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Mensaje  JOSE ANTONIO MARTINEZ el Jue 8 Ago 2019 - 16:21

Hola.

Hago un breve paréntesis de anotar nuevas noticias sobre la Luna, para comentar que un equipo de investigadores del Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre, ha descubierto el mayor Agujero Negro Supermasivo (ANS): está ubicado en el centro de la galaxia supergigante Holmberg 15A (a 700 millones de años luz), justo en medio del cùmulo de galaxias Abell 85 y tiene 40.000 millones de masas solares.
Le han denominado Holm 15A y han explicado que propiamente debería llamarse Agujero Negro Ultramasivo (ANU).

Se ha calculado por primera vez exactamente su masa al rastrear con extrema precisión el movimiento de las estrellas que lo orbitan a su alrededor, lo que se conoce como una "medición directa".

El ANU más masivo jamás detectado es el quásar TON618 de 66.000 millones de masas solares, pero esa cifra está obtenida por mediciones indirectas, y por tanto, debe ser tomada por ahora como algo no confirmado al 100%.

Han dicho los descubridores: "Utilizamos modelos de Schwarzschild asimétricos a partir de nuevas observaciones espectrales de campo amplio de alta resolución, obtenidas con el instrumento MUSE instalado en el telescopio VLT".

El horizonte de sucesos del ANU Holm 15A (conocido como el radio de Schwarzschild) es de 790 UA.

Para darnos cuenta de lo que supone tamaña cantidad, hay que recordar que Plutón orbita a una distancia media del Sol de 39,5 UA.
Y la heliosfera solar, lugar donde el viento del Sol ya no es suficientemente fuerte como para "empujar" contra el espacio interestelar...está a unas 123 UA.

El ANU Holm 15A ha resultado ser de 4 a 9 veces mayor de lo inicialmente esperado, dada la masa estelar de su galaxia y la dispersión de velocidad estelar de la misma.
Una posible explicación formulada por el equipo descubridor, es que esa colosal masa podría deberse a la fusión de 2 ANS algo más pequeños, que tuvo lugar anteriormente, cuando se aproximaron y colisionaron 2 enormes galaxias.

Un saludo.

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Mensaje  JOSE ANTONIO MARTINEZ el Jue 8 Ago 2019 - 22:04

Hola.

Después de la anterior noticia sobre el ANU Holm 15A, retomamos el tema del origen de la Luna, donde un estudio realizado por Simon J. Lock (científico planetario e investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California) y Sarah T. Stewart (profesora de geofísica y ciencias planetarias en la Universidad de California en Davis) presenta a un nuevo tipo de objeto astronómico llamado "sinestia" como clave para resolver el persistente misterio de la génesis lunar.

El 1 de agosto de 1.971, mientras exploraban el borde oriental de la llanura de lava conocida como Mar de las Lluvias, los astronautas del Apolo 15 David Scott y James Irwin hallaron algo extraordinario en la Luna: un fragmento de corteza lunar muy antiguo, una reliquia de màs de 4.000 millones de años que contenía pistas sobre la formación de la Luna.

En cuanto Scott vio el destello de los primitivos cristales incrustados en la que más tarde se llamaría "roca del Génesis", comprendió su posible importancia para resolver el origen de la Luna.
"Creo que hemos encontrado lo que veníamos a buscar", comunicó Scott al centro de control mientras él e Irwin recogían la piedra, que se convertiría en una pieza clave del legado científico del programa Apolo.

Los estudios de esta roca y de los casi 400 kg. de muestras que trajeron los astronautas de las misiones Apolo dieron un vuelco a nuestra concepción de la historia lunar, al invalidar las teorías imperantes (que postulaban que la Luna había sido capturada por la gravedad de la Tierra o que se había formado al mismo tiempo que ella) al tiempo que revelaban nuevos importantes detalles, como el océano de magma que cubrió el satélite recién nacido.

La inmensa energía requerida para generar ese océano de magma apuntaba a una idea nueva y radical sobre el origen de la Luna: que esta se formó a partir de un gigantesco impacto, una colisión entre la proto-Tierra y otro cuerpo planetario.
La hipótesis se basaba en cálculos que mostraban que los planetas en fase de crecimiento tienden a chocar entre sí, y en el curioso hecho de que la composición de la Luna guarda un asombroso parecido con la del manto rocoso de la Tierra.

Algunos investigadores sugirieron que dicho impacto habría determinado la rotación de la joven Tierra, dejando un ciclo de 24 horas de día y noche. La teoría canónica del gran impacto que surgió de estos primeros estudios propone que un choque de refilón con un objeto del tamaño de Marte creó un disco caliente de escombros rocosos alrededor de la Tierra.
Más tarde, la fusiòn de estos fragmentos dio lugar a la Luna: un escenario que explicarìa su elevada masa, así como la escasez de agua y de otras sustancias volátiles.

Sin embargo, la hipótesis del gran impacto no está exenta de problemas.
El principal de ellos es la sorprendente relación química entre la Tierra y la Luna. Ambos astros están hechos del mismo material, cual gemelos planetarios, mientras que la teoría canónica predice que la Luna debería haberse formado principalmente a partir del cuerpo del tamaño de Marte.
La composición de este progenitor tuvo que ser distinta a la de la proto-Tierra, ya que los planetas que se gestaron a partir del disco de gas y polvo que rodeaban al joven Sol habrían incorporado mezclas distintas de los elementos disponibles dependiendo de su posición orbital.

Los científicos pueden percibir esas diferencias efectuando mediciones muy precisas de la abundancia relativa de isótopos en las rocas. Ello genera "huellas isotópicas" únicas para cada cuerpo planetario del Sistema Solar...excepto para la Tierra y la Luna, que, extrañamente, parecen tener huellas casi idénticas.

Esta "crisis isotópica" ha perseguido a la teoría del gran impacto durante décadas. Pero hasta hoy no había surgido ninguna explicación mejor del origen de la Luna.
Ahora, sin embargo, en lo que supone otro reinicio científico, hemos descubierto que la mayoría de impactos gigantes no producen un planeta rodeado de un disco de escombros.
De hecho, la mayoría no producen ningùn planeta.
En cambio, crean una nueva clase de objeto astronómico, un híbrido transitorio entre un planeta y un disco, llamado "sinestia", que explicaría muchas de las características màs misteriosas de la Luna.

Continuará.

Un saludo.

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Mensaje  JOSE ANTONIO MARTINEZ el Miér 14 Ago 2019 - 14:14

Hola.

El descubrimiento de las sinestias se remonta a hace unos años, cuando cavilábamos sobre si el impacto gigante que formó la Luna podía haber establecido la duración del día terrestre.
El ciclo diario está relacionado con el impacto a través de una ley fundamental de la física: la conservación del momento angular.
En el pasado, la Luna estaba más cerca de la Tierra, así que esta giraba más rápido para conservar el momento angular. De hecho, habría tenido un día de solo 5 horas.

Otros científicos habían descubierto que un gran impacto rasante con un cuerpo celeste del tamaño de Marte podía fijar el momento angular total de la Tierra y la Luna. Pero, si la duración del día terrestre en nuestro planeta respondiera a alguna otra causa, el evento que formó la Luna podría haber tenido más (o menos) momento angular, lo cual abre la puerta a un abanico mucho mayor de posibles colisiones.

Y un impacto gigante con màs energía y momento angular podrìa, en casos muy aislados, conducir a una mezcla equitativa de los materiales de los 2 cuerpos que chocan, lo que justificarìa la condición de gemelas isotópicas de la Tierra y la Luna.

Examinamos este problema simulando unos 100 escenarios distintos para un impacto gigante con grandes cantidades de energía y momento angular, pero los resultados que obtuvimos parecían absurdos.
Nuestras representaciones gráficas de todas las posibles consecuencias de la colisiòn no mostraban la clara división entre "planeta" y "disco" que esperábamos.

Tras el impacto, los planetas se calentaban y crecían enormemente, con sus mantos rocosos parcialmente vaporizados e hinchados hasta más de 100 veces el volumen actual de la Tierra, tanto que quedaban conectados al disco circundante.
Los objetos resultantes no parecìan planetas o discos normales, sino algo intermedio.
En un golpe de inspiración, comprendimos que estos enormes impactos habían creado algo nuevo, pero ignorábamos de qué se trataba: aunque todavía no sabíamos ponerle nombre, habíamos visto nuestra primera sinestia.

Pronto empezamos a fabricar cientos de sinestias con nuestros modelos informáticos, calentando planetas hasta superar el límite de corrotación.
Las sinestias pueden presentar una gran variedad de formas y tamaños en función de cómo se distribuyan en ellas la masa, la energía y el momento angular.
Un planeta que se calienta despacio crea una sinestia parecida a un platillo volante, mientras que los impactos gigantes generan enormes sinestias hinchadas con forma de rosquilla o de pastel relleno de crema.

Ahora que comprendíamos mejor cómo surgían y se manifestaban estos objetos, empezamos a profundizar en nuestras simulaciones anteriores de impactos gigantes, y tambièn hallamos sinestias: llevábamos años produciéndolas por casualidad.
De hecho, en los modelos de la mayoría de los científicos que trabajaban en impactos gigantescos se escondían sinestias a la espera de ser reconocidas como singulares y nuevos objetos para la ciencia.
Que nadie hubiera reparado en ellas se debía a una cuestiòn de expectativas equivocadas.

Y es que, entre todos los grandes impactos capaces de formar la Luna, las colisiones canónicas con un proyectil del tamaño de Marte no tienen la energía y momento angular suficientes para generar una sinestia. Centrarse en este tipo de choques había llevado a generaciones de científicos a creer erróneamente que lo normal era que un impacto gigante produjera un planeta y un disco.

Continuarà.

Un saludo.

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Mensaje  JOSE ANTONIO MARTINEZ el Jue 15 Ago 2019 - 15:48

Hola.

Para nosotros, el siguiente paso obvio consistía en modelizar la frecuencia con que surgirían sinestias en el complejo proceso de formaciòn planetaria. Desarrollamos técnicas para determinar qué impactos podrían transformar los planetas en sinestias. Al comparar estos resultados con modelos de crecimiento planetario, descubrimos que las sinestias no eran extremadamente raras, sino que en realidad constituían un elemento muy comùn, aunque transitorio, de los sistemas planetarios jóvenes.

Para intentar entender lo que estábamos viendo, retornamos a los principios fundamentales y reexaminamos conceptos básicos como la definición práctica de "planeta".
Un planeta se caracteriza en parte por su forma esferoidal (resultado de una autogravedad lo bastante intensa para deformar la roca como si fuera un fluido) y por rotar como un todo, con tan solo pequeñas variaciones debidas a posibles dinámicas internas.
Usamos un programa informático de dinámica de fluidos para calcular lo que ocurre en un planeta similar a la Tierra cuando su manto rocoso se calienta poco a poco, y observamos en nuestros modelos el aumento de tamaño del planeta a medida que sus rocas comenzaban a vaporizarse.

A las temperaturas extremas que se alcanzan tras un gran impacto, el cuerpo se asemeja a un gigante gaseoso, tan caliente que carece de una superficie real: no es más que una espesa atmósfera de vapor de roca cuya densidad aumenta con la profundidad.
Si un mundo así rota con un periodo de 5 horas, mantiene una forma más o menos esferoidal incluso al hincharse, como consecuencia del incremento de la temperatura.

Pero si el planeta gira aún más rápido, al calentarse sucede algo sorprendente. A medida que se expande, el ecuador alcanza un punto en que rota tan rápido como si estuviera en órbita, lo que se conoce como "límite de corrotación".
Un mínimo aporte de calor provoca que la materia comience a fluir al exterior y entre en órbita. De repente, una "aleta" de vapor sobresale del ecuador y el planeta se convierte en algo distinto: ya no es un simple esferoide y tampoco rota cohesionado, sino que presenta una región interna de corrotación y una región externa que gira más despacio.

Decidimos bautizar a esta nueva criatura celeste con el nombre de "sinestia" en honor a Hestia, la diosa griega del fuego del hogar, ya que pensamos que la Tierra fue uno de estos abrasadores objetos. El prefijo "sin" enfatiza la sinergia entre la materia interconectada del planeta y el disco.
Una sinestia es el objeto en que se convierte un planeta cuando el calor y la rotación hacen que pierda su forma esferoidal.

De hecho, nuestras simulaciones sugieren que buena parte de los planetas rocosos del Universo podrían haberse transformado en sinestias al menos una vez durante su formación.
Ahora creemos que la mayoría de los impactos gigantes que dan lugar a un cuerpo con la masa de la Tierra también produciría una sinestia.
En un abrir y cerrar y ojos, habíamos descubierto un eslabòn perdido en la historia cósmica de los planetas.

Y sin embargo, la pregunta original sigue ahí: ¿podría explicar una sinestia la singular relación que existe entre la Tierra y la Luna?
Hemos hallado que la formación de la Luna a partir de una sinestia (un entorno para la acreción lunar muy distinto al de un disco circumplanetario tradicional) ofrece soluciones a muchos de los problemas que aquejaban al modelo canónico del gran impacto.

La temperatura superficial de una sinestia viene fijada por el punto de ebullición del material rocoso, que ronda los 2.000 grados Celsius en el borde, donde la presiòn es menor.
Allí, al enfriarse por el calor irradiado al espacio, el vapor de roca se habría condensado en gotas de magma que habrían caído al interior de la sinestia.
Esta lluvia de magma habría sido 10 veces más intensa que la precipitación más fuerte jamás registrada en la Tierra.
En este escenario, la Luna habría empezado siendo una pequeña esfera de metal y roca fundidos, parte del material que no se vaporizó en el impacto inicial.

Eclipsada por la inmensidad de la sinestia, la incipiente Luna habría orbitado en sus vaporosas y brillantes profundidades, rodeada de ingentes cantidades de roca gaseosa y creciendo con cada gota absorbida de la lluvia de magma.
Al enfriarse, la sinestia se encogería y, en unas decenas de años, se contraería tanto que su borde exterior quedaría dentro de la òrbita lunar.
En ese momento emergería nuestro satélite, nacido de la sinestia agonizante.

Esta historia podría aclarar por qué la Tierra y la Luna son gemelas isotópicas, ya que la sinestia se forma a partir del material vaporizado y bien mezclado de los cuerpos que chocan.
Además, las torrenciales lluvias de magma y las turbulencias habrían favorecido aún màs la mezcla de material. Si la sinestia hubiera sido lo bastante uniforme, la Luna habría adquirido las mismas relaciones isotópicas que la Tierra.

Una sinestia también resolvería otros misterios lunares que la teoría canónica del gran impacto no consigue explicar. Por ejemplo, aunque la Luna tiene la misma huella isotópica que la Tierra, su composición química no es exactamente la misma: la Luna presenta una menor abundancia de elementos muy volátiles, como el hidrógeno y el nitrógeno, y moderadamente volátiles, como el sodio y el potasio.
La hipótesis del gran impacto no justifica de manera convincente estas peculiaridades, que sin embargo surgen de manera natural cuando la Luna en crecimiento "se cuece" a varios miles de grados en el "horno" de una sinestia.

Los elementos más volátiles habrían permanecido preferentemente en el vapor de la sinestia, de modo que en la Luna nunca habrían alcanzado las abundancias que presentan en la Tierra.
Al encogerse la sinestia, arrastraría hacia el interior esos elementos, que pasarían a formar parte de nuestro planeta.
Con la ayuda de nuestros colaboradores de Harvard Misha Pataev y Stein Jacobsen, demostramos que es posible explicar las abundancias de elementos moderadamente volátiles en la Luna, si consideramos que esta alcanzó el equilibrio químico con los elementos vaporizados de la sinestia.

Dicho de otro modo: el haber nacido en una sinestia explicaría por qué la Luna tiene una composición similar a la Tierra, pero una menor abundancia de elementos volàtiles. He aquí nuestra receta para elaborar la química lunar: vaporizar 2 cuerpos planetarios que chocan, mezclar bien y cocer a 4.000 grados Celsius en un horno de convección entre 10 y 100 años.

Continuará en una última parte.

Un saludo.

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Mensaje  JOSE ANTONIO MARTINEZ el Jue 15 Ago 2019 - 22:18

Hola.

Hago un breve inciso para anotar un reciente video de 56" publicado por la NASA, donde se puede apreciar el correcto despliegue en el laboratorio de los brazos del futuro telescopio espacial James Webb:
[Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

Un saludo.

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