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Observando más galaxias de disco de las que permite la teoría

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Profesor. Dr. Pavel Kroupa (izquierda) y Moritz Haslbauer (derecha) – con una proyección de la galaxia de Andrómeda. Crédito: Volker Lannert/Universidad de Bonn

El modelo estándar de cosmología describe cómo llegó a existir el universo en opinión de la mayoría de los físicos. Investigadores de la Universidad de Bonn ahora han estudiado la evolución de las galaxias dentro de este modelo, encontrando discrepancias considerables con las observaciones reales. La Universidad de St. Andrews en Escocia y la Universidad Charles en la República Checa también participaron en el estudio. Los resultados acaban de publicarse en el Diario astrofísico.


La mayoría de las galaxias visibles desde la Tierra parecen un disco plano con un centro engrosado. Por lo tanto, son similares al equipamiento deportivo de un lanzador de disco. Sin embargo, de acuerdo con el modelo estándar de cosmología, tales discos deberían formarse muy raramente. es porque en el modelo, cada galaxia está rodeada por un halo de materia oscura. Este halo es invisible, pero ejerce una fuerte atracción gravitacional sobre las galaxias cercanas debido a su masa. «Es por eso que seguimos viendo galaxias fusionándose entre sí en el universo modelo», dice el profesor Dr. Pavel Kroupa del Instituto Helmholtz de Radiación y Física Nuclear de la Universidad de Bonn.

Este choque tiene dos efectos, explica el físico: “Primero, las galaxias entran en el proceso, destruyendo la forma del disco. Segundo, reduce el momento angular de la nueva galaxia creada por la fusión”. En pocas palabras, esto reduce drásticamente su velocidad de rotación. El movimiento de rotación normalmente asegura que las fuerzas centrífugas que actúan durante este proceso provoquen la formación de un nuevo disco. Sin embargo, si el momento angular es demasiado pequeño, no se formará un nuevo disco.

Gran brecha entre la predicción y la realidad

En el estudio actual, el estudiante de doctorado de Kroupa, Moritz Haslbauer, dirigió un grupo de investigación internacional para estudiar la evolución del universo utilizando las últimas simulaciones de supercomputadoras. Los cálculos se basan en el modelo estándar de cosmología; muestran qué galaxias deberían haberse formado hoy si esta teoría fuera correcta. Luego, los investigadores compararon sus resultados con lo que actualmente es probablemente la información de observación más precisa del Universo real visible desde la Tierra.

«Aquí encontramos una discrepancia significativa entre la predicción y la realidad», dice Haslbauer: «Aparentemente hay muchas más galaxias de disco plano de las que pueden explicarse mediante la teoría». Sin embargo, la resolución de las simulaciones es limitada incluso en las supercomputadoras actuales. Entonces, la cantidad de galaxias de disco que se formarían en el modelo estándar de cosmología puede haber sido subestimada. «Sin embargo, incluso si tenemos en cuenta este efecto, sigue existiendo una diferencia importante entre la teoría y la observación que no se puede corregir», señala Haslbauer.

La situación es diferente para una alternativa al modelo estándar, que prescinde de la materia oscura. De acuerdo con la llamada teoría MOND (el acrónimo significa «MilgrOmiaN Dynamics»), las galaxias no crecen fusionándose entre sí. En cambio, se forman a partir de nubes giratorias de gas que se condensan cada vez más. En un universo MOND, las galaxias también crecen absorbiendo gas de su entorno. Sin embargo, las fusiones de galaxias adultas son raras en el MUNDO. «Nuestro grupo de investigación en Bonn y Praga ha desarrollado de manera única los métodos para realizar cálculos en esta teoría alternativa», dice Kroupa, quien también es miembro de las unidades de investigación transdisciplinarias «Modelado» y «Materia» de la Universidad de Bonn. «Las predicciones de MOND son consistentes con lo que realmente estamos viendo».

Desafío para el modelo estándar

Sin embargo, los mecanismos exactos del crecimiento de las galaxias aún no se comprenden completamente, incluso con MOND. Además, en MOND, las leyes de la gravedad de Newton no se aplican en determinadas circunstancias, sino que deben sustituirse por las correctas. Esto tendría consecuencias de largo alcance para otras áreas de la física. “Sin embargo, la teoría MOND resuelve todos los problemas cosmológicos extragalácticos conocidos, aunque originalmente fue formulada para resolver galaxias solo”, dice el Dr. Indranil Banik, quien participó en esta investigación. “Nuestro estudio demuestra que los jóvenes físicos de hoy todavía tienen la oportunidad de hacer contribuciones significativas a la física fundamental”, agrega Kroupa.


Formación de galaxias simulada sin materia oscura


Más información:
Moritz Haslbauer et al, La alta fracción de galaxias de disco delgado continúa desafiando la cosmología ΛCDM, El diario astrofísico (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac46ac

Proporcionado por
Universidad de Bonn

Cita: Observando más galaxias de disco de las que permite la teoría (4 de febrero de 2022) recuperado el 5 de febrero de 2022 de https://phys.org/news/2022-02-disk-galaxies-theory.html

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La erupción del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ha llegado al espacio

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Les volcans qui explosent en panaches de magma et de cendres peuvent être suffisamment puissants pour déclencher d’énormes ondes de choc et des bangs soniques au-dessus tout en provoquant des tremblements de terre, des glissements de terrain et des vagues de tsunami plus près de la superficie. Ahora un volcán ha hecho todo lo anterior y espacio afectado.

Este tipo de fenómenos no solo ocurren en películas como pico de Dante. la Volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai hace que la erupción mortal que enfrenta el vulcanólogo incondicionalmente anti-James-Bond de Pierce Brosnan apenas parezca una hoguera. Il a éclaté si violemment que non seulement il a secoué l’atmosphère et l’océan, mais la NASA a découvert que les effets s’étendaient plus loin que l’atmosphère terrestre, avec des vents assez rapides pour rivaliser avec un ouragan aux confins del espacio. Es hoy una de las perturbaciones más enormes jamás observadas en el espacio.

Además de tener un temperamento notoriamente caliente (la última erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2015 arrojó cenizas a más de cinco millas hacia el cielo y en realidad formó una nueva isla a partir de todo ese vómito), el volcán submarino ahora les ha dado a los investigadores la oportunidad de vea lo que sucede cuando el clima terrestre y el clima espacial chocan. El físico de UC Berkeley, Brian Harding, realizó un estudio sobre el monstruo que escupe fuego, publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica.

«El volcán puede enseñarnos qué tipos de ondas atmosféricas transfieren impulso y energía desde el suelo al espacio», dijo a SYFY WIRE. «Esperamos que esto represente los mecanismos que transmiten impulso y energía desde la atmósfera inferior al espacio y, finalmente, conduzcan a mejores predicciones del clima espacial».

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Hunga Tonga-Hunga Ha’apai se esconde en las profundidades del Océano Pacífico Sur occidental, frente a las islas principales de Tonga. Algunas de las olas del tsunami a su paso fueron lo suficientemente altas como para alcanzar la estratosfera, y el polvo y el gas que arrojó a la mesosfera. ICONO DE LA NASA (Explorador de conexiones ionosféricas) y Satélites Swarm de la ESA eran parte de ella. Apenas unas horas después de que el volcán activo explotara, las dos naves espaciales captaron extrañas corrientes eléctricas en la capa superior de la atmósfera, o la ionosfera.

Comprender fenómenos como este es (en su mayor parte) solo posible a través de observaciones. Simplemente no puedes recrear algo así en un laboratorio. Incluso dar sentido a las observaciones puede ser difícil cuando ocurren múltiples procesos al mismo tiempo y en el mismo lugar, lo que puede confundir la causa y el efecto.

ICON tiene su ojo en el borde del espacio. Él observa una región donde los gases pueden ser turbulentos y donde las ráfagas de viento solar transportan partículas cargadas. Cuando ocurren erupciones solares y eyecciones de masa coronal, los ataques de estas partículas pueden causar tormentas geomagnéticas que interrumpen nuestros satélites, Internet y la infraestructura de energía. La erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai fue capaz de algo que solo se suponía que podía hacer una tormenta geomagnética.

Los vientos intensos afectan las corrientes eléctricas en la ionosfera, razón por la cual ICON y Swarm detectaron algo sospechoso. Las partículas ionosféricas, principalmente electrones e iones como NO+ y O2+, crean una corriente conocida como electrochorro ecuatorial.

“No son las corrientes eléctricas en sí mismas los impactos más severos del clima espacial, sino que las corrientes eléctricas son un marcador inequívoco de cambios en el sistema de dínamo ionosférico”, dijo Harding. «Esto tiene otras implicaciones para la distribución del plasma».

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Cuando los vientos de la atmósfera inferior impulsan el electrochorro, fluye hacia el este. El plasma perturbado puede provocar que los sistemas eléctricos, de comunicación y de navegación (como el GPS) no funcionen correctamente en la Tierra. Esta erupción perturbó tanto al electrochorro que se volvió temporalmente cinco veces más poderoso de lo habitual. También experimentó un fenómeno que nada más que una poderosa tormenta geomagnética ha causado: el flujo del electrochorro en realidad se invirtió.

No es una gran sorpresa para los científicos cuando ocurre una inversión como esta, porque el Sol siempre tiene algún tipo de rabieta que envía partículas cargadas que se precipitan y, a veces, dan vueltas alrededor del electrochorro si tienen suficiente influencia. La erupción Hunga Tonga-Hunga Ha’apai también fue la inversión más fuerte que Swarm jamás haya visto, e ICON tuvo el momento y la posición adecuados para atraparla. Lo que ICON envió a tierra mostró que había una turbulencia extrema en la ionosfera. Sus observaciones se acercaron a las predicciones previas de cómo la atmósfera superior se vería afectada por una perturbación de esta magnitud.

“Antes de que podamos esperar predecir la respuesta de la atmósfera superior a una miríada de fuentes de variabilidad desde abajo, primero debemos poder predecir la respuesta de la atmósfera superior a una sola fuente como la explosión”, dijo Harding.

Lo que sucede donde termina la atmósfera y comienza el espacio apenas comienza a entenderse. Después próxima misión GDC de la NASA (Geospace Dynamics Constellation) se lanzará en 2027, monitoreará otros eventos donde terminan los confines de la Tierra y comienza la última frontera.

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La NASA comparte una hermosa imagen de la galaxia Whirlpool, Internet dice que ‘no se pueden quitar los ojos’

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La galaxia espiral fue capturada con Hubbles Advanced Camera for Surveys.

Durante sus 30 años de servicio, Telescopio espacial Hubble de la NASA tomó millones de fotografías de eventos intrigantes. Ha capturado algunas de las vistas más impresionantes del universo, dando un festín a los ojos de los entusiastas del espacio. Ahora, una de esas imágenes que parece una gran escalera de caracol que se desplaza por el espacio se encuentra entre las más recientes compartidas por la agencia espacial de EE. UU.

En Twitter, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de EE. UU. compartió una imagen impresionante de la galaxia M51, también conocida como la galaxia Whirlpool. «Estamos girando en círculos… Déjate llevar por los brazos curvos de la Galaxia del Remolino, las regiones rosadas de formación de estrellas y las hebras azules brillantes de los cúmulos de estrellas», escribió la NASA en el pie de foto.

Esta «galaxia espiral hipnótica» fue capturada en luz visible con la Cámara avanzada para encuestas del Hubble. Desde que se compartió, la publicación ha acumulado más de 10,000 me gusta y cientos de comentarios.

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«Desearía que hubiera una IA que pudiera interpretar imágenes y convertirlas en música. Me encantaría saber cómo se ve esta imagen”, escribió un usuario. «Se ve tan hermosa allí, en ella y en todas las hermosas luces», agregó. otro Un tercer usuario dijo: «Qué hermoso, no puedo quitarme los ojos».

De acuerdo a un nota de prensa, la agencia espacial explicó que los elegantes y sinuosos brazos de la majestuosa galaxia espiral M51 son en realidad largas filas de estrellas y gas cubiertas de polvo. Dijo que esos brazos llamativos son una característica de las llamadas «galaxias espirales de gran diseño».

«En M51, también conocida como Whirlpool Galaxy, estos brazos tienen un propósito importante: son fábricas de formación estelar, que comprimen gas hidrógeno y crean cúmulos de nuevas estrellas», agregó la NASA.

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Además, la agencia continuó explicando que en la cautivadora imagen, el rojo representa la luz infrarroja, así como el hidrógeno en las regiones de formación de estrellas gigantes. El color azul, por otro lado, se puede atribuir a estrellas jóvenes y calientes, mientras que el color amarillo proviene de estrellas más viejas. Cabe señalar que M51 se encuentra a 31 millones de años luz de la Tierra en la constelación Canes Venatici.

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El Telescopio Hubble mira profundamente en el ojo de la Aguja en esta foto de una galaxia espiral enana

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Una nueva imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra una vista profunda del ojo de una aguja galáctica.

la galaxia espiral recibe el sobrenombre de «Ojo de aguja», aunque más oficialmente se le conoce como NGC 247 y Caldwell 62. NASA mencionado 10 de mayo, el apodo es apropiado dado que esta galaxia es una espiral enana, lo que la convierte en un grupo de estrellas relativamente pequeño en comparación con el nuestro. vía Láctea.

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