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La modesta SN iPTF 14gqr.

Las estrellas masivas mueren de una manera colosal, explotando como supernovas.
En ese evento brillan tanto la galaxia donde viven y el fulgor dura semanas o meses. Luego, el resultado es un remanente dado por el material expulsado en la explosión que puede ser de varias masas Solares. En el centro queda el núcleo colapsado de la estrella, una estrella tan compacta que sus electrones y protones se unieron en neutrones. Así termina como una estrella de neutrones o incluso un agujero negro.

Pero siempre hay interesantes sorpresas.
En las afueras de una galaxia, a unos 900 mil años luz de casa, se detectó una modesta supernova.
Catalogada como iPTF 14gqr, su pobre explosión se desvaneció mucho más pronto que lo habitual, y el material expulsado es de sólo un quinto de masa Solar.

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Imágenes de antes (izquierda), durante (centro) y después (derecha) de la explosión de iPTF 14gqr – Crédito: SDSS/Caltech/Keck

Esta estrella, ahora una de neutrones, supo ser masiva, pero algo la despojó de su materia aunque le quedó lo suficiente para terminar como supernova, aunque como una pobre.

El modelo sugiere que tiene una compañera muy próxima, lo suficiente como para haberle robado masa. Con lo que le quedó pudo llegar a estallar. La falta de detección de esa compañera sugiere que se puede tratar de otra estrella de neutrones o incluso un agujero negro. Más aún, esa compañera habría absorbido gran parte del material remanente de la explosión.
Así las cosas, esta estrella sería la segunda supernova en darse en ese sistema, dejando como resultado una apretada binaria de estrellas de neutrones.
Es muy probable que las binarias de este tipo tengan orígenes en sistemas como éste.

Con el tiempo, ambas podrían precipitarse mutuamente y fusionarse dando otro espectáculo acompañado de ondas gravitatorias.

Referencia:

Fuente:

pdp.

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Exoplanetas hermanos con diferente origen.

En la constelación de Pictor (caballete del pintor) hay un grupo de estrellas que comparten movimiento.
Se trata del grupo de Beta Pictoris (Beta Pic.), grupo que lleva el nombre de su estrella más relevante, la estrella Beta Pic.
Las estrellas enanas marrones, son estrellas fallidas cuyo límite con un planeta súper Joviano (gaseoso) es muy sutil. Cuando un objeto de este tipo está en torno a otra estrella, se dice que es un planeta súper Joviano. Cuando se lo encuentra solo, se lo clasifica como enana marrón. Pero cuando su masa en inferior a las típicas enanas marrones, directamente cae en la categoría de planeta, incluso cuando está solo, en cuyo caso es un errante.
En el grupo Beta Pic. hay enanas marones y planetas errantes; y ahora planetas gemelos en diferentes estrellas. Se pueden hallar planetas del mismo tipo; pero gemelos en diferentes estrellas, es algo muy llamativo.
Eso sucedió en el grupo Beta Pic

Las estrellas nacen en complejos moleculares, grandes nubes de gas y polvo. Allí comienzan su formación, para luego alejarse con su séquito de planetas en formación. Luego, maduran como un sistema planetario estable en torno a su estrella, ahora lejos de lugar de nacimiento.

En torno a la estrella Beta Pic. (10 veces más brillante que el Sol), se observó un exoplaneta, el catalogado como Beta Pic b. Un gigante gaseoso de unas 13 masas Jovianas orbitando su estrella a 9 Unidades Astronómicas (UA, equivale a la distancia promedio Tierra – Sol que es de 150 millones de Kms.).
En torno a un sistema binario de enanas marrones, siemore dentro del grupo Beta Pic., también se observó un planeta, el catalogado como 2MASS 0249 c. Se trata un otro gigante gaseoso, de 11 masas Jovianas orbitando a las binarias hospedantes a unas 2000 UA.

Imagen infrarroja del exoplaneta señalado en rojo. En amarillo se aprecia a las binarias hospedantes (la resolución no permite resolverlas) – Crédito:  T. Dupuy, M. Liu

Ambos planetas no sólo tienen masas similares; también comparten brillo, y composición (espectro) por lo que son más que parecidos; son hermanos. Esto implica que se formaron de la misma nube pero en condiciones diferentes.

Beta Pic b se formó como un gigante gaseoso. En un ambiente rico en gas y polvo alrededor de la estrella, coaguló el material más pesado y encima el gas.
2MASS 0249 c, se formó en un ambiente menos rico. El gas apenas alcanzó para un par de enanas marrones (dos estrellas fallidas). El material apenas alcanzó para que se forme una tercera compañera más que fallida, apenas llegó a planeta gaseoso.
Mientas que uno nació como planeta, el otro vio su evolución estelar truncada.

Referencia:

Fuente:

  • arXiv:1807.05235v2 [astro-ph.EP] 17 Jul 2018, The Hawaii Infrared Parallax Program. III. 2MASS J0249−0557 c: A Wide Planetary-mass Companion to a Low-Mass Binary in the β Pic Moving Group, Trent J. Dupuy et al.
    https://arxiv.org/pdf/1807.05235.pdf

pdp.

Se detectó un resplandor pero no vimos la explosión.

Por lo general, antes o durante un resplandor suele observarse una explosión o la fuente del mismo.
Pero si no se detectó esa fuente, estamos frente a un resplandor huérfano.

Cuando una estrella masiva colapsa o se fusionan dos masivas, aparece una estrella de neutrones o incluso un agujero negro. En ese rápido proceso, se da una brusca acreción de materia hacia el centro del objeto resultante. Como siempre en esos casos, el gran flujo de materia hacia el centro alimenta chorros de materia bipolares. Éstos llevan material muy caliente y energía de alta frecuencia tal como rayos gamma. Como el colapso que los alimenta es rápido, estos jets no son muy duraderos. Así, si vienen hacia nosotros, detectaremos rayos gamma de gran intensidad por un breve lapso de tiempo, a eso llamamos brote de rayos gamma (gamma ray burst – GRB).
Si los chorros de materia impactan en materia previamente eyectada, en la región de “contacto” se genera una brusca liberación de energía en todas direcciones, como un estampido sónico, pero de radiación (explosión sincrotrón isotrópica), en este caso en radio-ondas, dando origen a un transitorio en radio-ondas.

Ilustración crédito de  Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

En una pequeña galaxia (SDSS J141918,9+304035,8) a unos 280 millones de años luz de casa, se detectó un transitorio en radio-ondas, pero no se detectó el GRB que lo originó. O sea que se trata de un resplandor huérfano, en este caso en ondas de radio (FIRST J141918,9+394036).

¿Cómo fue que no se detectó el GRB?
Muy fácil, los chorros de materia no estaban orientados hacia nosotros.
Se trata así del primer evento de resplandor huérfano detectado.

Referencia:

Fuente:

  • arXiv:1808.08964v1 [astro-ph.HE] 27 Aug 2018, Discovery of the Luminous, Decades-Long, Extragalactic Radio Transient FIRST J141918.9+394036, C.J. Law et al.
    https://arxiv.org/pdf/1808.08964.pdf

pdp.

Caen estrellas errantes sobre la Vía Láctea.

Las estrellas, en su mayoría, se mueven de la misma manera.
Casi todas respetan el potencial galáctico que las hace girar en torno al centro de la galaxia en el mismo sentido y con una velocidad que disminuye con la distancia.
Además de esa velocidad, tienen un movimiento peculiar, que es el que les quedó luego de su formación. Así, si nos ubicamos a una determinada distancia del centro de la galaxia, y nos movemos con la velocidad correspondiente al potencial galáctico, veremos que las estrellas se mueven respecto de nosotros con velocidades al azar, o sea con sus movimientos peculiares.
El movimiento de las estrellas, es la suma de ambos.

Pero hay estrellas que no respetan esto. Algunas son hiperveloces y otras son directamente errantes.
Ambos tipos de estrellas, adquirieron ese movimiento por una acción gravitatoria cuando pasaron cerca de otra estrella, incluso una más masiva que ellas, o cerca del agujero negro central.

La estrella de Scholtz, es una estrella con las características de estrella errante. Se piensa que los Sednitos (objetos de la familia de Sedna) tienen propiedades dinámicas comunes por haber sido perturbados por una estrella errante que pasó cerca del Sistema Solar (pdp, 27/oct./2018, Una estrella errante como origen de las características de los Sednitos, https://paolera.wordpress.com/2017/10/27/una-estrella-errante-como-origen-de-las-caracteristicas-de-los-sednitos/).

Así, las estrellas errantes están en condiciones de escapar de la galaxia donde se formaron debido a su gran velocidad. De esta manera podría haber estrellas de este tipo en el espacio intergaláctico y serían las responsables de la luz de fondo observada en el espacio, aparte de la radiación en micro-ondas originada en el Big-Bang. Se estima que la mitad de las estrellas del Universo son errantes (pdp, 11/nov./2014, Las estrellas errantes podrían ser la solución de dos misterios astronómicos, https://paolera.wordpress.com/2014/11/11/las-estrellas-errantes-podrian-ser-la-solucion-de-dos-misterios-astronomicos/).

El satélite astrométrico GAIA, obtiene precisas medidas de posición y movimientos de estrellas.
De esta manera, se descubrieron estrellas errantes con velocidades que les permitiría salir de la Vía Láctea. Pero la mayoría de ellas no escapan sino que están cayendo hacia Ella.

Ilustración donde se muestrta a la Vía Láctea recibiendo estrellas errantes (en amarillo). Las indicadas en rojo son las que podrían escapar. Crédito: GAIA, ESA.

Estas estrellas pueden provenir de galaxias lejanas, de enanas cercanas como las Nubes de Magallanes o incluso del halo de nuestra Galaxia.
En cuanto al origen de sus movimientos, éstos pueden ser diferentes. Pueden ser estrellas liberadas y hasta empujadas cuando su estrella compañera estalló como supernova, o haber sido afectadas gravitacionalmente por otra estrella o agujero negro.

Referencia:

Fuente:

 

pdp.

 

 

Mareas gravitatorias podrían revivir a una enana blanca.

Donde actúa una fuerza hay movimiento, y en ese proceso se realiza un trabajo que se transforma en energía.
Tanto la Joviana luna Io, como la Saturniana Encelado, sienten la acción de mareas gravitatorias del gigante gaseoso que les tocó orbitar. A medida que se acercan y alejan, la fuerza gravitatoria mutua hace que la luna se deforme. En ese proceso, el trabajo realizado por las fuerzas involucradas se transforma en energía que calienta el interior de la luna. Así es como presentan eyecciones de agua helada desde su interior por las fracturas que se producen en su superficie.

¿Puede suceder algo parecido en estrellas?
Al menos en teoría, parece que sí.
Las enanas blancas, son restos evolutivos de estrellas de tipo Solar. Del tamaño de un planeta, y con un núcleo de carbono, brillan por contracción quemando el poco hidrógeno y helio que les queda en sus capas exteriores. Se cree que con el tiempo, ese suministro se agotará y nada tendrá para quemar y se transformará en una enana negra.

Ilustración donde se compara el tamaño de la enana blanca Sirio B con nuestro Planeta – Crédito: ESA.

Si una estrella de este tipo pasa cerca de una gran masa como la de un agujero negro, ésta le arrancará materia. Esa materia, como es sabido, caerá en el agujero negro arremolinándose y recalentándose por autofricción emitiendo energía.
Pero unos instantes antes de eso, la estrella sentirá la acción de las fuerzas de marea gravitacionales deformándola. En ese proceso, como en el caso de las heladas lunas de Júpiter y Saturno, el trabajo gravitacional generará energía capaz de detonar el interior de la estrella volviéndola a la vida.
Es muy probable que esta nueva fase de actividad dure poco antes de que la estrella estalle o termine completamente desgarrada hacia el agujero negro.

Referencia:

Fuente:

  • arXiv:1808.05664v1 [astro-ph.HE] 16 Aug 2018, Relativistic Tidal Disruption and Nuclear Ignition of White Dwarf Stars by Intermediate Mass Black Holes, Peter Anninos et al.
    https://arxiv.org/pdf/1808.05664.pdf

pdp.

Fuentes ultraluminosas en rayos X en galaxias de anillo.

Entre las morfologías de galaxias, se encuentran las curiosas galaxias anulares o con anillo (Ring galaxies).
Esa estructura anular se forma luego de que una galaxia espiral haya sufrido un choque con otra. Al ser atravesada, se generan ondas concéntricas de propagación de la perturbación que comprime la materia, como cuando arrojamos una piedra a un estanque con agua provocando la propagación de ondas concéntricas en la superficie. En esos anillos, como en los brazos de las espirales, hay abundancia de estrellas jóvenes por darse allí condiciones favorables a la formación estelar.

A 300 millones de años luz de casa, se encuentra la galaxia AM 0644-741
 (https://es.wikipedia.org/wiki/AM_0644-741).

Ring Galaxy AM 0644-741

Imagen de AM 0644-741 crédito  X-ray: NASA/CXC/INAF/A. Wolter et al; Optical: NASA/STScI.

La imagen que acompaña, se trata de una composición de observaciones en diferentes longitudes de onda. Se aprecia una estructura anular (azulada) muy activa en altas frecuencias. En el centro se observa una estructura elíptica. Se piensa que esta galaxia supo ser una espiral que sufrió un encuentro “frontal” con otra, posiblemente la que se observa abajo a la izquierda de la imagen.

En el anillo se detectan grandes emisiones en rayos X. Se están originando en objetos binarios formados por estrellas masivas; dos estrellas de neutrones o incluso agujeros negros de masa estelar o intermedia. La materia que se intercambian se recalienta y emite por autofricción al caer en una de ellas. Más aún, muchas de esas fuentes son ultraluminosas en rayos X.
Pero no toda la actividad en altas frecuencias proviene de la estructura anular.
Hay un agujero negro supermasivo en el centro, como es de esperar; y un agujero negro en rápido crerciemiento muy detrás de la galaxia (respecto de nosotros).

En general se estudiaron 7 estructuras anulares de diferentes galaxias hallándose un total de 63 fuentes de rayos X, de las cuales 50 son ultraluminosas.
Se estima que entre el 0,02 % al 0,2 % de las espirales presentan estructuras anulares, siendo la galaxia “Rueda de Carro” el arquetipo de este tipo de estructuras galácticas (https://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_Rueda_de_Carro).

Referencia:

Fuente:

  • arXiv:1806.02746v1 [astro-ph.HE] 7 Jun 2018, The X-Ray Luminosity Function of Ultra Luminous X-Ray Sources in Collisional Ring Galaxies, Anna Wolter et al.
    https://arxiv.org/pdf/1806.02746.pdf

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Gigantes Rojas: Por qué son así y qué nos hará una a Nosotros.

La masa de una estrella es la variable de la que dependen sus características, entre ellas, la energía que irradia.
Pero su brillo, depende de su tamaño.
Si vemos la ley de Stefan – Boltzmann (https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Stefan-Boltzmann), notaremos que el brillo de una estrella depende de su radio. A mayor radio, mayor brillo, porque la energía tiene más superficie para salir al exterior. Además, los fotones se ven en un medio de menor densidad cuando la estrella es más grande y tienen caminos más libres hacia afuera (pdp, 01/ago./2018, Casusas que afectan el brillo propio de estrellas y galaxias, https://paolera.wordpress.com/2018/08/01/causas-que-afectan-el-brillo-propio-de-estrellas-y-galaxias/).

Por qué son gigantes rojas las gigantes rojas.
Cuando una estrella de tipo Solar agota su Hidrógeno habiendo acumulado Helio en su interior, colapsa su núcleo y con eso se detona el Helio (flash de He). En ese proceso, se irradia energía de una manera más eficiente y se quema el Hidrógeno que queda en las capas exteriores. La presión de radiación así generada “infla” la estrella. Es entonces cuando aumenta su tamaño y recibe el nombre de gigante. Ahora la estrella es más brillante por tener una mayor superficie.
Luego de expandirse, en cada punto de la superficie de la estrella, hay menos temperatura. Eso se debe a que energía irradiada por unidad de superficie es menor; o sea que la temperatura se reparte en una superficie mayor. Luego, la estrella se enrojece. Ahora, además de gigante, es también roja.

Qué nos pasará cuando tengamos una.
Cuando nuestro Sol se vuelva una gigante roja, dentro de unos 5 mil millones de años aproximadamente, su tamaño crecerá hasta abarcar a Marte y todos los planetas interiores a Él, serán engullidos por el Sol.

Ilustración de tamaños relativos entre el Sol (Sun) la estrella Arcturus y la Gigante Roja Antares – crédito: SAKURAMBO, ENGLISH WIKIPEDIA

Algunos especulaban con que la Tierra y Marte podrían alejarse del Sol para aquel momento. A medida que el Sol aumenta su volumen, aumenta su radiación y eso volaría parte de la masa Terrestre, lo que permitiría que la Tierra se aleje por sentir menor atracción gravitatoria. Pero aún en ese caso, las consecuencias serán fatales debido al aumento del brillo del Sol; quedaría “cocinada”.

Como gigante roja, no sólo aumentará su brillo y viento solar, sino que presentará variabilidad de brillo con erupciones de materia, o sea que se volverá inestable. Eso afecta mucho al Sistema Solar.
Los asteroides, aunque pequeños frente al Sol, serán “fritos” por semejante radiación.
Los anillos de los gigantes gaseosos están compuestos en su mayoría por polvo y hielos, todo eso será evaporado y disipado. La heladas lunas de esos planetas, ricas en agua y hielos, se verán evaporadas por completo o, a lo sumo, quedarán como pequeños objetos rocosos y metálicos (sus núcleos pelados). Los mayores objetos del cinturón de Kuiper, tales como Plutón, verán sus hielos sublimados y océanos interiores evaporados, debido a su temperatura aumentada por una radiación 4 veces la que hoy recibe la Tierra. Serán rocas calientes,  algo así como el actual infierno que es Mercurio.

Los más alejados, como los de la familia de Sedna, se verán menos afectados por su gran distancia al Sol, recibirán más energía, tanta como hoy recibimos nosotros del actual Sol, pero no llegarán a ser habitables (para eso hacen falta más cosas).

Fuente:

pdp.