Look at the Perseus Cluster.

Publicado el 19 dic. 2017.

Las observaciones deben continuar.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Posible pronta fusión de galaxias en el Universo temprano.

Las galaxias crecen de manera jerárquica.
Eso significa que estructuras pequeñas se van fusionando hasta formar las más grandes. En su centro queda el resultado de la fusión de los agujeros negros intervinientes. Veamos el caso de nuestra Vía Láctea.

Cuando el Universo tenía unos 5 mil millones de años, las galaxias enanas se unían para formar la Nuestra. Eran estructuras de algunos miles de millones de estrellas. Así nació la Vía Láctea que hoy cuenta con unas 200 mil millones de estrellas y un agujero negro central de 3 millones a 4 millones de soles. Está rodeada de cúmulos globulares con agujeros negros de masa intermedia en su interior, que serían núcleos de galaxias menores asimiladas. Dentro de unos 5 mil millones de años, nos fusionaremos con nuestra vecina Adrómeda dando lugar a una enorme elíptica (pdp, 31/may./2012, La futura colisión entre la Vía Láctea…,https://paolera.wordpress.com/2012/05/31/la-futura-colisin-entre-la-va-lctea-y-andrmeda/).
Hay evidencias observacionales que atentan contra estos tiempos de formación inicial de galaxias grandes.

Se detectó un agujero negro supermasivo de unos 800 millones de masas solares. Eso corresponde a una estructura galáctica enorme.

Image

Ilustración crédito de  Robin Dienel, provista por cortesía de the Carnegie Institution for Science.

Su edad corresponde a cuando el Universo tenía unos 700 millones de años.

También se observaron estructuras galácticas muy grandes con amplias regiones de gran formación estrellas.

Artist impression of a pair of galaxies from the very early universe. Credit: NRAO/AUI/NSF; D. Berry

Ilustración crédito de NRAO/AUI/NSF; D. Berry.

Por su distancia, corresponden a cuando el Universo no tenía más de 1000 años de edad.

Estas evidencias observacionales sugieren que el proceso jerárquico de crecimiento de las galaxias comenzó antes de lo esperado y hasta pudo haber sido más rápido que lo supuesto.

Fuentes:

pdp.