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💫Destellos de luz sobre la materia oscura

Destellos de luz sobre la materia oscura
Usando la luz de cuásares muy distantes para estudiar el espacio intergaláctico

Fecha: 21 de julio de 2017



Fuente: Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati

Resumen:

Una red que atraviesa infinitos espacios intergalácticos, un denso bosque cósmico iluminado por luces muy lejanas y un enorme enigma a resolver. Estos son los ingredientes pintorescos de una investigación científica que agrega un elemento importante para comprender uno de los componentes fundamentales de nuestro Universo: la materia oscura.


HISTORIA COMPLETA

En el lado izquierdo la web cósmica en el escenario frío estándar, en el lado derecho cómo se vería en el modelo Fuzzy Dark Matter. Las líneas curvas en ambos paneles muestran cómo la absorción por el hidrógeno neutro en la web cósmica se comporta en los dos modelos. La curva de la derecha no está de acuerdo con los datos, mientras que la de la izquierda.

Crédito: Matteo Viel

Una red que atraviesa infinitos espacios intergalácticos, un denso bosque cósmico iluminado por luces muy lejanas y un enorme enigma a resolver. Estos son los ingredientes pintorescos de una investigación científica - llevada a cabo por un equipo internacional compuesto por investigadores de la Escuela Internacional de Estudios Adventistas (SISSA) y el Centro Internacional Abdus Salam de Física Teórica (ICTP) en Trieste, el Instituto de Astronomía de Cambridge y la Universidad de Washington - que añade un elemento importante para comprender uno de los componentes fundamentales de nuestro Universo: la materia oscura.

Para estudiar sus propiedades, los científicos analizaron la interacción de la "red cósmica", una red de filamentos formada por gas y materia oscura presente en todo el Universo, con la luz procedente de cuásares y galaxias muy distantes. Los fotones que interactúan con el hidrógeno de los filamentos cósmicos crean muchas líneas de absorción definidas como "bosque Lyman-alfa". Esta interacción microscópica logra revelar varias propiedades importantes de la materia oscura a distancias cosmológicas. Los resultados apoyan aún más la teoría de la materia oscura fría, que se compone de partículas que se mueven muy lentamente. Además, por primera vez, destacan la incompatibilidad con otro modelo, es decir, la Materia Oscura Fuzzy, para la cual las partículas de materia oscura tienen velocidades mayores. La investigación se llevó a cabo a través de simulaciones realizadas en supercomputadoras paralelas internacionales y ha sido publicada recientemente en Physical Review Letters.

Aunque constituye una parte importante de nuestro cosmos, la materia oscura no es directamente observable, no emite radiación electromagnética y sólo es visible a través de efectos gravitacionales. Además, su naturaleza sigue siendo un profundo misterio. Las teorías que tratan de explorar este aspecto son diversas. En esta investigación, los científicos investigaron dos de ellos: la llamada Materia Oscura Fria, considerada un paradigma de la cosmología moderna, y un modelo alternativo llamado Fuzzy Dark Matter (FDM), en el cual la materia oscura se considera compuesta por bosones ultraligeros provistos de Una presión no despreciable a pequeñas escalas. Para llevar a cabo sus investigaciones, los científicos examinaron la red cósmica analizando el bosque llamado Lyman-alfa. El bosque de Lyman-alfa consiste en una serie de líneas de absorción producidas por la luz procedente de fuentes muy lejanas y extremadamente luminosas, que atraviesa el espacio intergaláctico a lo largo de su camino hacia los telescopios terrestres. La interacción atómica de los fotones con el hidrógeno presente en los filamentos cósmicos se utiliza para estudiar las propiedades del cosmos y de la materia oscura a grandes distancias.

A través de simulaciones realizadas con supercomputadoras, los investigadores reprodujeron la interacción de la luz con la red cósmica. Así fueron capaces de inferir algunas de las características de las partículas que componen la materia oscura. Más en particular, la evidencia mostró por primera vez que la masa de las partículas, que supuestamente componen la materia oscura de acuerdo con el modelo FDM, no es consistente con el bosque de Lyman-alfa observado por el telescopio Keck (Hawai, EE.UU.) y el Telescopio Muy Grande (European Southern Observatory, Chile). Básicamente, el estudio parece no confirmar la teoría de la materia oscura difusa. Los datos, en cambio, apoyan el escenario previsto por el modelo de la materia fría oscura.

Los resultados obtenidos - dicen los científicos - son importantes, ya que permiten construir nuevos modelos teóricos para describir la materia oscura y nuevas hipótesis sobre las características del cosmos. Por otra parte, estos resultados pueden proporcionar indicaciones útiles para la realización de experimentos en laboratorios y pueden guiar los esfuerzos de observación encaminados a avanzar en este fascinante tema científico.

💫Galaxy Cluster MS 0735

This is a new composite image of galaxy cluster MS0735.6+7421, located about 2.6 billion light-years away in the constellation Camelopardalis. The three views of the region were taken with NASA's Hubble Space Telescope in Feb. 2006, NASA's Chandra X-ray Observatory in Nov. 2003, and NRAO's Very Large Array in Oct. 2004. The Hubble image shows dozens of galaxies bound together by gravity. In Jan. 2005, astronomers reported that a supermassive black hole, lurking in the central bright galaxy, generated the most powerful outburst seen in the universe.



The VLA radio image shows jets of high energy particles (in red) streaming from the black hole. These jets pushed the X-ray emitting hot gas (shown in blue in the Chandra image) aside to create two giant cavities in the gas. The cavities are evidence for the massive eruption. The X-ray and radio images show the enormous appetite of large black holes and the profound impact they have on their surroundings.


Credit: NASA, ESA, CXC, STScI, and B. McNamara (University of Waterloo) / NRAO, and L. Birzan and team (Ohio University)

💫Galaxia del perro de caza de Hubble

Galaxia del perro de caza de Hubble
Publicado hoy

Escondido en la pequeña constelación norteña de Canes Venatici (La Perros de Caza) es la galaxia NGC 4242, mostrada aquí como visto por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA.


La galaxia se encuentra a unos 30 millones de años luz de nosotros. A esta distancia de la Tierra, en realidad no tan lejos en una escala cósmica, NGC 4242 es visible para cualquier persona armada incluso con un telescopio básico, como descubrió el astrónomo británico William Herschel cuando descubrió la galaxia en 1788.

A pesar de que parecen ser relativamente brillantes en esta imagen, los estudios han encontrado que el NGC 4242 es en realidad relativamente tenue (tiene un brillo superficial de moderado a bajo y Baja luminosidad) y también soporta una baja tasa de formación estelar. La galaxia también parece tener una barra débil de estrellas cortando a través de su centro asimétrico, y una estructura espiral muy débil y mal definida en todo su disco. Pero si NGC 4242 no es tan notable, como con gran parte del Universo, sigue siendo una vista hermosa y etérea.

Fuente: NASA



💫The Fornax dwarf galaxy


The Fornax dwarf galaxy is one of our Milky Way’s neighbouring dwarf galaxies. The Milky Way is, like all large galaxies, thought to have formed from smaller galaxies in the early days of the Universe. These small galaxies should also contain many very old stars, just as the Milky Way does, and a team of astronomers has now shown that this is indeed the case. This image was composed from data from the Digitized Sky Survey 2.

Credit:
ESO/Digitized Sky Survey 2

💫Holograma detecta signos de vida en el espacio

La imagen holográfica se puede utilizar para detectar signos de vida en el espacio

21 de julio de 2017 por Robert Perkins


La imagen holográfica se puede utilizar para detectar signos de vida en el espacio

Plumas de hielo de agua y vapor de pulverización de muchos lugares cerca del polo sur de la luna de Saturno Encelado, según lo documentado por la misión Cassini-Huygens. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales

Podemos ser capaces de encontrar microbios en el espacio, pero si lo hicimos, ¿podríamos decir lo que eran y que estaban vivos?

Este mes la revista Astrobiology publica un número especial dedicado a la búsqueda de signos de vida en la luna helada de Saturno Encelado. Se incluye un documento de Jay Nadeau de Caltech y colegas que ofrecen evidencia de que una técnica llamada microscopía holográfica digital, que usa láser para grabar imágenes en 3-D, puede ser nuestra mejor opción para detectar microbios extraterrestres.

Ninguna investigación desde el programa Viking de la NASA a fines de los 70 ha buscado explícitamente la vida extraterrestre, es decir, para los organismos vivos actuales. Más bien, el foco ha estado en encontrar el agua. Encelado tiene mucha agua, vale el océano, escondida debajo de una concha helada que cubre toda la superficie. Pero incluso si la vida existe allí de alguna manera microbiana, la dificultad para los científicos en la Tierra es identificar a los microbios de 790 millones de kilómetros de distancia.

"Es más difícil distinguir entre un microbio y una partícula de polvo de lo que uno pensaría", dice Nadeau, profesor de investigación de ingeniería médica y aeroespacial en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. "Hay que diferenciar entre el movimiento browniano, que es el movimiento aleatorio de la materia, y el movimiento intencional, auto-dirigido, de un organismo vivo".

Encelado es la sexta luna más grande de Saturno, y es 100.000 veces menos masiva que la Tierra. Como tal, Encelado tiene una velocidad de escape -la velocidad mínima necesaria para que un objeto sobre la luna escape de su superficie- de sólo 239 metros por segundo. Esa es una fracción de la Tierra, que es un poco más de 11.000 metros por segundo.

La minúscula velocidad de escape de Enceladus permite un fenómeno inusual: géiseres enormes, que expulsan el vapor de agua a través de grietas en la concha helada de la luna, regularmente salen al espacio. Cuando la sonda de Saturno Cassini voló por Encelado en 2005, detectó plumas de vapor de agua en la región polar del sur volando partículas heladas a casi 2.000 kilómetros por hora a una altitud de casi 500 kilómetros por encima de la superficie. Los científicos calcularon que hasta 250 kilogramos de vapor de agua se liberaban cada segundo en cada pluma. Desde esas primeras observaciones, se han descubierto más de cien géiseres. Se cree que esta agua repone el anillo E diáfano de Saturno, que de otro modo se disiparía rápidamente, y fue objeto de un reciente anuncio de la NASA describiendo a Encelado como un "mundo oceánico" que es la NASA más cercana ha llegado a encontrar un lugar con los ingredientes necesarios Para la habitabilidad.

El chorro de agua en el espacio ofrece una rara oportunidad, dice Nadeau. Aunque el aterrizaje en un cuerpo extraño es difícil y costoso, una opción más barata y más fácil podría ser enviar una sonda a Enceladus y pasarla a través de los chorros, donde recogería muestras de agua que podrían contener microbios.

Suponiendo que una sonda lo hiciera, abriría algunas preguntas para ingenieros como Nadeau, que estudia los microbios en ambientes extremos. ¿Podrían los microbios sobrevivir a un viaje en uno de esos chorros? Si es así, ¿cómo podría una sonda recolectar muestras sin destruir esos microbios? Y si se recogen muestras, ¿cómo podrían ser identificadas como células vivas?


Profesor Jay Nadeau describe el trabajo de su laboratorio y la propuesta de utilizar nuevos microscopios en las naves espaciales que podrían visitar las lunas heladas de Encelado (Saturno) y Europa (Júpiter) y recoger y buscar muestras de agua para la vida. Crédito: Instituto de Tecnología de California

Lea más en:
https://phys.org/news/2017-07-holographic-imaging-life-space.html#jCp

💫Map Dark Matter in Abell 1689

Hubble Space Telescope image shows the distribution of dark matter in the center of the giant galaxy cluster Abell 1689, containing about 1,000 galaxies and trillions of stars. Dark matter is an invisible form of matter that accounts for most of the universe's mass. Hubble cannot see the dark matter directly. Astronomers inferred its location by analyzing the effect of gravitational lensing, where light from galaxies behind Abell 1689 is distorted by intervening matter within the cluster.



Researchers used the observed positions of 135 lensed images of 42 background galaxies to calculate the location and amount of dark matter in the cluster. They superimposed a map of these inferred dark matter concentrations, tinted blue, on an image of the cluster taken by Hubble's Advanced Camera for Surveys. If the cluster's gravity came only from the visible galaxies, the lensing distortions would be much weaker. The map reveals that the densest concentration of dark matter is in the cluster's core. Abell 1689 resides 2.2 billion light-years from Earth.


Credit: NASA, ESA, D. Coe (NASA Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, and Space Telescope Science Institute), N. Benitez (Institute of Astrophysics of Andalusia, Spain), T. Broadhurst (University of the Basque Country, Spain), and H. Ford (Johns Hopkins University)