Descubren ola gigante Kelvin-Helmholtz

Posted on

Descubren una ola gigante atravesando el cúmulo de galaxias de Perseo

por Amelia Ortiz · Publicada 3 mayo, 2017 ·
3/5/2017 de Chandra / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Esta imagen en rayos X del cúmulo de galaxias de Perseo fue obtenida a partir de 16 días de observaciones con Chandra. Los investigadores filtraron los datos para realzar el contraste de los bordes y hacer que los detalles sutiles fuesen más obvios. Un óvalo marca la posición de una enorme ola que circula por el gas. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/Stephen Walker et al.

Combinando datos del observatorio de rayos X Chandra con observaciones en radio y simulaciones por computadora, un equipo internacional de científicos ha descubierto una gran onda de gas caliente en el cercano cúmulo de galaxias de Perseo. Con una extensión de unos 200 000 años-luz, la ola tiene el doble del tamaño de nuestra galaxia la Vía Láctea. Los investigadores afirman que la onda se formó hace miles de millones de años, después de que un pequeño cúmulo de galaxias rozara Perseo y provocara que su enorme reserva de gas se derramara por un enorme volumen de espacio.

Los cúmulos de galaxias son las estructuras mayores ligadas por la gravedad que existen en el Universo actual. Con una extensión de unos 11 millones de años-luz y situado a 240 millones de años-luz de distancia, el cúmulo de galaxias de Perseo recibe su nombre por la constelación que lo alberga. Como en todos los cúmulos de galaxias, la mayor parte de la materia observable se halla en forma de gas que se encuentra a una temperatura de decenas de millones de grados, por lo que brilla en rayos X. Las observaciones con Chandra han revelado varias estructuras en este gas, desde enormes burbujas producidas por el agujero negro supermasivo de la galaxia central del cúmulo, NGC 1275, a una enigmática formación cóncava conocida como la “bahía”.

La forma cóncava de la bahía no pudo originarse a partir de las burbujas creadas por el agujero negro, y las observaciones en radio demuestran que la estructura no produce ninguna emisión, al contrario de lo que cabría esperar en una estructura asociada con la actividad del agujero negro. Los investigadores compararon entonces la imagen de Perseo con simulaciones por computadora de cúmulos de galaxias en proceso de fusión.

Una simulación en concreto parece que explica la formación de la bahía. En ella, el gas de un gran cúmulo parecido a Perseo se ha dividido en dos componentes, una región central “fría” con temperaturas en torno a los 30 millones de grados centígrados, y una zona alrededor donde el gas está tres veces más caliente. Más tarde, un pequeño cúmulo de galaxias, con la masa de unas mil galaxias como la Vía Láctea, roza el cúmulo grande, pasando a unos 650 000 años-luz de su centro. El paso crea una perturbación gravitatoria que revuelve el gas como la leche en el café, creando una espiral de gas frío que se expande. Después de unos 2500 millones de años, cuando el gas se ha elevado hasta unos 500 000 años-luz del centro, se forman grandes ondas que circulan por su periferia durante millones de años antes de disiparse.

Se trata de versiones gigantes de las ondas de Kelvin-Helmholtz que aparecen siempre que hay una diferencia de velocidades en las superficies en contacto de dos fluidos, como el viento soplando sobre el agua. Se encuentran en el océano, en formaciones de nubes e incluso en el Sol. “Pensamos que la bahía que vemos en Perseo es parte de una onda de Kelvin-Helmholtz”, explica Stephen Walker (Goddard Space Flight Center, NASA).

[Fuente Noticia]

De la materia oscura de la Vía Láctea

Posted on

El origen de la hipotética señal de materia oscura de la Vía Láctea puede que no sea tan oscuro

por Amelia Ortiz · Publicada 3 mayo, 2017 ·
3/5/2017 de SLAC / The Astrophysical Journal


El exceso de rayos gamma procedente del centro de la Vía Láctea está asociado probablemente a una población de púlsares que giran rápidamente (estrellas de neutrones muy densas y altamente magnetizadas que emiten “haces” de rayos gamma como faros cósmicos). La situación de los púlsares en la región más vieja de la galaxia sugiere que están robando energía de estrellas compañeras, prolongando así su vida. La imagen del fondo muestra el centro galáctico tal como lo ve el observatorio de rayos X Chandra de NASA. Crédito: NASA/CXC/University of Massachusetts/D. Wang et al.; Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory.

Un misterioso resplandor de rayos gamma procedente del centro de la Vía Láctea es, con mucha probabilidad, provocado por púlsares – los núcleos increíblemente densos, y que giran a gran velocidad, de estrellas antiguas que eran hasta 30 veces más masivas que el Sol. Esta es la conclusión de un nuevo análisis realizado por un equipo internacional de astrofísicos. El descubrimiento arroja dudas sobre interpretaciones anteriores de la señal como un indicio potencial de materia oscura, un tipo de materia que constituye el 85 por ciento de toda la materia del Universo y que hasta ahora ha evitado ser detectada.

“Nuestro estudio demuestra que no necesitamos materia oscura para entender la emisión en rayos gamma de nuestra galaxia”, explica Mattia Di Mauro (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, KIPAC). “En cambio, hemos identificado una población de púlsares en la región alrededor del centro galáctico que arroja luz nueva sobre la historia de formación de la Vía Láctea”.

“Dos estudios recientes de equipos de USA y los Países Bajos han demostrado que el exceso de rayos gamma emitido por el centro galáctico es punteado, no suave como esperaríamos en el caso de una señal de materia oscura”, comenta Eric Charles (KIPAC). “Esos resultados sugieren que los puntos pueden ser debidos a fuentes puntuales que no podemos ver como fuentes individuales con LAT [el telescopio de gran área del observatorio espacial Fermi de NASA] debido a que la densidad de fuentes de rayos gamma es muy alta y el brillo difuso es más intenso en el centro galáctico”.

“Considerando que un 70 por ciento de todas las fuentes puntuales de la Vía Láctea son púlsares, se trataría de los candidatos más probables”, explica Di Mauro. “Pero utilizamos una de sus propiedades físicas para llegar a nuestra conclusión. Los púlsares poseen espectros muy particulares, ya que su emisión cambia de un modo específico con la energía de los rayos gamma que emiten. Utilizando la forma de estos espectros pudimos crear un modelo correcto del resplandor del centro galáctico empleando una población de unos 1000 púlsares y sin introducir procesos en los que participasen partículas de materia oscura”.

[Fuente Noticia]

En el interior de M87

Posted on

A gran profundidad en el interior de la galaxia M87

por Amelia Ortiz · Publicada 3 mayo, 2017 ·
3/5/2017 de Max Planck Institute for Radio Astronomy / Astronomy & Astrophysics


Ilustración esquemática del proceso turbulento de inyección de masa desde el disco de acrecimiento de un agüero negro supermasivo al interior de un campo magnético espiral. Crédito: Axel. M. Quetz/MPIA Heidelberg.

La cercana y gigantesca radio galaxia M87 alberga un agujero negro supermasivo y es famosa por su brillante chorro de material que domina el espectro electromagnético abarcando diez órdenes de magnitud en frecuencia. Debido a su proximidad, notoriedad del chorro y gran masa del agujero negro, M87 es el mejor laboratorio para investigar la formación, aceleración y colimación de chorros relativistas. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Silke Britzen (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn) ha encontrado pruebas de la existencia de procesos turbulentos que conectan el disco de acrecimiento y el chorro de esa galaxia, aportando datos sobre el problema del origen de los chorros astrofísicos.

Los agujeros negros son responsables de algunos de los fenómenos más enigmáticos de la astrofísica. Los agujeros negros activos producen radiación por la adquisición de materia que forma un disco de acrecimiento que rodea el motor central. Una señal clara de que un agujero negro está acretando materia activamente en el centro de una galaxia es la presencia de enormes chorros de material que son expulsados desde el núcleo galáctico a megaparsecs de distancia, mucho más allá del límite ópticamente visible de la galaxia.

M87, la galaxia central del cúmulo de Virgo, se encuentra a una distancia de sólo 17 Mpc (correspondiente a 50 millones de años-luz). Es el segundo núcleo galáctico activo más cercano a nosotros, albergando un agujero negro activo de 6 mil millones de masas solares en su centro. M87 fue la primera galaxia donde se pudo identificar un chorro y es uno de los que han sido estudiados más a fondo. Puede verse por todo el espectro electromagnético, desde radio a rayos X. Pero a pesar del gran número de observaciones disponible, todavía se desconoce la conexión entre el agujero negro que acreta material y el chorro que emite radiación electromagnética.

Ahora un equipo de investigadores ha estudiado este problema observando M87 con el conjunto de radiotelescopios que forma la red del VLBA.  “Reanalizamos estos datos, lo que nos proporcionó pistas sobre los procesos complejos que relacionan el chorro y el disco de acrecimiento de M87”, explica Britzen. La mejor explicación para los resultados obtenidos es la existencia de procesos rápidos turbulentos con fenómenos de reconexión magnética, similares a los observados a escalas mucho menores en la superficie del Sol. “Hay buenas razones para pensar que la superficie del disco de acrecimiento se comporta de modo parecido a la superficie del Sol: gas caliente burbujeante en el que se producen fenómenos propios de la actividad magnética, como la reconexión y las fulguraciones”, añade Christian Fendt (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg). Mientras que cerca de la superficie del disco las estructuras magnéticas a pequeña escala dominan el aporte de masa al chorro, a distancias mayores sólo sobrevive la estructura del campo magnético global espiral, que gobierna el movimiento del chorro.

[Fuente Noticia]

¿es borrosa la materia oscura?

Posted on

Abell 262, Abell 383, Abell 1413, y Abell 2390: ¿es “borrosa” la materia oscura?

por Amelia Ortiz · Publicada 2 mayo, 2017 ·
2/5/2017 de Chandra / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Imágenes de cuatro cúmulos de galaxias que forman parte de la muestra de 13 cúmulos de galaxias utilizados para el estudio de la materia oscura. El modelo considerado ha sido el de la materia oscura fría borrosa. Crédito: imágenes en rayos X de NASA/CXC/Cinestav/T.Bernal et al.; imágenes en el óptico de NASA/STScI.

Un equipo de astrónomos ha utilizados datos del observatorio de rayos X Chandra de NASA para estudiar las propiedades de la materia oscura, la misteriosa sustancia invisible que constituye la mayor parte de la materia del Universo. El estudio, que incluye 13 cúmulos de galaxias, explora la posibilidad de que la materia oscura sea más “borrosa” que “fría”, quizás añadiendo incluso más complejidad alrededor de este misterio cósmico.

Durante varias décadas, los astrónomos han sabido de la existencia de la materia oscura. Sin embargo, siguen sin comprender sus propiedades con detalle. Es decir, quisieran averiguar cómo se comporta en distintos ambientes y, en última instancia, de qué está hecha. El modelo más popular asume que se trata de una partícula más masiva que el protón y que es fría, es decir, que se mueve a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz. Este modelo ha tenido éxito en explicar la estructura del universo a muy grandes escalas, mucho mayores que las galaxias, pero tiene problemas explicando cómo se distribuye la materia a escalas menores que las galaxias.

Por ejemplo, el modelo de la materia oscura fría predice que la densidad de materia oscura en el centro de las galaxias es mucho mayor que en las regiones que rodean al centro. Y como la materia normal es atraída hacia la oscura, también debería de haber un fuerte pico de densidad en el centro de las galaxias. Sin embargo, los astrónomos observan que la densidad tanto de materia normal como de materia oscura es mucho más uniforme. Otro problema es que el modelo de materia oscura fría predice un número mucho mayor de galaxias pequeñas en órbita alrededor de galaxias como la Vía Láctea del que observan realmente los astrónomos.

Para resolver estos problemas del modelo de la materia oscura fría, los astrónomos han propuesto modelos alternativos en los que la materia oscura posee propiedades muy distintas. Uno de ellos considera el principio de la mecánica cuántica según el cual cada partícula subatómica tiene asociada una onda. Si la partícula de la materia oscura es de masa extremadamente pequeña (unos diez mil billones de billones de veces menor que la masa de un electrón), su longitud de onda correspondiente sería de unos 3000 años-luz. Esta distancia de un pico de la onda al siguiente es cerca de un octavo de la distancia de la Tierra al centro de la Vía Láctea. Las ondas de partículas distintas pueden entonces solaparse e interferir entre sí como las ondas de un estaque, actuando como un sistema cuántico a escalas galácticas en lugar de atómicas.

La gran longitud de onda de las ondas asociadas a estas partículas significa que la densidad de la materia oscura en el centro de las galaxias no puede tener un pico intenso. Por tanto, para un observador que está fuera de una galaxia, estas partículas parecerían “borrosas” si pudieran ser detectadas directamente, razón por la cual el modelo ha sido llamado de la “materia oscura borrosa”. Y como la materia normal es atraída por la materia oscura, también se repartirá a escalas mayores. Esto explicaría de forma natural la ausencia de un fuerte pico en la densidad de materia en el centro de las galaxias.

[Fuente Noticia]

Variaciones en la red cósmica

Posted on

Miden las variaciones a pequeña escala de la red cósmica usando cuásares dobles raros

por Amelia Ortiz · Publicada 28 abril, 2017 ·
28/4/2017 de Max Planck Institute for Astronomy / Science


Representación esquemática de la técnica utilizada para estudiar la estructura a pequeña escala de la red cósmica utilizando la luz de raras parejas de cuásares. Los espectros contienen información sobre el gas hidrógeno que la luz ha encontrado, así como la distancia a dicho gas. Crédito: Springel et al. (2005) (red cósmica) / J. Neidel, MPIA.

Los astrónomos piensan que la materia se distribuyen en el espacio intergaláctico formando una vasta red de estructuras filamentarias interconectadas conocida como la red cósmica. Casi todos los átomos del Universo residen en esta red, material que quedó después del Big Bang. Ahora un equipo de investigadores dirigido por el Instituto Max Planck de Astronomía ha medido por primera vez las fluctuaciones a pequeña escala de la red cósmica sólo 2 mil millones de años después del Big Bang. Estas medidas han sido posibles gracias a una técnica novedosa en la que se usan parejas de cuásares para explorar la red cósmica a lo largo de líneas visuales adyacentes, próximas entre sí. Prometen que esto ayudará a los astrónomos a reconstruir uno de los primeros capítulos de la historia cósmica conocido con el nombre de reionización.

Las grandes regiones de espacio que existen entre las galaxias contienen sólo unos pocos átomos por metro cúbico, una difusa bruma de gas de hidrógeno resultante del Big Bang. Observado a grandes escalas, ese material difuso contiene, sin embargo, la mayoría de los átomos del Universo y constituye la red cósmica, cuyos filamentos retorcidos tienen longitudes de miles de millones de años.

Ahora un equipo de científicos ha realizado las primeras medidas de las variaciones a pequeña escala en este gas hidrógeno primigenio. Aunque las regiones de la red cósmica que estudiaron se encuentra a casi 11 mil millones de años luz de distancia, pudieron medir cambios en su estructura a escalas cientos de miles de veces más pequeñas, comparables al tamaño de una sola galaxia.

El gas intergaláctico es tan tenue que no emite luz propia. Los astrónomos lo observan indirectamente estudiando cómo absorbe de manera selectiva la luz que procede de fuentes luminosas muy lejanas llamadas cuásares. Para ello identificaron parejas extremadamente raras de cuásares que se encuentran uno junto al otro en el cielo, y midieron las sutiles diferencias en la absorción de la luz por parte de los átomos intergalácticos a lo largo de las dos líneas visuales. Comparando los resultados con lo predicho por modelos en supercomputadoras que simulan la formación de las estructuras cósmicas desde el Big Bang hasta el presente comprobaron que las observaciones concuerdan con el paradigma establecido en lo relativo a la formación de estructuras cósmicas.

[Fuente Noticia]

Halo galáctico de hidrógeno

Posted on

Un vasto halo de hidrógeno rodea la Vía Láctea

por Amelia Ortiz · Publicada 28 abril, 2017 ·
28/4/2017 de The University of Arizona / Nature Astronomy


El aspecto que podría tener la Vía Láctea para astrónomos alienígenas podría ser como esta imagen de NGC 2683. Crédito: ESA/Hubble & NASA.

A veces son necesarios muchos árboles para ver el bosque. En el caso del descubrimiento más reciente realizado por astrónomos de la Universidad de Arizona, exactamente 732 225. Excepto que en este caso, el “bosque” es un velo difuso de gas de hidrógeno que envuelve la Vía Láctea, y cada “árbol” es otra galaxia, observada con el telescopio de 2.5m del proyecto Sloan Digital Sky Survey.

Tras combinar este enorme número de espectros, los astrónomos Huanian Zhang y Dennis Zaritsky anunciaron las primeras detecciones de hidrógeno difuso flotando en un vasto halo que rodea la Vía Láctea. Los astrónomos habían postulado su existencia basándose en lo que saben sobre otras galaxias, pero nunca había sido observado directamente.

“Es como mirar a través de un velo”, comenta Zaritsky . “Vemos hidrógeno difuso en todas las direcciones en las que miramos”. Además señala que no se trata de la primera vez que se detecta has en halos alrededor de galaxias, pero en esos casos, el hidrógeno se encuentra en un estado físico diferente.

“Hay nubecillas de hidrógeno en el halo de la galaxia, que conocemos desde hace mucho tiempo, llamadas nubes de alta velocidad”, explica Zaritsky. “Ésas han sido detectadas con observaciones en radio y son realmente nubes: ves un borde y se están moviendo. Pero su masa total es pequeña y no pueden ser la forma dominante de hidrógeno en el halo”. “El gas que detectamos no está haciendo nada en particular”, comenta Zaritsky. “No está girando tan rápido como para indicarnos que está siendo expulsado de la galaxia, y no parece estar precipitándose hacia el centro galáctico tampoco”.

[Fuente Noticia]

Indicador explosivo de distancias

Posted on

El Hubble observa las primeras imágenes múltiples de un indicador explosivo de distancias

por Amelia Ortiz · Publicada 25 abril, 2017 ·
25/4/2017 de ESA Hubble / Science


Esta imagen múltiple muestra la supernova de tipo Ia iPTF16geu, afectada por una lente gravitatoria, observada por diferentes telescopios. La imagen del fondo muestra una imagen de gran campo del firmamento tomada desde el Observatorio Palomar, en California. La imagen más a la izquierda muestra observaciones hechas con el proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDSS). La imagen central fue tomada por el telescopio espacial Hubble y muestra la galaxia lente SDSS J210415.89-062024.7. La imagen de más a la derecha fue también tomada con el Hubble y muestra las cuatro imágenes de la explosión de supernova rodeando la galaxia que actúa como lente. Crédito: ESA/Hubble, NASA, Sloan Digital Sky Survey, Palomar Observatory/California Institute of Technology.

Un equipo dirigido por astrónomos suecos ha utilizado el telescopio espacial Hubble de NASA /ESA para analizar las imágenes múltiples de una supernova de tipo Ia producidas por una lente gravitatoria, por primera vez. Las cuatro imágenes de la explosión de la estrella serán utilizadas para medir la expansión del Universo. Esto puede hacerse sin ningún tipo de suposiciones teóricas sobre el modelo cosmológico, proporcionando nuevos datos sobre lo rápido que se está expandiendo el Universo realmente.

La lejana supernova recién descubierta, llamada  iPTF16geu, envió su luz hacia la Tierra hace 4300 millones de años. La luz de esta supernova en particular sufrió una desviación y fue aumentada por el efecto de lente gravitatoria de modo que resultó dividida en cuatro imágenes separadas en el cielo. Las cuatro imágenes forman un círculo con un radio de solamente 3000 años-luz alrededor de la galaxia responsable del efecto de lente, tratándose de una de las lentes gravitatorias extragalácticas más pequeñas descubierta hasta la fecha.

Las supernovas de tipo Ia siempre tienen el mismo brillo intrínseco, de modo que midiendo lo brillantes que parecen los astrónomos pueden determinar lo lejos que se encuentran. Son, por tanto, conocidas como candelas estándar. Estas supernovas han sido utilizadas durante décadas para medir distancias en el Universo, y también fueron usadas para descubrir su expansión acelerada e inferir la existencia de la energía oscura. Ahora la supernova  iPTF16geu permite a los científicos explorar un territorio nuevo, comprobando las teorías de la deformación del espacio-tiempo a escalas extragalácticas más pequeñas.

Los investigadores se encuentran actualmente en el proceso de medir lo que tardaría la luz en alcanzarnos desde cada una de las cuatro imágenes de la supernova. Las diferencias en los tiempos de llegada pueden ser utilizadas para calcular la constante de Hubble, el ritmo de expansión del Universo, con una precisión alta. Esto es particularmente crucial a la vista de la reciente discrepancia entre las medidas de su valor en el Universo local y en el primitivo.

[Fuente noticia completa]