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Abell 262, Abell 383, Abell 1413, y Abell 2390: ¿Es la materia oscura "difusa"?


La madre de Andrómeda, Casiopea, habiendo presumido de ser tan bella como las Nereidas, provocó la furia de Poseidón, que decidió inundar la Tierra y enviar a un monstruo marino (Ceto según algunos autores) para que acabase con los hombres y el ganado. Cefeo, padre de Andrómeda, sabía por el oráculo de Amón cuál era la única solución: entregar a su hija al monstruo. Para ello, la dejó vestida únicamente con unas joyas y encadenada a una roca.
Perseo, que tras matar a Medusa había recibido como obsequio de las Hespérides unas sandalias aladas, la vio encadenada y se enamoró de ella. Bajó hasta la playa para hablar con Cefeo y Casiopea para pedir la mano de la joven a cambio de acabar con el monstruo. Los reyes, a regañadientes, aceptaron y Perseo, con la cabeza de Medusa -que convertía en piedra a quién la mirara-, acabó con el monstruo y lo convirtió en un coral. El héroe creía que su boda con la joven sería inminente, pero había un problema: la madre de Andrómeda había prometido ya a su hija con el príncipe Agénor, por lo que Perseo tuvo que luchar contra él y todo su séquito. De nuevo, utilizó la cabeza de Medusa y consiguió casarse con su amada.
La pareja se trasladó a Tirinto (Argos) y tuvieron una hija -Gorgófone- y seis hijos, conocidos cómo los Perseidas: Perses, Alceo, Méstor, Heleo, Electrión y Esténelo. Sus descendientes gobernaron Micenas desde Electrión hasta Euristeo -de quién obtuvo la corona Atreo-, pasando por el mismísimo Heracles. Según esta mitología, además, Perseo es el ancestro de los persas.
Cuando Andrómeda murió, la diosa Atenea la situó entre las constelaciones del cielo del norte, cerca de su marido y su madre, Casiopea. Es representada en el cielo del hemisferio norte por la constelación Andrómeda, que contiene la galaxia de Andrómeda.
Sófocles y Eurípides escribieron varias tragedias a partir de la historia y sus incidentes fueron representados en numerosas obras de arte antiguas.
Texto Crédito: Wikipedia

Nota EQ: Despúes de un poco de historia veremos lo que Chandra Telescopio Espacial en Rayos X estudio en esta constelación...


Un nuevo estudio de las observaciones de Chandra de 13 de racimos de la galaxia probó las características de la materia oscura.

La materia oscura es una sustancia misteriosa e invisible que constituye la mayoría de la materia en el universo.

Los últimos resultados sugieren que la materia oscura podría tener propiedades parecidas a las olas debido a la mecánica cuántica.

El modelo que se probó con Chandra Data es conocido como "fuzzy" materia oscura.

Los astrónomos han utilizado datos del Observatorio Chandra X-Ray de la NASA para estudiar las propiedades de la materia oscura, la sustancia misteriosa e invisible que constituye la mayoría de la materia en el universo. El estudio, que involucra 13 cúmulos de galaxias, explora la posibilidad de que la materia oscura pueda ser más "borrosa" que "fría", tal vez incluso añadiendo a la complejidad que rodea este enigma cósmico.

Durante varias décadas, los astrónomos han sabido de la materia oscura. Aunque no puede ser observado directamente, la materia oscura interactúa a través de la gravedad con la materia normal, irradiando (es decir, cualquier cosa compuesta de protones, de neutrones, y de electrones atados en los átomos). Capitalizando en esta interacción, los astrónomos han estudiado los efectos de la materia oscura usando una variedad de técnicas, incluyendo observaciones del movimiento de estrellas en galaxias, el movimiento de galaxias en racimos de la galaxia, y la distribución de la radiación X que emite el gas caliente en cúmulos de galaxias. La materia oscura también ha dejado una huella en la radiación que dejó el Big Bang hace 13,8 mil millones de años.

Sin embargo, los astrónomos han estado luchando durante décadas para entender las propiedades detalladas de la materia oscura. En otras palabras, les gustaría saber cómo se comportan las cosas oscuras en todos los ambientes y, en última instancia, de qué están hechos.

El modelo más popular asume que la materia oscura es una partícula más masiva que un protón que es "frío", lo que significa que se mueve a velocidades mucho más pequeñas que la velocidad de la luz. Este modelo ha tenido éxito en explicar la estructura del universo en escalas muy grandes, mucho más grandes que las galaxias, pero tiene problemas para explicar cómo la materia se distribuye en las escalas más pequeñas de las galaxias.

Por ejemplo, el modelo frío de la materia oscura predice que la densidad de la materia oscura en el centro de galaxias es mucho más alta que en las regiones circundantes cerca del centro. Porque la materia normal se atrae a la materia oscura, también debe tener un pico fuerte en densidad en el centro de galaxias. Sin embargo, los astrónomos observan que la densidad de la materia oscura y normal en el centro de galaxias está mucho más uniformemente extendida. Otro problema con el modelo de materia oscura fría es que predice un número mucho más alto de pequeñas galaxias orbitando alrededor de galaxias como la Vía Láctea de lo que los astrónomos realmente ven.

Para abordar estos problemas con el modelo de materia oscura fría, los astrónomos han llegado a modelos alternativos donde la materia oscura tiene propiedades muy diferentes. Uno de estos modelos se aprovecha del principio de la mecánica cuántica que cada partícula subatómica tiene una onda asociada con ella. Si la partícula de la materia oscura tiene una masa extremadamente pequeña, cerca de 10.000.000.000.000.000 veces más pequeño que la masa de un electrón, su longitud de onda correspondiente será cerca de 3.000 años luz. Esta distancia de un pico de la ola a otra es aproximadamente una octava parte de la distancia entre la Tierra y el centro de la Vía Láctea. Por el contrario, la longitud de onda más larga de la luz, una onda de radio, está a sólo unas pocas millas de largo.

Las ondas de diferentes partículas en estas grandes escalas pueden solaparse e interferir entre sí como ondas en un estanque, actuando como un sistema cuántico en escalas Galáctica en lugar de atómicas.
La gran longitud de onda de la onda de las partículas significa que la densidad de la materia oscura en el centro de galaxias no se puede alcanzar fuertemente. Por lo tanto a un observador fuera de una galaxia estas partículas aparecerán borrosas si pudieran ser detectadas directamente, por lo que este modelo ha sido llamado "materia oscura difusa". Porque la materia normal se atrae a la materia oscura también será extendida hacia fuera sobre las escalas grandes. Esto explicaría naturalmente la carencia de un pico fuerte en la densidad de la materia en el centro de galaxias.

Este modelo sencillo ha tenido éxito en explicar la cantidad y ubicación de la materia oscura en pequeñas galaxias. Para las galaxias más grandes, se ha necesitado un modelo más complicado de materia oscura difusa. En este modelo, las concentraciones masivas de materia oscura pueden conducir a múltiples estados cuánticos (llamados "Estados excitados"), en los que las partículas de materia oscura pueden tener diferentes cantidades de energía, similar a un átomo con electrones en órbitas de mayor energía. Estos estados excitados cambian cómo la densidad de la materia oscura varía con distancia lejos del centro del racimo de la galaxia.

En un nuevo estudio, un equipo de científicos utilizó las observaciones de Chandra del gas caliente en 13 racimos de la galaxia para ver si el modelo oscuro borroso de la materia trabaja en las escalas más grandes que el de galaxias. Utilizaron los datos de Chandra para estimar la cantidad de materia oscura en cada racimo y cómo la densidad de esta materia varía con distancia lejos del centro del racimo de la galaxia.

El gráfico muestra cuatro de las 13 agrupaciones de galaxias utilizadas en el estudio. Los racimos son, comenzando en la parte superior izquierda e ir hacia la derecha, Abell 262, Abell 383, Abell 1413, y Abell 2390. En cada una de estas imágenes, los datos de rayos X de Chandra son de color rosa, mientras que los datos ópticos son rojos, verdes y azules.

Al igual que con los estudios de las galaxias, el modelo más simple de materia oscura difusa — donde todas las partículas tienen la energía más baja posible — no estuvo de acuerdo con los datos. Sin embargo, encontraron que el modelo en el que las partículas tenían diferentes cantidades de energía — los "Estados excitados", dio un buen acuerdo con los datos. De hecho, el modelo de materia oscura difusa puede coincidir con las observaciones de estos 13 cúmulos de galaxias igual de bien o incluso mejor que un modelo basado en materia oscura fría.

Este resultado muestra que el modelo de materia oscura difusa puede ser una alternativa viable a la materia oscura fría, pero se necesita más trabajo para probar esta posibilidad. Un efecto importante de los Estados excitados es dar ondas, o oscilaciones, en la densidad de la materia oscura en función de distancia lejos del centro del racimo. Esto produciría ondas en la densidad de la materia normal. La magnitud prevista de estas ondas es menor que las incertidumbres actuales en los datos. Se necesita un estudio más detallado para probar esta predicción del modelo.

Un documento que describía estos resultados fue recientemente aceptado para su publicación en los avisos mensuales de la Royal Astronómica Society y está disponible en línea. Los autores son Tula Bernal (Instituto Politécnico Nacional, ciudad de México), Víctor Robles (Universidad de California, Irvine), y Tonatiuh Matos (Instituto Politécnico Nacional).
El centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de la misión científica de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico del Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

Credit X-ray: NASA/CXC/Cinestav/T.Bernal et al.; Optical: Adam Block/Mt. Lemmon SkyCenter/U. Arizona
Release Date April 28, 2017

Traducción y Nota El Quelonio Volador

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