En AstroMia, como en otras muchas publicaciones que salieron pretendiendo explicar ésta imagen de hoy, se podía leer lo siguiente:

“La masa de un grupo de galaxias gigantes, CL0025 y 1654, situadas a unos 4.500 millones de años-luz, produce una lente gravitacional cósmica curvando la luz tal como predice la teoría de la relatividad de Einstein, de manera que forma imágenes detectables más distantes aún que las propias galaxias.

La masa total del grupo es la suma de las propias galaxias, vistas como materia ordinaria luminosa, más la materia oscura invisible del propio grupo, cuya naturaleza permanece desconocida. Analizando la distribución de la materia luminosa y las propiedades de las lentes gravitacionales debido a la masa total del grupo, los investigadores han resuelto el problema de localizar la distribución de la materia oscura.

El mapa resultante muestra la materia oscura invisible en azul y las posiciones de los grupos de galaxias en amarillo. El trabajo , basado en numerosas observaciones con el Telescopio Espacial Hubble, revela que la materia oscura del grupo no está uniformemente distribuida, pero sigue de cerca las acumulaciones de materia luminosa.”

Sin embargo, está claro que, cuando nos referimos a la materia y energía oscura del Universo, lo único que está claro es, que no sabemos lo que es, de qué puede estar compuesta, cómo se creó, y, si en realidad existe, qué patrones sigue para su distribución y qué relación puede tener con la materia ordinaria (Bariónica) con la que, al parecer, interacciona por medio de la fuerza de Gravedad que genera.

Para tratar de hallar una explicación más o menos acorde a lo que hoy sabemos, he elegido un trabajo de una tocaya mía italiana que trata de explicarse sobre la materia oscura.

LA MATERIA OSCURA EN EL UNIVERSO

de Emilia-Palladino

“Hasta hace poco se creía que todos los objetos en nuestro universo eran visibles y envían su propia luz en todas las direcciones (o reflejada en función de su naturaleza), que llegó a la Tierra, por lo tanto pueden ser detectados y estudiados, tratando de conseguir que toda la información posible sobre el objeto que emite, o en las propiedades generales del Cosmos. Esto sigue siendo cierto, de hecho, la principal tarea del astrónomo no es sólo para recoger la luz a través de telescopios de la tierra y del espacio, sino también y sobre todo, para obtener información de lo que es visible a todos los que aún no que vemos y no sabemos de nuestro universo.

Justo después del análisis de la luz del cosmos en 50 años de observación, ahora sabemos que el 90% de la materia en el cosmos se compone de objetos o partículas que no se puede ver: en otras palabras, la mayoría de la materia cósmica no emiten luz (o radiación), por lo que sólo puede detectarse por los efectos sobre la materia visible que lo causa.

Esta “masa perdida” que se llama materia oscura, sólo un nombre que tenga en cuenta su característica fundamental: la invisibilidad.

Debido a que la materia oscura debe existir?

Históricamente hay dos razones fundamentales que han obligado a los astrónomos a la hipótesis de la existencia de una considerable cantidad de materia no visible. Los vemos en relación con el “medio ambiente” que produce los fenómenos cósmicos destacó, en ambos casos, nuestro conocimiento de los mecanismos de acción de la fuerza de gravedad requiere la existencia de materia oscura para explicar adecuadamente.

Los cúmulos de galaxias

En el universo hay muchas galaxias que en la mayoría de los casos no se producen de forma aislada distribuido entre sí sino que se disponen en grandes estructuras que contienen numerosas en un espacio pequeño que se puede definir, incluso cuando se refiera a distancias inimaginables orden de cientos de Mpc. Estas estructuras son los cúmulos de galaxias y el otro entre el almacenamiento y hay enormes vacíos cósmicos que ocupan, de hecho, el 80% del espacio conocido: la estructura de la distribución de la materia visible aparece “nido de abeja”, donde el las galaxias están dispuestas en dos planos-dimensionales que separa las regiones entre ellos prácticamente exento de la materia luminosa.

Debido a la fuerza de gravedad, las galaxias se mueven en el mismo grupo a su propio ritmo.Mediante el estudio de los valores de estas velocidades, los estudiosos han determinado que son demasiado altos, en un factor de 10 a 100 veces mayor de lo que serían si la masa de almacenamiento fue sólo una visible. De ello se deduce que debe haber una cantidad de materia no visible, pero “activo” por la gravedad que justifiquen los valores de la velocidad medida.

Espiral de las galaxias

A partir del estudio del comportamiento de galaxias cuya forma se define espirales y tienen un núcleo denso y brazos largos y muy envuelto alrededor de ellas, a raíz de la rotación de toda la estructura.Cada objeto que pertenece a la galaxia gira con su velocidad por el centro, el valor del mismo dependerá bastante intuitiva del objeto de la distancia desde el centro de la galaxia y la masa que lo constituye.

Si nuestra comprensión de la gravedad es correcta, una masa galáctica velocidades más grande partido. El estudio de estos valores es que las velocidades medidas son demasiado grandes como para justificar la cantidad de materia luminosa en esta galaxia, se deduce, además, que debe haber una cantidad considerable de la materia “activa” sólo por la gravedad que el aumento de la masa galáctica, haciendo que el valor observado de la velocidad de los objetos.

Cómo la materia oscura existe mucha?

Según el general de Einstein Teoría de la Relatividad, que ahora es la teoría fundamental a través del cual se explica la “apariencia” de nuestro universo hasta el último distancias, hay una cantidad fija de materia dentro del volumen cósmica, llamada densidad crítica, que actúa como discriminador entre las diversas formas del cosmos y su posible evolución futura. E ‘son extremadamente importantes para evaluar (aunque no es inmediato, porque no es suficiente “pesar” la materia que vemos) la masa total del universo para saber si es mayor, igual o menor que la suma fijada por las ecuaciones de la relatividad.

Para esta comparación, los científicos usan una tecla numérica, dijo el parámetro de densidad(Omega), la relación entre la cantidad de materia en el Universo y la cantidad medible real “crítica” según lo definido por Einstein en sus ecuaciones.

Si Omega es igual a 1, entonces la materia del universo es exactamente igual a la cantidad prevista por la relatividad general y gravitación entre las estructuras permite la continua expansión del espacio como lo hace ahora y que el Universo es plano, si Omega es menos de 1 significa que la cantidad total de materia no es suficiente para permitir que la fuerza de gravedad que actúa entre las estructuras y por lo tanto su destino es una expansión eterna, el Universo es abierto entonces, si Omega es mayor que 1, que el discurso inversa, la masa total de la mente cósmica es suficiente para provocar (en el futuro) el mecanismo de colapso gravitacional para volver a una situación similar a la del Big Bang inicial (Big Crunch), y el Universo está cerrado.

Los físicos teóricos prefieren un valor de Omega = 1, para una variedad de razones por las que se encuentran en los patrones de formación y evolución del cosmos, hoy la más fiable. Las consecuencias de un valor de Omega = 1 es que el Universo es plano y la geometría que describe es euclidiano. Teniendo en cuenta que algunas consideraciones teóricas (véase la página sobre la inflación ), algunos estudios de datos de observación (ver la página que describe la importancia del análisis de cosmológica estructura a gran escala ) y últimamente los resultados de Boomerangparece confirmar este valor requiere que las contribuciones a Omega de diferentes “tipos” de la materia existente mostrar cósmica, la suma de sólo 1.

Al medir la contribución al parámetro de densidad de la materia luminosa, tan visible, se obtiene Omega _mat.visibile = 0.05, que, como vemos, es un valor muy por debajo del umbral establecido en 1. A continuación, una gran cantidad de material debe ser invisible, pero en realidad parece que no hay evidencia experimental que justifique un valor mucho más alto _mat.oscura Omega ~ 0,35. El restante 70% de la masa parece haber hecho lo que algunos científicos llaman energía oscura, tal vez debido a la presencia de la cosmológica Lambda constante, un famoso número introducido por Einstein en sus ecuaciones para hacer frente a un “inconveniente” (entonces muy difícil de manejar) el “la expansión del Universo.

La constante cosmológica en términos de fuerza física que es en realidad un “freno” de la expansión cósmica y debido a su inconveniente, ya que el objetivo principal de la apariencia física era demostrar que es igual a 0. El problema es que últimamente hay evidencia bastante convincente (por, ejemplo, el estudio de las explosiones de estrellas conocidas como supernovas de tipo Ia ) que este número no es cero, sino que contribuye al valor del parámetro de densidad en un factor de “Para hacer 0.6, 0.7. Exactamente lo que falta para llegar a Omega = 1.

¿Dónde está la materia oscura?

La mayoría de los astrónomos están de acuerdo en creer que existe la materia oscura alrededor de los núcleos de las galaxias en un halo que se extiende hasta aproximadamente el doble de su tamaño visible. Esto sucede por ejemplo en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, donde las Nubes de Magallanes, dos galaxias satélites de nuestra elíptica que figuran en el hemisferio sur, tienen un movimiento influenciada por la presencia del halo de materia oscura, de modo que puede sentirse que se extiende a más de 30000 años luz más allá de ellos.

En general podemos decir que donde hay materia visible, hay una cierta cantidad de materia oscura.El problema es que si no hubiera sistemas celestiales donde sólo existe la materia oscura, que sería imposible detectar directamente debido a su invisibilidad, sólo podemos esperar que ellos están a punto de sistemas visibles para que pueda ver los efectos en ellos. De ello se deduce que la cantidad de materia oscura, debido a estos sistemas es completamente desconocido.”

Hasta aquí el artículo que, aunque adolece de una mala traducción del Italiano, en general nos proporciona datos y nos explica la creencia actual de los astrónomos sobre la dichosa materia y energía oscuras que, desde luego, tendremos que dejar sólo en una hipótesis o aproximación de lo que la realidad puede ser.

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LA QUÍMICA DE LAS ESTRELLAS

Los cambios se estaban produciendo a una velocidad cada vez mayor. Al siglo de Newton también pertenecieron, entre otros, el matemático Fermat; Römer, quien midió la velocidad de la luz; Grimaldi, que estudió la difracción; Torricelli, que demostró la existencia del vacío; Pascal y Boyle, que definieron la física de los fluidos…La precisión de los telescopios y los relojes aumentó notablemente, y con ella el número de astrónomos deseosos de establecer con exactitud  la posición de las estrellas y compilar catálogos estelares cada vez más completos para comprender la Vía Láctea.

La naturaleza de los cuerpos celestes quedaba fuera de su interés: aunque se pudiera determinar la forma, la distancia, las dimensiones y los movimientos de los objetos celestes, comprender su composición no estaba a su alcance. A principios del siglo XIX, William Herschel (1738-1822), dedujo la forma de la Galaxia, construyó el mayor telescopio del mundo y descubrió Urano. Creía firmemente que el Sol estaba habitado.

Al cabo de pocos años, nacía la Astrofísica, que a diferencia de la Astronomía (ya llamada  -“clásica o de posición”-), se basaba en pruebas de laboratorio. Comparando la luz emitida por sustancias incandescentes con la recogida de las estrellas se sentaban las bases de lo imposible: descubrir la composición química y la estructura y el funcionamiento de los cuerpos celestes. Estaba mal vista por los astrónomos “serios” y se desarrolló gracias a físicos y químicos que inventaron nuevos instrumentos de análisis a partir de las demostraciones de Newton sobre la estructura de la luz.

En 1814, Joseph Fraunhofer (1787-1826) realizó observaciones básicas sobre las líneas que Wollaston había visto en el espectro solar: sumaban más de 600 y eran iguales a las de los espectros de la Luna y de los planetas; también los espectros de Póux, Capella y Porción son muy similares, mientras que los de Sirio y Cástor no lo son. Al perfeccionar el  espectroscopio con la invención de la retícula de difracción (más potente y versátil que el prisma de cristal), Fraunhofer observó en el espectro solar las dos líneas del sodio: así se inició el análisis espectral de las fuentes celestes.

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Parece que, mirando a través del espacio interestelar el “Ojo de Gato” con tal agudeza que,  sus tres mil años-luz de distancia, no impide que nos vigile en nuestro azul planeta. Esta bonita imagen que a la derecha podemos contemplar, es el final glorioso de una estrella similar a nuestro Sol que, agotado su combustible nuclear, comienza sus transiciones de fases y se crea el mundo mágico que recorre el espacio comprendido entre el nacimiento, la vida y la muerte de las estrellas. En este caso, bonitos bucles de gas han sido moldeados por fuertes e intensos vientos solares acompañados de enormes ráfagas de radiación para conformar una Imagen que, se asimila al ojo de un gato y ha llegado a alcanzar una fama merecida entre los astrónomos y aficionados.

Cuando se contemplan estas creaciones del Cosmos, no podemos evitar sentirnos pequeños ante tanta grandeza, tal explosión de belleza natural a partir de la muerte de una estrella al final de sus días en la secuencia principal, y, que habiendo quedado a merced de la fuerza de Gravedad, se ve comprimida más y más y es literalmente aplastada bajo su propio peso. La consecuencia de ello, como vemos en la imagen, es la de lanzar al espacio interestelar las capas exteriores a velocidades considerables.

La consecuencia de todo este proceso, es que el núcleo central de la estrellas que se comprime, se ve rodeado por materiales complejos que adoptan diversas formas y colores al ser ionizados por la intensa radiación proveniente del corazón de la estrella moribunda que se ve aplastada hasta que, los electrones “protestan” (se degeneran al no poder soportar estar en espacio tan estrecho todos juntos por impedirlo el Principio de exclusión de Pauli) y, en ese momento, tendrá la capacidad suficiente para que, esa degeneración de electrones, sea suficiente para poder frenar la implosión de la estrella que, finalmente quedará mconvertida en una enana blanca de una densidad muy alta, tan densa como 5 x 10⁸ kg/m³. Es decir, nuestro Sol, que tiene un diámetro de 1.392.530 Km de diámetro, una vez que le llegue ese momento, se contraerá hasta alcanzar un diámetro similar al de la Tierra.

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Hoy, la imagen que nos pone Shalafi (Juanma), es una Galaxia espiral que, como la nuestra, la Vía Láctea, destaca por sus brillantes brazos espirales cuajados de estrellas blanco-azuladas y masivas de inmensas energías ultravioleta que ionizan el espacio a su alrededor.

Dicen que ésta Galaxia, NGC 891, situada a 32 millones de a.l. de nosotros, es muy parecida a la nuestra, La Vía Láctea que, al estar nosotros situados en ella, no hemos podido fotografiar y, las similitudes las enmarcamos en datos y parámetros que nos llevan a pensar en un parecido que, seguramente, será cierto.

En este tipo de Galaxias de brillantes brazos de estrellas, gas y polvo que se extienden en un patrón espiral y que abarcan una superficie de más de 100 mil año-luz, podemos encontrar de todo. Cualquier objeto del Universo, por raro o exótico que pueda ser, ahí estará. Y, desde luego, juegan un papel muy importante las estrellas gigantes y supermasivas que, al hacer el cambio de fase al final de sus vidas explotando en supernovas, crean las condiciones necesarias para que, los materiales complejos químico-biológicos, hagan su aparición y, a partir de estos materiales, surgirán, nuevas estrellas, nuevos mundos, y, desde luego, nuevas formas de vida si el lugar es adecuado.

En esas inmensas masas de gas equivalentes a miles de millones de veces la masa del Sol, los brotes masivos de formación de estrellas son sucesos corrientes. Ocurre en galaxias de todo tipo, y algunos de ellos, los más poderosos, acaban lanzando fuera de las galaxias todo el material procesado en el interior de las estrellas; son los Supervientos  Galácticos que dibujan las estructuras más llamativas del Universo visible: cientos y miles de estrellas jóvenes y luminosas que, al expulsar sus capas más externas, desgarran el gas que encuentran a su alrededor, empujándolo y apilándolo en cascarones de alta velocidad, que crecen y chocan entre ellos estructurando el medio interestelar.

El flujo de fotones ultravioleta que producen las estrellas  causa la ionización de un gran volumen de gas desvelando las estructuras, huecos, burbujas y cascarones que se generan con la energía de los flujos supersónicos. Un brote estelar deja huella en los discos y en los halos de las galaxias, huellas que perduraran durante millones de años, estructurando el medio interestelar y cambiando en muchas ocasiones las apariencias de las galaxias mismas.

Los brotes de formación estelar en los núcleos de las galaxias son la cumbre, tanto en masa como en energía, de todo el rango que cubren las starbursts. La masa que se transforma en estrellas puede llegar a exceder 10⁹ masas solares, comparable a la masa total de hidrógeno molecular (H₂) de todo el disco de la Vía Láctea.

Dependiendo de sus masas, edad, composición de elementos, de si está sola o acompañada, y de otros muchos factores, las estrellas están conformadas dentro de un abanico de una rica variedad que lo mismo podemos hablar de una estrella de Litio, Silicio o Tecnecio, que de una estrella de Enana Blanca, marrón o negra, de Neutrones y magnetizada o supermasivas e hipergigantes.

Existen estrellas en el cielo que son muy ricas en metales pesados, como las estrellas de Bario o las estrellas S que están referidas a las estrellas de Circonio. Son corrientes las estrellas de Litio o Carbono. Los mecanismos de fabricación de elementos dentro de las estrellas están muy bien definidos.

Hablar de las estrellas es hacerlo de una parte esencial del Universo. Tan esencial que, sin ellas, no podría existir la diversidad de elementos que podemos detectar en el cielo en forma de moléculas de todo tipo que son los materiales a partir de los cuales surgen los mundos y, sobre ellos, los seres biológicos que nosotros consideramos formas de vida.

¿Cuántas Galaxias habrá en nuestro Universo? Algunos la cifran en 100 mil millones y a cada una (de media) le adjudican tener 100 mil millones de estrellas. ¿Os dais cuenta de la cantidad de mundos habitables que podrían ser posibles en esa infinidad de mundos?

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Esta bonita Imagen que Shalafi (el amigo Juanma), nos ha puesto hoy a la derecha de la pantalla, es de magnitud 4 y está situada en Crux, cerca de la Nebulosa oscura Saco de Carbón, también conocido como NGC 4755 o Cúmulo de Kappa Crucis. La mayoria de las estrellas brillantes del cúmulo son de color blanco azulado, incluyendo la propia Kappa Crucis, una supergigante de magnitud 5,9, aunque cerca del centro se encuentra una supergigante roja de magnitud 8.

El Cúmulo se halla a 7 600 años-luz. Fue llamado así por J.F.W. Herschel, quien lo comparó a una colección de joyas. El nombre de Joyero es en ocasiones también aplicado a M6 en Scorpius, más conocido como cúmulo de la mariposa.

Los cúmulos de estrellas son colecciones de éstas que se han formado juntas a partir de la misma nube de gas y están unidas por su atracción gravitatoria mutua. Existen dos tipos principales de cúmulos de estrellas. Los cúmulos globulares que contienen entre decenas y miles de millones de estrellas viejas empaquetadas en una bola casi esférica, y se encuentran en los halos de las galaxias. Los cúmulos abiertos (como el que nos muestran hoy) tienen muchas menos estrellas y presentan formas más irregulares, consisten (por lo general) en unos pocos cientos de estrellas relativamente jóvenes, azuladas y muy energéticas que emiten radiación ultravioleta ionizando el material circundante. Casi siempre, están situadas en los brazos espirales de las galaxias. Si el grupo está demasiado abierto, pasa a ser denominado como “agrupación estelar”

Los cúmulos abiertos, al estar situados en los brazos de las galaxias, son denominados en ocasiones como cúmulos galácticos. Estos cúmulos abarcan (por media) unos 50 a.l. de extensión. Las Pléyades y las Hyades son dos ejemplos famosos de cúmulos abiertos. En los cúmulos abiertos existe una densidad de estrellas 10 000 veces mayor que la existente en la vecindad del Sol. Se conocen más de mil y todos situados en el disco galáctico.

Sus edades varian entre unos pocos millones hasta varios miles de millones de años, y los más jóvenes están todavía rodeados de trazas de la Nebulosa a partir de la cual se formaron. Los menos densos de ellos, son gradualmente disgregados por la interacción gravitacional con el resto de la galaxia y, sus componentes, terminan siendo estrellas dispersas y solitarias.

emilio silvera

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