jueves, 14 de junio de 2012

Cúmulo de Virgo, Rayos X y gas intergaláctico


Hola de nuevo.

Me ha surgido una duda acerca del gas intergaláctico que inunda los cúmulos de galaxias.

Resulta que estaba yo to tranquilo leyendo cosas sobre materia oscura y me encuentro con el siguiente parrafito en la Wikipedia cuando estaba leyendo cobre el cúmulo de galaxias de Virgo en particular:

"Al igual que en otros cúmulos de galaxias ricos, el medio intergaláctico del Cúmulo de Virgo está lleno de un plasma a muy elevadas temperaturas (millones de grados Kelvin) detectable gracias a su emisión en rayos X, además de un número relativamente elevado de estrellas (alrededor de un 10% de la masa total en estrellas del cúmulo) -incluyendo cierto número de nebulosas planetarias- que se piensa han sido expulsadas de sus galaxias debido a interacciones gravitatorias con otras galaxias.,9 10 11 incluso regiones de formación estelar,12 y -aunque la evidencia en un principio fuera controvertida- cúmulos globulares,13 14 arrancados tal vez en su mayoría de galaxias enanas.15"

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_de_Virgo

Y yo me quedo ¿¿¿comol??, ¿cómo va a estar el medio intergaláctico, es decir, el espacio entre las galaxias del cúmulo, a unas temperaturas de miles o incluso millones de Kelvin (o de grados centígrados, que para el caso es casi lo mismo)?
Pues nada, ni corto ni perezoso, me puse a buscar las imágenes en rayos X del cumulillo, y googleando un poco encontré rápidamente la página del ROSAT:
http://www.xray.mpe.mpg.de/cgi-bin/rosat/rosat-survey

Si pinchamos en el puntito brillante que está casi en el centro de la imagen nos saldrá otra imagen que será como la que sigue (también se pueden poner las coordenadas lon: 12h27m23s y lat: 12d43m11s, que son las que pone la Wikipedia para la situación del cúmulo):


Esta imagen (en rayos X) se corresponde con la siguiente imágen en Visible:


Las imágenes no están a la misma escala, pero se puede ver la región brillante principal de la imagen en rayos X se corresponde con M87 (al menos eso pone en la imagen). La segunda región más brillante, en rayos X, que está situada arriba y a la derecha de M87, se corresponde con el par M86, M84. Además podemos ver que la galaxia NGC 4501 (en el borde superior de la imagen en rayos X) aparece como M88 en la imagen en Visible, y que la galaxia NGC 4552 aparece bajo su designación Messier M89 en la imagen en Visible.
Bien, una vez me situé, ya me pude dar cuenta de lo que se decía en la Wikipedia. Como se puede ver, la gran mancha brillante de rayos X, centrada en M87, tiene una extensión angular aproximada de un grado y medio de diámetro (:OOO), teniendo en cuenta que M87 se encuentra a unos 52 millones de años-luz de distancia, un sencillo cálculo trigonométrico nos indica que la región brillante tiene como 1,3 millones de años-luz de diámetro. Madre mía, una región de plasma caliente emitiendo en rayos X que tiene un diámetro que es la mitad de la distancia que nos separa de nuestra galaxia vecina M31 (la galaxia de Andrómeda). No estamos hablando de una nubecilla de gas que englobe unas cuantas estrellas, ¡sino de nubes de gas que inundan galaxias enteras y que incluso van de unas galaxias a otras!.
Pero más importante que el tamaño es el concepto. Estamos hablado de plasma caliente que emite en el espectro de los rayos X por lo que es de esperar que su temperatura sea de miles o millones de Kelvin. ¿Es este el estadio "normal" de la evolución de cúmulos de galaxias?, ¿quiere esto decir que si nuestra galaxia y nuestra vecina M31 colisionan en un momento del futuro lejano, subirá la temperatura de forma tan bestial que deje nuestro vecindario galáctico como un yermo baldío imposibilitando cualquier tipo de forma de vida en regiones absurdamente vastas?. Y la duda más importante que tengo ahora. ¿Que ocurre con las estrellas (cuya superficie tiene una temperatura de pocos miles de Kelvin) cuando están inmersas en un plasma de millones de Kelvin?. Los núcleos estelares tienen temperaturas y presiones muy superiores a la del plasma, pero sus envolturas no, ¿todas las estrellas verían desprenderse sus envolturas aumentando aún mas la cantidad de plasma?. Cuando finalmente el plasma se enfríe ¿no debería emitirse una cantidad semejante de luz en el espectro Visible? ¿se ha observado algo así en alguna región del universo?.
Ea, pues ahí dejo eso, a la espera de que alguna alma caritativa me lo explique.

Un saludo.


Actualización 18-06-2012

He seguido investigando un poco el tema, aunque ahora he estado viendo el cúmulo Coma. Este es peor que el de Virgo, ya que la mancha en Rayos X tiene casi el mismo tamaño angular que la de Virgo solo que el cúmulo coma está a 321 millones de años luz (unas 6 veces la distancia hasta el cúmulo de Virgo), lo que le da un tamaño a la mancha de Rayos X de unos 5,6 millones de años-luz de diámetro.

Aquí muestro una imagen en Rayos X del cúmulo Coma:

Y aquí la correspondiente imagen en Visible:


Nuevamente, las imágenes no están a la misma escala. La imagen en visible es una ampliación de la mancha de rayos X. Las componentes NGC 4889 y NGC 4874 no se aprecian en el núcleo de la mancha de Rayos X pero sí se aprecia a NGC 4921. Se puede observar que el aparentemente espacio vacío que hay entre las componentes principales del cúmulo está inundado por un plasma caliente de Rayos X a millones de grados de temperatura.





martes, 5 de junio de 2012

Agujeros negros y nuevos universos



Hola de nuevo.

He encontrado este artículo y me gustaría comentarlo:
http://www.insidescience.org/?q=content/every-black-hole-contains-new-universe/566

Como no me apetece hacer una de mis toscas traducciones (:P) simplemente resumiré un poco la notica:

Básicamente se trata de una nueva teoría que introduce algunos conceptos de la mecánica cuántica, como el Spin de las partículas (el Spin es un número cuántico de las partículas elementales que se "parece" al momento angular o giro de las cosas mundanas, y digo se "parece" porque no se siquiera si las partículas elementales "giran" en el sentido usual de la palabra) en la Teoría General de la Relatividad. La mecánica cuántica es la rama de la física que estudia el universo microscópico, esto es, el mundo de las partículas elementales, sus interacciones y las fuerzas que las gobiernan. La Teoría General de la Relatividad, por el contrario, se dedica a investigar el universo a gran escala, desde los planetas hasta los supercúmulos del galaxias y la evolución del universo tomando la interacción gravitatoria como motor fundamental del cambio del macrocosmos.
En esta teoría, denominada teoría de Einstein-Cartan-Sciama-Kibble, el efecto acumulado del Spin de las partículas introduce un nuevo efecto en el espaciotiempo denominado "torsión" que produce algunos efectos interesantes en la evolución del cosmos.
En un universo en colapso, cuando la materia llegue a cierta densidad y el espaciotiempo tenga un grado de "enrollamiento" elevado, la "torsión" provocada por el Spin de las partículas podría provocar un efecto de repulsión o una fuerza que forzaría un "rebote" del proceso de colapso, esto es, una expansión.
Esto, inevitablemente, hace dirigir nuestras miradas a los procesos de colapso gravitatorio que están teniendo lugar en nuestro universo, esto es, los agujeros negros (remanentes del colapso gravitatorio de una estrella), y nos hace pensar que este rebote también podría darse en una singularidad de agujero negro en colapso. Por lo tanto, esta teoría nos hace pensar que podrían estar creándose nuevos universos en el interior de los horizontes de sucesos (regiones del espaciotiempo de la cual no se puede escapar por el intenso efecto de la fuerza de la gravedad) de agujeros negros.
Por otro lado, otro de los efectos interesantes de la teoría es que proporciona una explicación acerca de la procedencia de la materia oscura del universo (materia que no emite luz, pero que sabemos que está ahí por su influencia gravitatoria). Por efecto de la "torsión", la materia ordinaria se convertiría en la materia visible mientras que la antimateria (formada por antipartículas) se convertiría en la tan buscada materia oscura. Además, el efecto o fuerza de la "torsión" se identificaría como la "Energía oscura", es decir, la fuerza repulsiva causante de la expansión cosmológica.

¿Hay alguna prueba que se presente para reforzar dicha teoría?, ¿cómo podemos comprobar que nuestro universo resida en el interior de un agujero negro de otro universo?
Esta cuestión podría ser comprobable ya que nuestro universo pudo haber heredado el momento angular de su agujero negro "padre" (o "madre"), de modo que hubiese en nuestro universo una dirección de giro "precedente". Sorprendéntemente, parece haber una cierta evidencia, procedente del escaneo de cerca de 15000 galaxias, de que las galaxias de un hemisferio del universo rotan en el sentido de las agujas del reloj, mientras que en el otro hemisferio rotan en sentido opuesto.

Bueno, parece que se me ha ido la mano un poco con el "resumen" jejeje, pero la noticia resulta interesante.

Un saludo.