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10 misterios galácticos de la vía láctea
El espacio está lleno de misterios. Desde las preguntas que aún no hemos respondido sobre las estrellas a los planetas y lunas en nuestro propio sistema solar, hay mucho que hacer con nuestros telescopios. Sin embargo, algunos misterios están en una escala aún mayor, y los siguientes son literalmente galácticos.
10 lugar de nacimiento del sol
Las estrellas como nuestro sol nacen en grupos con otras estrellas similares. Estos hermanos estelares se forman a partir de la misma nube de gas, por lo que tienen la misma composición química. Sin embargo, hemos examinado 100.000 estrellas a 325 años luz de la Tierra y hemos encontrado solo dos que están muy cerca del Sol. Nuestro sol está solo, lo que significa que fue expulsado o expulsado de su grupo hace 4.500 millones de años.
Un buen candidato para su lugar de nacimiento fue Messier 67, un grupo en la constelación de Cáncer a unos 2.900 años luz de distancia. Las estrellas allí tienen una edad, temperatura y química similares a las de nuestro sol. Sin embargo, los astrofísicos de la Universidad Nacional Autónoma de México hicieron simulaciones en 2012 y encontraron que el M67 simplemente no funcionó.
El Sol habría necesitado una alineación improbable de varias estrellas masivas para expulsarlo, y la velocidad necesaria habría destrozado el disco planetario, evitando que la Tierra se formara. Además, el balanceo vertical de M67 en el plano galáctico es cinco veces mayor que el del Sol, y debería ser el mismo.
Es posible que el cúmulo del Sol simplemente ya no exista, y todos sus primos se han separado. Otra hipótesis es que vino de cerca del centro de la galaxia, donde se encuentran muchas estrellas similares al Sol.
La mejor oportunidad para descubrir la respuesta es el satélite europeo Gaia. Lanzado en 2013, Gaia está mapeando la composición química de mil millones de estrellas. Se espera que la misión termine en 2018 y dará un conocimiento sin precedentes sobre la evolución de la galaxia.
9waves hechas de estrellas
Los descubrimientos en astronomía a menudo no se hacen simplemente mirando a través de un telescopio y viendo lo que hay allí. A veces, un observatorio produce una gran variedad de datos de una parte del cielo, y los científicos tardan años en sacar conclusiones de la información. El Sloan Digital Sky Survey es uno de esos proyectos. Usando un telescopio en Nuevo México, pasó la última década observando 930,000 galaxias, 120,000 quásares y casi medio millón de estrellas en la Vía Láctea.
Usando estos datos, un equipo de astrónomos notó algo sobre la distribución vertical de las estrellas. Estos a menudo se agrupan, y el equipo notó un patrón en 300,000 estrellas que se asemeja a una onda de sonido. Ellos acuñaron el término "cosmoseismology" para su artículo, sugiriendo que algo había causado que la galaxia "sonara como una campana".
La explicación más probable es que algo chocó y pasó a través de nuestra galaxia en los últimos 100 millones de años. Los investigadores no pudieron precisar qué ... podría haber sido una galaxia enana o posiblemente una estructura de materia oscura. Pueden haber sido múltiples eventos, e incluso notan que la ola puede ser el resultado de algo en curso.
Una vez más, los investigadores esperan que las mil millones de estrellas mapeadas por Gaia proporcionen respuestas. Sospechan que puede haber un rico patrón de estructuras de ondas ocultas en toda la galaxia, lo que abrirá una nueva ventana a su historia.
8 nubes de alta velocidad
Las nubes de alta velocidad (HVC) se descubrieron en 1963. Estas colecciones de gas interestelar se mueven en diferentes velocidades y direcciones a la rotación de la Vía Láctea, desactivadas en al menos 50 kilómetros (32 millas) por segundo. En su mayoría están hechos de hidrógeno y se cree que están cayendo en la galaxia desde el espacio intergaláctico. Sin embargo, de dónde vienen, aún no se ha resuelto.
Jan Oort, uno de los descubridores de las nubes, sugirió que el gas es un remanente de la formación de la galaxia. Otra explicación es que el gas expulsado de la Vía Láctea está retrocediendo como una Fuente Galáctica. Si este fuera el caso, el aumento de gas sería difícil de detectar debido a todos los demás materiales en el camino.
El material puede provenir de objetos en órbita alrededor de nuestra galaxia. Uno de estos elementos es el Complejo H, una pequeña galaxia en sí, que se cree está en una órbita retrógrada alrededor de la Vía Láctea. A medida que se mueve, excreta gas a nuestra galaxia.
Una HVC, Smith's Cloud, avanza hacia el disco de la Vía Láctea a unos 73 kilómetros (45 millas) por segundo y se fusionará con nuestra galaxia en aproximadamente 27 millones de años. Su trayectoria sugiere que ya pasó por la Vía Láctea hace 70 millones de años. Esto debería haber desgarrado la nube, y los científicos creen que un halo de materia oscura podría haberlo mantenido unido.
7Magellanic Clouds
Las Nubes de Magallanes son galaxias compañeras de la Vía Láctea, descubiertas durante el viaje pionero de Fernando de Magallanes alrededor del mundo en el siglo XVI. La Gran Nube de Magallanes tiene 14,000 años luz a lo largo y alrededor de 160,000 años luz de la Tierra. La Pequeña Nube de Magallanes tiene la mitad del diámetro de su primo, pero 30,000 años luz más lejos. A modo de comparación, la Vía Láctea tiene 140,000 años luz de diámetro.
Las nubes tienen 13 mil millones de años y se cree que orbitan la Vía Láctea. Sin embargo, las mediciones tomadas por el Hubble sugieren que se están moviendo dos veces más rápido de lo que pensábamos originalmente. Si ese es el caso, la Vía Láctea no debería ser lo suficientemente masiva para mantenerlos en órbita. Averiguar si están en órbita se ha convertido en un nuevo misterio. Si lo son, significaría que la Vía Láctea podría ser el doble de masiva de lo que se pensaba anteriormente.
Ya sea que las nubes estén aquí para quedarse o simplemente pasar, atraen mucho misterio. Recientemente, los científicos resolvieron una pregunta de cuatro décadas sobre la fuente de Magellanic Stream, una cinta de gas que se extiende hasta la mitad de la Vía Láctea.Descubrieron que la mayor parte provenía de la nube más pequeña, aunque los niveles de oxígeno y azufre en las regiones más nuevas coinciden con la nube más grande.
En 2007, el telescopio Parkes de Australia detectó un estallido de ondas de radio mientras examinaba la pequeña nube. El poder detrás de la explosión indica un evento extremo, como una colisión de estrellas de neutrones o la muerte de un agujero negro. Es casi seguro que vino de más lejos que la nube, pero su fuente exacta sigue siendo un rompecabezas.
6Galaxy X
La teoría de conspiración astronómica más popular es la existencia del "Planeta X". Sugiere que un planeta del tamaño de Júpiter orbita al Sol en una órbita errática, rastreada en secreto por la NASA. Si bien hay muchos problemas con esa idea, existe una posibilidad muy real de la existencia de "Galaxy X". Es una galaxia enana en el lado opuesto a la Vía Láctea, que no podemos ver debido al gas. y el polvo en el camino. Galaxy X sería hasta un 85 por ciento de materia oscura.
El astrónomo teórico Sukanya Chakrabarti de UC Berkeley está liderando la caza. Ha desarrollado un método para encontrar galaxias oscuras mediante el examen de las ondulaciones en la distribución de gas hidrógeno en galaxias espirales. El gas de hidrógeno se extiende hasta cinco veces más lejos del centro de la galaxia que el área poblada de estrellas, por lo que las galaxias en órbita harán ondulaciones en el gas.
Chakrabarti predice que Galaxy X tendrá una masa en torno a la centésima parte de la Vía Láctea. El método para encontrar la galaxia oculta ha sido probado en otras galaxias con un compañero conocido y puede encontrar cuerpos solo una décima tan masivos que eso.
5El problema del litio
El problema del litio es uno de los problemas históricos de la cosmología. El litio es el tercer elemento más liviano del universo, después del hidrógeno y el helio, y los modelos del Big Bang predicen qué niveles de esos elementos deberíamos esperar encontrar. Esos modelos funcionan para todo menos litio.
En las estrellas más antiguas de la Vía Láctea, el isótopo litio-7 se encuentra en alrededor de un tercio de los niveles esperados. El litio-6 aparece a una tasa de alrededor de 1,000 veces demasiado, aunque es mucho más difícil de contar.
Ninguna explicación ha funcionado. Las respuestas potenciales arrojan las cantidades de otros elementos. Y el problema sólo se ha vuelto más difícil. Un artículo de astrofísica de 2008 reflejaba la forma en que los cosmólogos se sienten al respecto con el título Una píldora amarga: el problema primordial del litio empeora.
La investigación que sugiere que la galaxia primitiva estaba poblada con microquásares agregados a los males. Estos agujeros negros en miniatura producen chorros de plasma supercaliente con suficiente energía para fusionar el hidrógeno en helio. En 2012, un equipo de Suecia y Alemania calculó que si el 1 por ciento de los microquásares de la Vía Láctea produjeran litio-7, producirían una cantidad similar a la esperada del Big Bang. En resumen, los microquásares hacen que el problema del litio sea el doble de grande.
Una explicación reciente se basa en la existencia de axiones, una partícula teórica de materia oscura. Las predicciones de los niveles de litio-7 dependen de los cálculos de la cantidad de luz en el universo primitivo. Esto se resuelve a partir del fondo cósmico de microondas, que apareció después de unos 380.000 años. Los axiones podrían haber enfriado los fotones en ese momento, lo que nos ha llevado a subestimar los niveles de luz y, por lo tanto, sobrestimar el litio-7.
Está lejos de ser una respuesta, ya que implicaría la existencia de dos veces más neutrinos de los que hemos detectado actualmente. Además de eso, los axiones ni siquiera son el principal candidato para explicar la materia oscura, y es posible que no existan en absoluto.
4 Deformación galáctica
En muchas galaxias, el polvo y el gas entre las estrellas se concentra en una capa delgada. Nuestra Vía Láctea no es una excepción. "Delgado" es relativo, por supuesto, el disco tiene alrededor de 240 años luz de espesor en sus puntos más finos, pero eso es todavía una pequeña fracción del ancho de la galaxia. Resulta que estamos incrustados en lo profundo de esta capa, que consiste casi totalmente en hidrógeno atómico y helio.
Mientras que algunos de estos discos son planos, muchos de ellos están doblados y curvados. Esto se conoce como deformación galáctica. Algunos se parecen al signo integral utilizado en el cálculo o una letra estirada S. Algunos tienen forma de U y otros no tienen simetría alguna. Múltiples cosas pueden causar las deformaciones. De hecho, parece probable que haya un proceso continuo, ya que los modelos sugieren que las deformaciones se aplanarían naturalmente con el tiempo si las galaxias se formaran de esa manera.
En la Vía Láctea, el disco es plano en relación con el plano de la galaxia donde estamos. En una dirección, se curva al norte del plano galáctico, mientras que en la dirección opuesta, se curva hacia abajo antes de volver a enrollarse justo al final. En muchos sentidos, se parece a una ola.
Los científicos de la UC Berkeley pudieron describir la deformación como una combinación de tres vibraciones en el disco. El primero es un aleteo en los bordes, combinado con una onda sinusoidal como la piel de un tambor y una oscilación en forma de silla de montar. Combinados, le dan a nuestra galaxia una nota de 64 octavas por debajo de la mitad C.
Creen que una explicación probable es el resultado de las Nubes de Magallanes que surcan el halo de materia oscura alrededor de la Vía Láctea. La interacción de las nubes se descartó previamente porque se pensaba que carecían de suficiente masa para causar la deformación. Los investigadores sugieren que una vibración en el halo a medida que las nubes se mueven a través de él, similar a la estela de una nave, podría resonar a través de la galaxia y hacer que el disco se deforme.
Bandas interestelares de difusión 3D
Desde su descubrimiento en el siglo XIX, la espectroscopia ha sido una de las técnicas más importantes en astronomía. Implica examinar la longitud de onda de la radiación de los objetos en el espacio para descubrir, entre otras cosas, de qué están hechos.Cada átomo y molécula absorbe diferentes longitudes de onda de la luz. Al examinar los patrones de luz que nos llegan, podemos descubrir por qué se ha pasado.
En 1922, la astrónoma Mary Lea Heger observó bandas que no coincidían con nada que conociéramos. Los científicos concluyeron que estas bandas eran el resultado de alguna cosa en el espacio interestelar, pero no tenían idea de qué.
Cientos de bandas se han descubierto en los espectros infrarrojo, ultravioleta y visible. La causa de estas bandas interestelares difusas se convirtió en el "problema espectroscópico clásico del siglo XX". Los libros se llenaron de especulación, cubriendo "todas las formas concebibles de materia". Las moléculas grandes basadas en carbono son las candidatas más probables, y pueden contener como tanto como el 10 por ciento del carbono de la galaxia.
En 2011, se encontraron bandas interestelares difusas por primera vez en dirección al núcleo de la Vía Láctea. Esto ofrece una pista: significa que las moléculas pueden resistir aparentemente el entorno hostil del centro de nuestra galaxia. Las nuevas bandas también se encontraron más lejos que nunca en el espectro infrarrojo.
Thomas Geballe, un astrónomo que trabaja en Hawai, espera que las nuevas observaciones puedan acercar a la comunidad científica a una respuesta. Las moléculas en realidad podrían dar una pista de los orígenes de la vida, ya que las bandas pueden provenir de complejos químicos que ayudaron a sembrar la Tierra.
2 estrellas de la hipervelocidad
La mayoría de las estrellas orbitan alrededor del centro galáctico a aproximadamente la misma velocidad que nuestro Sol, alrededor de 230 kilómetros (143 millas) por segundo. Sin embargo, algunas estrellas, alrededor de una en cada mil millones, viajan tres veces más rápido que eso. Son conocidos como estrellas de hipervelocidad. El primero fue descubierto por astrónomos del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en 2005, pero desde entonces hemos encontrado docenas.
Lo interesante de ellos es que se están moviendo tan rápido que pueden escapar de la órbita de la galaxia por completo. Lo misterioso de ellos es la fuente de esta velocidad.
Se cree que uno de los más rápidos jamás descubiertos, HE 0437-5439, tiene un pasado complicado. La teoría es que un sistema de tres estrellas pasó por el centro de la galaxia, cuando el agujero negro central arrancó una estrella. Eso eliminó a los otros dos, que más tarde se fusionaron con el súper caliente gigante azul que volaba fuera de la Vía Láctea a 2,5 millones de kilómetros (1,6 millones de millas) por hora.
La estrella de hipervelocidad más cercana a la Tierra, LAMOST-HVS1, también puede haber sido arrancada por una interacción con el agujero negro central. Pero podría haber venido del disco, lo que indica un agujero negro de peso mediano en nuestra galaxia. Están en algún lugar entre los agujeros negros supermasivos y los de masa estelar. Solo se ha observado uno, y no está en nuestra galaxia.
1Willman 1
En 2004, un equipo de astrónomos de la Universidad de Nueva York encontró un objeto inusual cuando examinaban datos de Sloan Digital Sky Survey. Estaban buscando galaxias compañeras débiles para la Vía Láctea, pero lo que encontraron no encajaba en la caja de la galaxia. De hecho, el grupo de estrellas no encajaba en ninguna caja.
Se llamaba SDSSJ1049 + 5103, o Willman 1 para abreviar. Orbita alrededor de 120,000 años luz de la Vía Láctea. Puede ser una galaxia enana, o posiblemente un cúmulo globular, pero hay problemas con ambas teorías. Los cúmulos globulares tienden a tener varios cientos de miles de estrellas, mientras que Willman 1 tiene menos de mil. Puede ser un cúmulo de una galaxia más pequeña, descrita por un físico que se monta a cuestas en nuestra galaxia "como un pequeño ácaro montado en una pulga, ya que, a su vez, se engancha a un perro enorme".
Si es una galaxia en lugar de un cúmulo, eso puede arrojar una llave en las obras para otra teoría. Las simulaciones por computadora de los orígenes de la Vía Láctea indican que debería haber cientos de galaxias más pequeñas cerca, pero solo se han encontrado 20. Una explicación para esto fue que una masa de menos de 10 millones de soles es demasiado pequeña para producir muchas estrellas, lo que hace que las galaxias sean invisibles.
Una observación adicional de Willman 1 sugiere que su masa es de solo medio millón de soles, muy por debajo de ese límite. Es posible que en Willman 1 no se tenga en cuenta la materia oscura, o que se haya eliminado algo de masa. De cualquier manera, es un grupo de estrellas que actualmente ofrece muchas más preguntas que respuestas.