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Protoestrellas en ambientes hostiles.

Sabemos que las estrellas nacen de nubes de gas en colapso.
Para eso, en la nube deben darse condiciones favorables a este proceso de formación estelar. La nube debe estar fría, así el gas en estado molecular, no tiene mayores turbulencias que molesten al proceso de colapso para la formación de protoestrellas.
Hay muchos proceso reguladores de la formación estelar, todos colaboran con una sutil ayuda al colapso del gas (pdp, 28/may./2013, Procesos reguladores de la formación estelar, https://paolera.wordpress.com/2013/05/28/procesos-reguladores-de-la-formacion-estelar/).

No hay ambiente más hostil para el nacimiento de estrellas que las nubes calientes, donde las moléculas se rompen en átomos y éstos se ionizan (se parten en sus partículas componentes). En esos ambientes, incluso suelen haber grandes convecciones, corrientes de materia que atentan contra la serenidad necesaria para el colapso gravitacional originador de estrellas.
Esos ambientes existen.
El material que cae en un agujero negro (AN), se arremolina, autofricciona y recalienta. Más aún, desde los polos del AN salen chorros de materia a alta velocidad y temperatura.
Todo lo contrario de lo esperado para que nazcan estrellas.
Sin embargo, se han observado estrellas en formación con alta velocidad en los chorros de materia de los ANs centrales de alguna galaxias.

Black hole wind sweeping away galactic gas

Ilustración sin crédito – ver enlace.

Todo indica que en esos chorros, la materia se enfría antes de lo que se espera y permite la formación de átomos y moléculas. Luego, a medida que se frena, se dan las condiciones que permiten la formación estelar. La protoestrellas así formadas serían más calientes que las que se dan en ambientes menos hostiles.

Referencia:

Fuente:

  • MNRAS 000, 1–30 (2017), Preprint 24 October 2017. The origin of fast molecular outflows in quasars: molecule formation in AGN-driven galactic winds, Alexander J. Richings et al.
    https://arxiv.org/pdf/1706.03784.pdf

pdp

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Polvo estelar pre-Solar.

Ya sabemos que somos hijos de las estrellas, en particular de las supernovas (SNs) (pdp, 6/ago./2013, Somos hijos de las estrellas, pero ¿de cuáles?, https://paolera.wordpress.com/2013/08/06/somos-hijos-de-las-estrellas-pero-de-cuales/).
Cuando una estrella masiva explota en un evento de SN, retorna al espacio material enriquecido, procesado en su interior. De ellas provienen todos los elementos que se encuentran en el Universo, incluso en nuestro Planeta y en Nosotros.
La nube progenitora de nuestro Sistema Solar provino de una SN. Así, el Sol es una estrella de segunda generación. De esa misma nube se formaron los Planetas, entre ellos, la Tierra, y en ella, Nosotros; todo con los elementos de aquella SN.

Los asteroides y cometas tienen registros de los orígenes del Sistema Solar.
Estudiando los caídos como meteoritos, se encontró que tienen partículas de Silicio. Se trata de un tipo de polvo estelar que se produce luego del estallido de una estrella como SN, en particular de tipo II.

Image

Ilustración de un gano de polvo de Silicio generado en un remanente de SN de tipo II como la Nebulosa del Cangrejo – Crédito: NASA & Larry Nittler. 

Los modelos indican que del material expulsado en el estallido, forman partículas conocidas como polvo; polvo estelar. Un tipo de ese polvo, está dado por partículas de Silicio, las que se formarían luego de dos años del estallido.
Así, no es raro que los meteoritos muestren incrustasiones de esas partículas.
Pero sucede que el Silicio hallado en esas piedras del espacio exterior, se formó hace más de 4600 millones de años; eso las convierte en partículas más viejas que el Sistema Solar, y por lo tanto, que los meteoritos que las contienen, ya que la edad del Sistema Solar es de unos 4500 millones de años.

Luego, se trata de polvo estelar pre-Solar.
Una SN de tipo II generó ese polvo, el que con el correr del tiempo contaminó (por decirlo de alguna manera) a la nube progenitora de nuestro Sistema, la que su vez fue generada por otra SN.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La nube de Hanny y la galaxia IC 2497.

Las nubes u objetos de Hanny, son nubes de gas que irradian luz y fueron un misterio por al menos 10 años (https://es.wikipedia.org/wiki/Objeto_Hanny).

Hanny’s Voorwerp

Imagen crédito de NASA, ESA, W. Keel (Univ. Alabama), et al., Galaxy Zoo Team

En la imagen se aprecia una nube de Hanny a la izquierda del centro, de aspecto verdoso. Hacia la derecha, la galaxia IC 2497. Entre ambos objetos a unos 100 mil años luz (AL) de distancia.
Siempre resultó un misterio el origen del brillo de esa nube, aunque siempre se sospechó del agujero negro (AN) central de la galaxia como responsable de causarlo.

Recordemos que se los llama así, porque de ellos no escapa ni la luz. Pero ésta sí puede salir de sus vecindades, como producto de la fricción de materia que cae en forma de remolino sobre el AN.
De esta manera, esa radiación puede excitar a la nube de Hanny vecina a la galaxia y hacer que ésta brille. Pero resulta que el AN no muestra tanta actividad como para producir esa excirtación en la nube.
Luego hay dos escenarios posibles.
Por un lado, al AN está siendo obscurecido por material en nuestra dirección, dando la aprariencia de estar poco activo.
Por otro lado, el AN disminuyó su actividad y la nube brilla por lo que aún le sigue llegando, o también dejó de brillar y vemos lo que aún nos llega.

Se estudió en centro de la galaxia y de detectó polvo, material que opaca el brillo proveniente de las vecindades del AN. De esta manera, se está dando el primer escenario.
Observando en Rayos X, donde la energía de esa frecuencia puede atravesar el material que rodea al AN, se detectó que está brillando menos de lo esperado. De esta manera se está dando el segundo escenario. Esta disminución de brillo se debe a una disminución en la acreción de material en el AN.
Luego, se están dando ambos escenaios.

En el caso del segundo, hay que saber cuándo disminuyó la acreción. Si ésta disminuyó hace menos de 100 mil años (distancia en AL entre la nube y la galaxia), la nube brilla debido a la radiación que aún le llega desde AN. Si hace más tiempo, la nube también dejó de brillar y vemos la luz que aún nos llega desde ella.

Referencia:

Fuente:

  • MNRAS 000 , 1–9 (2016), Preprint 23 November 2017, Joint NuSTAR and Chandra analysis of the obscured quasar in IC 2497 – Hanny’s Voorwerp system, Lia F. Sartori et al.
    https://arxiv.org/pdf/1711.06270.pdf

pdp.

Eco lumínico de SN 2014J.

¿Puede algo moverse más rápido que la luz?
La respuesta es: No.
Pero los objetos virtuales sí pueden. Como se trata de imágenes producidas por reflexiones de luz, no son objetos físicos con masa, y por lo tanto pueden moverse a velocidades superluminales.

El punto de luz que realiza el barrido en la pantalla de un monitor, se mueve a mayor velocidad que la luz. Eso se debe a que no es un objeto real bajo las leyes de la Naturaleza.
Si tenemos una fuente de luz reflejándose frente a un espejo plano, su reflejo se moverá sobre una pantalla (delante del espejo y detrás de la fuente) si se hace oscilar la superficie reflectante. Ese reflejo, se moverá más rápido con la distancia. A mayor distancia a la pantalla, mayor “barrido”. Muy lejos del espejo, el reflejo puede recorrer una distancia enorme en un instante y superar la velocidad de la luz, ya que esa fuente de luz, es un reflejo, proveniente de un objeto virtual detrás del espejo y no un objeto físico que emite luz mientras se mueve.
Como la imagen virtual se forma detrás del espejo a la misma distancia que está el objeto real de la superficie reflectante, esa imagen virtual ubicada detrás del espejo, puede moverse superluminalmente si el objeto real está muy lejos de la superficie reflectante y ésta oscila muy rápido.

Cuando hay un estallido estelar, la luz puede reflejarse en material interestelar y producir ecos lumínicos. Esos reflejos, dan la apariencia de material expandiéndose rápidamente, pero en realidad son imágenes virtuales que pueden ser superluminales (pdp, 18/may./2016, Ecos lumínicos…, https://paolera.wordpress.com/2016/05/18/ecos-luminicos-y-expansion-de-remanentes-en-supernovas/).
Un ejemplo muy comentado (entre tantos) es el caso de V838 Mon.


Muchos pensaban que se trataba de material en expansión, lo cual era cierto; pero lo que se movía tan rápido era en realidad el reflejo de luz en el materia de las vecindades.

Aquí hay otro ejemplo más.
Se trata del eco lumínico de la supernova (SN) 2014J en la galaxia M82 a 11 millones de años luz (AL) de Casa.

image of nebula with insets

La cruz señala la posición de la SN 2014J – NASA HUBBLE.

 

Hubble Movie Shows Movement of Light Echo Around Exploded Star

NASA-HUBBLE STScI-2017-42.

Las imágenes van de noviembre del 2014 a octubre del 2016.
En ellas se aprecia la evolución del eco lumínico propagándose entre el material vecino a la SN que se extiende de 300 AL a 1600 AL de ella.

Fuentes:

pdp.

 

 

 

El criterio de Toomre y la tasa de formación estelar.

El colapso de una nube de gas en estado molecular de origen a estrellas.
Ese colapso es gravitacional, la nube autogravita cayendo sobre ella misma. Puede tener cierta rotación o puede que en ella haya movimientos que “molesten” ese colapso, incluso compensarlo o desarmar la nube. A esa relación gravitacional – dinámica se la analiza en el criterio de Toomre (https://en.wikipedia.org/wiki/Toomre%27s_stability_criterion).

La mayoría de esos nubes provienen de estallidos de estrellas masivas. Luego, las estrellas se reproducen de material enriquecido. Nuestro Sol es una estrella de 2da. generación.

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Nube molecular en Tauro. Crédito de ESO/APEX (MPIfR/ESO/OSO)/A. Hacar et al./Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

Pero si todas las nubes autogravitan y colapsan, debería haber una formación estelar en la Vía Láctea mayor a la observada; de hecho, con su modesta formación de 1 o 2 al año, se llegó a pensar que nuestra Galaxia estaría “apagando sus luces” (pdp, 14/abr./2016, Nuestra galaxia está apagando sus luces, https://paolera.wordpress.com/2016/04/14/nustra-galaxia-esta-apagando-sus-luces/). En otras palabras, algo está dificultando los colapsos de las nubes y frenando la formación estelar.

Cuando nace una estrella, sus primeras luces generan un viento estelar, una radiación de energía y partículas que aleja de ella a la materia que podría seguir absorbiendo. Es por eso que se piensa que las grandes estrellas masivas son el resultado de la unión de otras de masas no tan grandes.
Esa radiación, pude generar corrientes convectivas en la nube, incluso dispersarla, y eso puede colaborar con la disminución del colapso para formar más estrella.
Este proceso podría explicar por qué no hay tanta formación estelar, si es que todas las nubes tienden a colapsar, esto compensaría ese proceso.
Todo sugiere que el criterio de Toomre puede ser la clave para entender por qué hay diferentes tasas de formación estelar, ya que ese criterio tiene en cuenta la relación gravitacional – dinámica que se da en una nube de gas para ser molecular y generadora de estrellas.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Se diluye la posibilidad del Freón 40 como marcador de vida en otros mundos.

En la búsqueda de vida en otros mundos, se suele investigar la existencia de especies químicas relacionadas con ella.
Así es como se investiga la existencia de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Metano y otras substancias. Pero es probable que formas de vida inteligente generen gases contaminantes. Pensando en eso, se pensó en buscar elementos y compuestos difíciles de darse naturalmente, propios de actividades antropogénicas, como por ejemplo: triclorofluorometano (pdp, 13/jun./2014, La polución atmosférica como evidencia de vida inteligente, https://paolera.wordpress.com/2014/06/13/la-polucion-atmosferica-en-exoplanetas-como-evidencia-de-inteligencia-en-otros-mundos/).

El Freón 40, es una substancia química que se genera en procesos biológicos que se dan en hongos hasta en Humanos. También se produce industrialmente en la producción de medicamentos y tinturas. Luego, podría ser un indicador de la existencia de vida en un exoplaneta.
Es sabido que los elementos que se encuentran naturalmente en los cuerpos que orbitan estrellas, provienen de la nube protoplanetaria de la que nacen los sistemas planetarios. Esa nube, a su vez, proviene de las estrellas que estallaron enriqueciendo el material interestelar con los elementos sintetizados en su interior.

Detectar Freón en algún exoplameta hubiera sido excitante.
Pero no todo suele ser como esperamos.
Sucede que se detectó esa substancia en la débil atmósfera del cometa 67P/C-G visitado por Rosetta. Eso indica que el Freón bien pudo estar presente en el nacimiento de nuestro Sistema Solar.
Resulta que también se lo encontró en IRAS 16293-2422, una binaria naciente de masas similares al Sol, en una región de formación estelar a unos 400 años luz de casa en la constelación de Ofiuco (el cazador de serpientes) (https://es.wikipedia.org/wiki/Ofiuco).

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Ilustración crédito de  B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Luego, se diluyen las esperanzas de que este tipo de substancias sean indicadoras de vida en otros mundos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Remanentes bilaterales de SNs (SNs de barril)

Los remanentes de supernovas (SNs), son lo que queda luego de la muerte explosiva de una estrella.
No tienen todos la misma forma. Sus diferentes morfologías están relacionadas con los procesos que se dieron al momento del estallido. De esta manera, no todos los remanentes son esféricos como se puede esperar.
Los hay con protuberancias opuestas, como si fueran “orejas”. Eso de debe a que esas partes de la estrella tuvieron más energía en el momento de la explosión (pdp, 2/nov./2016, Las orejas de los remanentes de súper novas, https://paolera.wordpress.com/2016/11/02/las-orejas-de-los-remanentes-de-super-novas/).

Hay remanentes en forma de barril, formalmente llamados bilaterales.

Figure 1.

Imagenes del remanente bilateral G296.5+10.0 publicado en el trabajo de L. Harvey-Smith et al.

Todo indica que se produjeron en un entorno “entubado” que le dio esa forma.
No son pocos y todos muestran orientaciones relacionadas con el campo magnético de la Galaxia. De esta manera, estos remanentes obtuvieron su forma interactuando con el campo magnético de la estrella progenitora de la explosión y el campo magnético Galáctico.
En ese remanente, hay partículas cargadas que en su movimiento definen una corriente, la que se desvía al sentir la presencia de campos magnéticos.
Hay dos modelos que explican la formación de este tipo de remanentes.
El cuasi paralelo y el cuasi perpendicular.

modeloBarriles

Ilustración de modelos generadores de RSN bilaterales publicada en el trabajo de A. Moranchel-Basurto et al.

En ambos gráficos se muestra en color azul el campo magnético Galáctico. En verde se muestra el campo magnético de la estrella progenitora.
Si bien ambos modelos se ajustan a las observaciones, el modelo cuasi paralelo predice otras mosfologías aún no observadas.

Fuentes:

pdp.