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La materia oscura ralentiza la rotación de la barra galáctica de la Vía Láctea

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Concepción artística de la Vía Láctea. Crédito: Pablo Carlos Budassi / Wikimedia Commons

La rotación de la barra galáctica de la Vía Láctea, que está formada por miles de millones de estrellas agrupadas, se ha ralentizado en aproximadamente una cuarta parte desde su formación, según un nuevo estudio realizado por investigadores del University College London (UCL) y de la Universidad de Oxford.


Durante 30 años, los astrofísicos han predicho tal desaceleración, pero esta es la primera vez que se mide.

Los investigadores dicen que esto brinda un nuevo tipo de información sobre la naturaleza de la materia oscura, que actúa como un contrapeso que ralentiza la rotación.

En el estudio publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, los investigadores analizaron las observaciones del Telescopio Espacial Gaia de un gran grupo de estrellas, la corriente de Hércules, que están en resonancia con la barra, es decir, giran alrededor de la galaxia al mismo ritmo que la rotación de la barra.

Estas estrellas quedan atrapadas gravitacionalmente por la barra giratoria. El mismo fenómeno ocurre con los asteroides troyanos y griegos de Júpiter, que orbitan alrededor de los puntos Lagrange de Júpiter (delante y detrás de Júpiter). Si la rotación de la barra se ralentiza, estas estrellas deberían moverse más en la galaxia, manteniendo su período orbital adaptado al de la rotación de la barra.

Los investigadores encontraron que las estrellas en la corriente tienen una huella química: son más ricas en elementos más pesados ​​(llamados metales en astronomía), lo que prueba que se han alejado del centro galáctico, donde están las estrellas y el gas de las estrellas. Unas 10 veces más rico en metales en comparación con la galaxia exterior.

Con estos datos, el equipo dedujo que la barra, formada por miles de millones de estrellas y miles de millones de masas solares– había ralentizado su volumen de negocios en al menos un 24% desde su formación.

El coautor Dr. Ralph Schoenrich (Física y Astronomía de la UCL) dijo: “Los astrofísicos han sospechado durante mucho tiempo que la barra giratoria en el centro de nuestra galaxia se está desacelerando, pero hemos encontrado la primera evidencia de lo que está sucediendo.

“El contrapeso que ralentiza esta rotación debe ser la materia oscura. Hasta ahora, solo hemos podido inferir materia oscura mapeando el potencial gravitacional de las galaxias y restando la contribución de la materia visible”.

“Nuestra investigación proporciona un nuevo tipo de medida de materia oscura, no de su energía gravitacional, sino de su masa inercial (la respuesta dinámica), que ralentiza la rotación de la barra”.

El coautor y estudiante de doctorado Rimpei Chiba, de la Universidad de Oxford, dijo: “Nuestro descubrimiento ofrece una perspectiva fascinante para restringir la naturaleza de la materia oscura, ya que diferentes modelos cambiarán este tirón inercial en la barra galáctica de la superficie.

“Nuestro descubrimiento también plantea un problema importante para las teorías alternativas de la gravedad, porque carecen de materia oscura en el halo, no predicen o disminuyen demasiado poco la barra”.

Se cree que la Vía Láctea, como otras galaxias, está incrustada en un “halo” de materia oscura que se extiende mucho más allá de su borde visible.

La materia oscura es invisible y se desconoce su naturaleza, pero su existencia se infiere de galaxias comportándose como si estuvieran envueltos en mucha más masa de la que podemos ver. Se cree que hay unas cinco veces más materia oscura en el Universo que materia visible ordinaria.

Las teorías alternativas de la gravedad, como la dinámica newtoniana modificada, rechazan la idea de materia negra, en lugar de buscar explicar las discrepancias refinando la teoría de la relatividad general de Einstein.

La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada, con una barra gruesa de estrellas en el medio y brazos espirales que se extienden a través del disco en el exterior de la barra. La barra gira en la misma dirección que la galaxia.


Los astrónomos lanzan un nuevo mapa celeste de los confines de la Vía Láctea


Más información:
Rimpei Chiba et al, Estructura de anillo de árbol de resonancia de barra galáctica, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093 / mnras / stab1094

Cita: La materia oscura ralentiza la rotación de la barra galáctica de la Vía Láctea (2021, 14 de junio) recuperado el 14 de junio de 2021 de https://phys.org/news/2021-06-dark-milky-galactic-bar.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona solo a título informativo.

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En primer lugar histórico, la nave espacial de la NASA mapea lo que se encuentra debajo de la superficie de Marte

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Cuando Galileo observó el planeta Marte con un telescopio hace más de 400 años, solo se registró como un orbe virgen, suspendido en una oscuridad infinita. Durante los siguientes cuatro siglos, los científicos intentaron llenar los vacíos.

Poco después de Galileo, llegó el astrónomo holandés Christiaan Huygens e hizo un profundo descubrimiento en Marte. Al observar el planeta en 1659, Huygens notó una gran área oscura en su cara, sombreada como un punto en forma de corazón en un boceto del planeta rojo. Fue la primera vez que los humanos observaron características de la superficie de otro mundo.

Unos 359 años después, en noviembre de 2018, La NASA aterrizó InSight en la superficie marciana a unas 2,000 millas al este del lugar, la octava vez que la agencia espacial ha colocado un explorador robótico en el planeta rojo. Su misión, que se extendió recientemente hasta 2022, es escuchar los “marsquakes” y comprender lo que sucede debajo de la superficie de nuestro vecino cósmico.

En un series de Tres estudios publicado el jueves en la revista Science, un equipo global de investigadores describe el interior de Marte utilizando datos obtenidos por el sismómetro de InSight, un instrumento que responde a vibraciones y ruido debajo de la superficie de Marte. Analizar una serie de terremotos, sentido por InSight desde 2019, los investigadores pudieron revelar por primera vez el funcionamiento interno de otro planeta de nuestro sistema solar, un gran avance para la geociencia planetaria.

Oreja al suelo

El primer traqueteo planetario detectado por el sismómetro de InSight, conocido como SEIS, en 2019 fue exactamente como el primer dibujo provisional de Huygens. Reveló que Marte era más sísmicamente activo que la Luna, pero no tan activo como la Tierra, y dio a los investigadores un primer vistazo tentador del tipo de datos que InSight podría recopilar.

Vista en corte de SEIS, un instrumento en forma de cúpula que descansa sobre la superficie de Marte. La capa exterior blanca protege el sensible instrumento del medio ambiente, mientras que la capa interior del caos organizado contiene péndulos que miden la vibración y el ruido.

NASA / JPL-Caltech / CNES / IPGP

SEIS (en la foto de la derecha) es un instrumento en forma de cúpula que se desplegó poco después de que InSight llegara a Marte. Se asienta en suelo marciano y, como dice la NASA, es como el estetoscopio de un médico, escuchando el “pulso” del planeta. Es una tecnología extremadamente sensible, que registra las ondas sísmicas que retumban y vibran dentro del planeta después de un terremoto.

Su cúpula exterior es un escudo contra el entorno marciano, protegiendo a SEIS de los vientos y el polvo que podrían afectar las mediciones de vibraciones internas. El sismómetro en sí es un dispositivo bastante simple: contiene tres pesos, suspendidos como un péndulo, que pueden detectar vibraciones provenientes de diferentes direcciones, como cuando una onda sísmica, generada por un terremoto, pasa sobre ellos.

Investigaciones anteriores han demostrado que los terremotos son comunes, pero no muy poderosos. Solo un puñado de registros superiores a la magnitud 3 que en la Tierra puede sonar como un leve retumbar a unas pocas millas de distancia, pero no es lo suficientemente fuerte como para causar daños significativos a estructuras y edificios. La mayoría provienen de la capa superior de la corteza terrestre, pero los estudios han sondeado 10 que llegaron más profundamente debajo de la superficie.

Fue escuchando las ondas generadas por estos terremotos que los investigadores entendieron las entrañas de Marte. Las ondas sísmicas que viajan alrededor del planeta son modificadas por el material con el que entran en contacto, lo que permite a InSight pintar una imagen de lo que está sucediendo. dentro el suelo.

Ogros, cebollas y otros planetas.

La anatomía de un planeta “diferenciado” como Marte es, para tomar prestado de una película de hace 20 años, muy parecida a una cebolla (… o un ogro). Tiene pañales. Aunque los científicos han llenado los espacios en blanco en lo que respecta a las características de la superficie, la atmósfera y la química del suelo, lo que sucede debajo de la superficie sigue siendo un misterio.

“Por todo lo que sabemos sobre Marte, la mayor parte se limita al metro superior”, dice Gretchen Benedix, astrogeóloga de la Universidad Curtin en Australia que no estaba afiliada al estudio. “Es como mirar un regalo y concentrarse en el envoltorio”.

Al seguir nuevos estudios, los investigadores primero probaron estas capas mediante el estudio de las ondas que sacudían el SEIS de InSight. “Esta nueva información es como abrir el regalo para echar un vistazo”, dice Benedix.

Uno de los estudios, dirigido por Brigitte Knapmeyer-Endrun, geofísica de la Universidad de Colonia, utilizó los datos para estudiar la capa superior del planeta, conocida como corteza.

La capa superior de la corteza, que está formada por rocas de basalto de antiguos flujos de lava, parece tener un grosor máximo de alrededor de 10 kilómetros (6,2 millas). Pero los datos de InSight revelaron que otra capa, aproximadamente el doble de ese tamaño, está justo debajo. Debajo de eso, dijo Knapmeyer-Endrun en un comunicado de prensa, podría ser donde comienza el “manto”, lo que haría que la corteza de Marte sea “sorprendentemente delgada”.

nasainsightselfie

Una “selfie” del módulo de aterrizaje InSight, tomada en la superficie de Marte.

NASA / JPL-Caltech

Pero el equipo también demostró que podría haber una tercera capa en la corteza, extendiendo la profundidad a unos 40 kilómetros.

Luego está el núcleo marciano, que en sí mismo tiene algunas sorpresas guardadas.

Como se muestra en la imagen superior, los terremotos pueden enviar vibraciones al núcleo del planeta, donde rebotan y regresan a SEIS. Estas señales, como descrito en un estudio liderados por Simon Stähler, un geofísico de ETH Zurich en Suiza, eran relativamente pequeños pero nos permitieron estimar el tamaño del núcleo del planeta. Y el tamaño importa aquí.

El límite entre el manto y el núcleo parece estar a menos de 1.000 millas por debajo de la superficie, que es más ancho de lo que sugieren algunos estudios. La sugerencia, según un artículo complementario publicado en Science el jueves, es que el núcleo de hierro-níquel es menos denso de lo esperado, pero está en estado líquido, como lo han apoyado otros estudios.

¿Por qué es importante el interior de Marte?

El regreso de la sismología a Marte ha sido descrito por el geofísico de la Universidad de Texas Yosio Nakamura como “un nuevo amanecer” en un comentario Nature Geoscience en 2020. La capacidad de detectar ondas sísmicas ayuda a imponer limitaciones fundamentales sobre cómo probablemente ha evolucionado el planeta con el tiempo y, según Benedix, “nos dice mucho sobre la evolución térmica de este planeta”.

El calor emana del núcleo de un planeta durante su formación y evolución tempranas, y al comprender la composición del núcleo, los investigadores pueden plantear la hipótesis de cómo Marte pudo haberse enfriado con el tiempo. La combinación de esto con otros datos, obtenidos por las naves espaciales en órbita y los rovers chinos y de la NASA, no solo nos ayuda a comprender Marte, sino que también revela cómo se forman, cambian y se desarrollan los planetas a través del sistema solar y potencialmente fuera de él.

InSight también intentó medir directamente la temperatura debajo de la superficie del Planeta Rojo usando un “topo excavador”. Pero muy al principio, cuando el topo intentaba excavar en el loco suelo de Marte, se atascó. Los heroicos intentos de los ingenieros de la NASA para liberar al topo no tuvieron éxito, y en enero, fue declarado muerto. Sin embargo, la misión de InSight no ha terminado: continuará escuchando terremotos hasta 2022. Aunque solo proporciona un “oído”, por así decirlo, los avistamientos repetidos deberían permitir a los científicos perfeccionar aún más su comprensión del interior de Marte.

En menos de cuatro siglos, hemos pasado del boceto de Huygens de un punto con forma de corazón en la cara de Marte a comprender el corazón mismo de Marte. Que se sigan llenando los espacios en blanco.

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La estación Cavalier Air Force se une a Space Force la próxima semana

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El senador estadounidense Kevin Cramer, RN.D., dijo que quería que se creara la Fuerza Espacial porque creía que había “potencial para que Dakota del Norte ayudara a fortalecer el dominio de Estados Unidos en el espacio”.

“La membresía de Cavalier en la Fuerza Espacial es el primero de lo que esperamos sean muchos pasos para formalizar esta relación entre nuestro estado y la nueva rama del ejército estadounidense”, dijo Cramer en un comunicado. “Cavalier ahora podrá usar sus capacidades para monitorear de manera efectiva las actividades espaciales de nuestros adversarios y garantizar la seguridad de nuestro país”. Espero trabajar con el general Raymond para asegurar que esta transferencia sea exitosa y Cavalier maximice su potencial.

Jersey 10mi El Escuadrón de Advertencia Espacial rastrea misiles balísticos, satélites y otros objetos hechos por el hombre en el espacio.

“La estación Cavalier Air Force ha sido durante mucho tiempo una parte importante de las operaciones espaciales de EE. UU., Y es por eso que hemos abogado con los líderes militares para garantizar que la estación continúe desempeñando este papel mientras defendemos la Fuerza Espacial”, dijo el Senador John Hoeven. inf. .D., Dijo en un comunicado. “Esta nueva designación es parte de nuestros esfuerzos más amplios para construir un papel central para Dakota del Norte a medida que ingresamos en este nuevo capítulo en las carreras espaciales, construyendo sobre la misión del satélite de órbita terrestre baja y el proyecto de comunicaciones láser UAS en el que hemos estado trabajando. llevar a Grand Forks.

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La Force spatiale dirigée par des civils, créée par l’ancien président Donald Trump lors d’un projet de loi de dépenses de défense de 738 milliards de dollars en décembre 2019, est le plus petit et le plus récent ajout aux services en uniforme des Estados Unidos. Sirve como una rama hermana de la Fuerza Aérea.

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La Fuerza Espacial tiene actualmente cerca de 5.000 efectivos. Ofrece carreras en varias ramas diferentes de la rama, que incluyen operaciones de sistemas espaciales, programación de sistemas informáticos, ciberseguridad, sistemas de cable y antenas, transporte de cibersistemas, operaciones de ciberesistemas, análisis, inteligencia, etc. Ofrece entrenamiento técnico y militar a sus alistados, así como inscripción automática en el Air Force Community College para aquellos con un diploma de escuela secundaria o GED.

El Jefe de Operaciones Espaciales de la Fuerza Espacial, Jay Raymond, visitó la Estación Cavalier de la Fuerza Aérea el 10 de enero como un examen preliminar de la estación para su revisión. La base es la instalación de línea aislada de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Y está ubicada aproximadamente a 15 millas al sur de la frontera con Canadá.

También se convirtió en el primer comandante en agregar su firma a la pancarta del Comando Espacial de EE. UU. Dentro de las instalaciones.

Cada instalación en la base será transferida a la dirección de la Fuerza Espacial, pero seguirá siendo propiedad de la Fuerza Aérea, que la supervisa. La Fuerza Espacial en sí es parte del Departamento de la Fuerza Aérea, que supervisa ambos servicios.

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Por qué las cacatúas saqueadoras de basura de Sydney son más inteligentes que los ‘pollos de la basura’

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Lo compartió con Barbara Klump y Lucy Aplin, ambas investigadoras del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal en Alemania, y quedaron fascinados de inmediato.

“Fue tan emocionante ver una forma tan ingeniosa e innovadora de acceder a un recurso alimenticio, inmediatamente supimos que teníamos que estudiar sistemáticamente este comportamiento de búsqueda de alimento único”, dijo Klump, investigador postdoctoral del instituto en un comunicado de prensa.

Es un proceso de cinco pasos para que las aves abran la tapa del contenedor, según el estudio. El pájaro debe abrir la tapa con el pico, girar el cuello hacia un lado y saltar al borde del tanque, mantenerlo abierto con el pico o el pie, caminar por el borde y finalmente abrir la tapa.

Los científicos publicaron sus hallazgos el jueves. en la revista Science, quienes descubrieron que las especies de aves australianas icónicas aprendieron esta habilidad de búsqueda de alimentos entre sí y fueron innovadoras en el desarrollo de diferentes formas de abrir los contenedores.

Es difícil demostrar la evolución de nuevos comportamientos en los animales por dos razones, dijo Major, investigador principal del Museo Australiano. Primero, es difícil detectar los comportamientos cuando ocurren por primera vez porque comienzan como casos raros antes de propagarse. En segundo lugar, si las poblaciones de dos lugares diferentes se comportan de manera diferente, es difícil decir si esto se debe a una diferencia entre los animales mismos o su entorno.

Esta es la razón por la que las cacatúas de cresta de azufre de Sydney, un loro muy social común en las ciudades de la costa este, presentaban una rara oportunidad. Todo el país usa el mismo bote de basura público estandarizado, y las cacatúas viven en una de las ciudades más grandes de Australia, lo que significa que hay millones de lugareños que pueden ayudar a observar su comportamiento.

El equipo de investigación lanzó una encuesta en línea preguntando a los residentes de Sydney si habían visto cacatúas levantando las tapas de los botes de basura para alimentarse.

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Antes de 2018, este comportamiento solo se había reportado en tres suburbios, pero a fines de 2019, ese número había aumentado a 44 suburbios, según el estudio. Y el comportamiento se extendió a los vecindarios vecinos más rápido de lo que llegó a lugares más lejanos, lo que demuestra que el nuevo comportamiento no se produjo al azar.

“Estos resultados muestran que los animales realmente aprendieron el comportamiento de otras cacatúas cercanas”, dijo Klump en el comunicado.

Los investigadores también marcaron las cacatúas con puntos de pintura para ver cuáles habían aprendido a abrir botes de basura, que resultaron ser solo el 10% de las aves. Las otras cacatúas esperarían y luego se servirían una vez que se abrieran los botes de basura.

Y no todas las aves abren los botes de basura de la misma manera: el equipo descubrió que habían surgido subculturas regionales entre las cacatúas, que tenían estilos y enfoques distintos. Por ejemplo, a fines de 2018, una cacatúa de North Sydney reinventó la técnica abriendo las tapas de una manera diferente, lo que provocó que las aves de los vecindarios vecinos copiaran el comportamiento.

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“Hay diferentes formas de hacerlo (abrir las tapas)”, dijo Major. El hecho de que los grupos desarrollaran diferentes formas de hacerlo fue “una prueba de que aprendieron el comportamiento de los demás, en lugar de resolver el rompecabezas de forma independiente”.

Puede parecer un hallazgo trivial, que las aves pueden abrir las tapas de manera diferente, pero es importante porque demuestra que los animales pueden aprender, compartir y desarrollar subculturas, dijo Major. Lo comparó con la danza humana, cómo cada cultura tiene la suya propia y cómo los lugares geográficamente cercanos pueden tener estilos de danza más similares que en tierras lejanas.

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El estudio también arroja más luz sobre la evolución de los animales en los centros urbanos. Siempre hay “ganadores y perdedores” a medida que las ciudades se expanden y el uso de la tierra cambia, dijo Major, y los animales capaces de adaptarse a nuevos entornos son los ganadores.

Hay muchas otras especies que se alimentan, incluido el ibis más grande, conocido como el “pollo de la basura”, que excava en la basura de la ciudad. Pero “es fácil para un ibis ver comida en un bote de basura y sacarla”, dijo Major. “Que una cacatúa levante un bote de basura para encontrar comida es otro nivel de resolución de acertijos”.

“Las cacatúas amplían su dieta, por lo que pueden aprovechar las oportunidades en un entorno urbano”, agregó. “Espero que nuestra investigación nos ayude a aprender a vivir con ellos así como ellos aprenden a vivir con nosotros”.

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