Urano es una pesadilla geométrica

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Un movimiento desordenado causa en Urano el efecto de un interruptor

por Amelia Ortiz · Publicada 27 junio, 2017 ·
27/6/2017 de Georgia Tech

Esta es una imagen del planeta Urano tomada por la nave espacial Voyager 2 de NASA, que pasó cerca del séptimo planeta en distancia al Sol en enero de 1986. Crédito: NASA/JPL.

Más de 30 años después de que la Voyager 2 pasara por Urano, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia están utilizando los datos de la nave espacial para conocer más acerca del planeta helado. Su nuevo estudio sugiere que la magnetosfera de Urano, la región definida por el campo magnético del planeta y el material que se halla atrapado en su interior es abierta y cerrada como un interruptor de luz cada día mientras gira junto con el planeta. Está “abierta” en una orientación, permitiendo que el viento solar atraviese la magnetosfera; más tarde se cierra, formando un escudo contra el viento solar y lo desvía, alejándolo del planeta.

Esto es muy diferente a lo que ocurre en la magnetosfera de la Tierra, que típicamente solo cambia entre abierta y cerrada en respuesta a variaciones en el viento solar. El campo magnético de la Tierra está casi alineado con su eje de giro, haciendo que la magnetosfera entera gire como una peonza junto con la rotación de la Tierra, y como el mismo alineamiento de la magnetosfera de la Tierra es el que mira hacia el Sol, el campo magnético entretejido en el constante viento solar debe de cambiar de dirección para que el campo terrestre se reconfigure pasando de cerrado a abierto. Esto ocurre a menudo con las tormentas solares potentes.

Pero Urano yace y gira sobre un lado, y su campo magnético está descentrado e inclinado 60 grados respecto de su eje de rotación. Estas características hacen que el campo magnético dé vueltas de forma asimétrica respecto de la dirección del viento solar mientras el gigante helado completa su rotación de 17.24 horas. En vez de ser el viento solar el que dicta el cambio como aquí en la Tierra, los investigadores afirman que el rápido cambio, debido a la rotación, que se produce en la intensidad y orientación del campo, conduce a un escenario periódico de abierto-cerrado-abierto-cerrado mientras da vueltas en el viento solar.

“Urano es una pesadilla geométrica”, comenta Carol Paty (Georgia Tech). “El campo magnético gira muy deprisa, como un niño dando volteretas cuesta abajo. Cuando el viento solar magnetizado se encuentra con este campo giratorio en el modo adecuado, puede reconectar y la magnetosfera de Urano pasa de abierta a cerrada a abierta diariamente”. La reconexión de campos magnéticos se produce cuando la dirección del campo magnético interplanetario es opuesta a la del campo magnético del planeta.

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Fusión cósmica compleja de 2 galaxias

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Arp 299: un goulash galáctico

por Amelia Ortiz · Publicada 27 junio, 2017 ·
27/6/2017 de Chandra / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Imagen de Arp 299 que ha sido creada a partir de datos en rayos X de Chandra (color rosa), datos de rayos X de más alta energía de NuSTAR (púrpura) y datos en el óptico del telescopio espacial Hubble (blanco y marrón claro). Arp 299 también emite cantidades copiosas de luz infrarroja, pero esos datos no han sido incluidos en esta imagen. Créditos: rayos X de NASA/CXC/Univ de Creta/K. Anastasopoulou et al, NASA/NuSTAR/GSFC/A. Ptak et al; óptico de NASA/STScI.

¿Qué ocurriría si tomaras dos galaxias y las juntaras removiéndolas durante millones de años? Una nueva imagen del sistema Arp 299 revela el resultado culinario cósmico de la fusión de dos galaxias, que a lo largo del proceso ha creado una mezcla de estrellas de cada galaxia.

Sin embargo, este mix estelar no es el único ingrediente. Datos nuevos de Chandra revelan 25 fuentes brillantes de rayos X que salpican Arp 299. Catorce de ellas son emisoras de rayos X tan potentes que los astrónomos las clasifican como “fuentes de rayos X ultraluminosas”, o ULX. Estas ULX se encuentran sumidas en regiones donde están formándose estrellas actualmente a un ritmo rápido. Con mucha probabilidad, las ULX son sistemas binarios donde una estrella de neutrones o agujero negro está robando materia de una estrella compañera que es mucho más masiva que el Sol. Estos sistemas dobles de estrellas son llamados binarias de rayos X de masa alta.

Un buffet tan cargado de binarias de rayos X de masa alta es raro, pero Arp 299 es una de las galaxias más potentes en formación de estrellas del Universo cercano. Esto se debe al menos en parte por la fusión de las dos galaxias, que ha incitado oleadas de formación estelar. La formación de binarias de rayos X de masa alta es una consecuencia natural de tales brotes de nacimiento estelar ya que algunas de las estrellas masivas jóvenes, que a menudo se forman en parejas, evolucionan hacia esos sistemas.

Las emisiones en el infrarrojo y rayos X de la galaxia son notablemente parecidas a las de las galaxias que encontramos en el Universo muy lejano, ofreciendo una oportunidad de estudiar un análogo relativamente cercano de esos objetos distantes. Un ritmo alto de colisiones entre galaxia se produjo cuando el Universo era joven, pero esos objetos son difíciles de estudiar directamente al estar situados a distancias colosales.

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Descubren 6 estrellas veloces

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Un cerebro artificial ayuda a Gaia a pillar estrellas veloces

por Amelia Ortiz · Publicada 27 junio, 2017 ·
27/6/2017 de ESA / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Ilustración que muestra estrellas viajando a toda velocidad por la Galaxia desde el centro hacia las afueras. Crédito: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO.

Con la ayuda de un software que imita el cerebro humano, el satélite Gaia de ESA ha descubierto seis estrellas viajando a gran velocidad desde el centro de nuestra Galaxia hacia sus afueras. Esto podría proporcionar información clave sobre algunas de las regiones más oscuras de la Vía Láctea.

Nuestro hogar galáctico, la Vía láctea, alberga más de 100 mil millones de estrellas, todas ellas unidas entre sí por la gravedad. Las estrellas no están quietas en la Galaxia sino que se desplazan alrededor del centro con todo un rango de velocidades, dependiendo de su posición. Por ejemplo, el Sol está en órbita alrededor del centro galáctico a 220 km/s, mientras que la velocidad promedio de las estrellas del halo (más alejadas del centro) es de 150 km/s. Ocasionalmente, algunas estrellas superan estas velocidades que son de por sí ya impresionantes.

Hace poco más de una década se descubrió una nueva clase de estrellas de alta velocidad. Corriendo a través de la galaxia a varios cientos de kilómetros por segundo, son resultado de interacciones en el pasado con el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea, que con una masa de 4 millones de veces la del Sol, gobierna las órbitas de las estrellas que se encuentran cerca. “Estas estrellas hiperveloces son extremadamente importantes para el estudio de la estructura global de nuestra Vía Láctea”, explica Elena Maria Rossi (Universidad de Leiden, Países Bajos).

Rossi y sus colaboradores decidieron buscar estas estrellas en el censo de mil millones de estrellas de Gaia, utilizando para ello una red neuronal artificial, es decir, un programa de ordenador diseñado para imitar el modo en que funciona nuestro cerebro y que puede ser ‘entrenado’ para optimizar su funcionamiento. Así, los astrónomos consiguieron confirmar 6 estrellas en el catálogo de Gaia con velocidades superiores a 360 km/s procedentes del Centro Galáctico. Además pertenecen a una población diferente a las que ya se conocían: las estrellas recién descubiertas tienen masas bajas, parecidas a la de nuestro Sol.

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Núcleos activos de galaxias

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¿Agujeros negros escondidos, revelados?

por Amelia Ortiz · Publicada 27 junio, 2017 ·
27/6/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal Letters

Ilustración de artista del grueso toro de polvo que se piensa que rodea los agujeros negros supermasivos y sus discos de acreción. Crédito: ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC).

Los agujeros negros supermasivos se piensa que crecen en ambientes muy oscurecidos. Ahora un estudio nuevo sugiere que muchos de los agujeros negros supermasivos más brillantes que hay a nuestro alrededor pueden evitar el ser detectados al estar escondidos en esos ambientes.

Los centros de las galaxias con agujeros negros supermasivos brillantes, que adquieren material de manera activa, son llamad0s núcleos activos de galaxias (o AGN de sus iniciales en inglés). Según un modelo de AGN generalmente aceptado, estos agujeros negros que crecen rápidamente y sus discos de acreción están rodeados por un grueso toro de polvo. Observado desde ciertos ángulos, el toro puede bloquear nuestra visión directa de los motores centrales, cambiando el aspecto que para nosotros presenta el AGN. Los AGN en los que podemos ver el motor central son conocidos como AGN de tipo 1, mientras que los que tienen la región central oscurecida son clasificados como de tipo 2.

Extrañamente, la fracción de AGN clasificados como de tipo 2 desciende sustancialmente al aumentar la luminosidad: los AGN más brillantes parece que tengan menor probabilidad de estar oscurecidos. ¿Por qué? Una hipótesis es que la propia estructura del toro cambia al cambiar la luminosidad del AGN. En este modelo, el toro recede a medida que el AGN aumenta de brillo, haciendo que un número menor de estos AGN esté oscurecido.

Pero un equipo de investigadores dirigido por la doctora Silvia Mateos (Instituto de Física de Cantabria-CSIC, España), sugiere que muchos de los AGN más brillantes oscurecidos están demasiado bien escondidos. A partir de una muestra de casi 2000 AGN observados en rayos X y un modelo teórico para los toros, los investigadores hallan una población “perdida” de toros que producen un alto grado de oscurecimiento y que no han sido detectados en rayos X. Incluyendo esta población perdida, Mateos y sus colaboradores encuentran que la fracción total de AGN de tipo 2 es del 58%. También demuestran que a mayores luminosidades hay más AGN perdidos. Incluyéndolos, la fracción total de AGN oscurecidos depende mucho menos de la luminosidad de lo que se pensaba, lo que sugiere que el modelo del toro en recesión no es necesario para explicar las observaciones.

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Una supernova en 3D

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Imagen en 3D de un resto de supernova

por Amelia Ortiz · Publicada 26 junio, 2017 ·
26/6/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal

Una imagen del resto de la supernova de Tycho en falso color, obtenida en rayos X por el telescopio espacial Chandra. Crédito: NASA/CXC/Rutgers/J.Warren & J.Hughes et al.

El resto de la supernova de Tycho fue observado por primera vez en el año 1572. Casi 450 años más tarde, los astrónomos han utilizado observaciones en rayos X para construir el primer mapa en 3D del resto de una supernova de tipo Ia.

Los restos de supernovas son estructuras espectaculares, formadas por el material expulsado en explosiones estelares a medida que se expande hacia el medio interestelar de los alrededores. Una peculiaridad de estos restos es que a menudo muestran asimetrías en su aspecto y movimiento. ¿Esto es porque el material expulsado se expande por un medio interestelar no uniforme, o porque la propia explosión fue asimétrica? El mejor modo de responde a esta pregunta es con observaciones detalladas de los restos.

Con este fin, un equipo de científicos dirigido por Brian Williams (Space Telescope Science Institute y NASA Goddard SFC) ha obtenido un mapa de las velocidades en 3D del material expulsado en el resto de la supernova de Tycho. Se trata de una supernova de tipo Ia, que se piensa que fue causada por la explosión termonuclear de una enana blanca en un sistema binario que fue desestabilizado por la transferencia de materia de su compañera.

Observando en rayos X un total de 57 nódulos en el material expulsado, los investigadores han descubierto que en el caso de la supernova de Tycho este material no presenta asimetrías en su movimiento, lo que sugiere que la explosión fue simétrica. La onda de choque de la supernova, sin embargo, tiene el doble de velocidad en un lado del remanente respecto del otro, posiblemente debido a la existencia de un gradiente de densidad en el medio interestelar, que podría frenar la onda de choque a un lado del resto de supernova sin afectar el movimiento de los nódulos.

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Opportunity en el borde de un cráter

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El róver Opportunity de Marte, de paseo cerca del borde del cráter Endeavour

por Amelia Ortiz · Publicada 26 junio, 2017 ·
26/6/2017 de JPL

La cámara Pancam del róver Opportunity tomó las imágenes que componen esta escena en color realzado durante el paseo de exploración de un área situada justo por encima de la parte superior del Valle Perseverancia, en preparación a la bajada hacia el valle. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.

El róver senior de la NASA en Marte, Opportunity, está examinando rocas en el borde del cráter Endeavour buscando señales de que puedan haber sido transportadas por una inundación o erosionadas por el viento en el lugar donde se encuentran.

Estos escenarios son algunas de las explicaciones posibles que los científicos que conforman el equipo del róver están considerando para las formaciones observadas justo por fuera de la cresta del borde del cráter sobre el Valle Perseverancia, excavado en la pendiente interior del borde.

Los investigadores planean llevar Opportunity hacia el valle Perseverancia después de completar un “paseo” de exploración del área que hay encima de él. Los desplazamientos del róver ahora solo utilizan motores de tracción en las ruedas traseras, después de un atasco temporal en el actuador de tracción de la rueda delantera izquierda que se produjo este mes.

Una parte de la cresta encima del Valle Perseverancia tiene una muesca amplia. Justo al oeste de ella, zonas alargadas de rocas se alinean a los lados de una porción de terreno ligeramente hundida, que podría haber sido un canal de desagüe hace miles de millones de años. “Queremos determinar si se trata de rocas del lugar o si fueron transportadas ahí”, explica Ray Arvidson (Universidad de Washington). “Una posibilidad es que este lugar fuera el final de una cuenca en la que un lago se encontraba colgando contra la cara exterior del borde del cráter. Una inundación podría haber traído las rocas al interior del cráter, haber roto el borde y haberse desbordado hacia dentro, excavando el valle que hay más abajo en la cara interior del borde. Otras posibilidad es que el área fuese fracturada por el impacto que creó el cráter Endeavour, zanjas de rocas rellenaron las fracturas y lo que estamos viendo son los efectos de la erosión del viento sobre esas fracturas rellenas”.

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Erupciones solares

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Erupciones en el Sol

por Amelia Ortiz · Publicada 26 junio, 2017 ·
26/6/2017 de University of Reading /Nature Scientific Reports

Ilustración de artista de un Sol activo en el que se ha producido una expulsión de masa de la corona. Crédito: NASA.

Cortes de suministro eléctrico de larga duración, destrucción de aparatos electrónicos y un aumento de riesgo de cáncer para los pasajeros de aviones son algunos de los efectos potenciales que sufre la Tierra al ser golpeada por una erupción solar potente. Y sin embargo, los científicos espaciales que estudian estas expulsiones de masa de la corona acaban de descubrir que predecirlas es más difícil de lo que se pensaba.

El estudio de la Universidad de Reading (UK) ha descubierto que tienen estructuras con forma de nubes. Esto significa que están más influenciadas por el viento solar, a través del cual pasan para dirigirse hacia la Tierra, lo que hace que sus movimientos sean mucho más difíciles de predecir que si se tratase de burbujas individuales, como se pensaba.

Las expulsiones de masa de la corona son enormes explosiones de plasma solar y campos magnéticos procedentes de la atmósfera del sol que pueden alcanzar la Tierra en uno a tres días. Un golpe directo podría tener consecuencias catastróficas ya que pueden dañar satélites, destruir aparatos electrónicos y exponer a personas que estén a gran altitud, como astronautas y tripulaciones y pasajeros de aviones, a radiaciones cancerígenas. Aunque se producen con frecuencia, predecir cuáles de ellas impactarán contra la Tierra y con qué severidad es difícil.

El profesor Mathew Owens explica: “Hasta ahora, se asumía que las expulsiones de masa de la corona se movían como burbujas por el espacio y que respondían a las fuerzas como objetos individuales. Hemos descubierto que son más como una nube de polvo que se expande o un estornudo, constituido por paquetes individuales de plasma, cada uno comportándose de manera independiente. Esto significa que intentar predecir el movimiento y la forma de las expulsiones de masa de la corona mientras atraviesan el viento solar se convierte en extremadamente difícil. Por tanto, si queremos protegernos de las erupciones solares, necesitamos conocer más acerca del viento solar”.

[Fuente]