Astronomía

Cuando las estrellas explotan, ¿por qué todavía podemos verlas?

Cuando las estrellas explotan, ¿por qué todavía podemos verlas?


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Esta puede ser una pregunta tonta, pero si la luz viaja a la velocidad de la luz y el tiempo se congela a esa velocidad, ¿por qué las estrellas que vemos podrían estar muertas ya y no desaparecer instantáneamente del cielo en el momento en que explota / muere?


Porque no nos movemos a la velocidad de la luz.

Desde nuestro punto de vista, la luz viaja a la velocidad de la luz, por lo que los eventos en una estrella distante no son visibles hasta que la luz nos alcanza.

Desde el punto de vista del fotón, el universo es bidimensional (está aplanado por la contracción infinita de Lorentz) y no hay paso del tiempo (dialación infinita del tiempo). La estrella y tú estamos en el mismo punto. Los fotones tienen un punto de vista extraño.

Afortunadamente, no tenemos que preocuparnos por eso, porque tenemos masa y, por lo tanto, no nos movemos a la velocidad de la luz. Tenemos un universo tridimensional y tenemos una dimensión de tiempo. ¡Gracias a Higgs, tenemos misa!


Es la misma razón por la que vemos la Luna. Si la luna explotara, veríamos que todo sucedía. Los objetos en el espacio no desaparecen 'instantáneamente' e incluso cuando están lejos, la luz siempre se envía en el mismo orden y vemos lo que sucedió.


Cuando las estrellas explotan

Las estrellas explotan todo el tiempo. Lo hacen por diferentes razones. El tipo de explosiones y secuelas dependen de las características de la estrella original. Como puedes imaginar, existen múltiples tipos de explosiones. Hay diferentes tipos de explosiones porque hay muchos tipos diferentes de estrellas.

Enanas blancas

Una enana blanca es una estrella que ya no progresa. En cierto modo, podría considerarse una estrella muerta. Por ejemplo, ya no se quema desde adentro como solía hacerlo. Esto significa que el proceso de fusión se ha detenido por completo.

También es muy denso. La densidad ha aumentado porque habrá eliminado todos los materiales más ligeros que solían formar esta estrella. Todavía puedes ver estas enanas blancas porque les queda algo de energía residual. Este es un recurso finito, ya no genera energía. Eventualmente irá completamente muerto.

Estrella nueva

Una nova ocurre cuando una estrella sufre una transformación que hace que brille considerablemente. Luego, tomará mucho tiempo para que disminuya en intensidad. Todas estas novas involucran enanas blancas y una estrella de secuencia principal más grande.

Cuando una enana blanca se acerca lo suficiente a su estrella compañera más grande, comenzará a robarle materia. La materia robada cuelga sobre la enana blanca pero muy cerca de ella. Este se calienta violentamente hasta que revienta.

Estrellas binarias

Un sistema binario suele ser una de las claves para iniciar el proceso nova en una enana blanca. La razón es que la segunda estrella proporciona mucho material sobrante a la enana blanca, que suele ser más densa y tiene más fuerzas gravitacionales en su centro. Al buscar posibles estrellas para convertirse en nova, los astrónomos a menudo miran primero los sistemas binarios conocidos.

Estrellas más grandes

La diferencia entre estrellas grandes y más pequeñas depende de si queman carbono en su núcleo. Las estrellas más pequeñas, como las enanas blancas, no harán esto. Las estrellas realmente grandes quemarán y fusionarán el carbono junto con muchos otros elementos más pesados. Cuando una estrella grande hace esto, la temperatura de su núcleo central se eleva a alturas increíbles.

Una de las formas en que lo logra es utilizando los restos de materiales anteriores como combustible. Cuando comienza la combustión, los elementos más ligeros se queman primero. Esto crea combustible para quemar elementos cada vez más pesados ​​a tiempo. Después de cada una de estas etapas, el núcleo central de la estrella sigue calentándose. Estos procesos ocurren muchas veces.

Cada vez que sucede, hay más calor y presión involucrados. El núcleo de hierro se desintegra en elementos más ligeros. Con el tiempo, los neutrinos se forman y se llevan la energía al espacio.

Supernova

Aquí es cuando las cosas se ponen realmente interesantes. El núcleo ha alcanzado densidades locas. Nuestra comprensión colectiva de la física ni siquiera puede comprender por qué todo sucede de la manera en que lo hace en este momento. Sin embargo, lo que básicamente sucede es que una vez que el núcleo ha alcanzado una cierta densidad, las cosas tienen que revertirse. Quiero decir, no se puede condensar tanto algo que desaparece después de todo.

Entonces ahora tenemos este núcleo de hierro que es súper denso. Después de un tiempo, no puede demorar más y comienza a expandirse. Ahora, expandir probablemente no sea la palabra correcta debido a lo que sucede a continuación. Esta expansión ocurre súper rápido, en un instante. Crea una onda de choque devastadora que viaja por toda la estrella.

Esta onda de choque es tan violenta que toda la estrella explota y se destruye. Se libera tanta energía que la estrella es tan brillante como todas las estrellas que la rodean juntas. Esta estrella está completamente destruida y lo único que queda es una cáscara de gas. Eso es algo de verdad.

Ha pasado mucho tiempo desde que alguien vio una explosión en nuestra galaxia. Así que todo ha sido recientemente explosiones de supernovas desde muy lejos.

Restos de supernova

Un remanente es lo que queda después de que una gran estrella se convierte en supernova. Son los restos de una explosión de supernova. Hay muchos ejemplos de nebulosas de las que tenemos bonitas imágenes. Son bastante hermosos.

Cuando estas estrellas explotan, el material se expulsa a velocidades muy altas. Esta materia en el espacio interestelar se esparce por todas partes y se convierte en combustible para otros procesos. Esto es muy importante porque es una de las formas en que los elementos más pesados ​​se esparcen por la galaxia. Son supersónicos, que es la causa de las ondas de choque. Esto significa que las ondas de choque se mueven tan rápido que viajan grandes distancias. Estas ondas externas barren casi todo el material que tienen delante. Este proceso puede durar de cientos a miles de años y viajar por muchos parsecs.

Los remanentes se pueden clasificar en tipos de caparazón o tipos híbridos. Las conchas se pueden caracterizar por sus estructuras en forma de anillo que las rodean. Hay más gas caliente en los bordes y de ahí provienen los anillos brillantes. Los tipos híbridos suelen contener un púlsar. El púlsar crea muchas partículas de alta energía, como rayos X y ondas de radio.

Con el tiempo, el proyectil de gas remanente se enfría. En términos relativos, la cáscara es bastante fría y densa. Entonces puede durar mucho tiempo. También puede haber híbridos que contengan un púlsar. Estos púlsares son algunas de las principales fuentes de rayos gamma. También se les llama de alta energía.

Conclusión

En este artículo de hoy hemos hablado sobre por qué explotan las estrellas. Esto es lo esencial de la astronomía en su máxima expresión, como veremos. Las estrellas más pequeñas darán como resultado una nova. Esto se debe a que no tienen suficiente masa para convertirse en supernova. Un evento nova puede ocurrir muchas veces. Todo este proceso ocurre porque una enana blanca obtiene una gran cantidad de material de un compañero cercano. Este material se calienta y eventualmente puede producirse una pequeña explosión.

A veces, las estrellas se forman mucho más grandes que nuestro propio Sol y pueden tomar un camino diferente. Dado que son tan grandes, pueden quemar y fusionar elementos pesados ​​que solo alimentan su desaparición. Se vuelven tan densos y calientes que incluso la física no puede soportar más y estas estrellas se vuelven supernovas. Esto resulta en tremendas explosiones.

Los astrónomos pensaron una vez que deberíamos ver una supernova cada cien años aproximadamente en nuestra propia galaxia. Estamos bastante atrás. No sabemos por qué no ha habido avistamientos recientemente. Sin embargo, todo el mundo está atento. Si vemos uno pronto, será un día emocionante porque estos eventos astronómicos son únicos.


Los astrónomos buscan bombas de tiempo

Por qué ciertas estrellas explotan en supernovas es un misterio para los científicos, y un nuevo estudio encuentra que la situación es incluso más oscura de lo que se pensaba porque parte de la luz de estas estrellas puede estar bloqueada.

Para comprender más sobre estas explosiones cósmicas, ¿los astrónomos están buscando bombas de tiempo? estrellas que están en camino de convertirse en supernovas. Sin embargo, la luz que falta podría hacer que la búsqueda fuera aún más difícil.

Las supernovas marcan la muerte de una estrella, cuando deja de brillar la luz creada a través de la fusión nuclear y, en cambio, se colapsa en un agujero negro extremadamente denso.

Un subconjunto de supernovas llamadas supernovas TypeIa son el estándar de oro en astronomía. Se cree que entran en erupción cuando una estrella densa y tenue llamada enana blanca alcanza cierto límite superior en masa y explota.

Por lo tanto, cada enana blanca que entra en erupción en una supernova de Tipo Ia brillará aproximadamente con el mismo brillo. Esto permite a los astrónomos detectarlos en todo el universo y decir qué tan lejos están por lo brillantes que parecen, en comparación con su luminosidad intrínseca conocida. (Se llaman "velas estándar", por esta característica especial de medición de distancia).

Pero los astrónomos todavía están confundidos por los casos en que las enanas blancas alcanzan ese límite de masa y explotan.

"La cuestión de qué causa una supernova de Tipo Ia es uno de los grandes misterios sin resolver en astronomía", dijo la investigadora Rosanne Di Stefano del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.

Un escenario visualiza a una enana blanca desviando gradualmente la masa de otra compañera enana blanca hasta que sobrepasa el límite. Otra idea es que dos enanas blancas se fusionen para convertirse en un gigante que derriba el límite y explota.

Para llegar al fondo del misterio, los científicos han estado buscando enanas blancas en el escenario antes de que se vuelvan lo suficientemente masivas como para explotar. En particular, los astrónomos buscan los llamados rayos X "súper suaves", que se cree que se crean cuando el gas de una estrella golpea la superficie de otra estrella y se somete a una fusión nuclear.

Esto debería suceder tanto en el escenario de sifón como en el de fusión.oDi Stefano dijo, aunque la cantidad de luz y firmas particulares podrían decirles a los científicos más sobre qué ocurre con más frecuencia.

Sin embargo, por alguna razón, los científicos solo han podido encontrar un puñado de estas fuentes de rayos X, donde esperaban encontrar cientos.

En un nuevo artículo, Di Stefano propone que algún proceso está bloqueando esta luz para que no llegue a nuestros telescopios en la Tierra. Quizás algún otro material que rodea a la enana blanca absorbe los rayos X después de que se emiten para que no podamos verlos. O tal vez las enanas blancas emiten la mayor parte de su luz en longitudes de onda distintas de los rayos X.

Si esto es cierto, "debemos idear nuevos métodos para buscar los escurridizos progenitores de las supernovas de Tipo Ia", dijo DiStefano.

El artículo de Di Stefano se publicará en un próximo número del Astrophysical Journal.


Cuando miro hacia el cielo nocturno a las estrellas, ¿estoy mirando al pasado?

Por ejemplo, Sirius está a ocho años luz de distancia. ¿El hecho de que pueda ver esa estrella significa que toda la luz que mi ojo absorbe ha estado viajando tanto tiempo? Si Sirius explotara mañana, ¿seguiríamos viendo la estrella durante ocho años hasta que un día dejara de existir?

Sí a todas sus preguntas. Aunque no parpadearía hasta desaparecer, se volvería notablemente más brillante a medida que supernovas, lo cual no es un proceso que ocurre tan rápido.

Si Sirius explotara mañana, ¿seguiríamos viendo la estrella durante ocho años hasta que un día dejara de existir?

Vería que Sirius sufre cambios de forma normal, solo con un retraso de 8 años.

Si Sirius desapareciera ahora mismo en este mismo momento, no lo verías pasar hasta dentro de 8 años.

Si Sirius comenzara el proceso de supernova en este mismo momento, no verías ese proceso comenzar hasta dentro de 8 años.


La lupa de Einstein divide una supernova en cuatro piezas

Los astrónomos marcaron un hito la semana pasada cuando observaron una supernova, una estrella en explosión, en la mitad del Universo. Vemos estos todo el tiempo, pero la razón por la que este en particular es significativo es, literalmente, una historia retorcida.

Foto de NASA, ESA y S. Rodney (JHU) y el equipo de FrontierSN T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC – Berkeley) y el equipo de GLASS J. Lotz (STScI) y el equipo de Frontier Fields M. Cartero (STScI) y el equipo CLASH y Z. Levay (STScI)

Esa es una toma del telescopio espacial Hubble, parte de una imagen mucho más grande que muestra un cúmulo de galaxias de más de 5 mil millones a años luz de distancia. Casi todo en esta imagen es una galaxia (el objeto muy brillante en forma de cruz es una estrella en primer plano, en nuestra propia galaxia).

La parte central de la imagen está ampliada en el recuadro y la estrella está indicada por flechas. Pero espere un segundo. Por qué hay cuatro flechas?

¡Porque cada uno de ellos es una imagen de la estrella en explosión! La luz de la estrella viajó durante miles de millones de años para llegar hasta aquí y, en su camino, el camino se dividió. Mas de una vez.

Así es como funciona. La estrella está en una galaxia espiral mucho más 9 mil millones de años luz de la Tierra. Explotó, enviando luz en todas direcciones. En su camino a la Tierra, parte de esa luz atravesó el cúmulo de galaxias. La gravedad de ese cúmulo es inmensa (debido a la masa de estrellas y gas que contiene, así como a mucha materia oscura) y deforma el espacio. A medida que la luz de la supernova se movía a través del cúmulo, siguió esa curvatura del espacio girando y girando con él. Eso por sí solo sería suficiente para distorsionar la imagen de la supernova y su galaxia anfitriona.

Foto de NASA, ESA y S. Rodney (JHU) y el equipo de FrontierSN T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC – Berkeley) y el equipo de GLASS J. Lotz (STScI) y el equipo de Frontier Fields M. Cartero (STScI) y el equipo CLASH y Z. Levay (STScI)

Pero luego hubo una sorpresa adicional: parte de esa luz pasó muy cerca de una galaxia elíptica masiva en el cúmulo. Que fuertemente deformaba la luz, doblándola de tal manera que obtenemos múltiples imágenes de la estrella. Piénsalo de esta manera: mientras miras la imagen, parte de la luz de la supernova se dirigía hacia la izquierda de la galaxia, y si hubiera continuado en esa dirección, no habríamos visto la Tierra, y no veríamos nada, pero la masa de la galaxia dobló el camino de la luz, apuntándola hacia nosotros. Los detalles reales son bastante complicados, pero esto puede crear múltiples imágenes de un solo objeto, en este caso cuatro de ellas.

A este efecto lo llamamos lente gravitacional (he escrito sobre él varias veces, jaja, como aquí, aquí, aquí y aquí, y debe hacer clic en ellos para obtener más información, así como imágenes asombrosamente geniales de lentes), y se predijo por Einstein bajo su teoría de la relatividad. Lo hemos visto muchas veces, pero nunca antes una supernova había estado bajo tal lente. Esta es la primera vez.

Se pone mejor. La luz se amplía, de modo que podemos ver la supernova más fácilmente; en este caso, es unas 30 veces más brillante de lo que hubiera sido sin lentes. Y hay otro beneficio más: debido a que la luz ha tomado diferentes caminos para llegar a la Tierra, vemos retrasos en el tiempo entre cada uno.

Genial, ¿eh? Curiosamente, en el panorama general del cúmulo, en realidad se pueden ver al menos otras dos imágenes de la galaxia espiral anfitriona de la estrella; la luz de la galaxia también se disparó y se multiplicó. Es extraño, pero extremadamente útil para los astrónomos. La cantidad de flexión y los retrasos de tiempo involucrados proporcionan una forma de medir cuánta masa hay en el cúmulo, cómo se distribuye y también qué tan rápido se está expandiendo el Universo. Esa última parte surge debido a la gran diferencia de distancias entre la supernova y el cúmulo, la expansión del Universo afecta cómo la luz viaja entre ellos y hacia nosotros, por lo que medir los retrasos nos da otra forma de medir la expansión cósmica.

Los modelos del cúmulo hechos por los astrónomos que hicieron este descubrimiento indican que otras imágenes de la galaxia pueden provenir de caminos que están tardando más en llegar a la Tierra, por lo que en ellos todavía vemos la galaxia antes de que estallara la supernova. Eso significa que en unos pocos años podremos ver cómo la explosión se eleva de nuevo, como si el propio Universo estuviera en rebobinado. ¡Es una oportunidad muy rara de saber cuándo y dónde explotará una estrella!

Encuentro todo esto bastante delicioso. El Universo distante es extremadamente difícil de estudiar porque, obviamente, está muy lejos. Las cosas son pequeñas y débiles. La lente gravitacional nos da la oportunidad de tomar una porción estrecha pero profunda de ese reino distante y verlo mejor que antes. Es una circunstancia feliz que los astrónomos estén demasiado emocionados como para sacar provecho de ella.


8 misterios de la astronomía moderna que los científicos aún no pueden explicar

La inmensidad del espacio y la naturaleza desconcertante de los objetos cósmicos que lo ocupan no proporcionan escasez de material para que los astrónomos reflexionen.

Para resumir algunos de los misterios más perdurables en el campo de la astronomía, la revista Science solicitó la ayuda de escritores científicos y miembros de la Junta de Editores Revisores para elegir ocho preguntas desconcertantes que formulan los principales astrónomos de la actualidad.

Como escribe Robert Coontz, editor adjunto de noticias de Science, en su introducción a la serie, los participantes decidieron que "los verdaderos misterios deben tener poder de permanencia", en lugar de ser preguntas que podrían resolverse mediante investigaciones en un futuro próximo. De hecho, si bien algunos de los temas discutidos pueden algún día resolverse mediante observaciones astronómicas, es posible que otros nunca se resuelvan, agregó.

Sin ningún orden en particular, aquí están ocho de los misterios más fascinantes de la astronomía, presentados por la revista Science:

¿Qué es la energía oscura?

En la década de 1920, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que el universo no es estático, sino que se está expandiendo. En 1998, el Telescopio Espacial Hubble, llamado así por el astrónomo, estudió supernovas distantes y descubrió que el universo se expandía más lentamente hace mucho tiempo en comparación con el ritmo de expansión actual.

Este descubrimiento pionero desconcertó a los científicos, que durante mucho tiempo pensaron que la gravedad de la materia ralentizaría gradualmente la expansión del universo, o incluso haría que se contrajera. Las explicaciones de la expansión acelerada del universo llevaron al concepto extraño y muy debatido de la energía oscura, que se cree que es la fuerza enigmática que está separando el cosmos a velocidades cada vez mayores.

Si bien se cree que la energía oscura constituye aproximadamente el 73 por ciento del universo, la fuerza sigue siendo esquiva y aún no se ha detectado directamente.

"Es posible que la energía oscura nunca revele su naturaleza", escribió el redactor de Science Adrian Cho. "Aún así, los científicos siguen siendo optimistas de que la naturaleza cooperará y que pueden determinar los orígenes de la energía oscura".

¿Qué tan caliente está la materia oscura?

En las décadas de 1960 y 1970, los astrónomos plantearon la hipótesis de que podría haber más masa en el universo de la visible. Vera Rubin, astrónoma de la Carnegie Institution de Washington, estudió las velocidades de las estrellas en varios lugares de las galaxias. [Las 10 cosas más extrañas del espacio]

Rubin observó que prácticamente no había diferencia en las velocidades de las estrellas en el centro de una galaxia en comparación con las de las más lejanas. Estos resultados parecían ir en contra de la física newtoniana básica, lo que implica que las estrellas en las afueras de una galaxia orbitarían más lentamente.

Los astrónomos explicaron este curioso fenómeno con una masa invisible que se conoció como materia oscura. Aunque no se puede ver, la materia oscura tiene masa, por lo que los investigadores infieren su presencia basándose en la atracción gravitacional que ejerce sobre la materia regular.

Se cree que la materia oscura constituye aproximadamente el 23 por ciento del universo, mientras que solo el 4 por ciento del universo está compuesto de materia regular, que incluye estrellas, planetas y humanos.

"Los científicos aún no saben qué es la materia oscura, pero eso podría cambiar pronto", escribió Cho. "En unos años, los físicos podrían detectar partículas de este material".

Pero aunque los astrónomos pronto podrán detectar partículas de materia oscura, ciertas propiedades del material siguen siendo desconocidas.

"En particular, los estudios de 'galaxias enanas' runty podrían probar si la materia oscura es helada como supone la teoría estándar, o algo más cálida, esencialmente una cuestión de cuán masivas son las partículas de materia oscura", explicó Cho.

¿Dónde están los bariones que faltan?

Si la energía oscura y la materia oscura se combinan para formar aproximadamente el 95 por ciento del universo, la materia regular constituye aproximadamente el 5 por ciento del cosmos. Sin embargo, falta más de la mitad de este asunto habitual.

Esta denominada materia bariónica está compuesta por partículas como protones y electrones que constituyen la mayor parte de la masa de la materia visible en el universo.

"Sin embargo, a medida que los astrónomos cuentan los bariones desde el universo primitivo hasta el día de hoy, el número desciende misteriosamente, como si los bariones estuvieran desapareciendo constantemente a lo largo de la historia cósmica", escribió Yudhijit Bhattacharjee, redactor de Science.

Según Bhattacharjee, el astrofísico sospecha que la materia bariónica faltante puede existir entre las galaxias, como material que se conoce como medio intergaláctico cálido-caliente, o WHIM.

Localizar los bariones que faltan en el universo sigue siendo una prioridad en el campo de la astronomía, porque estas observaciones deberían ayudar a los investigadores a comprender cómo la estructura cósmica y las galaxias han evolucionado a lo largo del tiempo.

¿Cómo explotan las estrellas?

Cuando una estrella masiva se queda sin combustible y muere, desencadena una explosión espectacular llamada supernova que puede brillar brevemente más que una galaxia entera.

A lo largo de los años, los científicos han estudiado las supernovas y las han recreado utilizando sofisticados modelos informáticos, pero la forma en que ocurren estas gigantescas explosiones es un enigma astronómico perdurable. [Galería: Explosiones de supernovas]

"En los últimos años, los avances en supercomputación han permitido a los astrónomos simular las condiciones internas de las estrellas con una sofisticación cada vez mayor, ayudándoles a comprender mejor la mecánica de las explosiones estelares", escribió Bhattacharjee. "Sin embargo, muchos detalles de lo que sucede dentro de una estrella que conduce a una explosión, así como cómo se desarrolla esa explosión, siguen siendo un misterio".

¿Qué reionizó el universo?

La teoría ampliamente aceptada sobre el origen y la evolución del universo es el modelo del Big Bang, que establece que el cosmos comenzó como un punto increíblemente caliente y denso hace aproximadamente 13,7 mil millones de años.

Una fase dinámica en la historia del universo temprano, hace aproximadamente 13 mil millones de años, se conoce como la era de la reionización. Durante este período, la niebla de gas hidrógeno en el universo temprano se estaba despejando y volviéndose transparente a la luz ultravioleta por primera vez.

"Unos 400.000 años después del Big Bang, los protones y los electrones se habían enfriado lo suficiente como para que su atracción mutua los uniera en átomos de hidrógeno neutro", afirmó el escritor científico Edwin Cartlidge. "De repente, los fotones, que anteriormente se dispersaban de los electrones, podían viajar libremente a través del universo". [Big Bang to Now en 10 sencillos pasos]

Unos cientos de millones de años después, los electrones fueron despojados de los átomos nuevamente.

"Esta vez, sin embargo, la expansión del universo había dispersado los protones y electrones lo suficiente como para que las nuevas fuentes de energía evitaran que se recombinaran. La 'sopa de partículas' también estaba lo suficientemente diluida para que la mayoría de los fotones pudieran pasar a través de ella sin impedimentos. Como resultado, la mayor parte de la materia del universo se convirtió en el plasma ionizado transmisor de luz que queda hoy ".

¿Cuál es la fuente de los rayos cósmicos más energéticos?

La fuente de los rayos cósmicos ha dejado perplejos a los astrónomos, que han pasado un siglo investigando los orígenes de estas partículas energéticas.

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas cargadas, predominantemente protones, electrones y núcleos cargados de elementos básicos, que fluyen hacia nuestro sistema solar desde las profundidades del espacio exterior. A medida que los rayos cósmicos fluyen hacia el sistema solar desde otras partes de la galaxia, sus caminos se desvían por los campos magnéticos del sol y la Tierra.

Los rayos cósmicos más fuertes son extraordinariamente poderosos, con energías hasta 100 millones de veces mayores que las partículas de los colisionadores artificiales. Aún así, el origen de estas extrañas partículas ha sido un misterio perdurable.

"Después de un siglo de investigación de rayos cósmicos, los visitantes más enérgicos del espacio siguen siendo obstinadamente enigmáticos y parecen decididos a guardar sus secretos durante los próximos años", escribió Daniel Clery, editor adjunto de noticias de Science.

¿Por qué el sistema solar es tan extraño?

A medida que los astrónomos y los observatorios espaciales descubren planetas alienígenas alrededor de otras estrellas, los investigadores han estado interesados ​​en comprender las características únicas de nuestro sistema solar.

Por ejemplo, aunque son extremadamente variados, los cuatro planetas más internos tienen capas externas rocosas y núcleos metálicos. Los cuatro planetas más externos son muy diferentes y cada uno posee sus propias características identificables. Los científicos han estudiado el proceso de formación planetaria con la esperanza de comprender cómo surgió nuestro sistema solar, pero las respuestas no han sido simples.

"Sin embargo, sobre todos los intentos de explicar la diversidad planetaria se cierne el fantasma escalofriante del azar", escribió Richard Kerr, redactor de Science. "Las simulaciones por computadora muestran que el caos de los planetesimales en forma de carambola en nuestro sistema planetario aún en formación podría haber llevado fácilmente a tres o cinco planetas terrestres en lugar de cuatro".

Pero la búsqueda de mundos extraterrestres podría ayudar a los científicos que esperan obtener información sobre los planetas más cercanos a casa.

"La ayuda puede provenir de planetas que orbitan otras estrellas", escribió Kerr. "A medida que los cazadores de exoplanetas vayan más allá de los planetas recolectores de sellos únicamente por la órbita y la masa, tendrán un número mucho mayor de resultados planetarios para considerar, más allá de lo que nuestro vecindario local puede ofrecer. Quizás surjan patrones de una diversidad incipiente".

¿Por qué la corona del sol está tan caliente?

La atmósfera exterior ultracaliente del sol se llama corona, y normalmente se calienta a temperaturas que oscilan entre 900.000 grados Fahrenheit (500.000 grados Celsius) y 10,8 millones de grados F (6 millones de grados C).

"[D] o la mayor parte de un siglo, los físicos solares han estado desconcertados por la capacidad del sol para recalentar su corona, la tenue corona de luz circundante que emerge del resplandor durante un eclipse solar total", dijo Kerr.

Los astrónomos han reducido los culpables a la energía debajo de la superficie visible y los procesos en el campo magnético del sol. Pero actualmente se desconoce la mecánica detallada del calentamiento coronal.

"La forma en que el campo magnético transporta la energía es muy debatida, y cómo se deposita la energía una vez que llega a la corona es aún más misteriosa", escribió Kerr.


¿Una nueva forma de hacer explotar una estrella?

Entre los misterios sin resolver más polémicos de la astronomía está la cuestión de cómo, exactamente, explota una estrella enana blanca. Ahora, como se describió en la reunión de invierno de la Sociedad Astronómica Estadounidense, un equipo de científicos ha tenido una idea que podría resolver parte del problema.

Hace casi dos décadas, los científicos utilizaron estas estrellas en explosión para medir las distancias cósmicas y obtuvieron un resultado sorprendente: la velocidad a la que el universo se separa está aumentando. Llamar a ese descubrimiento profundo no es exagerado: transformó nuestra comprensión del cosmos y apuntó hacia la existencia de una fuerza enigmática llamada energía oscura.

Pero los científicos aún no entienden completamente cómo hacer estallar una enana blanca. Es como comprender el sentido de una historia sin dominar el idioma. La trama es perceptible, pero se pierden sutilezas importantes. Aprender cómo esas sutilezas dan forma a la historia final es crucial si los científicos quieren comprender cómo se comporta la energía oscura a lo largo de la vida del universo.

“Digamos, por ejemplo, que la explosión de una enana blanca ocurre de manera diferente en el universo temprano que en la actualidad. O sucede de manera diferente en diferentes tipos de galaxias ”, dice Rosanne Di Stefano, astrofísica del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. "Si no entendemos las diferencias, entonces no podemos corregirlas y hacer una regla más precisa".

Las explosiones que marcan millas se denominan supernovas de tipo 1a. Son el resultado de una reacción termonuclear descontrolada que atraviesa una estrella enana blanca y lanza sus tripas al espacio, transformando a la enana de un aburrido punto de luz en un faro que brilla más que galaxias enteras. Debido a que esas balizas resplandecen con un brillo predecible que disminuye con la distancia, los científicos pueden averiguar qué tan lejos están.

Pero es la parte anterior a la explosión la que tiene a todos tan perplejos. Una enana blanca solitaria no se quema espontáneamente. Sin embargo, cuando un enano vive con una estrella compañera, su enorme gravedad significa que a veces le roba material a su compañera. Como un ladrón fuera de control, la estrella enana continuará robando hasta que su masa supere un umbral más allá del cual la física no puede mantener la estrella en una sola pieza. Entonces, boom.

Sobre lo que los científicos han estado discutiendo es sobre la identidad del compañero estelar del enano. Las opiniones han cambiado drásticamente en las últimas décadas, algunas a favor de una estrella compañera grande y gaseosa como una gigante roja, y otras a favor de algo más pequeño y denso, tal vez otra enana blanca. En los últimos cinco años, la evidencia observacional ha dejado en claro que ambos escenarios pueden suceder.

El problema es que las dos recetas no tienen en cuenta la frecuencia de las supernovas de tipo 1a. "Por alguna razón, los estamos subestimando", dice Di Stefano.

Entonces, ella y sus colegas comenzaron a buscar otras formas de cocinar un tipo 1a.

¿Y si, pregunta Di Stefano, algunas enanas blancas no necesitan compañeros estrellados? ¿Podría un cuerpo rocoso que pasa, como un gran asteroide o un planeta, estrellarse y detonar un enano?

La respuesta, dice, es potencialmente sí. Ya hay una pila de evidencia observacional que sugiere que ocurren colisiones entre enanas blancas y cuerpos rocosos. Si bien puede sonar extraño, esas observaciones no son necesariamente inesperadas.

Las enanas blancas son los cadáveres de estrellas colapsadas que alguna vez fueron muy parecidas al sol. Al igual que el sol, muchos de ellos probablemente tengan asteroides y otros escombros rocosos por ahí que nunca llegaron a ser planetas. En nuestro sistema solar, vemos estos escombros en los cinturones de asteroides y Kuiper, y sospechamos que también está en la Nube de Oort (aunque no se ha observado directamente). Muchos de estos pedazos y piezas están lo suficientemente lejos como para sobrevivir ilesos al colapso de sus estrellas, a diferencia de los planetas que están cerca de sus estrellas.

Entonces, dice Di Stefano, probablemente más de unas pocas enanas blancas estén volando a través de la galaxia rodeadas de nubes de escombros rocosos. Ella llama a estas nubes "bolas de gas planetoidal" y señala que pueden extenderse hasta 100.000 veces más lejos de una estrella que la Tierra del sol. De vez en cuando, y especialmente en lugares concurridos como el bulbo galáctico, un enano se acercará lo suficiente a otra estrella como para que su gravedad perturbe los trozos y pedazos rocosos.

"Estas bolas, de vez en cuando, se rozan entre sí. Se superpondrán entre sí y eso tendrá consecuencias ", explica Di Stefano. Algunos de los planetoides, particularmente los asteroides y cometas, son arrojados al espacio interestelar, y algunos de ellos se colocan en órbitas donde terminarán acercándose a la enana blanca ".

Las simulaciones sugieren que tal vez el 1 por ciento de esas interrupciones conducirán a colisiones con una de las estrellas.

“¿La idea de que ocasionalmente, no necesariamente un planeta sino un gran asteroide impactará a las enanas blancas? Eso tiene que suceder ”, dice el astrónomo Ryan Foley de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, señalando observaciones de firmas rocosas que contaminan las atmósferas por lo demás prístinas de las enanas blancas. "La verdadera pregunta es, ¿qué pasa después?"


Can astronomy explain the biblical Star of Bethlehem?

What was the celestial body the three wise men followed 2,000 years ago? Credit: epSos.de, CC BY

Bright stars top Christmas trees in Christian homes around much of the world. The faithful sing about the Star of Wonder that guided the wise men to a manger in the little town of Bethlehem, where Jesus was born. They're commemorating the Star of Bethlehem described by the Evangelist Matthew in the New Testament. Is the star's biblical description a pious fiction or does it contain some astronomical truth?

Puzzles for astronomy

To understand the Star of Bethlehem, we need to think like the three wise men. Motivated by this "star in the east," they first traveled to Jerusalem and told King Herod the prophecy that a new ruler of the people of Israel would be born. We also need to think like King Herod, who asked the wise men when the star had appeared, because he and his court, apparently, were unaware of any such star in the sky.

These events present us with our first astronomy puzzle of the first Christmas: How could King Herod's own advisors have been unaware of a star so bright and obvious that it could have led the wise men to Jerusalem?

Next, in order to reach Bethlehem, the wise men had to travel directly south from Jerusalem somehow that "star in the east" "went before them, 'til it came and stood over where the young child was." Now we have our second first-Christmas astronomy puzzle: How can a star "in the east" guide our wise men to the south? The north star guides lost hikers to the north, so shouldn't a star in the east have led the wise men to the east?

And we have yet a third first-Christmas astronomy puzzle: How does Matthew's star move "before them," like the tail lights on the snowplow you might follow during a blizzard, and then stop and stand over the manger in Bethlehem, inside of which supposedly lies the infant Jesus?

What could the 'star in the east' be?

The astronomer in me knows that no star can do these things, nor can a comet, or Jupiter, or a supernova, or a conjunction of planets or any other actual bright object in the nighttime sky. One can claim that Matthew's words describe a miracle, something beyond the laws of physics. But Matthew chose his words carefully and wrote "star in the east" twice, which suggests that these words hold a specific importance for his readers.

The adoration of the Magi, after they followed that ‘star in the east’ to Jesus. Credit: Fr Lawrence Lew, O.P., CC BY-NC-ND

Can we find any other explanation, consistent with Matthew's words, that doesn't require that the laws of physics be violated and that has something to do with astronomy? The answer, amazingly, is yes.

Astrological answers to astronomical puzzles

Astronomer Michael Molnar points out that "in the east" is a literal translation of the Greek phrase en te anatole, which was a technical term used in Greek mathematical astrology 2,000 years ago. It described, very specifically, a planet that would rise above the eastern horizon just before the Sun would appear. Then, just moments after the planet rises, it disappears in the bright glare of the Sun in the morning sky. Except for a brief moment, no one can see this "star in the east."

We need a little bit of astronomy background here. In a human lifetime, virtually all the stars remain fixed in their places the stars rise and set every night, but they do not move relative to each other. The stars in the Big Dipper appear year after year always in the same place. But the planets, the Sun, and the Moon wander through the fixed stars in fact, the word planet comes from the Greek word for wandering star. Though the planets, Sun and Moon move along approximately the same path through the background stars, they travel at different speeds, so they often lap each other. When the Sun catches up with a planet, we can't see the planet, but when the Sun passes far enough beyond it, the planet reappears.

And now we need a little bit of astrology background. When the planet reappears again for the first time, and rises in the morning sky just moments before the Sun, for the first time in many months after having been hidden in the Sun's glare for those many months, that moment is known to astrologers as a heliacal rising. A heliacal rising, that special first reappearance of a planet, is what en te anatole referred to in ancient Greek astrology. In particular, the reappearance of a planet like Jupiter was thought by Greek astrologers to be symbolically significant for anyone born on that day.

Thus, the "star in the east" refers to an astronomical event with supposed astrological significance in the context of ancient Greek astrology.

What about the star parked directly above the first crèche? The word usually translated as "stood over" comes from the Greek word epano, which also had an important meaning in ancient astrology. It refers to a particular moment when a planet stops moving and changes apparent direction from westward to eastward motion. This occurs when the Earth, which orbits the Sun more quickly than Mars or Jupiter or Saturn, catches up with, or laps, the other planet.

Together, a rare combination of astrological events (the right planet rising before the Sun the Sun being in the right constellation of the zodiac plus a number of other combinations of planetary positions considered important by astrologers) would have suggested to ancient Greek astrologers a regal horoscope and a royal birth.

Wise men looking to the skies

Molnar believes that the wise men were, in fact, very wise and mathematically-adept astrologers. They also knew about the Old Testament prophecy that a new king would be born of the family of David. Most likely, they had been watching the heavens for years, waiting for alignments that would foretell the birth of this king. When they identified a powerful set of astrological portents, they decided the time was right to set out to find the prophesied leader.

If Matthew's wise men actually undertook a journey to search for a newborn king, the bright star didn't guide them it only told them when to set out. And they wouldn't have found an infant swaddled in a manger. After all, the baby was already 8 months old by the time they decoded the astrological message they believed predicted the birth of a future king. The portent began on April 17 of 6 B.C. (with the heliacal rising of Jupiter that morning, followed, at noon, by its lunar occultation in the constellation Aries) and lasted until December 19 of 6 B.C. (when Jupiter stopped moving to the west, stood still briefly, and began moving to the east, as compared with the fixed background stars). By the earliest time the men could have arrived in Bethlehem, the baby Jesus would likely have been at least a toddler.

Matthew wrote to convince his readers that Jesus was the prophesied Messiah. Given the astrological clues embedded in his gospel, he must have believed the story of the Star of Bethlehem would be convincing evidence for many in his audience.

This story is published courtesy of The Conversation (under Creative Commons-Attribution/No derivatives).


Are There Really Any New Stars?

This image of HH 46/47 was produced by combining radio and visible light frequencies gathered using the ALMA array of telescopes. The orange/green jet and the pink/purple jet are thought to represent collisions of high velocity jets of ionized molecules with their gaseous environment. Image from AP, via news.com.au.5

Could stars still be forming? After all, we see existing stars explode as supernovae, so why not star formation? The Bible does not say God is no making more stars, though it does say He finished the work of Creation on the sixth day. “ Thus the heavens and the earth, and all the host of them, were finished ” ( Genesis 2:1 ). The ongoing formation of stars seems contrary to the laws of physics, given the conditions that exist in space.

Star formation supposedly happens when swirling gas cools and condenses until it is dense enough to possess enough gravity to prevent re-expansion. However, gases tend to expand, not contract. Furthermore, if a swirling mass of gas contracted, it would spin faster in order to conserve angular momentum, and that increased angular velocity would oppose ongoing contraction. Finally, the great increase in the magnetic field that would accompany the massive collapse of gas would oppose the shrinkage needed to form a star. Ongoing star birth therefore seems unlikely. Astronomical wonders currently thought to be stars forming likely have other explanations.

As in all questions about our origins, scientists’ worldviews color their interpretations of their observations. The existence of blue stars, for instance, argues for a young universe. God’s eyewitness account recorded in the Bible tells us He created the sun, moon, and stars on the fourth day of Creation week about 6,000 years ago. What we actually observe in space ( Psalm 19:1 ) does not contradict this historical account in Scripture, though evolutionary and naturalistic interpretations do. The true interpretation of the things we see, however, will never contradict the truth in God’s Word.


How do we know what stars are made of?

How do astronomers know what stars are made of when those stars are light years away from Earth? These demonstrations by Dr Francisco Diego reveal the colors of light that are produced from sodium chloride, rubidium chloride, and copper sulfate, hinting at how we identify the chemical compositions of those distant stars. File under astronomical spectroscopy:

Newton used a prism to split white light into a spectrum of color, and Fraunhofer’s high-quality prisms allowed scientists to see dark lines of an unknown origin. It was not until the 1850s that Gustav Kirchhoff and Robert Bunsen would describe the phenomena behind these dark lines—hot solid objects produce light with a continuous spectrum, hot gasses emit light at specific wavelengths, and hot solid objects surrounded by cooler gasses will show a near-continuous spectrum with dark lines corresponding to the emission lines of the gasses. By comparing the absorption lines of the sun with emission spectra of known gasses, the chemical composition of stars can be determined.

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