Ilustración de agujero negro. Crédito: Aurore Simonnet y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
Para buscar agujeros negros alrededor de la galaxia «Spiderweb», los astrónomos observaron durante más de 8 días con[{» attribute=»»>NASA’s Chandra X-ray Observatory.
Chandra revealed 14 actively growing supermassive black holes — a much higher rate than other similar samples.
The difference may be caused by collisions between galaxies in the forming cluster or by an excess of colder gas.
The “Spiderweb” gets its nickname from its appearance in some optical light images.
Often, a spiderweb conjures the idea of captured prey soon to be consumed by a waiting predator. In the case of the “Spiderweb” protocluster, however, objects that lie within a giant cosmic web are feasting and growing, according to data from NASA’s Chandra X-ray Observatory.
The Spiderweb galaxy, officially known as J1140-2629, gets its nickname from its web-like appearance in some optical light images. This likeness can be seen in the inset box where data from NASA’s Hubble Space Telescope shows galaxies in orange, white, and blue, and data from Chandra is in purple. Located about 10.6 billion light years from Earth, the Spiderweb galaxy is at the center of a protocluster, a growing collection of galaxies and gas that will eventually evolve into a galaxy cluster.
Para buscar agujeros negros en crecimiento en el protocúmulo Spiderweb, un equipo de investigadores lo observó durante más de ocho días con Chandra. En el panel principal de este gráfico, una imagen compuesta del protocúmulo Spiderweb muestra rayos X detectados por Chandra (también en púrpura) que se combinaron con datos ópticos del Telescopio Subaru en Mauna Kea en Hawai (rojo, verde y blanco) . La imagen grande tiene 11,3 millones de años luz de diámetro.
14 fuentes detectadas por Chandra. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Óptica (Subaru): NAOJ/NINS; Óptica (HST): NASA/STScI
La mayoría de las «manchas» en la imagen óptica son galaxias protocúmulos, 14 de las cuales fueron detectadas en la nueva imagen profunda de Chandra. Estas fuentes de rayos X revelan la presencia de materia que cae hacia agujeros negros supermasivos que contienen cientos de millones de veces más masa que el Sol. El protocúmulo Spiderweb existe en un momento del Universo que los astrónomos llaman «mediodía cósmico». Los científicos descubrieron que durante este tiempo, unos 3 mil millones de años después del Big Bang, los agujeros negros y las galaxias experimentaron un crecimiento extremo.
La telaraña parece exceder los altos estándares de incluso este período activo del Universo. Las 14 fuentes detectadas por Chandra (encerradas en un círculo en la imagen de abajo) implican que alrededor del 25% de las galaxias más masivas contienen agujeros negros en crecimiento activo. Esto es entre cinco y veinte veces mayor que la fracción encontrada para otras galaxias de una edad similar y con aproximadamente el mismo rango de masas.
14 fuentes detectadas por Chandra. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Óptica (Subaru): NAOJ/NINS; Óptica (HST): NASA/STScI
Estos resultados sugieren que ciertos factores ambientales son responsables de la gran cantidad de agujeros negros de rápido crecimiento en el protocúmulo Spiderweb. Una causa puede ser que una alta tasa de colisiones e interacciones entre galaxias arrastre gas hacia los agujeros negros en el centro de cada galaxia, proporcionando grandes cantidades de materia para el consumo. Otra explicación es que el protocúmulo todavía contiene grandes cantidades de gas frío más fácilmente consumido por un[{» attribute=»»>black hole than hot gas (this cold gas would be heated as the protocluster evolves into a galaxy cluster).
Close up. Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI
A detailed study of Hubble data may provide important clues about the reasons for the large number of rapidly growing black holes in the Spiderweb protocluster. Extending this work to other protoclusters would also require the sharp X-ray vision of Chandra.
Un artículo que describe estos resultados ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomía y astrofísica. El primer autor es Paolo Tozzi del Instituto Nacional de Astrofísica en Arcetri, Italia.
Referencia: «The 700 ks Chandra Spiderweb Field I: evidencia de actividad nuclear generalizada en el Protocluster» por P. Tozzi, L. Pentericci, R. Gilli, M. Pannella, F. Fiore, G. Miley, M. Nonino, HJA Rottgering, V. Strazzullo, CS Anderson, S. Borgani, A. Calabro’, C. Carilli, H. Dannerbauer, L. Di Mascolo, C. Feruglio, R. Gobat, S. Jin, A. Liu, T Mroczkowski, C. Norman, E. Rasia, P. Rosati y A. Saro, aceptado, Astronomía y astrofísica. arXiv:2203.02208
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Los lanzamientos de Starlink continúan ocurriendo.
Un cohete Falcon 9 coronado con 23 satélites de Internet SpaceX Starlink despegó del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida hoy (17 de abril) a las 5:26 p.m.EDT (9:26 p.m. GMT).
La primera etapa del Falcon 9 regresó a la tierra aproximadamente 8,5 minutos después del lanzamiento como estaba previsto. Aterrizó verticalmente en el dron Just Read the Instrucciones de SpaceX, estacionado en el Océano Atlántico.
Muchos de nosotros no pudimos ver este paso en tiempo real; en un hecho inusual para la empresa SpaceX transmisión en vivo cortada aproximadamente tres minutos después del despegue.
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Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites Starlink desde Florida el 17 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX a través de X)
Este fue el duodécimo lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX. Eso está a ocho del récord de reutilización de la compañía, que estableció durante una misión Starlink la semana pasada.
La etapa superior del Falcon 9 continuó transportando los 23 satélites Starlink a la órbita terrestre baja (LEO). Los desplegará allí aproximadamente 65 minutos después del despegue, si todo va según lo previsto.
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El lanzamiento de esta noche fue ya la 39.ª misión orbital del año para SpaceX y la 26.ª de 2024 dedicada al desarrollo de la red Starlink.
La megaconstelación actualmente consta de más de 5.700 satélites operativos, y este número seguirá creciendo en el futuro. SpaceX tiene permiso para desplegar 12.000 naves Starlink en LEO y ha solicitado aprobación para 30.000 más.
Un cohete SpaceX Falcon 9 despega de la plataforma de lanzamiento en el Complejo de Lanzamiento 39A, como se captura en este video tomado el 17 de abril de 2024. Imagen: Adam Bernstein/Spaceflight Now
SpaceX completó su lanzamiento final del Falcon 9 desde la plataforma 39A en el Centro Espacial Kennedy de la NASA el miércoles por la noche. La misión Starlink 6-51 tuvo lugar aproximadamente una semana y media después de lanzar su primera misión de viaje compartido Bandwagon-1 desde esa misma plataforma de lanzamiento.
El despegue del cohete Falcon 9 tuvo lugar a las 5:26 p. m. EDT (9:26 p. m. UTC), abriendo una ventana de lanzamiento de aproximadamente cuatro horas.
Con este lanzamiento, SpaceX está ahora a un vuelo de igualar el número total de misiones del Transbordador Espacial desde esta histórica plataforma de lanzamiento. Este es el vuelo número 81 de un cohete Falcon, en comparación con los 82 vuelos en total.
Ha habido un total de 174 vuelos orbitales del LC-39A. Nueve de ellos eran cohetes Falcon Heavy, y los 72 restantes eran cohetes Falcon 9. También ha habido 11 lanzamientos de Saturn 5 desde esta plataforma.
El propulsor de primera etapa Falcon 9 que respalda esta misión, número de cola B1077 en la flota de SpaceX, se lanzó por duodécima vez. Anteriormente apoyó misiones como el vuelo Crew-5 para el Programa de tripulación comercial de la NASA, el satélite geoestacionario GPS 3 Space Vehicle 06 y una nave espacial Northrop Grumman Cygnus en la misión NG-20 a la Estación Espacial Internacional.
Aproximadamente 8,5 minutos después del despegue, B1077 aterrizó en el dron SpaceX, “Simplemente lea las instrucciones”. Este es el aterrizaje número 78 de JRTI y el aterrizaje número 298 de SpaceX hasta la fecha. Esto se produce pocos días después de que el B1062 alcanzara el estatus de líder de vuelo con 20 lanzamientos en total.
Los 23 satélites Starlink a bordo se suman a los 5.809 actualmente en órbita, según el astrónomo y experto en seguimiento orbital Jonathan McDowell. SpaceX ha lanzado 564 satélites Starlink en lo que va de 2024 y este será su vuelo número 26 este año para agregar más.
El cohete Falcon 9 que apoya la misión Starlink 6-51 se eleva hacia los cielos de Florida mientras un avión de Tui Airways pasa a una distancia segura. Imagen: Michael Cain/Spaceflight Now
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos han hecho el sorprendente descubrimiento de emisiones de metano provenientes de una enana marrón o «estrella fallida».
El descubrimiento sugiere que la enana marrón exhibe auroras e incluso podría estar orbitada por una exoluna no descubierta, dijeron los investigadores.
El descubrimiento de la enana marrón JWST es sorprendente, porque no se espera que estos mundos fríos y aislados sean lo suficientemente calientes como para que el metano emita luz infrarroja.
Estos descubrimientos son el resultado de un programa JWST para estudiar 12 enanas marrones. Sugieren que estas estrellas perdidas pueden generar auroras similares a las luces del norte y del sur de la Tierra, así como a las que se ven sobre Júpiter y Saturno. La ausencia de una estrella cerca de esta enana marrón solitaria puede significar que las auroras polares sobre ella son generadas por una luna activa oculta.
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El equipo de estudio estudió la enana marrón fría CWISEP J193518.59–154620.3 (W1935), ubicada a 47 años luz de la Tierra. Aunque la masa de W1935 está poco limitada, oscilando entre 6 y 35 veces la de Júpiter, se sabe que tiene una temperatura superficial de aproximadamente 400 grados Fahrenheit (204 grados Celsius). Esta es aproximadamente la temperatura a la que hornearías galletas con chispas de chocolate (¿brownies fallidos?).
«Se espera gas metano en planetas gigantes y enanas marrones, pero normalmente lo vemos absorbiendo luz, no brillando», dijo Jackie Faherty, líder del equipo y líder educativo del Museo Americano de Historia Natural. dijo en un comunicado. «Al principio estábamos confundidos acerca de lo que estábamos viendo, pero finalmente se convirtió en pura emoción por el descubrimiento».
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¿Por qué fallan algunas estrellas?
Las enanas marrones reciben su desafortunado apodo de «estrellas fallidas» porque, aunque se formaron directamente a partir de una nube de gas y polvo que colapsa como una estrella, no tienen suficiente masa para desencadenar la fusión nuclear de hidrógeno en helio en su núcleo.
Este es el proceso que define lo que es una estrella de secuencia principal, por lo que las enanas marrones –que tienen masas mayores que las de los planetas más grandes pero más pequeñas que la estrella más pequeña– técnicamente “no logran” alcanzar este estatus.
Faherty y sus colegas estaban observando varias enanas marrones con JWST cuando notaron que W1935 era similar, pero con una diferencia intrigante: emite metano, algo nunca antes visto alrededor de una estrella fallida.
El modelado de W1935 reveló que esta enana marrón en particular también exhibe lo que se llama una «inversión de temperatura». Este es un fenómeno en el que la atmósfera de un planeta se enfría a niveles más profundos. Esto es algo que suele verse en planetas que orbitan estrellas que calientan sus atmósferas de arriba a abajo, pero no se esperaba para W1935 porque la enana marrón está aislada y no hay ninguna fuente de calor externa.
«Nos quedamos gratamente sorprendidos cuando el modelo predijo claramente una inversión de temperatura», dijo en el comunicado Ben Burningham, miembro del equipo y científico de la Universidad de Hertfordshire. «Pero también tuvimos que descubrir de dónde venía este calor extra en la atmósfera superior».
Una imagen compuesta de Júpiter tomada por la NIRCam de Webb, que muestra los anillos del planeta y dos de sus lunas, Amaltea y Adrastea. El brillo azul alrededor de los polos de Júpiter es la aurora. (Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, equipo Jupiter ERS; procesamiento de imágenes por Ricardo Hueso (UPV/EHU) y Judy Schmidt.)
Para resolver este misterio, el equipo estudió más cerca de casa a los gigantes gaseosos del sistema solar, Júpiter y Saturno. Ambos gigantes gaseosos emiten metano y ambos tienen atmósferas que demuestran una inversión de temperatura.
Para Júpiter y Saturno, la causa de las emisiones de metano y la inversión de temperatura son las auroras boreales, lo que llevó a Faherty y al equipo a concluir que esto es lo que el JWST había detectado alrededor de W1935. La gran pregunta es: ¿qué está impulsando el inicio de W1935?
Esto es un problema porque el viento solar (el flujo de partículas cargadas del sol) es el principal impulsor de las auroras en Júpiter, Saturno y la Tierra. Estas cargas chocan con los campos magnéticos de los planetas y viajan a lo largo de las líneas de campo, interactuando con las partículas de la atmósfera. Esto calienta las capas superiores de la atmósfera y provoca la emisión de luz cerca de los polos del planeta. Sin embargo, sin una estrella anfitriona que azote a W1935 con vientos estelares, este proceso no puede ser el principal impulsor de la aurora de la enana marrón solitaria.
Sin embargo, las auroras de Júpiter y Saturno tienen un impulsor secundario menor, en forma de partículas cargadas que fluyen hacia los gigantes gaseosos siguiendo a sus lunas activas que arrojan material al espacio. Por ejemplo, Io, la luna de Júpiter, es el cuerpo más volcánico del sistema solar, y arroja lava a decenas de kilómetros al espacio, mientras que Encelado, la luna de Saturno, arroja géiseres al espacio que contienen vapor de agua y otros materiales que se congelan y burbujean simultáneamente cuando entran en contacto con el espacio.
Así, la aurora de W1935 sin estrella ni viento estelar indica que la enana marrón podría estar orbitada por una luna activa.
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Se necesitarán más pruebas antes de que los científicos puedan confirmar por primera vez la existencia de una luna enana marrón. Hasta entonces, estos primeros indicios proporcionan información sobre la influencia del JWST desde que comenzó a enviar sus observaciones del universo a la Tierra en el verano de 2022.
«Cada vez que un astrónomo apunta con el JWST a un objeto, existe la posibilidad de realizar un nuevo descubrimiento sorprendente», concluyó Faherty. «Las emisiones de metano no estaban en mi radar cuando comenzamos este proyecto, pero ahora que sabemos que pueden estar ahí y la explicación es tan atractiva, estoy buscándola constantemente. Es parte de la forma en que avanza la ciencia».
La investigación del equipo fue publicado hoy (17 de abril) en la revista Nature.
