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El origen de los misteriosos rayos gamma de la Vía Láctea

El origen de los misteriosos rayos gamma de la Vía Láctea

Por: Monica Young | 26 de mayo de 2017

La región central de nuestra galaxia está produciendo rayos gamma, pero los astrónomos todavía están debatiendo si los pulsares o la materia oscura son la fuente. Tres estudios recientes abordan el debate de frente.


Un número inesperado de rayos gamma emanan del centro de nuestra galaxia - inesperado porque, a partir de ahora, los astrónomos todavía no entienden lo que está produciendo esta radiación de alta energía. Las opciones principales abarcan el espectro de los exóticos: los pulsares de rayos gamma frente a las partículas de materia oscura. Estudios recientes allanan el camino para los pulsares y estrechan el campo de juego de la materia oscura.


Las ilustraciones de los artistas muestran dos de las principales maneras de producir rayos gamma: la aniquilación de partículas de materia oscura (izquierda) y los procesos que ocurren dentro de los campos magnéticos alrededor de los pulsares que giran rápidamente (derecha).
Greg Stewart / SLAC Laboratorio Nacional de Aceleradores

¿Qué es el Exceso de Rayos Gamma?

Resplandor de rayos gamma de la Vía Láctea
El resplandor en forma de esfera del centro de nuestra galaxia, visto por el telescopio espacial Fermi, se superpone a una imagen de luz visible de la Vía Láctea.
NASA / A. Mellinger / Central Michigan Univ. / T. Linden / Univ. De Chicago
El telescopio de área grande de Fermi primero pintó una imagen del cielo del gamma-rayo. Varios equipos de científicos que analizaron los datos de Fermi sustrajeron todas las fuentes conocidas de este mapa, tales como púlsares, agujeros negros de masa estelar y emisiones extendidas procedentes del gas interestelar. Pero incluso después de que todas las fuentes que conocíamos habían sido removidas, nuestro centro galáctico todavía aparecía como un resplandor brillante de rayos gamma. (La galaxia de Andrómeda se encontró recientemente que tiene un resplandor central similar.)

Algunos grupos sugirieron que los rayos gamma podrían ser producidos a través de colisiones de partículas de materia oscura. A diferencia de la materia ordinaria, las partículas de materia oscura son sus propias partículas de antimateria. Si alguna vez los dos se encuentran, se aniquilan unos a otros, produciendo rayos gamma y quizá otras partículas subatómicas secundarias.

Sin embargo, dado que las partículas de materia oscura todavía no se han detectado en el laboratorio (donde no se ven por colisiones entre sí sino por raras interacciones con la materia ordinaria), muchos científicos han dudado en aceptar esa explicación. Los pulsares, que también producen rayos gamma, son la alternativa preferida. Pero los pulsares han demostrado ser intransigentes: los intentos de detectarlos en longitudes de onda de radio en números suficientemente grandes para explicar el exceso han fallado.

Producción de rayos gamma: materia oscura y pulsares
Las ilustraciones de los artistas muestran dos de las principales maneras de producir rayos gamma: la aniquilación de partículas de materia oscura (izquierda) y los procesos que ocurren dentro de los campos magnéticos alrededor de los pulsares que giran rápidamente (derecha).
Greg Stewart / SLAC Laboratorio Nacional de Aceleradores
Pulsares de rayos gamma

Ahora, Mattia di Mauro, Eric Charles y Matthew Wood (Laboratorio Nacional de Aceleración de SLAC), así como el resto de la Colaboración Fermi-LAT, han publicado un nuevo estudio seleccionando candidatos de pulsar de rayos gamma a partir de 7½ años de observaciones de Fermi analizadas Utilizando el oleoducto de datos más reciente, conocido como "Pass 8." El artículo ha sido enviado a Astrophysical Journal (preprint disponible aquí).

Mirando dentro de una caja centrada en el centro de la galaxia, 40 ° en un lado, el equipo escogió cuidadosamente alrededor de 100 fuentes puntuales que probablemente sean pulsares de rayos gamma. Estos pulsares representan la punta de un iceberg - probablemente hay muchas más fuentes puntuales que Fermi no puede resolver. Pero sobre la base de cómo estos candidatos pulsar se extienden en el cielo, así como sus brillos, el equipo concluye que pueden explicar fácilmente el exceso de rayos gamma.


Distribución simulada de fuentes de rayos gamma en la región interior de 40 grados por 40 grados de la Vía Láctea con el centro galáctico en el centro. El mapa muestra los pulsares en el disco galáctico (estrellas rojas) y en la región central de la galaxia (círculos negros).
Colaboración NASA / DOE / Fermi LAT

Lee Mas: http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/origin-milky-ways-mysterious-gamma-rays/

Comet McNaught over Paranal


Comet C/2006 P1 (McNaught), which reached its perihelion in January 2007, unexpectedly becoming the brightest comet in the previous 40 years, is seen here setting behind Cerro Paranal, home of the ESO Very Large Telescope (VLT). The majestic comet is setting at twilight over the “sea of clouds” which typically covers the Pacific Ocean, only 12 km away from the observatory. The VLT is the most advanced optical-infrared ground-based astronomical facility in the world and is located some 120 km south from Antofagasta, in the II Region of Chile.

Credit:
G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO

Misión JUNO




     Esta imagen muestra el polo sur de Júpiter, como se ve por la nave espacial Juno de la NASA desde una altitud de 32.000 millas (52.000 kilómetros). Las características ovales son ciclones, hasta 600 millas (1.000 kilómetros) de diámetro. Varias imágenes tomadas con el instrumento JunoCam en tres órbitas separadas se combinaron para mostrar todas las áreas de la luz del día, color mejorado, y la proyección estereográfica.
   Resultados de Ciencia Inicial de la misión Juno de la NASA a Júpiter retratan el planeta más grande de nuestro sistema solar como un gigantesco mundo turbulento y complejo, con ciclones polares del tamaño de la Tierra, hundiendo los sistemas de tormentas que viajan profundamente en lo que pareciera el corazón de gas gigante de un mamut, los bultos del campo magnético indican que se generó más cerca de la superficie del planeta de lo que se pensaba.

“Estamos muy contentos de compartir estos primeros descubrimientos, que nos ayudan a comprender mejor lo que  hace a Júpiter tan fascinante”, dijo Diane Brown, encargado del programa de Juno de la NASA en Washington. "Fue un largo viaje para llegar a Júpiter, pero estos primeros resultados ya demuestran que valía la pena el viaje.”



   Entre las conclusiones que desafían supuestos son los proporcionados por el generador de imágenes de Juno, JunoCam. Las imágenes muestran los dos polos de Júpiter están cubiertos en las tormentas arremolinadas tamaño de la Tierra que están densamente agrupados y se rozan entre sí.

“Sabíamos que, de entrar, que Júpiter nos arrojaría algunas curvas,” dijo Scott Bolton, Juno investigador principal del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. “Pero ahora que estamos aquí nos encontramos con que Júpiter puede lanzar el calor, así como knuckleballs (bolitas en nudillos) y deslizadores. Hay tanto que hacer aquí que no esperábamos que dar un paso atrás y empezar a replantear en esto como un nuevo conjunto de Júpiter“.

    Otra sorpresa viene de Juno Radiómetro de Microondas (MWR), que las muestras de la radiación de microondas térmica de la atmósfera de Júpiter, desde la parte superior de las nubes de amoníaco a lo profundo dentro de su atmósfera. Los datos indican que MWR cinturones y zonas emblemáticas de Júpiter son misteriosos, con el cinturón cerca del ecuador que penetra hasta el fondo, mientras que los cinturones y zonas en otras latitudes parecen evolucionar a otras estructuras. Los datos sugieren que el amoniaco es bastante variable y sigue aumentando tan abajo como podemos ver con MWR, que es unos pocos cientos de millas o kilómetros.
   
   Juno se  lanzó el 5 de agosto de 2011, entrando en la órbita de Júpiter, el 4 de julio de 2016.








Créditos de la imagen y el artículo: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher balcón / Gervasio Robles 



Estrella que se derrumba da nacimiento al agujero negro

La estrella que se derrumba da nacimiento a un agujero negro

Publicado hoy
Los astrónomos han visto como una estrella masiva y moribunda probablemente renacería como un agujero negro. Tomó la energía combinada del telescopio binocular grande (LBT), y los telescopios espaciales de Hubble y de Spitzer de la NASA para ir a buscar restos de la estrella vencido, solamente para descubrir que desapareció de vista.

Salió con un gemido en lugar de una explosión.

La estrella, que era 25 veces más grande que nuestro sol, debería haber explotado en una supernova muy brillante. En lugar de eso, fracasó y luego dejó un agujero negro.


Un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio vio desaparecer una estrella y posiblemente convertirse en un agujero negro. En lugar de convertirse en un agujero negro a través del esperado proceso de una supernova, el candidato de agujero negro se formó a través de una "supernova fallida". Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Katrina Jackson

"Los fallos masivos" como éste en una galaxia cercana podrían explicar por qué los astrónomos raramente ven las supernovas de las estrellas más masivas, dijo Christopher Kochanek, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio y el erudito eminente de Ohio en Cosmología Observacional.

Al menos el 30 por ciento de esas estrellas, al parecer, puede caer en silencio en los agujeros negros - no requiere supernova.

"La visión típica es que una estrella puede formar un agujero negro sólo después de que pase supernova", explicó Kochanek. "Si una estrella puede quedar corta de una supernova y todavía hacer un agujero negro, eso ayudaría a explicar por qué no vemos supernovas de las estrellas más masivas".


Este par de fotos del telescopio espacial Hubble, de luz visible y cerca del infrarrojo, muestra la estrella gigante N6946-BH1 antes y después de que desapareció de la vista al implosionar para formar un agujero negro. La imagen de la izquierda muestra la estrella de masa solar de 25 como lo parecía en 2007. En 2009, la estrella se disparó en brillo para convertirse en más de 1 millón de veces más luminoso que nuestro sol durante varios meses. Pero luego pareció desaparecer, como se ve en la imagen del panel derecho a partir de 2015. Se ha detectado una pequeña cantidad de luz infrarroja desde donde la estrella solía ser. Esta radiación probablemente proviene de escombros que caen sobre un agujero negro. El agujero negro se encuentra a 22 millones de años luz de distancia en la galaxia espiral NGC 6946. Créditos: NASA, ESA y C. Kochanek (OSU)

Dirige un equipo de astrónomos que publicó sus últimos resultados en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica.

Entre las galaxias que han estado observando está NGC 6946, una galaxia espiral que se llama "Galaxia de los fuegos artificiales", porque las supernovas frecuentemente pasan allí. De hecho, SN 2017eaw, descubierta el 14 de mayo, brilla cerca del máximo brillo ahora. A partir de 2009, una estrella en particular, llamada N6946-BH1, comenzó a brillar débilmente. Para el año 2015, parecía haberse desvanecido.

Después de que la encuesta de LBT para las supernovas fallidas apareciera en la estrella, los astrónomos apuntaron los telescopios espaciales Hubble y Spitzer para ver si todavía estaba allí pero simplemente se atenuó. También utilizaron Spitzer para buscar cualquier radiación infrarroja que emanaba del lugar. Eso habría sido una señal de que la estrella todavía estaba presente, pero tal vez sólo escondido detrás de una nube de polvo.

Todas las pruebas resultaron negativas. La estrella ya no estaba allí. Mediante un cuidadoso proceso de eliminación, los investigadores llegaron a la conclusión de que la estrella debía de ser un agujero negro.

Es demasiado temprano en el proyecto para saber con certeza cuantas veces las estrellas experimentan un fracaso masivo, pero Scott Adams, un ex estudiante del estado de Ohio que recientemente ganó su doctorado haciendo este trabajo, fue capaz de hacer una estimación preliminar.

Lee mas: http://www.technology.org/2017/05/26/collapsing-star-gives-birth-to-a-black-hole/

Cosmic Skyrocket

Resembling a Fourth of July skyrocket, Herbig-Haro 110 is a geyser of hot gas from a newborn star that splashes up against and ricochets off the dense core of a cloud of molecular hydrogen. Although the plumes of gas look like whiffs of smoke, they are actually billions of times less dense than the smoke from a July 4 firework. This Hubble Space Telescope photo shows the integrated light from plumes, which are light-years across. Herbig-Haro (HH) objects come in a wide array of shapes, but the basic configuration stays the same. Twin jets of heated gas, ejected in opposite directions away from a forming star, stream through interstellar space. Astronomers suspect that these outflows are fueled by gas accreting onto a young star surrounded by a disk of dust and gas. The disk is the "fuel tank," the star is the gravitational engine, and the jets are the exhaust.



When these energetic jets slam into colder gas, the collision plays out like a traffic jam on the interstate. Gas within the shock front slows to a crawl, but more gas continues to pile up as the jet keeps slamming into the shock from behind. Temperatures climb sharply, and this curving, flared region starts to glow. These "bow shocks" are so named because they resemble the waves that form at the front of a boat. In the case of the single HH 110 jet, astronomers observe a spectacular and unusual permutation on this basic model. Careful study has repeatedly failed to find the source star driving HH 110, and there may be good reason for this: perhaps the HH 110 outflow is itself generated by another jet.

Astronomers now believe that the nearby HH 270 jet grazes an immovable obstacle — a much denser, colder cloud core — and gets diverted off at about a 60-degree angle. The jet goes dark and then reemerges, having reinvented itself as HH 110.

The jet shows that these energetic flows are like the erratic outbursts from a Roman candle. As fast-moving blobs of gas catch up and collide with slower blobs, new shocks arise along the jet's interior. The light emitted from excited gas in these hot blue ridges marks the boundaries of these interior collisions. By measuring the current velocity and positions of different blobs and hot ridges along the chain within the jet, astronomers can effectively "rewind" the outflow, extrapolating the blobs back to the moment when they were emitted. This technique can be used to gain insight into the source star's history of mass accretion.


Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Sky around the most remote quasar


This visible-light wide-field image of the region around ULAS J1120+0641, the most distant quasar found so far, was created from photographs taken through red and blue filters and forming part of the Digitized Sky Survey 2. The object itself lies very close to the centre and is not visible in this picture, but many other, much closer, galaxies are seen in this wide-field view that spans about three degrees of sky.

Credit:
ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin