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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.

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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.

Cuasares que titilan.

Aparentemente, las estrellas titilan.
Cuando su luz atraviesa la atmósfera terrestre hasta nuestros ojos, se ve refractada aleatoriamente por las turbulencias y convecciones que hay en el aire. Eso produce los rápidos aumentos y disminuciones de intensidad que obervamos.

Algo parecido está sucediendo con la luz que nos llega de los cuasares.

Éstos reciben ese nombre de objetos cuasi estelares o sea casi estelares.
Cuando se los descubrió, parecían estrellas, pero estaban muy lejos, alejándose muy rápido y con un enorme brillo; luego no podían ser estrellas.
Con el tiempo, se supo que se trataban de núcleos activos de galaxias lejanas, tanto que se los observaba muy jóvenes, o como cuando eran a poco de formarse. Eso se debe a la que la luz tarda un tiempo en llegarnos. Seguramente ahora son maduras galaxias mientras nos llegan “sus primeras imágenes”.

Los cuasares con activos en todas las longitudes de onda del espectro de energías.
Observándolos en ondas de radio, se muestran titilando. Pero eso sucede con los que están cercanos en perspectiva a una estrella caliente. Luego, eso no es propio de esos cuasares sino del medio que atraviesa su luz, principalmente las vecindades de esas estrellas.
Esto se observó en cuasares vecinos en perspectiva a las estrellas Spica en Virgo y Vega en Lyra.

Observando la nebulosa Helix en Acuario, se ve una estrella envejecida en su centro y a su alrededor unos grumos de gas. Éstos, se ven estirados radialmente en la dirección opuesta a la estrella por la radiación de ésta (o viento estelar), adoptando un aspecto cometario.

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Glóbulos de gas de aspecto cometario en la nebulosa Helix – Crédito: C. R. O’Dell (Vanderbilt University), K. Handron (Rice University), NASA. Used with permission. Imagen publicada en Science Springs (ver enlace en la imagen)

De esta forma se generan unos filamentos radiales en esa nebulosa, los cuales flamean con el viento estelar (como lo hace la cola de un cometa con el viento Solar).

Hay evidencias de plasma (gas ionizado o gas formado por átomos partidos) alrededor de estrellas calientes en nuestro vecindario Solar, hasta una distancia de poco más de 5 años luz de ellas. Este gas estaría rodeando (a manera de “piel”) a grumos de gas molecular, los que no estarían relacionados con la evolución de esas estrellas.

La radiación de la estrella “sopla” ese plasma y estaría generando una estructura filamentosa radial de plasma como las observadas en la nebulosa Helix. Esos filamentos, estarían flameando como una “melena” que rodea a la estrella afectado por dispersión a la luz del cuasar cuando la atraviesa hasta llegarnos.

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Ilustración crédito de  M. Walker (artwork), CSIRO (photo.)

Referencia:

Fuente:

pdp.

 

 

Transporte de materia entre galaxias.

En el espacio hay flujos de materia a diferentes escalas.
Cuando un asteroide impacta sobre un objeto mayor, tal como un planeta, los escombros que se elevan por el choque vuelven a caer sobre el planeta. A veces, queda una nube de polvo en órbita por un tiempo, la que retorna al planeta en lo que sería un caso de re-acreción de materia.
Pero en algunos casos, si el impacto es muy fuerte, los escombros pueden tener la velocidad necesaria para abandonar el planeta y salir al espacio. En tal caso, esos escombros pueden llegar a otro planeta en un caso de acreción de materia vecina o ajena.
Así es como se han hallado en Casa rocas de Marte y la Luna, incluso una posiblemente de Mercurio (pdp, 4/feb./2013, NWA 7325 podría ser un pedazo de Mercurio, https://paolera.wordpress.com/2013/02/04/nwa-7325-podra-ser-un-pedazo-de-mercurio/).

Esta situación también se da a escalas galácticas.
Cuando una estrella presenta un estallido de supernova (SN), expulsa materia a grandes velocidades. Parte de esa materia puede volver a lo que queda de la estrella y otra parte se aleja en forma explosiva. La materia expulsada por la SN está dada por materia de la propia estrella que estalló e incluso por materia vecina “volada” por el colosal estallido.
A veces, parte de esa materia cae en otra estrella vecina y a veces no.
Como en el caso de los escombros y polvo producidos por el choque de un asteroide con un planeta; esta materia expulsada por la SN se aleja de la galaxia para retornar en unos cientos de millones de años en forma de re-acreción. Un ejemplo de esto puede ser la Nube de Smith, descubierta en los años ‘60; una nube de gas que está viniendo, o tal vez volviendo, a la Vía Láctea (pdp, 3/feb./2016, La nube de Smith, https://paolera.wordpress.com/2016/02/03/la-nube-de-smith/).

Pero si la velocidad conque el material fue expulsado por la SN supera la velocidad de escape, esta nube podría abandonar su galaxia hospedante para salir al espacio intergaláctico. Con los años, caería en otra galaxia en lo que sería una acreción de materia extragaláctica.
Así, existiría transporte intergaláctico de materia, por lo que no sería extraño que en una galaxia haya materia proveniente de otra.

Intergalactic transfer may be occurring between galaxies M81 (bottom right) and M82 (upper left).

Imagen de las galaxias M81 (abajo a la derecha) y M82 (arriba a la izquierda) entre las que podría estar dándose transporte intergaláctico de materia. Crédito de Fred Hermann

Quizás, algunos átomos con los que se formó nuestro Sistema Solar y nosotros mismos, hayan provenido de una nube de materia extragaláctica.
La idea del transporte de intergaláctico de materia no es tan descabellada si tenemos en cuenta que todo (incluso nosotros) está en el mismo Universo.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.

Estudiando la formación de planetas en torno a una estrella muerta.

El descubrimiento de exoplanetas en púlsares mostró que pueden existir, pero también que son raros de darse.
Para eso, debe suceder que se den condiciones muy particulares en la materia que termina rodeando al púlsar, nacido luego de la explosión como supernova de una estrella masiva.
Parte de la materia expulsada en la explosión podría volver al Púlsar, pero lo haría en una lenta rotación que no ayuda a la formación de cuerpos a su alrededor, al menos según los modelos actuales.
La compañera de la estrella precursora de la supernova podrá haber sufrido la “voladura” de sus partes exteriores en la explosión y quedar como un compañero de tipo gaseoso. Si esa compañera era de baja masa, podrá destrozarse con la explosión dejando una nube de materia de donde se formarían planetas, pero esa nube puede ser molestada por el campo magnético de Púlsar y no formar planetas.
(pdp, 22/nov./2016, Exoplanetas en Púlsares II. Por qué son tan pocos, https://paolera.wordpress.com/2016/11/22/exoplanetas-en-pulsares-ii-por-que-son-tan-pocos/).

En Géminis, se encuentra el púlsar Geminga situado a unos 800 años luz de casa.

Este objeto está rodeado de materia (como todo púlsar), se desplaza muy rápidamente y tiene estructuras en forma de arco en el material que lo rodea.

El púlsar está señalado con el cículo negro. Las líneas punteadas indican las estructuras arqueadas. Imagen obtenida en longitud de onda sub-milimétrica via  Jane Greaves / JCMT / EAO/ RAS.  Crédito de

Como esos arcos indican regiones donde la materia tiende a comprimirse, es posible que la aparición de estas estructuras en torno al púlsar estén relacionadas con la futura formación de planetas en torno a él.
El estudio continuará buscando estructuras como estas en otros púlsares.

Referencia:

pdp.

¿Una protoestrella provoca el nacimiento de otra?

Para que se forme una estrella, deben darse ciertas condiciones en una nube de gas.
Debe estar a baja temperatura para que las agitaciones térmicas no molesten el colapso que da origen a la estrella. Hay muchos procesos que regulan la formación estelar, todos favoreciendo la unión de la materia para formar protoestrellas (pdp, 28/may./2013, Procesos Reguladores de la Formación de estrellas, https://paolera.wordpress.com/2013/05/28/procesos-reguladores-de-la-formacion-estelar/).

Uno de los procesos que favorecen al nacimiento de estrellas, son los chorros de materia que pueden provenir de un agujero negro. Ese chorro interactúa con la materia en su camino y genera un frente de choque que tiende a hacer colapsar la materia que tiene por delante.
Pero los agujeros negros no son los únicos en eyectar chorros de materia.
La estrellas en formación también expulsan materia en chorros bipolares mientras el gas va hacia la protoestrella en forma de disco de acreción.

En la región de Orión hay complejos de gas donde se está dando el nacimiento de estrellas.
Allí, a unos 1400 años luz de casa se encuentra la protoestrella FIR3.
Muestra una eyección de materia como es de esperar en el nacimiento de una vigorosa estrella. En ese chorro de materia hay “nudos” en su camino a lo largo del complejo nebular. A unas 11300 Unidades Astronómicas (UA) de ella (1 UA = 150 000 000 Kms. = distancia Tierra-Sol), existe FIR4.
Es otra protoestrella que está en el camino del chorro de materia expulsado por FIR3. Luego, es muy probable que esta última protoestrella haya comenzado su formación debido a la acción del frente de choque del chorro de materia de FIR3 con el material nebular.

Imagen en ondas de radio crédito de  Osorio et al., NRAO/AUI/NSF.

Aparentemente, FIR3 habría comenzado esta acción hace unos 100 mil años.

Parece que FIR4 tiene un movimiento propio típico de las estrellas de alta velocidad de esa región. Algunas se forman en racimos donde interactúan acelerándose mutuamente. Si es este el caso, FIR4 se habría formado en otra parte y ahora está atravesando el jet de FIR3.
Pero esta alta velocidad puede no ser real.
Puede tratarse de un efecto producido por la interacción entre FIR4 y el chorro de materia (variaciones del centroide del objeto debido a la “mezcla” de emisiones vecinas).

La investigación continúa…

Referencia:

Fuente:

  • Printed March 24, 2017, STAR FORMATION UNDER THE OUTFLOW: THE DISCOVERY OF A NON-THERMAL JET FROM OMC-2 FIR 3 AND ITS RELATIONSHIP TO THE DEEPLY EMBEDDED FIR 4 PROTOSTAR, Mayra Osorio et al.
    https://arxiv.org/pdf/1703.07877.pdf

pdp.