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Tempranas estructuras precursoras de galaxias elípticas.

Las galaxias crecen a medida que se asimilan entre ellas.
Las grandes espirales crecen a costa de las enanas asimiladas, y cuando dos espirales se unen, resulta una gigantesca elíptica.
Éstas se suelen hallar en el centro de los cúmulos de galaxias y en ellas abundan las estrellas rojas evolucionadas. En la fusión de dos espirales, cada una colabora con material que produce una gran formación estelar. Las estrellas masivas pronto mueren quedando una galaxia rica en evolucionadas estrellas rojas y poco material para continuar con la formación de estrellas.
Se piensa que ese será el resultado de la futura unión de la Vía Láctea y la gran Galaxia de Andrómeda.

En observaciones realizadas en ondas milimétricas (más allá del infrarrojo) realizadas en el observatorio ALMA, se detectaron estructuras no visibles en el rango óptico ni en infrarrojo cercano, ni siquiera con los recursos del telescopio espacial Hubble.

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Imagen donde se observan 4 de las 39 estructuras detectadas por ALMA (a la derecha)  no visibles con el Hubble (izquierda) – Crédito: The University of Tokyo/CEA/NAOJ

Por su tamaño, brillo y distancia, se trata de enormes estructuras de estrellas muy posiblemente precursoras de galaxias elípticas.
Sucede que se encuentran a unos 10 mil millones de anos luz de Nosotros. Si se formaron hace ese tiempo, y el Universo tiene unos 15 mil millones de años de edad, estas estructuras nacieron en la juventud del Universo. Esta es la primera evidencia de la temprana formación de este tipo de galaxias, lo que rompe con los modelos actuales que las predicen para épocas más tardías.

¿Puede ser que las galaxias enanas se hallan unido formando espirales y que éstas hallan formado elípticas en un proceso mucho más rápido al esperado?

¿Puede ser que las galaxias enanas se hallan fusionado formando elípticas saltando la etapa de formación de espirales?

En Astronomía como en Ciencia en general, muchas veces cambiamos preguntas por otras más complejas. Así se continúa mejorando los modelos evolutivos y así sigue la Ciencia siendo apasionante.

Referencia:

Fuente:

pdp.

¿Cuál es la mayor distancia esperada para un objeto en el Univesro?

El Año Luz (AL) es la distancia que recorre la luz en un año viajando a 300 mil Km./seg.
Así, si la luz de un objeto tarda en llegarnos cierto tiempo t expresado en años, decimos que está a una distancia dada por t AL.
Si el Universo nació hace unos 14 mil millones de años (13800 millones), un objeto nacido con Él y moviéndose a la velocidad de la luz estará a unos 14 mil millones de AL de nosotros.
Así, en primera instancia, esa sería la mayor distancia esperada para un objeto.

File:NASA-HS201427a-HubbleUltraDeepField2014-20140603.jpg

Galaxias distantes – Crédito: Hubble Team, Space Telescope

Pero resulta que los objetos no están quietos. Si su luz tardó t años en llegarnos, en ese tiempo se habrá movido otros t AL; luego el objeto más lejano podría estar a unos 28 mil millones de AL (27600 millones).
Pero hay objetos a unos 30 mil millones de AL, como por ejemplo la galaxia GN-z11 (https://es.wikipedia.org/wiki/GN-z11).

Cuando hablamos de altas velocidades como la de la luz, se dan efectos relativísticos. Uno de ellos es el conocido como contracción de las barras. A altas velocidades, las dimensiones en la dirección del movimiento se acortan, no así las perpendiculares a él.
Cuando medimos la distancia a un objeto lejano alejándose a gran velocidad, sucede este efecto. Si corregimos por Relatividad, la distancia es mayor. Luego, en este caso, la máxima distancia pasa a ser 3 veces la observada; así tenemos que la máxima distancia esperada sería de 41 mil millones de AL (41400 millones, es decir 3 veces 13800 millones).
Pero recordemos que el Universo se expande. Eso hace que nuestra “regla” quede fuera de escala porque ella no se estira con el espacio que mide. Así, ahora, la máxima distancia esperada es mayor aún. Pero queda algo más a tener en cuenta.

La curvatura del espacio-tiempo por la presencia de grandes estructuras masivas.
La distancia a gran escala, deja de ser la longitud de la recta entre dos puntos para ser la longitud de la curva que los une. Haciendo las cuentas involucradas, el resultado para la mayor distancia esperada es de 46 mil millones de AL.

Pensemos.
De esta manera, el Universo es de 92 mil millones de AL de “ancho”. La observación de la radiación de fondo en micro-ondas, originada en el Big Bang, está por todo el cielo. Eso indica que la luz recorrió todo el Universo desde que comenzó hasta Hoy.
Luego, recorrió el Universo de un extremo al otro, en el tiempo en que debía haber recorrido sólo la distancia a un extremo; o sea ¿cómo pudo la luz recorrer el doble de lo que podía haber recorrido en lo que va del Universo?
A esto se lo conoce como el problema de horizontes.
Tal vez la luz tenía una mayor velocidad en aquellos tiempos cuando todo comenzó (pdp, 24/nov./2016, El problema de horizontes, https://paolera.wordpress.com/2016/11/24/el-problema-de-horzontes-y-la-velocidad-de-la-luz/)

Referencia:

pdp.

¿Puede estar inactivo un nucleo galáctico activo?

Los agujeros negros (ANs) son muy activos en Rayos X y en energías de alta frecuencia en general.
Esa energía se genera en sus vecindades, donde la luz (fotones) aún puede escapar.
A medida que la materia se arremolina cayendo en el AN, fricciona con ella misma a medida que el remolino se hace más apretado cerca del AN.

En esa parte de la acreción, la autofricción genera altas temperaturas, y la materia así recalentada comienza a emitir. La radiación es en todo el espectro, pero la máxima se da en las altas frecuencias, por ejemplo: en Rayos X y ultra violeta (UV). Así es como los objetos brillantes y activos en Rayos X son candidatos a ser AN.

Los núcleos galácticos activos (NGAs), están en el centro de las estructuras en bulbo de las grandes galaxias que han agotado casi todo el gas en formación de estrellas.
En ellos, reinan AN centrales supermasivos. Así es como se espera hallar gran emisión de energía desde los NAGs (además de los clásicos chorros de materia), en su mayoría generada por el AN central que guardan; de ahí el calificativo de “activos”

Reconstrucción de un cuásar

Ilustración de un NGA publicada en ElPais.com

Sucede que se han observado NGAs luminosos, pero con baja producción de Rayos X y energía en UV. Luego: ¿puede ser que los ANs dentro de los NGAs irradien poco (o nada) en energías de altas frecuencias?.
Veamos.
Considerando cómo se genera la energía alrededor de un AN, se puede decir que:

1. El AN central no tiene una activa acreción que genere energía en altas frecuencias.

2. La emisión esperada es producida, pero hay material en la dirección de la visual que la absorve.

3. Por algún motivo el disco de acreción no genera la emisión esperada.

4. Los objetos observados no son NGAs.
En este último caso, la luminosidad observada podría provenir de una extrema actividad estelar. De ser así, habrá que saber distinguir estas regiones brillantes de NGAs.

Fuente:

pdp.

La estructura cometaria de El Gordo.

Así como las galaxias se unen en cúmulos de galaxias, éstos se unen en súper cúmulos de galaxias. Estos súper cúmulos, se forman por el choque de cúmulos dando lugar a los eventos más energéticos conocidos.
Los modelos predicen choques a velocidades de 1000 Km/seg. aunque hay evidencias de encuentros a 3 veces esa velocidad.
En esos choques no sólo se involucra la estructura de los cúmulos intervinientes, sino la materia obscura que en ellos vive.
Este es el caso de El Gordo, un súper cúmulo de galaxias a 7 mil millones de años luz de casa (su luz tarda ese tiempo en llegarnos) que se encuentra al límite de masa esperada para un objeto de su tipo con sus más de 2000 millones de millones (2000 billones) de Soles como el nuestro.
Captura de pantalla de 2014-05-13 16:52:19En realidad, El Gordo es la colisión de dos cúmulos de galaxias a una velocidad de 2250 Km/seg. El cúmulo intruso, se incrusta en el huésped calentándose y generando gran cantidad de Rayos X¹. La estructura radiante de esa energía de alta frecuencia presenta una forma cometaria de dos colas, resultado de la interacción dada en el choque.
En la imagen (crédito de Sandor M. Molnar et al.) se aprecia el resultado de una simulación explicando la morfología cometaria de dos colas detrás del cúmulo intruso.


Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Astronomía_de_rayos-X

Fuentes:

pdp

Una galaxia en perspectiva en el centro de un remanente de súper nova.

Las casualidades en Astronomía son asombrosas, realmente astronómicas.
La primera en observarse fue el igual tamaño aparente del Sol y la Luna, lo que permitió observar la corona solar[1] en un eclipse total de Sol.
Otra es la perfecta observación de perfil o canto de la galaxia NGC 4452[2].

En la Nube Mayor de Magallanes, se encuentra un remanente de súper nova (SN) de tipo Ia[3], la que explotó aproximadamente 400 a 450 años. En este tipo de SN, nada suele quedar de la estrella que explotó y su compañera suele ser despedida o quedar maltrecha. En este caso, se piensa que se trató de dos estrellas de tipo enana blanca[4], donde una le entregaba masa a la que terminó explotando.
Captura de pantalla de 2014-05-02 17:16:20En observaciones de este remanente, LMC SNR 0509-67, no se hallaron objetos puntuales (de tipo estelar) en su interior y hay un objeto difuso cerca del entro. Se pensó en los restos de una de las enanas involucradas con la SN, pero el estudio de las velocidades radiales (en la dirección de la visual) indican que el objeto no está relacionado con el remanente, es más, está mucho más alejado.
Se trata de una galaxia de fondo, como otras en perspectiva en la región vecina del remanente. Esa es la casualidad astronómica. La probabilidad de hallar una galaxia en la misma dirección en la que estaría cualquier resto de la progenitora del remanente de SN es bajísima.
En la imagen obtenida por Ashley Pagnotta et al. (se muestra una parte) y publicada en arXiv:1405.0243v1 [astro-ph.SR] 1 May 2014 (http://arxiv.org/pdf/1405.0243v1.pdf), puede observarse galaxias difusas en el campo donde se aprecia el remanente, marcadas como G2 y G3 (G1 quedó fuera el recorte de la imagen original). Dentro del mismo y señalada con la letra C, puede apreciarse la galaxia cerca del centro del remanente.


 

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Corona_solar
  2. https://paolera.wordpress.com/2010/11/08/casualidad-astronmica/
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Supernova_de_tipo_Ia
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Enana_blanca

Fuentes:

pdp.

Agujeros Negros Súper Masivos Expulsados de sus Galaxias Hospedantes.

Se sabe que los Agujeros Negros Súper Masivos (ANSM) habitan en el centro de las galaxias, siendo los responsables de la actividad de los núcleos galácticos y los Cuasares y Blazares[1] observados.
Cuando dos galaxias se fusionan, los ANSM de cada una orbitan entre sí formando un sistema binario de Agujeros Negros. En esta danza tienden a unirse a medida que aumenta la mutua rotación por conservación del momento angular.

Cuando finalmente se unen en un ANSM resultante (ANSMr), se producen tremendas ondas gravitacionales[2]. Según simulaciones numéricas relativísticas, estas ondas pueden propagarse de diferentes maneras en distintas direcciones. En tal caso, aparece un impulso lineal[3] que se traduce en una fuerza que empuja al ANSMr  fuera de la galaxia. Aparece así un ANSM en retroceso (Recoiling Black Hole – RBH).
Pueden tener velocidades de miles de Km por segundo, superando incluso los 15 mil Km/seg.
En una galaxia de baja masa, una velocidad de 500Km/seg pone al RBH oscilando en torno al centro de la galaxia con una amplitud de unos 600 Años Luz con un período de 10 millones de años.
Si la “patada” es más fuerte, se podría separar de la galaxia hospedante.
En ambos casos hay consecuencias en la estructura de la galaxia.
El RBH se llevaría consigo casi toda la materia que lo rodeaba obteniéndose un núcleo galáctico activo oscilando en la galaxia o incluso errante.

Se detectaron aleatoriamente (sin buscarlos) varios candidatos a ser RBH, por ejemplo los objetos catalogados como SDSS J092712.65+294344.0 y  CXOC J100043.1+020637.

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Referencias:

  1. http://www.astroyciencia.com/2011/12/19/quasares-y-blazares/
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_gravitacional
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Impulso

Fuentes:

pdp

Los Curiosos Perfiles de Brillo en Galaxias de Disco.

Las galaxias de disco, presentan una distribución de brillo superficial que depende fundamentalmente de las estrellas que hay en ellas.
Los primeros perfiles radiales de brillo superficial, mostraban que las galaxias más luminosas, tenían brillos centrales mayores. Además se encontró que ese perfil decaía en forma exponencial con la distancia al centro. Ese fue el primer interrogante observado y que aún perdura.

Con el fin de aclarar el panorama, se hicieron estudios más detallados los que arrojaron más desafíos.
CapturaSe encontró que aparecen puntos de quiebre en los perfiles, a partir de los cuales la luminosidad decrece de diferente manera, con mayor o menor rapidez, a medida que aumenta el radio. En las galaxias más luminosas, esa quebradura aparece a mayor distancia del centro.
En las galaxias enanas de disco, se pueden hallar perfiles chatos, que corresponden a luminosidades constantes en función del radio, o ligeramente crecientes hasta llegar al punto de ruptura del perfil.

Se manejan varios modelos, aunque nada (al año 2013) es definitivo.

Se conjetura con:

Rotaciones atípicas en la nube protogaláctica, las que se transladan o                        heredan a la galaxias implicando regiones con diferentes                                                  luminosidades.

Anormalidad en la formación estelar por bruscas variaciones en la                              densidad del gas.

Migración de estrellas hacia el interior o exterior de la galaxia.

Un dato interesante es que las barras o la morfología de la galaxia no influyen en el perfil observado.

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Fuente:

pdp.