Conocimiento poco común
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Los astrónomos acaban de descubrir una estructura desconocida en una galaxia que había estado escondida en las «sombras». Lo lograron extendiendo el rango dinámico del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ([{» attribute=»»>ALMA), the largest astronomical project in existence, in order to detect the faint radio emission.
This faint radio emission, which has constant brightness irrespective of the radio frequency, extends for tens of thousands of light-years across the host galaxy of quasar 3C 273, an iconic cosmic lighthouse. This discovery may help unlock secrets of galaxy evolution and star formation.
As a result of achieving high imaging dynamic range, a team of astronomers in Japan has discovered for the first time a faint radio emission covering a giant galaxy with an energetic black hole at its center. The radio emission is released from gas created directly by the central black hole. The team expects to understand how a black hole interacts with its host galaxy by applying the same technique to other quasars.
3C 273, which lies at a distance of 2.4 billion light-years from Earth, is a quasar. A quasar is the nucleus of a galaxy believed to house a massive black hole at its center, which swallows its surrounding material, giving off enormous radiation. Contrary to its bland name, 3C273 is the first quasar ever discovered, the brightest, and the best studied. It is one of the most frequently observed sources with telescopes because it can be used as a standard of position in the sky: in other words, 3C273 is a radio lighthouse.
Bright Quasar 3C 273
The first quasar ever to be identified, 3C 273 was discovered by astronomer Allan Sandage in the early 1960s. Despite being located about 2.4 billion light years away in a giant elliptical galaxy in the constellation of Virgo, it is the optically brightest quasar in the sky from Earth.
When you see a car’s headlight, the dazzling brightness makes it challenging to see the darker surroundings. The same thing happens to telescopes when you observe bright objects. Dynamic range is the contrast between the most brilliant and darkest tones in an image. You need a high dynamic range to reveal both the bright and dark parts in a telescope’s single shot. ALMA can regularly attain imaging dynamic ranges up to around 100, but commercially available digital cameras would typically have a dynamic range of several thousands. Radio telescopes aren’t very good at seeing objects with significant contrast.
3C273 has been known for decades as the most famous quasar, but knowledge has been concentrated on its bright central nuclei, where most radio waves come from. However, much less has been known about its host galaxy itself because the combination of the faint and diffuse galaxy with the 3C273 nucleus required such high dynamic ranges to detect. The research team used a technique called self-calibration to reduce the leakage of radio waves from 3C273 to the galaxy, which used 3C273 itself to correct for the effects of Earth’s atmospheric fluctuations on the telescope system. They reached an imaging dynamic range of 85000, an ALMA record for extragalactic objects.
As a result of achieving high imaging dynamic range, the team discovered the faint radio emission extending for tens of thousands of light-years over the host galaxy of 3C273. Radio emission around quasars typically suggests synchrotron emission, which comes from highly energetic events like bursts of star formation or ultra-fast jets emanating from the central nucleus. A synchrotron jet exists in 3C273 as well, seen in the lower right of the images.
An essential characteristic of synchrotron emission is its brightness changes with frequency, but the faint radio emission discovered by the team had constant brightness irrespective of the radio frequency. After considering alternative mechanisms, the team found that this faint and extended radio emission came from hydrogen gas in the galaxy energized directly by the 3C 273 nucleus. This is the first time that radio waves from such a mechanism are found to extend for tens of thousands of light-years in the host galaxy of a quasar. Astronomers had overlooked this phenomenon for decades in this iconic cosmic lighthouse.
So why is this discovery so important? It has been a big mystery in galactic astronomy whether the energy from a quasar nucleus can be strong enough to deprive the galaxy’s ability to form stars. The faint radio emission may help to solve it. Hydrogen gas is an essential ingredient in creating stars, but if such an intense light shines on it that the gas is disassembled (ionized), no stars can be born. To study whether this process is happening around quasars, astronomers have used optical light emitted by ionized gas. The problem working with optical light is that cosmic dust absorbs the light along the way to the telescope, so it is difficult to know how much light the gas gives off.
Moreover, the mechanism responsible for giving off optical light is complex, forcing astronomers to make a lot of assumptions. The radio waves discovered in this study come from the same gas due to simple processes and are not absorbed by dust. Using radio waves makes measuring ionized gas created by 3C273’s nucleus much easier. In this study, the astronomers found that at least 7% of the light from 3C 273 was absorbed by gas in the host galaxy, creating ionized gas amounting to 10-100 billion times the sun’s mass. However, 3C 273 had a lot of gas just before the formation of stars, so as a whole, it didn’t look like star formation was strongly suppressed by the nucleus.
“This discovery provides a new avenue to studying problems previously tackled using observations by optical light,” says Shinya Komugi, an associate professor at Kogakuin University and lead author of the study published in the Astrophysical Journal. “By applying the same technique to other quasars, we expect to understand how a galaxy evolves through its interaction with the central nucleus.”
Reference: “Detection of extended millimeter emission in the host galaxy of 3C273 and its implications for QSO feedback via high dynamic range ALMA imaging” by Shinya Komugi, Yoshiki Toba, Yoshiki Matsuoka, Toshiki Saito and Takuji Yamashita, 28 April 2022, The Astrophysical Journal.
DOI:10.3847/1538-4357/ac616e
The team is composed of Shinya Komugi (Kogakuin University), Yoshiki Toba (National Astronomical Observatory of Japan [NAOJ]), Yoshiki Matsuoka (Universidad Ehime), Toshiki Saito (NAOJ) y Takuji Yamashita (NAOJ).
Esta investigación fue apoyada por los números de subvención JP20K04015, JP21K13968 y JP19K14759 de JSPS KAKENHI.
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En un nuevo vídeo directamente de la película. InterestelarLa NASA ha revelado cómo se vería si cayeras en un agujero negro.
La simulación se creó utilizando una supercomputadora de la NASA e imagina lo que una persona podría ver al sumergirse más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro hacia el abismo que se encuentra más allá.
Otra simulación muestra lo que vería una persona que volara sobre un agujero negro, con el espacio pareciendo doblarse y girar a medida que el espectador pasa.
«Simulé dos escenarios diferentes, uno en el que una cámara, un sustituto de un atrevido astronauta, pierde por poco el horizonte de sucesos y retrocede, y el otro, en el que cruza el límite, sellando su destino», dijo el creador de la simulación Jeremy Schnittman. dijo en un comunicado un astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Los agujeros negros son objetos que tienen una atracción gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Hay varios tipos, incluidos los agujeros negros estelares (formados por el colapso de estrellas individuales) y los agujeros negros supermasivos (que se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea). Cada agujero negro tiene un horizonte de sucesos, que es el límite alrededor de un agujero negro más allá del cual ninguna luz u otra radiación puede escapar.
El agujero negro en la simulación de la NASA es un agujero negro supermasivo, como el del centro de nuestra galaxia, con una masa alrededor de 4,3 millones de veces la de nuestro sol y un horizonte de sucesos de unos 16 millones de kilómetros de diámetro. El brillante anillo de gas que rodea el agujero negro se conoce como disco de acreción y brilla intensamente debido a la gran cantidad de calor generado por la fricción.
La simulación muestra al espectador comenzando a unos 400 millones de kilómetros del agujero negro y cayendo rápidamente hacia él, con el disco de acreción combándose y deformándose a medida que el espectador se acerca.
«Si tienes la opción, querrás caer en un agujero negro supermasivo», dijo Schnittman. «Los agujeros negros de masa estelar, que contienen hasta unas 30 masas solares, tienen horizontes de sucesos mucho más pequeños y fuerzas de marea más fuertes, que pueden destrozar los objetos que se acercan antes de que alcancen el horizonte».
Esto se debe a que la fuerza de gravedad ejercida sobre tu cuerpo sería más fuerte en tus pies que en tu cabeza, estirándote átomo por átomo en un proceso llamado espaguetificación.
«Un agujero negro de masa estelar tiene fuerzas de marea tan extremas fuera de su horizonte de sucesos (un astronauta que cayera con los pies por delante sentiría una gravedad más fuerte en sus pies que en su cabeza) que nuestro astronauta se desgarraría mucho antes de alcanzar el horizonte de sucesos», dijo Ben. Farr, físico de ondas gravitacionales y astrónomo de la Universidad de Oregón, dijo anteriormente Semana de noticias. «Un objeto experimenta fuerzas de marea cuando la fuerza de gravedad que experimenta debido a un objeto masivo es más fuerte en un lado que en el otro».
Para este agujero negro simulado, el espectador sólo tendría 12,8 segundos antes de ser destruido por la espaguetificación.
La otra simulación muestra a un espectador orbitando cerca del horizonte de sucesos pero sin llegar a cruzarlo. Una persona que se acercara tanto a un agujero negro de este tamaño regresaría 36 minutos más joven que aquellos que se quedaran más lejos, debido a la diferencia en la velocidad del tiempo que pasa cerca de un objeto con tanta gravedad.
«Esta situación puede ser aún más extrema», dijo Schnittman. «Si el agujero negro girara rápidamente, como el que se muestra en la película de 2014 Interestelarregresaría varios años más joven que sus compañeros de barco.
Estas simulaciones se realizaron utilizando la supercomputadora Discover del Centro de Simulación Climática de la NASA y ocupan aproximadamente 10 terabytes de datos.
«La gente suele preguntar sobre esto, y simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas de la relatividad con las consecuencias del mundo real en el universo real», dijo Schnittman.
¿Tiene algún consejo sobre una historia científica que Semana de noticias ¿debe cubrir? ¿Tiene alguna pregunta sobre los agujeros negros? Háganos saber a través de [email protected].
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CABO CAÑAVERAL – Starliner esperará al menos cuatro días más para su primer lanzamiento con tripulación.
La nueva nave espacial comercial de Boeing, Starliner, canceló su primer intento de lanzamiento esta tarde (6 de mayo) debido a un problema con una «válvula de alivio de oxígeno en la etapa Centaur del Atlas V». NASA publicado en X. Atlas V, el cohete de vuelo fabricado por United Launch Alliance, ha realizado misiones desde 2002 con una tasa de éxito del 100%, pero esta es su primera misión con astronautas.
«El equipo de ingenieros ha evaluado que el vehículo no está en condiciones de proceder con el vuelo hoy», dijo un funcionario del Control de la Misión en un mensaje transmitido por la televisión de la NASA hace unas dos horas, un minuto antes del lanzamiento previsto a las 22:34 horas. EDT (0024 GMT del 7 de mayo).
El viernes (10 de mayo) no es el objetivo de lanzamiento más temprano posible, según la nasa. Cuando Starliner vuele, puedes ver el evento aquí en espacio.comvía Televisión de la NASA.
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Una vez en el espacio, Starliner transportará a su primera tripulación de astronautas a la Estación Espacial Internacional: Barry «Butch» Wilmore y Suni Williams. Ambos son ex pilotos de pruebas de la Marina de los EE. UU. y ex astronautas de larga duración de la Estación Espacial Internacional; Se espera que su nueva misión Starliner pase aproximadamente una semana en el complejo orbital.
Cuando Wilmore y Williams vuelen al espacio, serán la primera tripulación en hacerlo desde la estación espacial de Cabo Cañaveral desde el Apolo 7 en 1968. También serán los primeros humanos en volar al espacio a bordo de un cohete Atlas desde Gordon Cooper. Mercurio-Atlas 9 en 1963.
La NASA pretende tener Starliner en funcionamiento para misiones operativas el próximo año para cumplir su objetivo de larga data de enviar dos naves espaciales diferentes desde suelo estadounidense. El otro proveedor comercial de tripulaciones de la agencia, SpaceX, ha estado enviando tripulaciones a la ISS desde su primer lanzamiento de prueba en 2020.
Space.com proporcionará más actualizaciones sobre la situación cuando la NASA, Boeing o ULA las publiquen.
Nota del editor: Esta historia se actualizó a las 2 a. m. EDT del 7 de mayo con la noticia de la nueva fecha de lanzamiento prevista del 10 de mayo.
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La NASA y Boeing se vieron obligadas a retirarse de un Intento de lanzamiento a la Estación Espacial Internacional. lunes debido a un problema de última hora con una válvula del cohete de la nave espacial.
La cápsula Starliner de Boeing estaba programada para despegar a las 10:34 p.m. ET desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida para su primer vuelo de prueba con tripulación. Los astronautas de la NASA Barry “Butch” Wilmore y Sunita Williams Estaban a bordo de la cápsula y atados a sus asientos cuando se canceló el intento de lanzamiento, aproximadamente dos horas antes del despegue programado.
Aún no se ha anunciado una nueva fecha de lanzamiento.
Los controladores de la misión declararon un lanzamiento «extinguido» después de que se detectara una anomalía en una válvula de oxígeno en el cohete Atlas V de United Launch Alliance, que la cápsula Starliner estaba programada para poner en órbita.
El vuelo tripulado de Starliner, cuando ocurra, será una prueba final crucial antes de que la NASA pueda autorizar a Boeing para vuelos de rutina hacia y desde la estación espacial.
Funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que la seguridad era primordial para el primer vuelo de la nave espacial con humanos a bordo.
Este lanzamiento cancelado representa un nuevo revés para Boeing, que ya ha enfrentado años de retrasos y excesos presupuestarios con su programa Starliner. Está muy por detrás de SpaceX, que ha estado realizando misiones tripuladas hacia y desde la estación espacial para la NASA desde 2020.
La cápsula Crew Dragon de SpaceX y la nave espacial Starliner de Boeing se desarrollaron como parte del programa Commercial Crew de la NASA. La iniciativa comenzó hace más de una década, tras el retiro de los transbordadores espaciales de la agencia, para ayudar a empresas privadas a construir nuevos vehículos espaciales para llevar a los astronautas a la órbita terrestre baja.
El primer vuelo no tripulado de Starliner en 2019 se vio frustrado por problemas de software, obligar a los controladores de la misión a acortar la prueba antes de que el vehículo pueda intentar encontrar y acoplarse a la ISS. Luego, un segundo intento se retrasó repetidamente debido a problemas en las válvulas de combustible, y no fue hasta 2022 que Boeing pudo lograr un Vuelo exitoso sin tripulación hacia y desde la estación espacial.
Este artículo fue publicado originalmente en NBCNews.com
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