Erupción de un hoyo negro aporta a científicos información sobre el sistema solar y análisis de los planeta Tierra y Marte.
Un grupo de astrónomos ha producido la imagen más completa de emisión de Radio del agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra que se alimenta activamente.
La emanación está impulsada por un agujero negro central en la "Galaxia Centaurus A", a unos doce millones de años luz de distancia. Conocida también como (NGC 5128) es una "galaxia lenticular" (clasificación otorgada a una galaxia entre elíptica y espiral), que se encuentra a una distancia de catorce millones de años luz, en la "Constelación de Centauro". Es una de las "radiogalaxias" cercanas a la Tierra, por lo que su núcleo galáctico ha sido ampliamente estudiado por los astrónomos. Resulta ser la quinta galaxia más brillante en el cielo nocturno, esta galaxia es solamente observable desde el hemisferio sur terrestre y en bajas latitudes del hemisferio norte, las "radiogalaxias" son tipos de galaxias que emiten una porción significativa de su radiación electromagnética que no es consecuencia de los componentes normales de la galaxia. Las "ondas de radio" son un tipo de radiación electromagnética con longitudes de onda en el espectro electromagnético más largo que la luz infrarroja, el término moderno "onda de radio" reemplazó el nombre original "onda hertziana" alrededor de 1912, la unidad de medida de frecuencia para estas ondas es el "hercio" o "hertz". Estas ondas se propagan desde frecuencias de 10 Terahertz (THz) hasta 10 kilohertz (kHz), cuyas correspondientes longitudes de onda son desde los 100 micrómetros hasta los 100 kilómetros.
A medida que el agujero negro se llena del gas que cae, expulsa material casi a la velocidad de la luz, lo que hace que crezcan "Burbujas de Radio", durante cientos de millones de años.
El Radio (Ra) es un elemento químico que tiene número atómico 88, es un alcalinotérreo que se encuentra a nivel de trazas en minas de uranio, de color blanco inmaculado, Es extremadamente radioactivo, un millón de veces más que el "uranio". Su "isótopo" más estable, es el "Ra-226", tiene un período de semidesintegración de 1,602 años y se transmuta dando "Radón".
Centaurus A es una galaxia activa gigante a 12 millones de años luz de distancia. En el centro hay un agujero negro con una masa de 55 millones de soles. Foto de ICRAR / Curtin and Connor Matherne LSU, La Jornada.
Cuando se ve desde la Tierra, la erupción del "Centaurus A" ahora se extiende ocho grados a través del cielo, que es equivalente a la longitud de dieciséis lunas llenas colocadas una al lado de otra.
Lo anterior fue capturado con el "Telescopio Murchison Widefield Array" (MWA) en Australia Occidental y la investigación se publicó en la revista "Nature Astronomy".
Este telescopio, en operación desde mediados del año 2013, "The Murchison Widefield Array" (MWA) es producto de la cooperación internacional, se compone por partes aportadas por diversas naciones, como son: Australia, Nueva Zelanda, Japón, China, India, Canadá y Estados Unidos. Es mantenido y operado a control remoto por un pequeño equipo con base en el "Instituto Curtin de Radioastronomía y del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía" (ICRAR), ubicado en Australia.
Fotografia del "Telescopio Murchison Widefield Array" (MWA), tomada de Face Book.
El autor principal, el doctor Benjamin McKinley, de la Universidad de Curtin del Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía, dijo que la imagen revela nuevos y espectaculares detalles de la emisión de Radio de la galaxia. Ha declarado el doctor McKinley:
“Estas ondas de radio provienen del material que es absorbido por el agujero negro supermasivo en el medio de la galaxia. Forma un disco alrededor de éste, y a medida que la materia se desgarra acercándose a él, se forman poderosos chorros a ambos lados del disco, expulsando la mayor parte del material hacia el espacio, a distancias de probablemente más de un millón de años luz. Las observaciones de radio anteriores no pudieron manejar el brillo extremo de los chorros y los detalles del área más grande que rodea la galaxia estaban distorsionados, pero nuestra nueva imagen supera estas limitaciones. "Centaurus A" es la radiogalaxia más cercana a nuestra propia Vía Láctea. Podemos aprender mucho de ella en particular, simplemente porque está tan cerca y podemos verla con tanto detalle. No sólo en las longitudes de onda de radio, sino también en todas las demás longitudes de onda de la luz. En esta investigación hemos podido combinar las observaciones de Radio con datos ópticos y de rayos X para ayudarnos a comprender mejor la física de estos agujeros negros supermasivos”.
El doctor en astrofísica Massimo Gaspari, del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, dijo que el estudio corroboró una teoría novedosa conocida como "Acreción de Frío Caótico" que está surgiendo en diferentes campos. Y ha explicado el asunto a mayor detalle: “En este modelo, las nubes de gas frío se condensan en el halo galáctico y llueven sobre las regiones centrales, alimentando el agujero negro supermasivo. Desencadenado por esta lluvia, el hoyo reacciona vigorosamente lanzando energía a través de chorros de radio que inflan los lóbulos espectaculares que vemos en la imagen de (MWA). Este estudio es uno de los primeros en sondear con tanto detalle el clima de acreción de frío caótico multifase sobre la gama completa de escalas”.
Ahora bien, la hipótesis nebular es el modelo más ampliamente aceptado en el campo de la "Cosmología" para explicar la formación y evolución de nuestro Sistema Solar. Se esgrime que este se formó a partir de material nebuloso en el espacio.
Hay pruebas de que se propuso por primera vez en 1734, por Emanuel Swedenborg (1688 -1722), que fue científico, teólogo, filósofo y místico, originalmente se pensó en referencia a nuestro propio propio sistema solar, este proceso de formación de sistemas planetarios ahora se cree que está en todo el Universo.
La variante moderna ampliamente aceptada de la hipótesis nebular es el modelo de "Solar Nebular Disc Model" (SNDM), o en español "modelo de disco nebular solar", conocido también, en forma más sencilla como, "modelo nebular solar". Esta hipótesis nebular ofreció explicaciones para una variedad de propiedades desee nuestro sistema, incluyendo las órbitas casi circulares y coplanares de los planetas, y su movimiento en la misma dirección que la rotación del Sol. Algunos elementos de la hipótesis nebular se repiten en las modernas teorías de formación planetaria, pero la mayoría de los elementos ya han sido remplazados.
Esta hipótesis propone que las estrellas se forman de nubes masivas y densas de hidrógeno molecular, "nube molecular gigante" (NMG). Son gravitacionalmente inestables, y la materia se funde dentro de ellos para hacer cúmulos más pequeños y densos, que luego giran, colapsan, y forman estrellas. La formación estelar es un proceso complejo, que siempre produce un "disco protoplanetrio" gaseoso alrededor de la joven estrella. Esto puede generar a planetas en ciertas circunstancias, las cuales no son muy conocidas. Así, la formación de sistemas planetarios se cree que es un resultado natural de la formación de estrellas.
Una estrella como el Sol suele tardar aproximadamente un millón de años en formarse, con el disco protoplanetario evolucionando hacia un sistema planetario en los siguientes de diez a cien millones años.
El citado disco protoplanetario es un disco de acreción, es decir, que se alimenta de la estrella central. Inicialmente es muy caliente, más tarde el disco se enfría, en lo que se conoce como la etapa de estrellas T "Tauri"; aquí, la formación de los pequeños granos de polvo hechos de rocas y hielo son posibles. Los granos, finalmente, pueden coagularse en - kilómetros de tamaño planetesimal. Si el disco es lo suficientemente masivo, las acumulaciones descontrolables comienzan, resultando en una rápida - de entre cien mil y trescientos mil años - formación de la Luna hasta embriones planetarios del tamaño de Marte. Cerca de la estrella, los embriones planetarios pasan por una etapa de fusiones violentas, produciendo unos pocos planetas terrestres. La última etapa dura aproximadamente de entre cien millones, hasta un mil millones de años.
El uso del término "Disco de Acreción" para el disco protoplanetario conduce a confusión sobre el proceso de "acreción planetario". El disco protoplanetario a veces se denomina disco de acreción, porque mientras la joven protoestrella similar a "T Tauri", cuando todavía se está contrayendo, es posible que aún le caiga material gaseoso encima, acumulándose en su superficie desde el borde interno del disco. En detalle se tiene que en un disco de acreción, hay un flujo neto de masa desde distancias más grandes a espacios más pequeños.
Sin embargo, ese significado no debe confundirse con el proceso de acreción que forma los planetas. En este contexto, la acreción se refiere al proceso de granos solidificados y enfriados de polvo y hielo que orbitan alrededor de la "protoestrella" en el disco protoplanetario, chocando y pegándose y creciendo gradualmente, hasta, e incluyendo, las colisiones de alta energía entre "planetasimales" considerables.
Además, los "planetas gigantes" probablemente tenían sus propios discos de acreción, en el primer significado de la palabra. Entonces la teoría nos dice que las nubes de gas de Hidrógeno y Helio capturadas se contrajeron, giraron, se aplanaron y finalmente se depositaron sobre la superficie de cada uno de los proptoplanetas gigantes, mientras que los cuerpos sólidos dentro de ese disco se acumularon en las lunas regulares de cada planeta gigante.
En complemento a lo anteriormente expuesto, un nuevo resultado obtenido nos dice que:
La Tierra y Marte se formaron con escaso material más allá de Júpiter.
Los resultados del estudio tienen consecuencias de gran alcance para la comprensión del proceso que formó Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Foto Europa Press.
La Tierra y Marte se formaron a partir de material que se originó en gran parte en el sistema solar interior; sólo un pequeño porcentaje pertenece al predominate más allá de la órbita de Júpiter.
Un grupo de investigadores dirigido por la Universidad de Münster (Alemania) informa estos hallazgos en la revista "Science Advances".
Dichos investigadores presentan la comparación más completa hasta la fecha de la composición isotópica de ambos planetas y los componentes de construcción prístinos del sistema solar interior y exterior, que se encuentra hoy casi inalterada en meteoritos. Los resultados del estudio tienen consecuencias de gran alcance para nuestra comprensión del proceso que formó los planetas Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
La teoría que postula que los cuatro planetas rocosos crecieron hasta su tamaño actual mediante la acumulación de guijarros de polvo del sistema solar exterior no es sostenible, según los autores.
Hace unos 4 mil 600 millones de años, en los primeros días de nuestro sistema solar, un disco de polvo y gases orbitaba al joven Sol. Dos teorías describen cómo en el transcurso de millones de años los planetas rocosos internos se formaron a partir de este material de construcción original.
Según la teoría más antigua, el polvo en el sistema solar interior se aglomeraba en trozos cada vez más grandes que alcanzaban gradualmente casi el tamaño de nuestra Luna. Las colisiones de estos embriones planetarios finalmente produjeron los planetas interiores Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
Sin embargo, una teoría más nueva prefiere un proceso de crecimiento diferente: “guijarros” de polvo de tamaño milimétrico migraron desde el sistema solar exterior hacia el Sol. En su camino, se acumularon en los embriones planetarios del sistema solar interior y, paso a paso, los ampliaron a su tamaño actual.
Ambas teorías se basan en modelos teóricos y simulaciones informáticas destinadas a reconstruir las condiciones y la dinámica del sistema solar primitivo; ambos describen un posible camino de formación planetaria. ¿Pero cuál es el correcto? ¿Qué proceso tuvo lugar realmente? Para responder a estas preguntas en su estudio actual, el equipo determinó ahora la composición exacta de los planetas rocosos. “Queríamos averiguar si los componentes básicos de la Tierra y Marte se originaron en el sistema solar exterior o interior”, dice en un comunicado el doctor Christoph Burkhardt, de la Universidad de Münster, primer autor del análisis.
Con este fin, los isótopos de los metales raros titanio, circonio y molibdeno que se encuentran en diminutas trazas en las capas externas ricas en silicato de ambos planetas proporcionan pistas cruciales.
Los investigadores utilizaron dos tipos de meteoritos. Estos trozos de roca generalmente llegaron a la Tierra desde el cinturón de asteroides, la región entre las órbitas de Marte y Júpiter. Se considera que son componentes en gran parte prístinos. Mientras que las llamadas condritas carbonáceas, que pueden contener hasta un pequeño porcentaje de carbono, se originaron más allá de la órbita de Júpiter y sólo más tarde se trasladaron al cinturón de asteroides debido a la influencia de los crecientes gigantes gaseosos, sus primos más empobrecidos en carbono, las condritas no carbonáceas, son verdaderos hijos del sistema solar interior.
La composición isotópica precisa de las capas de rocas exteriores accesibles de la Tierra y la de ambos tipos de meteoritos se ha estudiado durante algún tiempo; sin embargo, no ha habido análisis comparables completos de rocas marcianas, pero ahora, los investigadores examinaron muestras de un total de 17 meteoritos marcianos, que pueden asignarse a seis tipos típicos de rocas de aquel planeta. Además, los científicos investigaron por primera vez la abundancia de tres isótopos metálicos diferentes.
Los resultados de los investigadores muestran que las capas de rocas exteriores de la Tierra y Marte tienen poco en común con las condritas carbonáceas del sistema solar exterior. Representan sólo un cuatro por ciento de los bloques de construcción originales de ambos planetas. Nos dice el doctor y catedrático Thorsten Kleine, de la Universidad de Münster, quien también es director del Instituto Max Planck para Investigación del sistema solar en Göttingen: “Si los planetas Tierra y Marte, en sus momentos primitivos, hubieran acumulado principalmente granos de polvo del sistema solar exterior, este valor debería ser casi diez veces mayor,.. Por tanto, no podemos confirmar esta teoría de la formación de los planetas interiores”, añade.
Pero la composición de la Tierra y Marte tampoco coincide exactamente con el material de las condritas no carbonáceas. Las simulaciones por computadora sugieren que otros elementos están en juego.
“La composición isotópica de este tercer tipo de material de construcción, según lo inferido por nuestras simulaciones por computadora, implica que debe haberse originado en la región más interna del sistema solar”, explica Christoph Burkhardt. Dado que los cuerpos tan cercanos al Sol casi nunca se dispersaron en el cinturón de asteroides, este material fue absorbido casi por completo en los planetas internos y, por lo tanto, no se encuentra en los meteoritos.
El sorprendente hallazgo no cambia las consecuencias del estudio para la teoría de la formación de planetas. Concluye Christoph Burkhardt: “El hecho de que la Tierra y Marte aparentemente contengan principalmente material del sistema solar interior encaja bien con la formación de planetas a partir de las colisiones de grandes cuerpos en el sistema solar interior”.
Como puede observarse, aún no hay nada definitivo en el tema de la formación y procedencia de los planetas rocosos y gigante gaseosos que integran el Sistema Solar. Lo que si es concreto son los avances que se van alcanzando.
Habrá de seguir este continuo avance, impulsado por los nuevos logros tecnológicos que nos llevan a lugares que hace algunas décadas eran impensables. Lo que me parece cierto es que el tiempo en su transcurso hace que las cosas avancen y ahora nos desconcierten, dado que las mayorías de los humanos gustamos de explicaciones sencillas en las cuales todo tiende a la inmovilidad.
Sin embargo, este "Gran Diseño" que ocupa una parte de la obra de Stephen Hawking (1942 - 2018), es explicable gracias a que su genialidad, tiene un carácter altamente dinámico.
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