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La estructura en diamante en Abell 2626.

Abell 2626 es un cúmulo de galaxias que muestra una estructura en forma de diamante observable en ondas de radio.
Esa estructura está dada por cuatro arcos. Los tres primeros en observarse fueron los arcos Norte, Sur y Oeste; y finalmente se descubrió en arco Este.

Imagen publicada en el trabajo de R. Kale & M. Gitti.

Hay dos modelos para este tipo de estructura.

Es común que los jets de materia de los núcleos galácticos interactúen con el material intracumular.
En este caso, en el centro de Abell 2626 se encuentra la galaxia brillante IC 5338. Esta galaxia tiene un doble núcleo resultado de una fusión. Los correspondientes agujeros negros, proyectan jets bipolares capaces de precesar. Este escenario explica la morfología dada por los cuatro arcos como la interacción de la acción discontínua de esos jets precesando con el material intracumular. El descubrimiento del cuarto y más débil de os arcos (el arco Este) tiende a confirmar este escenario.

La forma convexa que muestran los arcos hacia el centro del cúmulo, sugieren que los mismos pueden ser el resultado de un efecto de lente gravitacional.
Cuando la luz es desviada gravitacionalmente por una gran masa, como puede ser la de la galaxia central IC 5338, se pueden formar imágenes en forma de arco como los observados. Todo depende de la geometría del campo (o lente gravitacional) y de la morfología de las masa que origina esa lente.

Esta última explicación es más remota que la anterior, aunque las futuras observaciones serán fundamentales para discriminar cual de ambas es la correcta, si es que no se trata de una combinación de las dos.

Fuente:

  • Preprint 3 November 2016, Discovery of a fourth arc in Abell 2626 at 610 MHz with the GMRT: Spectral properties and possibilities for the origin, Ruta Kale and Myriam Gitti.
    https://arxiv.org/pdf/1611.03160v1.pdf

pdp.

Rosetta observa un chorro de materia curvado.

En los cometas, la sublimación de los hielos producida en cercanías del Sol, expulsa partículas de polvo de diferentes tamaños.

 

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La flecha señala el chorro curvado de materia. Imagen publicada en el trabajo de  Z-Y. Lin et al.

La velocidad de escape del cometa C67P/C-G, es del orden del metro por segundo (1 m/s).
Las moléculas del gas producido por la sublimación de los hielos que adquieren esa velocidad, se alejan opuestas a la dirección del Sol sin mayores problemas. Las partículas de polvo, al ser más pesadas, sienten más la acción gravitatoria del cometa. Así, las partículas “sopladas” por la sublimación de hielos que adquieren la velocidad de escape, salen al espacio y pronto son frenadas gravitacionalmente por el cometa. De esta manera van quedando detrás del cometa como un rastro de polvo a lo largo de su órbita. Esas son entonces las dos colas bien distinguibles de todo cometa; la de gas, opuesta al Sol, y la de polvo, a lo largo de su órbita.

Lo interesante es lo que sucede con las de tamaño intermedio.
No son tan livianas para alejarse como las moléculas, ni tan pesadas para quedar por el camino del cometa. Así es como ocupan un posición entre ambas colas. Si además emanan de una región cercana al ecuador del cometa, se ven afectadas por su rotación y se tiene un llamativo chorro de materia curvado.

Fuente:

 

Radiación de Jets de un agujero negro potenciada por la del Big-Bang.

Se sabe que los agujeros negros (AN) absorben materia de discos de gas y polvo que los rodea. Esa materia cae arremolinándose y auto-friccionando por lo que se calienta y emite energía. Esto, alimenta chorros de materia (jets) bipolares, los que se piensa que se deben a una saturación en la capacidad de flujo de materia por la superficie del AN.
Estos jets de materia caliente, también emiten energía la que es detectable en todo el espectro, pero principalmente en radio-ondas.

Por accidente, mientras de observaba en rayos X al cúmulo de galaxias Abell 585, se descubrió un AN residente en una galaxia lejana, con sus jets de materia muy fuertes en rayos X, algo no muy usual en estos casos. Resulta que el AN catalogado como B3 0727+409 está a unos 11 mil millones de años luz (AL) de distancia. Eso implica que emitió esa enegía hace ese tiempo atrás, cuando el Universo tenía solamente unos 3000 años de edad.

IDCS J1426.5+3508

Créditos de NASA/CXC/ISAS/A. Simionescu et al (en rayos X), DSS (óptico)

En aquellas épocas, los ANs eran mucho más activos que en la actualidad; eso se deduce de observar a los más cercanos. Eso explica un poco (no del todo) la gran actividad en Rayos X de los jets.
Pero en aquellas épocas, la radiación de fondo debida al Big-Bang (el colosal fogonazo de la explosión que originó el Universo), era mucho más energética que lo que es actualmente; energética en luz visible y con el tiempo se “enfrió” hasta corresponder a las micro-ondas donde se la detecta actualmente.

Existe lo que se conoce como “dispersión Compton inversa”. Ese efecto se da cuando un electrón choca con un fotón (partícula que compone la energía irradiada por un cuerpo; la luz es una lluvia de fotones). En ese choque, el electrón se desvía y emite energía (más fotones) en rayos X.

Luego, los jets de 300 mil AL de longitud de este AN residente en un núcleo activo de una galaxia, emiten electrones a casi la velocidad de la luz. Interactúan con los fotones de la radiación de fondo del Big-Bang, que en aquella época eran más energéticos que hoy, y por efecto Compton inverso emitieron la gran cantidad de energía en rayos X que hoy nos llega.
O sea que estamos observando la radiación de los jets de un AN, amplificada por la radiación de fondo por dispersión Compton inversa. Pueden haber más AN con jets energéticos en Rayos X, todos lejanos y de los albores del Universo.

Referencias:

Fuentes:

pdp.

Grumos en los jets de M87.

M87. Imagen crédito de NASA, STScI, WikiSky

M 87 [1], es una galaxia elíptica gigante muy brillante con núcleo activo, siendo la galaxia de ese tipo más cercana a nosotros.
En la actividad de su núcleo potenciado por el agujero negro súper masivo que vive allí, está la emisión de jets relativísticos; chorros de materia y energía a altas temperaturas y grandes velocidades.

En 1999, se detectó la presencia de estructuras exóticas dentro de los jets, entre ellas se destacó un grumo o nudo catalogado como HST-1.
Se siguió la evolución de esta estructura a lo largo de los años. Se encontró que variaba su actividad en rayos X [2] mostrando aumentos y disminuciones de energía de ese tipo.
Se trata de un frente de choque. Puede ser una interacción del chorro de materia con material pre-existente en su camino o variaciones de velocidad con que se insufla la materia del jet (como si “tosiera”). En ambos casos hay choques de materia, un flujo de materia a velocidad que se lleva por delante a otro de velocidad menor produciendo esas estructuras observadas y la consabida emisión de energía en el choque.

Actualización del 03/jun./2015 a las 08:50 HOA (GMT -3).
Estructuras similares se observan en otros jets, como por ejemplo en los de la galaxia elíptica NGC 3862

En este caso, se observa cómo chocan los grumos entre ellos (el de medio se lleva por delante al de la derecha) liberando gran cantidad de energía. El video se realizó con imágenes obtenidas en diferentes épocas (1994, 1996, 2002 y 2014.)

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_elíptica_M87
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

Fuente:

pdp.

Fusión de galaxias y la actividad del núcleo resultante.

Muchas galaxias tienen núcleos muy activos, regiones donde vive un agujero negro supermasivo (ANSM) con poderosos chorros de materia y energía (jets relativísticos).
Se han hallado relaciones entre la actividad de los ANSM y la producción estelar [1]. Para eso, debe haber bastante materia en la galaxia para formar estrellas, la que colabora con los jets relativísticos cuando ésta cae en el ANSM del centro galáctico.

Ilustración crédito de ESA/Hubble, L. Calçada (ESO).

Estudios recientes, han encontrado que las galaxias con los ANSM centrales más vigorosos, son aquellas donde ese objeto tiene rápida rotación.
Esta es una cualidad de los agujeros negros que se han fusionado en uno solo. Así, los que viven en el centro de las galaxias y tienen rápida rotación que potencia (de alguna manera) los jets relativísticos, bien pueden ser el resultado de la fusión de los agujeros negros centrales de galaxias que se han fusionado.
De esta manera, no sólo aumenta la masa y la rotación del ANSM, sino que también la materia de la galaxia ya que es la suma de la de ambas. Luego, queda clara la evidencia que respalda la idea de que los ANSM más activos pertenecen a galaxias en fusión o que lo han hecho recientemente. Esto termina de cerrar si se tiene en cuenta que en galaxias fusionadas se dan brotes estelares, lo que se debe a la mayor cantidad de materia, perturbaciones que colaboran con el colapso de la misma y el aumento de los jets del ANSM como proceso regulador de la formación estelar [2]. Todo encaja perfectamente en la relación entre la actividad en la región central de la galaxia y el nacimiento de estrellas.

Referencias:

  1. https://paolera.wordpress.com/2012/11/09/la-tasa-de-formacin-estelar/
  2. https://paolera.wordpress.com/2013/05/28/procesos-reguladores-de-la-formacion-estelar/

Fuente:

pdp.

Jets y materia fría en galaxias jóvenes (actuales galaxias muy lejanas).

Cuando una galaxia se forma, lo primero en aparecer en el masivo objeto central. Potenciado por un agujero negro supermasivo, de varios millones de masas solares, capaz de crecer de manera muy eficiente; ese objeto central emite energía y chorros de materia. Ese es el Cuásar [1] de la galaxia, un objeto que debe su nombre a que cuando fueron descubiertos, tenían aspecto cuasi-estelar, pero eran muy brillantes para ser estrellas. Con el tiempo se determinó que eran el centro de galaxias lejanas.
La materia que cae en ellos, se arremolina, autofricciona y se recalienta generando así gran cantidad de energía. En esa caída, la materia supera la capacidad de flujo a través de la superficie del objeto central y escapa por los polos en forma de jets relativísticos de energía.
Esas eyecciones pueden tener velocidades de 2000 Km/seg. En su origen, los chorros de materia tienen altas temperaturas en regiones de gran presión. Eso, es fuente de la gran cantidad de energía que les imprime semejante velocidad.

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Mapa de energías del Cuásar SDSS J1148+5251 publicado en el trabajo de C. Cicone et al. Las regiones más calientes están señaladas en color amarillo al rojo. Colores del verde al azul reflejan menores temperaturas.

Estudios recientes, demostraron que eses chorros tienen tiempo expandirse a medida que se alejan y tienden a enfriarse. A medida que se alejan del centro, irradian energía el espacio; eso les permite disminuir su temperatura y colaborar con regiones de materia fría para la formación estelar.
El proceso de enfriamiento, es el mismo por le cual se enfrió la Tierra en sus principios, luego de nacer como una bola de materia caliente.

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Cu%C3%A1sar

Fuentes:

pdp.