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La explosión de estrellas binarias provocará un espectáculo en el cielo en 2022

El choque entre estrellas es un fenómeno al que los científicos consideran que ocurre muy rara vez. De acuerdo con nuestras mejores estimaciones, este tipo de eventos solamente ocurren en nuestra galaxia (dentro de los cúmulos globulares) una vez cada 10,000 años. Ha sido recientemente, gracias a la tecnología y a los poderosos instrumentos con los que se cuentan, que los astrónomos han sido capaces de observar tales fusiones. Hasta el momento nadie ha presenciado este fenómeno en acción, pero esto podría cambiar.

De acuerdo con un estudio de un equipo de investigadores del Calvin College de Grand Rapids, Michigan, en los Estados Unidos, es muy probable que en el 2022 un sistema binario de estrellas se fusionará y explotará. Este es un descubrimiento histórico, ya que permitirá a los astrónomos observar la fusión de dos estrellas por primera vez en la historia. Es más: los investigadores afirman que esta explosión será visible a simple vista para los que estamos en la Tierra.

El profesor Lawrence Molnar del departamento de física y astronomóa del Calvin College . Él predijo que KIC 9832227 hará explosión en 2022.

El hallazgo fue presentado en la 229 reunión de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos. En una presentación titulada “Una predicción precisa de una Fusión Estelar y el Estallido de una Nova Roja”, el profesor Lawrence Molnar y su equipo compartieron descubrimientos que indican cómo este sistema binario se fusionará en unos seis años. Este evento, afirman, causará una explosión tan brillante que se convertirá en el objeto más brillante que aparezca por la noche en el cielo.

 

Este es el modelo que el profesor Molnar y su equipo crearon del sistema estelar del sistema binario KIC 9832227.

El sistema binario, que es conocido como KIC 9832227, ha sido monitoreado por el profesor Lawrence y su equipo desde 2013. Su interés en la estrella se despertó durante una conferencia en 2013 cuando Karen Kinemuchi y astrónomos del Apache Point Observatory presentaron hallazgo relacionados con los cambios en el brillo del par de estrellas.

Esto llevó a hacerse preguntas sobre la naturaleza de este sistema estelar, específicamente los investigadores se preguntaron si era un pulsar o una estrella binaria. Después de llevar a cabo varias investigaciones utilizando el Observatorio Calvin, el profesor Molnar y sus colegas llegaron a la conclusión de que se trataba de un par de estrellas que compartían su atmósfera.

 

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Traducido y editado por Julio García

Referencia: https://futurism.com/exploding-binary-stars-light-sky-2022/

 

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La Tierra es bombardeada por mucha antimateria y nadie sabe por qué

Pulsar en la Nebulosa del Cangrejo (NASA)

Los rayos cósmicos que provienen del espacio profundo y que llegan a la Tierra son un puñado de partículas llamadas positrones.

Los astrónomos piensan que la Tierra es bañada por estos antielectrones (positrones) debido a la presencia de los llamados pulsares, pero no están tan seguros de que ésta sea la única fuente del origen de estas elusivas partículas. Un nuevo estudio publicado recientemente podría dar más luz al respecto.

Resulta que los rayos cósmicos son partículas increíblemente rápidas que se propagan por el espacio a muy altas energías. Los positrones forman tan solo una pequeña parte de estas super rápidas partículas, pero nadie sabe hasta ahora con certeza de qué están hechas ni cómo llegan a crearse.

Recientemente un equipo internacional de investigadores de varios países han logrado hacer mediciones de las partículas nombradas anteriormente gracias al Observatorio Cherenkov de Gran Altitud (HAWC, por sus siglas en inglés) que se encuentra en el Cerro La Negra en México, a tan solo unos cuantos kilómetros de la ciudad de Puebla. Los científicos tienen la hipótesis de que estas partículas son producidas por objetos muy poderosos llamados pulsares.

Los pulsares son estrellas de neutrones que emiten pulsos de luz y partículas cargadas eléctricamente que luego son expelidas al espacio a la velocidad de la luz y que generan campos magnéticos muy poderosos. Obtienen el nombre de pulsares por el haz de partículas que generan en forma de círculo y que, conforme la estrella rota, es visto desde la Tierra como pulsos de luz que se emiten de forma muy rápida.

A medida que el haz de luz de un pulsar choca con el polvo y los gases circundantes, estos gases y polvo actúan como un gran acelerador de partículas, haciendo chocar partículas y produciendo nueva materia a partir de la energía generada.

En medio de esta carnicería, pueden surgir partículas como electrones y, por supuesto, también antielectrones, que son partículas como los electrones pero con diferente carga eléctrica a los que también se les llama positrones. Estos choques generan antimateria que rápidamente es eliminada por las ondas de choque producidas por las colisiones.

Al menos esta es la teoría que se tiene respecto a todo esto.

Por otro lado, cuando recientemente el observatorio HAWC detectó un par de candidatos perfectos de pulsares a algunos años cientos de años luz de distancia, con la finalidad de detectar sus energéticos positrones, pareció una excelente oportunidad para poner a prueba la hipótesis a la que nos hemos referido anteriormente.

“Los detectores del observatorio HAWC grabaron radiación de rayos gamma producida por una gran población de electrones que a su vez fueron producidos por pulsares que aceleraron estas partículas a muy alta energías”, comentó Francisco Salesa Greus de la Academia de Ciencias de Polonia.

“La pregunta fundamental es: ¿hay suficiente de estos electrones que sean capaces de interactuar para producir el número correcto de positrones?

La respuesta es no.

Después de 17 meses recabando información y posteriormente analizándola profundamente, los investigadores encontraron que los pulsares fueron responsables de algo de la energía extra de los positrones, pero la cantidad de datos no explica en su totalidad a todos ellos.

“Dado que las altas energías que generan los pulsares sigue siendo baja y modesta, otras explicaciones se vuelven más probables”, afirma Sabrina Casanova, del Instituto de Física Nuclear de la Academia polaca de Ciencias.

Una de estas explicaciones que se tienen es el decaimiento de partículas masivas de materia oscura.

La materia oscura produce un cuarto de toda la materia que hay en el universo, junto con la energía oscura y la materia visible. Comprenderla es uno de los grandes retos de la física contemporánea.

El misterio tanto de la materia oscura como de los rápidos positrones a los que nos hemos referido ya en este artículo, son tan solo una parte del rompecabezas que se tiene que armar para adquirir una comprensión más profunda del universo y ahora solamente queda esperar y seguir observando.

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Traducido y editado por Julio García

Referencia: http://www.sciencealert.com/pulsars-fail-to-explain-extra-cosmic-ray-positrons

Astrónomos descartan que señal detectada sea de origen extraterrestre

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El telescopio de Arreglo Interferométrico Allen en California.

A través del radiotelescopio Ratan-600 un grupo de científicos han confirmado que la extraña señal que ha generado encabezados en muchos periódicos, no es mas que una señal terrestre causada por un satélite soviético.

La señal fue originalmente detectada en Mayo de 2015, y se pensó que provenía de la estrella HD 164595. El hecho de que fuera inusualmente fuerte, pudo crear que se insinuara que algo raro estaba pasando. Pero lo único verdaderamente extraño era que la señal no provenía del espacio después de todo, sino que venía de la Tierra.

“De hecho descubrimos una señal inusual. Sin embargo, un chequeo adicional mostró que era emanada por un satélite militar soviético, el cual no había entrado en ninguno de los catálogos de objetos estelares”, afirmó Alexander Ipatov, de la Academia Rusa de las Ciencias.

Si no lo sabías, hace algunos días, se empezó a especular en los medios, sobre una posible señal alienígena, a partir de lo que decía el escritor Paul Glister en su blog Centauri Dreams.

La señal, que supuestamente fue detectada por el telescopio Ratan-600 en Rusia, era extremadamente fuerte, con una longitud de onda de  2,7 centímetros y con una frecuencia de 11 Ghz, lo que es comparable con las señales de televisión.

El hallazgo hizo todo muy interesante por el hecho de que HD164595 (la estrella de donde provenía la señal) es muy similar al Sol.

HD164595 es solamente un 1 por ciento menos pesada que el Sol y 100 millones de años más joven, tiene un temperatura similar y está compuesta por los mismos elementos.

Todo esto atrajo la atención de los medios, tanto así que el Instituto SETI (que es una organización que se encarga de buscar vida en otros planetas) observó el área, que se encuentra en la constelación de Hércules a 94 años luz. Para esto utilizaron el telescopio Allen, pero no encontraron nada.

El hallazgo de esta señal, que al final resultó falsa, nos demuestra que los científicos sí pueden trabajar conjuntamente para rechazar o aceptar una señal que provenga del espacio exterior y que pudiera ser alienígena. La tecnología con la que hoy contamos para esto ha avanzado mucho en los últimos años y ha permitido saber qué señal puede ser real y cuál no.

 

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Traducido y editado por Julio Moll. 

Referencia: http://www.sciencealert.com/that-alien-signal-that-was-recently-detected-is-actually-just-a-terrestrial-disturbance

Astrónomos descubren una galaxia masiva compuesta por materia oscura

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Un equipo de astrónomos ha encontrado una galaxia cercana –en la constelación de Coma– que tiene una masa muy similar a la que tiene nuestra galaxia la Vía Láctea, pero contiene menos del 1% de sus estrellas.

La galaxia encontrada emite energía de forma muy débil y ha evadido ser detectada durante décadas. Ahora, el equipo que está detrás del descubrimiento tratan de descifrar cómo es que su falta de estrellas no ha hecho que esta galaxia desaparezca. Una de las conclusiones a las que han llegado es que está formada por 99,99% de materia oscura.

Se estima que la materia oscura conforma el 27% de toda la materia y la energía que se puede observar en el universo. De ella podemos inferir su existencia debido a que detectamos solamente su fuerza gravitatoria, mientras que no podemos detectar alguna forma de luz o radiación.

A pesar de todos los años que se han investigado, no tenemos hasta ahora ninguna idea qué es realmente la materia oscura. Sólo sabemos que esta materia invisible es crucial para la estabilidad del universo.

Las galaxias giran tan rápido que únicamente por la fuerza de gravedad nos podemos explicar el hecho de que permanezcan unidas y cohesionadas. Algo más debe de estar sujetándolas, algo más que también mantiene a la estructura del universo mismo cohesionada. Una de las respuestas que dan los científicos a esta realidad, es precisamente, la existencia de materia oscura.

De hecho, el Modelo Estándar de la Cosmología sugiere que existe mucha materia oscura en el Universo donde por cada gramo de átomo que existe, hay al menos cinco veces más de materia oscura.

Ahora los científicos han encontrado una galaxia que está hecho casi completamente por esta materia.

Llamada “Dragonfly 44”, la galaxia fue descubierta en 2014, cuando un equipo de astrónomos, utilizando el Observatorio Keck  y el Telescopio Gemini norte situado en Manuakea, Hawaii, localizó un gran número de galaxias  denominadas“mullidas” o “suaves” en una región llamada el “Cúmulo Coma”, que se encuentra a unos 320 millones de años luz.

“Si la Vía Láctea es un mar de estrellas, entonces estas nuevas galaxias descubiertas son como jirones de nubes”, afirma uno de los investigadores, Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale.

“Nos estamos haciendo algunas primeras ideas de cómo se formaron y es notable que hayan sobrevivido”, añade el investigador.

“El descubrimiento se enmarca por una región bastante densa y violenta del espacio llena de materia oscura y galaxias zumbando alrededor, por lo que creemos que deben estar envueltas en su propio escudo de materia oscura que las protege de un asalto intergaláctico”.

Ahora van Dokkum y su equipo han tenido la oportunidad de poner a prueba sus hipótesis y averiguando la masa de “Dragonfly 44” afirman que tienen suficiente evidencia para sugerir que realmente la materia oscura realmente está uniendo o “pegando” la galaxia entera.

Los científicos midieron también la velocidad de las estrellas en “Dragonfly 44” durante 33.5 horas durante un periodo de seis noches, y han utilizado esta información para calcular la masa completa de la galaxia en cuestión.

Un incremento en la velocidad de un objeto producirá que este incremente su energía de movimiento y por lo tanto su masa, lo que significa que entre más rápido vayan estas estrellas, más masiva será la galaxia en la que se encuentran.

Habiendo medido la velocidad de las estrellas de “Dragonfly 44” a una velocidad de 47 kilómetros por segundo, el equipo a podido calcular que es alrededor de 1 trillón de veces más masivo que el Sol, bastante más pesado para mantenerse unido sin la presencia de la materia oscura que es la que en realidad ayuda a esta galaxia a permanecer cohesionada.

“El movimiento de las estrellas te dice cuánta materia hay ahí”, afirmó van Dokkum en una entrevista concedida al periodista Avery Thompson de la revista Mecánica Popular, donde también ha señalado que “no les importa la forma que tiene la materia, simplemente nos está diciendo que está ahí. Utilizando el Telescopio Keck, encontramos muchísima más masa señalada por el movimiento de las estrellas que la masa que en realidad hay ahí producto de la presencia de esas estrellas”.

Habiendo estimado que la galaxia necesita estar formada por 99,99 % de materia oscura para permanecer intacta, el equipo ha encontrado oficialmente la galaxia más oscura de que hasta hoy se tengan noticias, ya que una galaxia muy parecida fue encontrada hace unos años en el llamado Cúmulo de Virgo con un 99,96% de materia oscura.

Este descubrimiento, a pesar de lo maravilloso que resulta, produce más preguntas que respuestas. Ahora mismo, todo candidato potencial para ser considerado materia oscura, ha fallado para producir suficiente evidencia para explicar de qué está hecho y, hasta ahora, las únicas galaxias formadas por materia oscura que hoy conocemos han sido muy pequeñas.

“Dragonfly 44” es grande, y nadie puede saber ahora cómo pudo hacerse tan grande, y permanecer grande, con tan poca materia visible.

“Es difícil argüir o estar en desacuerdo con las últimas observaciones, sin embargo, la conclusión a la que llega este trabajo va en contra de mi entendimiento sobre cómo se forman las galaxias”, afirma la astrónoma de la Universidad de Yale, Marla Geha, quien, por cierto, no estuvo implicada en el descubrimiento.

Geha también afirma que “yo espero que estos objetos sean más bien raros y que solamente se formen en ambientes especiales como los cúmulos densos de galaxias, de otra forma tendremos que reescribir la historia de cómo se forman las galaxias”, concluye.

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Traducido y editado por Julio Moll. 

Referencia: http://www.sciencealert.com/astronomers-have-discovered-a-massive-ghost-galaxy-that-s-99-99-percent-dark-matter

Un físico ha logrado simular un agujero negro en el laboratorio, haciendo una versión de la radiación de Hawking

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Después de todo, los agujeros negros finalmente no son tan negros como se creía. Al menos eso es lo que ha intentado demostrar un científico a partir de la simulación de estos majestuosos sumideros cósmicos.

Hace 40 años, el físico inglés Stephen Hawking predijo que los agujeros negros finalmente emiten radiación y son capaces  de evaporarse después de un cierto periodo de tiempo.

Después de siete años de un trabajo constante en solitario, Jeff Steinhauer, un físico experimental del Instituto de Tecnología de Israel en Halifa, ha creado un hoyo negro artificial que es capaz de emitir la llamada radiación de Hawking, a través de fluctuaciones cuánticas que emergen a partir del experimento que llevó a cabo.

Es prácticamente imposible observar la radiación de Hawking en un verdadero agujero negro, y experimentos previos con agujeros negros artificiales no han podido demostrar que éstas fluctuaciones cuánticas puedan existir, de tal suerte que el experimento que acaba de llevar a cabo Stenhauer sería el primero en su tipo en demostrar que esta radiación realmente existe (o no).

El autor del trabajo también sostiene que crear simulaciones de agujeros negros deben ayudar a resolver algunos de los dilemas que el fenómeno produce para otras teorías, como la llamada “paradoja de la información de los agujeros negros”; teoría que podría ayudar a unir la mecánica cuántica con una teoría sobre la gravedad.

Algunos físicos están impresionados por los nuevos resultados, aunque advierten que estos no son completamente claros. De hecho, algunos de ellos llegan a dudar de si creando agujeros negros en el laboratorio, estos pueden realmente simular a un agujero negro real. “Este experimento es realmente asombroso”, afirma Silke Weinfurtner, un físico teórico experimental de la Universidad de Nottingham en Inglaterra, quien señala también que “este experimento no prueba que la radiación de Hawking existe alrededor de agujeros negros”.

Fue a mediados de los años 70 que Hawking, un físico teórico de la Universidad de Cambridge, descubrió que el horizonte de sucesos de un agujero negro –una superficie donde nada, incluida la luz, puede escapar– tendría consecuencias tan peculiares para la física.

Su punto de partida fue que la aleatoriedad de la teoría cuántica descarta la existencia de verdadera nada. Aún la región más vacía del espacio está repleta de fluctuaciones en campos de energía, causando que pares de fotones aparezcan de forma continua, para luego destruirse mutuamente. Estos fotones virtuales podrían convertirse en verdaderas partículas si el horizonte de sucesos los separa antes de que se aniquilen el uno al otro. Uno de los fotones caería en el horizonte de sucesos y el otro escaparía en el espacio.

Esto, mostró Hawking, causa que los agujeros negros emitan radiación y finalmente entrarían en un proceso de contracción y, finalmente, desaparecerían, ya que la partícula que cae dentro del agujero tiene energía negativa que agota el agujero negro. Más controversial es el hecho de que Hawking sugiera que la desaparición de un agujero negro destruiría toda la información sobre objetos que caen dentro éstos, contradiciendo así la sabiduría popular que afirma que toda la información en el Universo permanece constante.

A principios de los años 80, el físico Bill Unurh de la Universidad de British Columbia en Vancuver, Canadá, propuso una manera de probar algunas de las predicciones de Hawking. Él imaginó un medio que experimentaba movimiento de aceleración, como el agua aproximándose a una caída o cascada. Como sucede con un nadador que llega a un punto donde él no puede nadar lo suficientemente rápido para escapar de la fuerza que produce la caída de agua en una cascada, las ondas de sonido que han pasado el punto en el que se supera la velocidad del sonido tampoco son capaces de moverse en contra de la corriente de agua. Unruh predijo que este punto es equivalente a un horizonte de eventos de un agujero negro, y esto debería de producir una forma de sonido de la radiación de Hawking.

Por otra parte, lo que hizo Jeff Steinhauer fue implementar la idea de Unruh en una nube de átomos de rubidio que congeló a una fracción de temperatura sobre el cero absoluto que es de -273 grados bajo cero. Contenida en una trampa con la forma de un cigarrillo de algunos milímetros de longitud, los átomos entraron en un estado cuántico llamado condensado Bose-Einstein (BEC), en donde la velocidad del sonido era solo de la mitad de un milímetro por segundo. Steinhauer creó un horizonte de sucesos acelerando los átomos hasta que algunos estuvieron viajando a más de 1mms-1: una velocidad supersónica para el condensado.

A esta temperatura ultra fría, el BEC sufre solo fluctuaciones cuánticas débiles que son similares a aquellas que se producen en el vacío del espacio. Y esto debe producir paquetes de sonido llamados “fonones”, algo parecido a lo que sucede cuando el vacío produce fotones (las partículas de la luz). Las partículas compañeras se deben de separar unas de otras, con un compañero del lado supersónico del horizonte y el otro formando la llamada radiación de Hawking.

En un lado de este evento de horizonte de sucesos, donde los átomos se mueven a velocidades supersónicas, los “fonones” quedan atrapados. Y cuando Steinhauer tomó fotografías del BEC, encontró correlaciones entre las densidades de los átomos que estaban a igual distancia del horizonte de sucesos pero en lados opuestos. Esto demostró que pares de fotones estaban entrelazados: un signo de que se originaron de forma espontánea de las mismas fluctuaciones cuánticas y que de esta manera el BEC produjo radiación de Hawking.

Por el contrario, la radiación que observó en una versión anterior del experimento debió de haber activado en lugar de emerger por si mismo del BEC, mientras que un experimento anterior en las ondas de agua dirigido por Unruh y Weinfurtner no intentó mostrar efectos cuánticos.

Así como los agujeros negros no son tan negros, los agujeros negros acústicos de Steinhauer no están completamente en silencio. Su sonido, si fuera posible escucharlo, podría asemejarse al ruido estático que podemos escuchar en una radio mal sintonizada.

Si los resultados de Stenhauer fueran confirmados, sería un triunfo para Hawking, quizá un descubrimiento de la misma importancia que el descubrimiento del Bosón de Higgs.

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Traducido y editado por Julio Moll. 

Referencia: http://www.nature.com/news/artificial-black-hole-creates-its-own-version-of-hawking-radiation-1.20430