7. Formación de la Galaxia

En donde se forma la Vía Láctea, nuestra galaxia

“Todas las noticias de todas partes”

Los precios pueden variar en áreas fuera del Supercúmulo Local.

EL DIARIO UNIVERSAL

JUEVES, 27 DE FEBRERO DE 10.000.000.000 A.C.

GALAXIA DE GRAN TAMAÑO SE FORMA

EN CÚMULO ANTIGUO

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¿Podría desarrollarse vida allí?

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GRUPO LOCAL, 10 mil millones de años a.C. – Otra galaxia de gran tamaño se ha formado hoy en el Grupo Local, una colección de unas dos docenas de galaxias a las afueras del gran Cúmulo Galáctico de Virgo. La nueva galaxia espiral tiene una masa de 500 mil millones de masas solares (cerca de 1 millón de millones de millones de millones de millones de millones de millones de kilos) y un diámetro de 100.000 años-luz (algo menos de 1 millón de millones de millones de millones de millones de millones de kilómetros). Es la segunda galaxia más grande en formarse dentro del Grupo Local en los últimos 100 millones de años. Si la vida podrá desarrollarse en alguna de estas galaxias es una cuestión que aún se debate.

“Las primeras estrellas se formaron justo tras el inicio del colapso de la nube pregaláctica, y muchas de ellas residen en alguno de los cientos de cúmulos globulares de la nueva galaxia,” informó un observador. Los cúmulos globulares contienen entre cientos y miles de estrellas y orbitan a la nueva galaxia siguiendo rutas elípticas. Las estrellas aquí son fundamentalmente hidrógeno y helio, así que no se espera la formación de muchos planetas, por lo que es improbable que surja la vida alrededor de estas estrellas.

Cuando la nube pregaláctica empezó el rápido colapso, la ligera rotación de la nube se aceleró cada vez más y las estrellas y el gas formaron un disco. “Esta delgada capa de estrellas y gas se parece a un disco de vinilo y está rotando alrededor del centro de la galaxia a casi un millón de kilómetros por hora,” dice otro experto. Se espera que la intensidad de formación estelar en esta región de la nueva galaxia genere una gran cantidad de los elementos necesarios para formar planetas y vida.

La probabilidad de que haya vida podría ser más alta cerca del centro de la galaxia, donde la formación estelar es más intensa. Sin embargo, es posible que las explosiones de supernova esterilicen los planetas que orbitan cerca del centro de la galaxia. Cuando le preguntaron por la posibilidad de que la vida surgiera a una distancia de 30.000 años-luz del centro de la galaxia, un experto estimó que la probabilidad era “absurdamente pequeña”.

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Disclaimer: This is a free-online translation from the book by Eric Schulman, "A Briefer History of Time" (1999-2004). No copyright infringement is intended.

Asomándose al corazón de una supernova

Hace 340 años, explotó una estrella en forma de supernova en la constelación de Casiopea, en lo que denominamos Casiopea A, o Cas A. Los restos de dicha explosión pueden observarse hoy en día en todo el espectro electromagnético, desde radio a rayos gamma. Recientemente, los astrónomos han añadido otra pieza del puzzle gracias a la misión NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), lanzado en junio de 2012.

Concepción artística de la misión NuSTAR,
con el mástil desplegado tras el lanzamiento.
Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Cuando una estrella muy masiva llega al final de su vida, es decir, consume todo el hidrógeno, se inicia una serie de reacciones en cadena que concluyen con la explosión en forma de supernova de dicha estrella. Las capas exteriores salen despedidas a  gran velocidad, formando una onda de choque que interacciona con el material interestelar que encuentra a su paso, polvo y gas, y lo calienta. Hasta ahora, esa información era la que se podía obtener mediante observaciones en el óptico, infrarrojo, radio y rayos X.

Gracias al telescopio orbital NuSTAR, ya podemos obtener información también de los elementos que se formaron en el núcleo de la explosión, que proporciona un mapa de emisiones a alta energía en rayos X. En concreto, se trata del isótopo radiactivo titanio-44, producido cuando el núcleo de la estrella colapsó para dar lugar a una estrella de neutrones o un agujero negro.

Imagen proporcionada por NASA/NuSTAR

En la foto aparecen superimpuestas imágenes tomadas por los telescopios espaciales Chandra y NuSTAR, ambos de la NASA, de los restos de la supernova Cas A. Las emisiones en rayos X que detecta Chandra aparecen en dos colores, rojo y verde, que se corresponden con los elementos hierro y silicio/magnesio respectivamente. NuSTAR proporciona un mapa de la distribución de titanio (en azul en la imagen), que se produjo en el núcleo de la explosión de la estrella original.

Con esta nueva pieza del rompecabezas, se podrá empezar a entender mejor cómo se producen las supernovas, el por qué de su expansión ligeramente asimétrica y la aparición de chorros de materia eyectada.

Vía ScienceDaily, fuente: University of California - Berkeley

6. Recombinación

Donde los electrones se combinan con los núcleos de hidrógeno y helio, produciendo átomos neutros

¡Muy bien, átomos, preparaos para el baile de la recombinación! ¡Cada pareja a su esquina!

Con tu pareja ven al centro, os golpea el fotón,
El electrón escapa, y estás en el mogollón.
Uno de la derecha te echa una mano,
Con un nuevo electrón, ¡te vas paseando!

Mientras los fotones estén calientes, los electrones no estarán,
Con los fotones fríos, los electrones volverán,
El Universo se expande y a la vez se enfría,
Así que únete a tu pareja: ¡haz lo que yo diga!

Con los fotones volando por todos los rincones,
Mantén a tu lado a tus electrones.
Aunque pienses que esto se baila en cuadrado,
La fusión se acerca, así que ten cuidado.

Mil millones de años de calma tendrás,
Hasta que las galaxias se empiecen a formar.
Pero una vez que las estrellas empiecen a brillar,
Echarás de menos este tiempo de paz.

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MIThenge, el Infinito Pasillo Astronómico

Muchos conocerán la emblemática configuración de piedras de Stonehenge, en Gran Bretaña, y habrán oído hablar de los posibles usos astronómicos que se le atribuyen. Y sin embargo, no son tantos los que conocen el curioso fenómeno apodado como MIThenge.

A mediados de noviembre y a finales de enero, el camino aparente del sol por el cielo se cruza con el eje del Pasillo Infinito del MIT (Massachusetts Institute of Technology) en Boston. Este pasillo de 251 metros va desde la entrada principal en la avenida Massachusetts a través de los edificios 7, 3, 10, 4 y 8. Cuando esta circunstancia tiene lugar, la puesta de sol puede verse desde la otra punta del pasillo. Por analogía con las alineaciones que tienen lugar en Stonehenge, este fenómeno se conoce como "MIThenge".

Elena, enero 2014

El fenómeno se ha hecho tan popular que se han creado unas normas de seguridad y de etiqueta para los asistentes: mucha precaución con la observación directa del sol (peligro de ceguera total o parcial), se aconseja presenciar el evento desde lejos, no bloquear la vista de los demás, llegar con suficiente antelación. Se recomienda usar el tercer piso y, específicamente las escaleras frente al baño), para obtener mejores vistas. ¡Todo un acontecimiento, vamos!

Gracias a mi amiga Elena, tenemos foto de este año, y si queréis ver más, no dudéis en pasaros por la web.

5. Producción de deuterio y helio

Donde muchos de los protones y los neutrones del Universo Primigenio se combinan para formar hidrógeno pesado (deuterio) y helio

El Sneutrinillo domado

Personajes de la obra

PETRUCHIO, un protón
GRUMIO, un neutrón
PETRUMIO, un deuterón
HORTENSIO, un deuterón
PETRUMSIO, un núcleo de helio

ACTO 1

Escena 2: Padua. Un lugar público. Ante el dominio espacial de HORTENSIO.

                Entran PETRUCHIO y GRUMIO

PETRUCHIO

Verona, adiós te he dicho por algún tiempo con objeto de venir, como he venido, a ver a mis amigos de Padua. Y antes que otro alguno al más querido y mejor probado, mi buen Hortensio. Y éste es, si no me equivoco, su dominio espacial. ¡Aquí, Grumio, majadero! Da un porrazo.

GRUMIO

¿Que dé un porrazo, mi amo? ¿A quién debo pegar? ¿Es que alguna partícula ha insultado a vuestra señoría?

PETRUCHIO

Pronto, bribón, golpéame ahí y bien fuerte.

GRUMIO

¿Que os golpee ahí, mi amo? ¿Y quién soy yo, amo, para golpearos ahí?

PETRUCHIO

¡Necio!, golpea al punto en esa puerta como es debido, o seré yo quien golpee tu cabeza de animal.

GRUMIO atraviesa mediante efecto túnel la barrera energética de PETRUCHIO, produciendo a  PETRUMIO, un deuterón.

               Entra HORTENSIO

HORTENSIO

¿Qué pasa? ¿Qué ocurre aquí? ¡Pero si son Grumio y mi muy querido Petruchio! ¿Cómo es que venís de Verona para acabar en Petrumio?

PETRUMIO atraviesa mediante efecto túnel la barrera energética de HORTENSIO, produciendo a PETRUMSIO, un núcleo de helio.

Sale PETRUMSIO

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4. Aniquilación partícula-antipartícula

Donde todas las antipartículas del Universo aniquilan a casi todas las partículas, dejando un Universo hecho de materia y fotones

EL PRIMER LIBRO DE GAMOV, LLAMADO

ORÍGENES

CAPÍTULO 1, donde el Universo se transforma

En el principio, Dios creó las partículas y las antipartículas^a. La temperatura era alta, las partículas y las antipartículas estaban en equilibro y el espíritu de Dios contemplaba el Universo desde las alturas^b.

2   Dios dijo: "Hágase la luz", y  algunas partículas y antipartículas se aniquilaron mutuamente emitiendo fotones, y se hizo la luz. Dios vio que la luz era buena, y separó a los fotones de las partículas y antipartículas. Dios llamó a los fotones "bosones" y a las partículas y antipartículas "fermiones"^c. Y hubo producción partícula-antipartícula y hubo creación de fotones: 10^-43 primeros segundos.

3   Y Dios dijo: "Haya una expansión exponencial del Universo para que separe una parte de la otra". Y Dios hizo una expansión exponencial del Universo para separar los monopolos magnéticos entre sí, de forma que cualquier intento de encontrarlos fuera inútil. Y así fue. Dios llamó a la expansión exponencial "inflación". Y hubo densidad de energía de vacío y hubo inflación: 10^-32 primeros segundos.

4   Y Dios dijo: "Reúnanse las partículas y las antipartículas, y aparezcan los fotones". Y así fue. Dios llamó a las pocas partículas restantes "materia", y a las antipartículas aniquiladas "antimateria". Y vio Dios que era bueno. Y hubo neutrones y hubo protones: primer segundo.

5   Y Dios dijo: "Haya reacciones nucleares para producir elementos más pesados". Y así fue. Dios hizo que los neutrones y los protones se combinaran para producir núcleos de deuterio, y Él combinó los núcleos de deuterio para hacer núcleos de helio. Y hubo también algo de litio, y hubo algo de berilio: primeros tres minutos.

6    Y Dios dijo: "Rebose el Universo de fotones energéticos y vuelen los electrones más allá de los núcleos de los átomos". Y así fue. Dios bendijo a las partículas y dijo: "Fructificad y producid átomos neutros", y la radiación se volvió menos energética y los electrones se combinaron con núcleos atómicos. Y vio Dios que esto era bueno. Y hubo radiación de fondo y hubo átomos neutrales: primeros 380 000 años.

7   Y Dios dijo: "Produzcan las perturbaciones de densidad colecciones de materia según su especie: estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias, según su especie". Y así fue. Dios hizo los cúmulos de galaxias según su especie, y las estrellas según su especie. Y vio Dios que esto era bueno.

8   Entonces dijo Dios: "Hagamos a la gravedad a nuestra imagen y semejanza, domine sobre los supercúmulos de galaxias, sobre los cúmulos de galaxias, sobre los grupos de galaxias, sobre las galaxias, sobre los cúmulos de estrellas, y sobre los sistemas estelares."

9   Vio Dios todo lo que había hecho, y he aquí que todo estaba bien. Y hubo relajación violenta y virialización: primeros mil millones de años.

10   Dios dio por terminada su obra al llegar los primeros mil millones de años, y tras pasar los primeros mil millones de años descansó de toda su obra. Y Dios bendijo el tiempo restante del Universo, y lo santificó,  porque en él descansó de toda la obra de su actividad creadora.

( ^a ) Las antipartículas son como las partículas, excepto que cuando se encuentran una partícula y su antipartícula, ambas se destruyen mutuamente emitiendo un estallido de radiación energética.

( ^b ) En un sentido cuatro-dimensional. Los caminos del Señor son inexcrutables.

( ^c ) También llamó a algunas de las partículas y antipartículas "bosones", pero eso es otra historia.



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