Astronomía

¿Las novas crean una nebulosa? ¿Podría un planeta sobrevivir si su estrella explotara en una nova?

¿Las novas crean una nebulosa? ¿Podría un planeta sobrevivir si su estrella explotara en una nova?


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¿Una nova, causada por la fusión descontrolada de hidrógeno acumulado en una enana blanca de una estrella compañera, crea una nebulosa visible?

Si un planeta estuviera en una órbita circumbinaria alrededor de un par binario que produjera una nova, ¿sobreviviría?


Una nova puede dejar un remanente de nova: una capa de gas que se expande a unos 1000 km / s. En las novas recurrentes, pueden iluminarse con ecos de luz de erupciones posteriores. Son mucho menos masivas que las nebulosas planetarias y tienen una energía mucho menor que los remanentes de supernovas.

Las novas que muestran conchas o restos de nebulosas incluyen: GK Per, RR Pic, DQ Her, FH Ser, V476 Cyg, V1974 Cyg, HR Del y V1500 Cyg.

Los planetas en tal sistema estarían bañados en gas de alta energía, esto no sería suficiente para vaporizar el planeta, pero haría la vida en un mundo así extremadamente difícil.


Elemento esencial para la vida que se encuentra en restos de supernova

El fósforo, uno de los elementos esenciales para la vida, se ha descubierto en los restos cósmicos de la explosión de una estrella por primera vez, dicen los científicos.

El hallazgo es uno de los dos descubrimientos de elementos en el espacio profundo que pueden dar a los científicos pistas sobre cómo es posible la vida en el universo, dijeron los investigadores. El segundo descubrimiento de un segundo equipo de científicos encontró rastros de gas argón en una nebulosa distante.

La vida tal como la conocemos depende de una combinación de muchos elementos, principalmente carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Si bien los científicos han encontrado una gran abundancia de los primeros cuatro elementos en otras explosiones estelares, nuevas observaciones del remanente de supernova Cassiopeia A revelaron la primera evidencia de fósforo. [Fotos asombrosas de explosiones de supernovas]

"Estos cinco elementos son esenciales para la vida y solo se pueden crear en estrellas masivas", dijo Dae-Sik Moon, astrónomo de la Universidad de Toronto, en un comunicado.

Moon es coautor del estudio que encontró fósforo en Cassiopeia A. La investigación, dirigida por la astronomía Bon-Chul Koo de la Universidad Nacional de Seúl, se detalla en la edición del 12 de diciembre de la revista Science junto con el estudio separado del gas argón.

"Están esparcidos por toda nuestra galaxia cuando la estrella explota y se vuelven parte de otras estrellas, planetas y, en última instancia, humanos", agregó Moon.

Los científicos estiman que el remanente de la supernova Cassiopeia A explotó hace 300 años. Las nuevas observaciones del objeto se realizaron con un espectrógrafo montado en un telescopio de 5 metros en el Observatorio Palomar en el Instituto de Tecnología de California.

Un ojo para el hidruro de argón

En el segundo estudio publicado hoy en Science, los científicos revelaron el primer descubrimiento de moléculas de un gas noble, un gas que no es muy reactivo, en el espacio utilizando el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea.

Los astrónomos estaban observando la Nebulosa del Cangrejo en luz infrarroja cuando descubrieron la "huella química" de los iones de hidruro de argón. La Nebulosa del Cangrejo son los restos cósmicos de una explosión de supernova descrita por primera vez por astrónomos chinos en el año 1054.

Cuando ciertos tipos de estrellas masivas se quedan sin combustible para quemar, explotan en supernovas. La destrucción de la estrella suele dejar una nebulosa de gas que se disipa lentamente, así como un remanente de estrella, también llamada estrella de neutrones.

En la Nebulosa del Cangrejo, los iones probablemente se debieron a que su estrella de neutrones enviaba energía que energizaba el argón en la nebulosa. El argón luego se conectó con moléculas de hidrógeno para formar los iones hidruro de argón, dijeron los científicos.

"Descubrir iones de hidruro de argón aquí fue inesperado porque no se espera que un átomo como el argón, un gas noble, forme moléculas, y no se esperaría encontrarlos en el duro ambiente de un remanente de supernova", dijo Mike Barlow. astrónomo del University College London en el Reino Unido que dirigió la investigación.

Casualmente, fue otro investigador de la UCL, William Ramsay, quien descubrió por primera vez los gases nobles a fines del siglo XIX, señaló la universidad en un comunicado.


Planeta X y la doctrina secreta

Significativamente, la masonería y el mundo oculto han esperado durante mucho tiempo la llegada del Planeta X.Los ocultistas, en su Doctrina Secreta, enseñan que los antiguos adoraban a dioses y deidades, hombres poderosos de renombre, que llegaron a la Tierra desde los cielos, desde un planeta. estrella llamada Sirio.

Los egipcios conocían a esta estrella, Sirio, como Dogon, la "Estrella Perro" y la adoraban bajo su apariencia de Anubis, el dios con cabeza de chacal. De su nombre también se derivaron los nombres de las principales deidades de la religión y la cultura egipcias, Osiris (Señor del inframundo) e Isis (la diosa estrella).


Este es el destino final del planeta Tierra

El Sistema Solar se formó a partir de una nube de gas, que dio lugar a una protoestrella, una protoplanetaria. [+] disco, y eventualmente las semillas de lo que se convertirían en planetas. El mayor logro de la historia de nuestro propio Sistema Solar es la creación y formación de la Tierra exactamente como la tenemos hoy, lo que puede no haber sido una rareza cósmica tan especial como se pensaba. Nuestro planeta persistirá durante mucho tiempo, pero al igual que todo lo demás en este Universo, no duraremos para siempre.

El Universo tardó 13.800 millones de años en crear el planeta Tierra como lo conocemos, pero no duraremos para siempre.

Cuando dos cuerpos chocan entre sí en el espacio, la colisión resultante puede ser catastrófica para uno. [+] o ambos. A pesar de que la Tierra ha sido golpeada antes y probablemente lo volverá a golpear muchas veces en el futuro, las probabilidades de que ocurra una colisión de este tipo con suficiente poder para destruir nuestro planeta por completo son extraordinariamente bajas, incluso en escalas de tiempo astronómicas. Nuestro planeta enfrentará su desaparición de otra manera.

Muchos eventos catastróficos esperan a nuestro mundo en el futuro, pero la Tierra sobrevivirá a la mayoría de ellos.

La mayor explosión provocada por el hombre que jamás haya ocurrido en la Tierra fue la bomba Tsar de la Unión Soviética, detonada. [+] en 1961. La guerra nuclear, y el consiguiente daño al medio ambiente, es una posible forma en que la humanidad podría llegar a su fin. Sin embargo, incluso si todas las armas nucleares de la Tierra fueran detonadas a la vez, el planeta en sí permanecería intacto.

1961 Tsar Bomba explosion flickr / Andy Zeigert

Nada de lo que la humanidad pueda hacer, desde provocar catástrofes climáticas globales hasta una guerra termonuclear, realmente destruirá el planeta.

Hoy en la Tierra, el agua del océano solo hierve, típicamente, cuando la lava o algún otro material sobrecalentado. [+] lo ingresa. Pero en un futuro lejano, la energía del Sol será suficiente para hacerlo, y a escala global.

Jennifer Williams / flickr

Después de 2 mil millones de años, el aumento de la producción de energía del Sol hará que los océanos de la Tierra hiervan, pero el planeta sobrevivirá.

Una serie de imágenes fijas que muestran la fusión de la Vía Láctea y Andrómeda y cómo el cielo se verá diferente. [+] de la Tierra como sucede. Esta fusión ocurrirá aproximadamente 4 mil millones de años en el futuro, con un enorme estallido de formación estelar que conducirá a una galaxia elíptica sin gas, roja y muerta: Milkdromeda. Una sola elíptica grande es el destino final de todo el grupo local. A pesar de las enormes escalas y el número de estrellas involucradas, solo aproximadamente 1 entre 100 mil millones de estrellas colisionarán o fusionarán durante este evento.

NASA Z. Levay y R. van der Marel, STScI T. Hallas y A. Mellinger

En unos 4 mil millones de años, Andrómeda y la Vía Láctea se fusionarán, pero la eyección gravitacional y las colisiones estelares que nos afectan están desfavorecidas.

Después de que pasen aproximadamente de cinco a siete mil millones de años adicionales, el Sol agotará el hidrógeno. [+] en su núcleo. El interior se contraerá, se calentará y, finalmente, comenzará la fusión del helio. En este punto, el Sol se hinchará, vaporizará la atmósfera de la Tierra y carbonizará lo que quede de nuestra superficie. Pero incluso cuando ocurra ese evento catastrófico, la Tierra seguirá siendo un planeta, aunque muy diferente del mundo que conocemos hoy.

6 mil millones de años, el Sol se hinchará, devorando a Mercurio y Venus, pero la Tierra persistirá.

A medida que el Sol se convierte en un verdadero gigante rojo, la Tierra misma puede ser tragada o engullida, pero lo hará. [+] definitivamente se asará como nunca antes. Venus y Merucry no serán tan afortunados, ya que el radio gigante rojo del Sol abarcará cómodamente los dos mundos más internos de nuestro Sistema Solar, pero se estima que la Tierra estará a salvo en aproximadamente 10 a 20 millones de millas.

Nuestro gigante rojo morirá después

9.500 millones de años, y la Tierra sigue orbitando el cadáver del Sol de forma indefinida.

Cuando las estrellas de menor masa, similares al Sol, se quedan sin combustible, soplan sus capas externas en un planetario. [+] nebulosa, pero el centro se contrae para formar una enana blanca, que tarda mucho en desaparecer en la oscuridad. La nebulosa planetaria que generará nuestro Sol debería desaparecer por completo, quedando solo la enana blanca y nuestros planetas remanentes, después de aproximadamente 9.500 millones de años. En ocasiones, los objetos serán destrozados por las mareas, agregando anillos polvorientos a lo que queda de nuestro Sistema Solar, pero serán transitorios.

Mark Garlick / Universidad de Warwick

Después de 10 a 15 años, nuestra enana blanca se enfriará por completo, pero la Tierra permanecerá intacta.

Una comparación precisa de tamaño / color de una enana blanca (L), la Tierra que refleja la luz de nuestro Sol (centro),. [+] y una enana negra (R). Cuando las enanas blancas finalmente irradien lo último de su energía, eventualmente todas se convertirán en enanas negras. Sin embargo, la presión de degeneración entre los electrones dentro de la enana blanca / negra siempre será lo suficientemente grande, siempre que no acumule demasiada masa, para evitar que colapse aún más. Este es el destino de nuestro Sol después de aproximadamente 10 ^ 15 años.

BBC / GCSE (L) / SunflowerCosmos (R)

Dentro de 10 19 años, las interacciones gravitacionales entre masas galácticas probablemente expulsarán el remanente del Sistema Solar.

Cuando ocurre una gran cantidad de interacciones gravitacionales entre sistemas estelares, una estrella puede recibir a. [+] patada lo suficientemente grande como para ser expulsada de cualquier estructura de la que forme parte. Observamos estrellas fuera de control en la Vía Láctea incluso hoy, una vez que se han ido, nunca volverán. Se estima que esto ocurrirá para nuestro Sol en algún momento entre 10 ^ 17 y 10 ^ 19 años a partir de ahora, siendo la última opción más probable. Sin embargo, la mayoría de los escenarios implican que el sistema Tierra-Luna permanece unido al Sol cuando esto ocurre.

J. Walsh y Z. Levay, ESA / NASA

Las fusiones aleatorias, las colisiones o las eyecciones gravitacionales son todas posibles, pero representan resultados poco probables.

Configuraciones particulares a lo largo del tiempo, o interacciones gravitacionales singulares con el paso de grandes. [+] masas, puede resultar en la interrupción y expulsión de grandes cuerpos de los sistemas solares y planetarios. En las primeras etapas de un sistema solar, muchas masas son expulsadas solo por las interacciones gravitacionales que surgen entre protoplanetas, pero en las últimas etapas, son solo los encuentros aleatorios los que causan eyecciones planetarias, y esos son más raros que los que expulsarán sistemas solares completos. .

Shantanu Basu, Eduard I. Vorobyov y Alexander L. DeSouza http://arxiv.org/abs/1208.3713

En cambio, la eventual desaparición de la Tierra ocurre cuando nuestra órbita decae a través de ondas gravitacionales.

Después de que el Sol se convierta en una enana negra, si nada se expulsa o choca con los restos de la Tierra,. [+] eventualmente la radiación gravitacional hará que entremos en espiral y seamos tragados por el remanente de nuestro Sol.

Imagen cortesía de Jeff Bryant

Cuando los objetos se acercan demasiado en órbita alrededor de otra masa, como una enana blanca (o enana negra, en. [+] El futuro lejano), las ondas gravitacionales los harán inspirar a velocidades progresivamente más rápidas, mientras que las fuerzas de marea desgarrarán el objeto. aparte en un anillo y / o disco de escombros. Este será el destino final que llevará a nuestro planeta a su desaparición.


Revelados los desencadenantes estelares de las estrellas explosivas

Se acaban de revelar estrellas misteriosas que incitan a sus compañeras estelares a explotar en supernovas espectaculares; estos culpables pueden ser gigantes rojas hinchadas, dicen los investigadores.

Las supernovas son estrellas en explosión que son lo suficientemente brillantes como para eclipsar brevemente a todas las estrellas de sus galaxias. Pueden ocurrir cuando una estrella arroja gas sobre una estrella moribunda conocida como enano blanco, el débil núcleo de una estrella que alguna vez fue del tamaño de nuestro sol.

Eventualmente, todo este gas extra aumenta la masa de la enana blanca lo suficiente como para desencadenar reacciones nucleares descontroladas que detonan a la enana blanca.

La naturaleza de las estrellas compañeras de las enanas blancas en estas explosiones, que son un tipo raro de conflagración estelar denominada Tipo 1a supernova, es objeto de acalorados debates, ya que los investigadores no han observado directamente a estos compañeros. Para obtener más información, los astrónomos utilizaron observatorios en California, Hawái, Arizona y las Islas Canarias para investigar la supernova PTF 11kx, que se encuentra a unos 675 millones de años luz de distancia. [Increíbles fotos de explosiones de supernovas]

Gatillo estrella gigante roja

Los científicos observaron con gran detalle las complejas capas de gas que rodean de cerca esta supernova. Este material de la estrella compañera de la enana blanca arrojó información sobre la identidad de su fuente.

"Realmente vimos por primera vez evidencia detallada del progenitor de una supernova Tipo 1a", dijo a SPACE.com el autor principal del estudio, Benjamin Dilday, astrónomo de la Red de Telescopio Global del Observatorio Las Cumbres en Goleta, California.

Los investigadores sugieren que el compañero era un estrella gigante roja, muy parecido a lo que se espera que se convierta nuestro sol en unos 5 mil millones de años. A medida que este gigante rojo crecía con la edad, esta materia se derramaba sobre su compañera enana blanca, provocando ocasionalmente explosiones conocidas como novas. Con el tiempo, se vertió suficiente material sobre esta enana blanca para desencadenar una supernova mucho más poderosa. Los investigadores estiman que las novas dan lugar a más de una décima parte de un porcentaje de todas las supernovas de tipo 1a, pero menos del 20 por ciento.

La evidencia pasada sugirió que solo fusionando enanas blancas podría causar supernovas de tipo 1a. Los nuevos hallazgos sugieren que este tipo de explosiones pueden involucrar a muchos tipos diferentes de estrellas.

"Es una sorpresa total encontrar que las supernovas termonucleares, que parecen tan similares, provienen de diferentes tipos de estrellas", dijo el autor del estudio Andy Howell de la Red de Telescopio Global del Observatorio Las Cumbres. "Es como descubrir que algunos humanos evolucionaron a partir de ancestros simiescos y otros provienen de jirafas".

El nuevo estudio también sugiere que estudiar explosiones de estrellas más pequeñas llamadas novas, que no destruyen por completo la estrella, también podría arrojar luz sobre las supernovas de tipo 1a.

"Es posible que podamos obtener una mejor comprensión de los sistemas progenitores de la supernova 1a en general", dijo Dilday.

Velas cósmicas en la noche

Las supernovas de tipo 1a son ideales para medir distancias cósmicas. Siempre surgen de enanas blancas de ciertas masas, por lo que siempre tienen el mismo brillo relativo.

Esta previsibilidad los hace extraordinariamente valiosos para determinar qué tan lejos están sus galaxias anfitrionas: los científicos comparan qué tan brillantes saben que deberían ser estas explosiones con qué tan brillantes parecen para calcular la distancia de las supernovas y sus galaxias.

Conocer la distancia de las galaxias lejanas ayuda a los astrónomos a comprender mejor cómo evolucionó el universo y, como tal, aprender más sobre las supernovas de Tipo 1a podría ayudar a arrojar luz sobre misterios cósmicos como la energía oscura que aparentemente está provocando que la expansión de nuestro universo se acelere, Dilday. dicho.

Los científicos detallaron sus hallazgos en la edición del 24 de agosto de la revista Science.


Nuevas observaciones no confirman un planeta en Barnard & # 8217s Star

Con todos los nuevos descubrimientos que parecen ocurrir casi todos los meses, a veces es difícil recordar que encontrar exoplanetas es todavía una ciencia relativamente nueva y difícil. Como parte de esos descubrimientos continuos, en 2018, un equipo anunció que había encontrado un planeta candidato alrededor de la estrella de Barnard, uno de los más cercanos a la nuestra. Ahora, un equipo diferente ha vuelto a analizar los datos, ha recopilado algunos datos nuevos y ha descubierto que la detección del planeta probablemente fue un falso positivo.

Se sugirió una variedad de factores como causa del falso positivo. Pero es más fácil pensarlo considerando el método de detección, el período de rotación de la estrella y un artefacto de procesamiento de la señal.

El equipo que detectó originalmente el planeta se conocía como CARMENES, que es un consorcio de astrónomos españoles y alemanes. Hicieron su debida diligencia, observando la estrella durante el transcurso de 23 años utilizando 7 instrumentos diferentes para recolectar datos. De hecho, no fueron el primer grupo en sugerir que el segundo sistema estelar más cercano al nuestro podría tener un planeta. En 1963, un astrónomo llamado Peter van de Kamp afirmó haber encontrado un planeta alrededor de la estrella en lo que habría sido el primer descubrimiento de un exoplaneta. Ese hallazgo fue desacreditado más tarde por una variedad de investigadores que también utilizaron el método de astrometría, pero no pudieron reproducir el "bamboleo" que encontró van de Kamp.

Avance rápido hasta 2018 y el equipo de CARMENES anuncia su nuevo planeta alrededor de la estrella de Barnard que encontraron usando el método de velocidad radial (RV). Este método se basa en el ligero desplazamiento al azul y al rojo que tiene lugar cuando una estrella se acerca o se aleja de nosotros y que es causado por la atracción de un planeta alrededor del cual está orbitando.

Algunos factores confunden estas mediciones de RV. Uno que parece haber causado el falso positivo alrededor de la estrella de Barnard resulta del período de rotación de la estrella. La estrella de Barnard tiene una rotación extremadamente lenta & # 8211 alrededor de 145 días, que es casi 6 veces más larga que el período de rotación de 25 días del Sol.

Ese período de rotación es importante por varias razones. Primero, las manchas solares son difíciles de tener en cuenta en las mediciones de RV, ya que pueden interpretarse fácilmente como un cambio. Para tener en cuenta esto, los científicos generalmente recopilan datos en más de una rotación secuencialmente para ver si pueden rastrear la mancha solar mientras gira alrededor de la estrella. Desafortunadamente, todo el tiempo de observación de la estrella de Barnard es de solo 270 días, lo que significa que los científicos no pueden recopilar datos en dos rotaciones completas a la vez. Las manchas solares también pueden existir en estrellas enanas M (de las cuales la de Barnard es una) durante más de 10 rotaciones, por lo que incluso distribuidas en múltiples períodos de observación, las manchas solares podrían afectar las lecturas de RV de la estrella.

Según un equipo del Habitable Planet Finder (HPF), eso es exactamente lo que sucedió. Lo primero que les dio una pista sobre esa posibilidad fue el período orbital del planeta propuesto. A los 233 días, se pudo detectar durante una sola ventana de observación. Sin embargo, existe una peculiaridad en el procesamiento de señales, conocido como aliasing, que hace que ese período sea poco probable.

Ejemplo de aliasing de una señal periódica. Si solo se toman muestras en los puntos 1, 5 y 9, entonces cualquiera de las dos señales se ajustará a los datos.
Crédito: Andrew Jarvis, Wikimedia Commons

Los períodos de 145 días (el período de rotación de la estrella) y 233 días (el período orbital del planeta propuesto) son alias entre sí. El alias ocurre cuando los datos solo se muestrean de forma intermitente. Eso es exactamente lo que sucede cuando los telescopios terrestres ya no pueden observar la estrella, ya sea debido a la rotación de la Tierra o debido a su posición alrededor del Sol y, por lo tanto, la ventana de observación de 270 días mencionada anteriormente.

Si una señal se muestrea "escasamente", los datos resultantes podrían ajustarse mediante múltiples patrones sinusoidales. Los puntos de datos escasamente muestreados también pueden verse afectados por las manchas solares mencionadas anteriormente. De hecho, pueden hacerlo de una manera que pueda crear un falso positivo, que el equipo de HPF cree que sucedió en el caso del exoplaneta en la estrella de Barnard.

Para demostrar su punto, volvieron a analizar los datos antiguos y también recopilaron nuevos datos sobre la estrella. La nueva recopilación de datos se facilitó, ya que los astrónomos suelen utilizar la estrella de Barnard, relativamente estable, como herramienta de calibración para poner en servicio sus instrumentos. Con este nuevo conjunto de datos, no pudieron encontrar ninguna evidencia de un planeta. Cuando volvieron a analizar los datos y los compararon con tres modelos diferentes esperados del sistema. La primera sería si el sistema tuviera un planeta sin actividad estelar (es decir, manchas solares), la segunda sería si hubiera un planeta pero también hubiera actividad estelar, y la tercera sería si no hubiera planeta, pero aún actividad estelar.

Usando la navaja de Occam, encontraron que el tercer modelo, que carece de planeta, era el que mejor se ajustaba a todo el conjunto de datos. Todo esto significa que no se ve bien para la presencia de un planeta en la estrella de Barnard.

El propio equipo de CARMENES sugirió que esto podría ser posible, y señaló en su documento original y comunicado de prensa que no podían estar 100% seguros de la presencia de un planeta. Como parte del proceso científico, podrán revisar el artículo escrito por el equipo de HPF y ver si están de acuerdo con sus conclusiones o pueden ofrecer otra explicación de su hallazgo original.

Otra conclusión a considerar de todo este ejercicio es que los científicos deben tener cuidado al calibrar nuevos instrumentos altamente sensibles. Incluso las herramientas de calibración estándar que se han utilizado durante décadas, como la estrella de Barnard, están activas a un nivel que los instrumentos más sensibles fabricados en la actualidad pueden detectar. Si no se tiene en cuenta esa actividad, los planetas alrededor de un vecino cercano no serán los únicos falsos positivos que provengan de esos nuevos instrumentos.

Imagen principal:
Impresión artística del exoplaneta putativo que podría no existir en realidad.
Crédito: ESO / M. Kornmesser


Westerlund 2 revelado: en la formación del planeta, su ubicación, ubicación, ubicación

El brillante tapiz de estrellas jóvenes que cobran vida se asemeja a un brillante espectáculo de fuegos artificiales en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble. La pieza central brillante de este espectáculo de fuegos artificiales es un cúmulo gigante de miles de estrellas llamado Westerlund 2. El cúmulo reside en un criadero estelar estridente conocido como Gum 29, ubicado a 20.000 años luz de la Tierra en la constelación de Carina. La cámara de campo amplio 3 del Hubble atravesó el velo polvoriento que envuelve el vivero estelar con luz infrarroja cercana, lo que les dio a los astrónomos una visión clara de la nebulosa y la densa concentración de estrellas en el cúmulo central. El cúmulo mide entre seis años luz y 13 años luz de diámetro. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA), A. Nota (ESA / STScI) y Westerlund 2 Science Team

Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA están descubriendo que los planetas tienen dificultades para formarse en la agitada región central del cúmulo estelar masivo y abarrotado Westerlund 2. Ubicado a 20.000 años luz de distancia, Westerlund 2 es un laboratorio único para estudiar los procesos evolutivos estelares porque es relativamente cercano, bastante joven y contiene una gran población estelar.

Un estudio del Hubble de tres años de estrellas en Westerlund 2 reveló que los precursores de los discos de formación de planetas que rodean las estrellas cerca del cúmulo y el centro # 8217 están misteriosamente desprovistos de grandes y densas nubes de polvo que en unos pocos millones de años podrían convertirse en planetas.

Sin embargo, las observaciones muestran que las estrellas en la periferia del cúmulo tienen las inmensas nubes de polvo formadoras de planetas incrustadas en sus discos. Los investigadores creen que nuestro sistema solar siguió esta receta cuando se formó hace 4.600 millones de años.

Entonces, ¿por qué algunas estrellas en Westerlund 2 tienen dificultades para formar planetas mientras que otras no? Parece que la formación de planetas depende de la ubicación, ubicación, ubicación. Las estrellas más masivas y brillantes del cúmulo se congregan en el núcleo, lo que se verifica mediante observaciones de otras regiones de formación estelar. El centro del cúmulo contiene al menos 30 estrellas extremadamente masivas, algunas de las cuales pesan hasta 80 veces la masa del Sol. Su abrasadora radiación ultravioleta y sus vientos estelares de partículas cargadas, similares a los de un huracán, soplan discos alrededor de las estrellas vecinas de menor masa, dispersando las gigantescas nubes de polvo.


Este video muestra una panorámica de la nueva imagen del cúmulo de estrellas Westerlund 2, tomada por el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y lanzada para celebrar su 25 aniversario en órbita.

& # 8220Básicamente, si tienes estrellas monstruosas, su energía va a alterar las propiedades de los discos alrededor de estrellas cercanas menos masivas & # 8221, explicó Elena Sabbi, del Space Telescope Science Institute en Baltimore e investigadora principal del estudio Hubble. . & # 8220 Es posible que todavía tenga un disco, pero las estrellas cambian la composición del polvo en los discos, por lo que es más difícil crear estructuras estables que eventualmente conducirán a los planetas. Creemos que el polvo se evapora en 1 millón de años o cambia de composición y tamaño de manera tan drástica que los planetas no tienen & # 8217t tienen los componentes básicos para formarse & # 8221.

Las observaciones del Hubble representan la primera vez que los astrónomos analizaron un cúmulo de estrellas extremadamente denso para estudiar qué entornos son favorables para la formación de planetas. Sin embargo, los científicos todavía debaten si las estrellas voluminosas nacen en el centro o si migran allí. Westerlund 2 ya tiene estrellas masivas en su núcleo, a pesar de que es un sistema relativamente joven de 2 millones de años.

Usando la cámara de campo amplio 3 del Hubble, los investigadores encontraron que de las casi 5,000 estrellas en Westerlund 2 con masas entre 0.1 y 5 veces la masa del Sol y # 8217s, 1.500 de ellas muestran fluctuaciones en su luz a medida que las estrellas acumulan material de sus discos. . El material en órbita acumulado dentro del disco bloquearía temporalmente parte de la luz de las estrellas, provocando fluctuaciones de brillo.

Sin embargo, Hubble detectó la firma de dicho material en órbita solo alrededor de estrellas fuera del cúmulo y región central empaquetada # 8217. El telescopio fue testigo de grandes caídas de brillo durante 10 a 20 días alrededor del 5% de las estrellas antes de que volvieran a su brillo normal. No detectaron estas caídas en el brillo en las estrellas que residen a cuatro años luz del centro. Estas fluctuaciones podrían deberse a grandes acumulaciones de polvo que pasan frente a la estrella. Los grupos estarían en un disco inclinado casi de borde a la vista desde la Tierra. & # 8220 Creemos que son planetesimales o estructuras en formación, & # 8221 Sabbi explicó. & # 8220Estas podrían ser las semillas que eventualmente conduzcan a planetas en sistemas más evolucionados. Estos son los sistemas que no vemos cerca de estrellas muy masivas. Los vemos solo en sistemas fuera del centro. & # 8221


Este video muestra un vuelo a través de la nueva vista en primer plano del cúmulo estelar Westerlund 2 del Hubble, lanzado para celebrar el 25º año en órbita del telescopio # 8217.

Gracias al Hubble, los astrónomos ahora pueden ver cómo las estrellas se acumulan en entornos que son como el universo primitivo, donde los cúmulos estaban dominados por estrellas monstruosas. Hasta ahora, el entorno estelar cercano más conocido que contiene estrellas masivas es la región de nacimiento de estrellas en la Nebulosa de Orión. Sin embargo, Westerlund 2 es un objetivo más rico debido a su población estelar más grande.

Las observaciones de & # 8220Hubble & # 8217 de Westerlund 2 nos dan una idea mucho mejor de cómo las estrellas de diferentes masas cambian con el tiempo, y cómo los poderosos vientos y la radiación de estrellas muy masivas afectan las estrellas cercanas de menor masa y sus discos, & # 8221 Sabbi dijo . & # 8220 Vemos, por ejemplo, que las estrellas de menor masa, como nuestro Sol, que están cerca de estrellas extremadamente masivas en el cúmulo, todavía tienen discos y pueden acumular material a medida que crecen. Pero la estructura de sus discos (y, por lo tanto, su capacidad de formación de planetas) parece ser muy diferente a la de los discos alrededor de las estrellas que se forman en un entorno más tranquilo más alejado del núcleo del cúmulo. Esta información es importante para construir modelos de formación de planetas y evolución estelar. & # 8221

Este grupo será un excelente laboratorio para las observaciones de seguimiento con la NASA y el próximo telescopio espacial James Webb # 8217, un observatorio de infrarrojos. Hubble ha ayudado a los astrónomos a identificar las estrellas que tienen posibles estructuras planetarias. Con Webb, los investigadores pueden estudiar qué discos alrededor de las estrellas no están acumulando material y qué discos todavía tienen material que podría acumularse en planetas. Esta información sobre 1.500 estrellas permitirá a los astrónomos trazar un camino sobre cómo crecen y evolucionan los sistemas estelares. Webb también puede estudiar la química de los discos en diferentes fases evolutivas y observar cómo cambian, y ayudar a los astrónomos a determinar qué influencia juega el medio ambiente en su evolución.

El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, otro observatorio infrarrojo planeado, podrá realizar el estudio de Sabbi en un área mucho más grande. Westerlund 2 es solo una pequeña porción de una inmensa región de formación estelar. Estas vastas regiones contienen cúmulos de estrellas con diferentes edades y diferentes densidades. Los astrónomos podrían usar las observaciones del Telescopio Espacial Romano para comenzar a generar estadísticas sobre cómo las características de una estrella, como su masa o sus salidas, afectan su propia evolución o la naturaleza de las estrellas que se forman cerca. Las observaciones también podrían proporcionar más información sobre cómo se forman los planetas en entornos difíciles.

Los resultados de Sabbi & # 8217s team & # 8217s aparecieron en El diario astrofísico.

Referencia: & # 8220 Estudio de dominio temporal del Clúster Masivo Joven Westerlund 2 con el telescopio espacial Hubble. I & # 8221 por E. Sabbi, M. Gennaro1, J. Anderson, V. Bajaj, N. Bastian, J. S. Gallagher III, M. Gieles, D. J. Lennon, A. Nota, K. C. Sahu y P. Zeidler, 18 de marzo de 2020, El diario astrofísico.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab7372


El nacimiento del sistema solar se pone en marcha

Hace unos cinco mil millones de años, en un lugar perfectamente normal de la galaxia, sucedió algo. Podría haber sido una explosión de supernova empujando muchos de sus restos de elementos pesados ​​hacia una nube cercana de gas hidrógeno y polvo interestelar. O podría haber sido la acción de una estrella que pasaba agitando la nube en una mezcla arremolinada. Cualquiera que haya sido el inicio, empujó a la nube a la acción, lo que finalmente resultó en el nacimiento del sistema solar. La mezcla se calentó y comprimió por su propia gravedad. En su centro, se formó un objeto protoestelar. Era joven, caliente y brillante, pero aún no era una estrella completa. A su alrededor se arremolinaba un disco del mismo material, que se calentaba cada vez más a medida que la gravedad y el movimiento comprimían el polvo y las rocas de la nube.

La protoestrella joven y caliente finalmente "se encendió" y comenzó a fusionar hidrógeno en helio en su núcleo. Nació el sol. El disco caliente giratorio fue la cuna donde se formaron la Tierra y sus planetas hermanos. No fue la primera vez que se formó un sistema planetario de este tipo. De hecho, los astrónomos pueden ver este tipo de cosas sucediendo en otras partes del universo.

Mientras el Sol crecía en tamaño y energía, comenzando a encender sus fuegos nucleares, el disco caliente se enfriaba lentamente. Esto tomó millones de años. Durante ese tiempo, los componentes del disco comenzaron a congelarse en pequeños granos del tamaño de polvo. El hierro metálico y los compuestos de silicio, magnesio, aluminio y oxígeno salieron primero en ese entorno ardiente. Algunos fragmentos de estos se conservan en meteoritos de condrita, que son materiales antiguos de la nebulosa solar. Lentamente, estos granos se asentaron y se juntaron en grupos, luego en trozos, luego en rocas y finalmente en cuerpos llamados planetesimales lo suficientemente grandes como para ejercer su propia gravedad.


¿Qué mundos sobrevivirán cuando muera el sol?

Cuando nuestro Sol se quede sin combustible, se convertirá en una gigante roja, seguida de una nebulosa planetaria con a. [+] white dwarf at the center. The Cat's Eye nebula is a visually spectacular example of this potential fate, with the intricate, layered, asymmetrical shape of this particular one suggesting a binary companion.

NASA, ESA, HEIC, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: R. Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Spain) and Z. Tsvetanov (NASA)

Nothing on Earth lasts forever, and that's a truth that even extends to all the objects we can see in our sky. The Sun, giver of light and heat to every world in our Solar System, shines on borrowed time. Currently fusing hydrogen into helium in its core, the Sun gets its energy by converting small amounts of mass into pure energy — via Einstein's E = mc 2 — with every nuclear reaction that takes place.

This cannot last forever, as the core's fuel is finite. The Sun has already lost the equivalent of the mass of Saturn through this process, and in 5-to-7 billion years, will run out of its core fuel entirely. After swelling into a red giant, it will eventually blow off its outer layers, creating a planetary nebula, with its core contracting down to a white dwarf. It will be a beautiful, spectacular sight to an outsider. But inside our Solar System, it will lead to catastrophe everywhere.

The Sun, today, is very small compared to giants, but will grow to the size of Arcturus in its red . [+] giant phase, some 250 times its current size. A monstrous supergiant like Antares will be forever beyond our Sun's reach.

English Wikipedia author Sakurambo

The first thing to know about a red giant is that it's huge. We think of our Sun as large: some 1.4 million kilometers across and weighing in at 300,000 times the mass of our Earth, but that size is nothing compared to a red giant. With the same mass, our Sun will grow to over 100 times its present size, engulfing both Mercury and Venus. Earth will likely be pushed out as the Sun expands and loses mass, and although it may be engulfed, scientists are split about the possibility of whether it will survive or not.

The Earth, if calculations are correct, should not be engulfed by the Sun when it swells into a red . [+] giant. It should, however, become very, very hot, and will experience catastrophic changes.

Wikimedia Commons user Fsgregs

If it does, though, both Earth and Mars will become charred, barren worlds. The oceans and atmospheres of these planets will boil and be stripped away, and we will become airless, roasting worlds just like Mercury is today. These effects will extend far beyond the inner, rocky worlds of the Solar System.

You see, red giants aren't just large, they're still many thousands of degrees, while shining with thousands of times the luminosity of our Sun. Much of the ejected material — between a third and half the mass of the Sun — will make its way at extreme temperatures into the outer portions of our Solar System. The asteroids will melt, losing all of their volatile components, leaving only their rocky nuclei behind.

Asteroids contain some amounts of volatile compounds, and can often develop tails when they approach . [+] near the Sun. In time, as the Sun grows into a red giant, these asteroids will melt away, losing all of their volatiles and becoming either piles of rubble or mere single rocks, much smaller in size than they are now in either case.

But the gas giant worlds are massive enough to continue to hold onto their gas envelopes, perhaps destined to even grow as the Sun enters this phase. The planets we find around red giant stars today, for example, are all gas giants and are much larger than even Jupiter is. This may be a selection effect — meaning that we see these worlds because they're the easiest type to see — but it may also be something that will inevitably occur.

As huge amounts of mass leave the Sun, they will encounter these giant worlds, all of which have large gravitational fields. Much of the matter that encounters these atmospheres will make a cosmic "splat," causing the size and masses of these worlds to increase. When all is said and done, Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune may all be larger and more massive than they are today.

While a visual inspection shows a large gap between Earth-size and Neptune-size worlds, the . [+] transformation of the Sun into a red giant will increase this disparity. Earth and Mars will lose their atmospheres and potentially even parts of their surfaces, while the gas giants will grow, accreting more and more matter as the Sun expels its outer layers.

Lunar and Planetary Institute

But the Sun will be so hot and so bright that much of the outer Solar System will be absolutely destroyed. Each of the gas giants has a ringed system although Saturn's is the most famous, all four of them have rings. These rings are mostly made of various ices, such as water ice, methane ice, and carbon dioxide. With the extreme energies given off by the Sun, not only will these ices melt/boil away, but the individual molecules will be so energetic that they will be ejected from the Solar System.

The rings of Neptune, taken with Voyager 2's wide-angle camera and overexposed. You can see how . [+] continuous the rings are in this photo. The rings of Neptune, like the rings of all the gas giants, are made of volatile, icy compounds, and will melt/boil/sublimate away when the Sun becomes a red giant.

Ditto for water-rich moons around these worlds. Europa's frozen surface with water-ice beneath it will boil away completely. Same deal for Enceladus, which should see the entire world except for the rock-and-metal core evaporate. Practically all of the moons around Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune will see a significant reduction in size, as their atmospheres boil away, their outer layers melt and disappear, and only the rock-and-metal cores of these satellite worlds remain. Some moons, if made completely of volatiles, may wind up extinguished entirely.

Enceladus is a moon of Saturn's made up almost entirely of water-ice. The plumes erupting from it . [+] suggest a large sub-surface ocean, but the increased luminosity of the Sun will boil it all away, leaving only a barren core remaining.

NASA / Cassini-Huygens mission / Imaging Science Subsystem

Even the largest, best-known objects from the Kuiper belt aren't immune to this trouble. Even at their tremendous distances, worlds like Triton, Eris, and Pluto will receive more than four times the energy at their surface that Earth receives today. Their atmospheres and surfaces, currently laden with various types of ices and likely subsurface oceans, will also boil away entirely. When the Sun becomes a red giant and the inner worlds become charred and/or engulfed by the Sun, worlds like Pluto won't become planets or potentially habitable they'll fry. They'll become a barren core of rock-and-metal, like miniature versions of how Mercury is today.

The geologic structure beneath the surface of Sputnik Planitia. On Pluto, it is possible that the . [+] thinned crust is overlying a liquid water ocean. When the Sun becomes a red giant, all of the outer layers will sublimate and boil away, leaving only the metal/rock core behind.

For a few tens or hundreds of millions of years, there may be hope for more temperate conditions out in the outer Kuiper belt: about 80-to-100 Earth-Sun distances away. For this brief amount of cosmic time, objects at that distance will receive roughly the same amount of sunlight that Earth does at its surface. It takes a lot more than sunlight to make a habitable world, though you need enough mass, the right size, and the right ingredients. The Moon and Earth fare very differently for habitability despite receiving practically identical amounts of energy-per-square-meter.

The orbits of the known Sednoids, along with the proposed Planet Nine. Even with the Sun as a red . [+] giant, Planet Nine — whose existence is very controversial to begin with — will not reach sufficient temperatures to become potentially habitable. The other worlds in the Kuiper belt, even the ones at the right distances, are far too small to be interesting from that perspective, too.

K. Batygin and M. E. Brown Astronom. J. 151, 22 (2016), with modifications/additions by E. Siegel

However, even a hypothetical Planet Nine would be too far away to become habitable, while everything at the right distance is far too small to possibly house life. The Solar System will become a melted catastrophe, with only the stripped cores of planets, moons, and other objects remaining. The gas giants may swell and grow, losing their rings and many of their satellites, but everything else will literally be nothing more than a metal-rich hunk of junk. If you were hoping that these frozen, outer worlds in our Solar System would finally get their chance to shine, you're in for a big disappointment. When the Sun reaches the end of its life, those worlds, like our hopes for survival, will see everything meaningful about them melt away.


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Space Shuttle Rescue Scenarios

The Final Eight Minutes

All About G Forces

Over 13 billion years since the Big Bang, hydrogen and helium still make up most of the visible matter in the universe. Nearly 10,000 galaxies appear in this Hubble Ultra Deep Field image.

The Big Bang also churned out helium, the next lightest element. You don't have any helium in you, unless you just sucked the gas out of a birthday balloon. But helium is the second most common element after hydrogen. Together they make up more than 98 percent of the matter in the universe. (Luminous matter, that is dark matter is a whole other story.) A smattering of lithium (element 3) and one or two other of the lightest elements also formed in the Bang, but these were negligible.

Everything else, every other chemical element, including carbon, oxygen, nitrogen, and all the other elements essential for your life, is thought to have been fabricated in stars.

How? Well, the story is either simple or horrendously complex depending on whether you're a science writer or a scientist. Here's the simple story:

Table for 118

First, what are we talking about when we talk about an element? A chemical element is a substance that cannot be broken down or changed into another substance using chemical means. It can be changed using nuclear means, which is what happens inside stars.

As we learn in high school chemistry—and can remind ourselves with a quick glance at the Periodic Table—hydrogen, the lightest element, has one proton in its nucleus and thus is given the atomic number 1. Helium has two protons and so is number 2, and so on all the way up to uranium, which, with 92 protons in its nucleus, is the heaviest of the "naturally occurring" elements.

Remarkably, all life on Earth, all everything we see around us, consists of various combinations of those 92 elements. There are still heavier elements, ranging from neptunium (93) all the way up to the unofficially named ununoctium (118), though with the exception of trace amounts of neptunium and plutonium (94), these are not found naturally on Earth.

An artist's impression of how the very early universe—less than one billion years old—might have looked during an intense period of hydrogen conversion into myriad stars

Stars are born

How did—and do, for the process continues today—all the chemical elements first come into existence?

Several hundred million years after the Big Bang, about 13 billion years ago, the hydrogen and helium in the early universe began coalescing into gas clouds, which, in turn, collapsed into the first stars. Gravity, that not-to-be-denied force, caused these newborn stars to contract, heating their cores to temperatures high enough to ignite their hydrogen and trigger its fusion into helium.

This is the first link in a chain of thermonuclear reactions that, depending on the size of the star and its fate, bring about the genesis of all the other chemical elements up to about californium, element 98. (Heavier elements than that are produced only in particle accelerators, physicists believe.) Imagine starting out in your kitchen with just a single natural ingredient and, after baking it in your oven, winding up with all other possible natural ingredients. This is what the universe has done with hydrogen.

The burning of H to He is what our star, the sun, does for a living. In the searing heat of its core—about 27 million °F—the reaction of four hydrogen nuclei fusing to become one helium nucleus happens over and over and over again, ad infinitum. Every second, the sun converts about 500 million tons of hydrogen into helium. (And for every helium atom formed, roughly a trillion photons are emitted from the sun's surface. This is why we wear sunglasses.)

Cooking elements

Our star enables us to live, but at this stage in its own life, it doesn't give us any elements heavier than helium. It's not massive enough. With stars more massive than ours, and up to about eight times its mass*, gravity is forcible enough to compress the core sufficiently to trigger nuclear reactions that produce heavier elements, starting with carbon (element 6) and oxygen (8). In such cores, the heat is high enough, about 180 million °F, to force three helium nuclei to fuse into a carbon nucleus, or four helium nuclei into an oxygen nucleus, millions of times over. This will happen in the sun when it becomes a red giant in five billion years.

In its fiery core, our star, the sun, produces only a single chemical element—helium—over and over again.

In very massive stars, those of more than eight solar masses, the force of gravity drives the temperature in the core up so outlandishly high that it triggers thermonuclear reactions that create elements all the way up to iron (26). At 1,080 million °F, carbon fuses into neon at 2,700 million °F, oxygen fuses into silicon and at 7,200 million °F, silicon fuses into iron.

Iron, alas, marks a major turning point when it comes to fusing ever-heavier elements inside stars. All the way up to iron, every time a new fusion reaction occurs, some heat is released. With iron, no other rearrangement of nuclei can generate any more energy. But stars do form elements heavier than iron, including cherished ones like silver and gold, dangerous ones like radon and uranium, and ones you've never heard of (or could pronounce if you had) like praseodymium and ytterbium.

Two ways to you

Stars have one of two ways to produce these heavier-than-iron elements—and, not incidentally, to get them and all the other elements forged in their nuclear furnaces out into space so they can be incorporated into new stars, planets, and people.

The first way occurs in red giants. These are stars that have burned up all the hydrogen in their centers. When that happens, the star becomes, as the astrophysicist Craig Wheeler has put it, somewhat schizophrenic: The core loses energy, contracts, and heats up even as the envelope—the rest of the star outside the core—gains energy, expands, and cools (and appears redder). The expansion is quite, well, expansive: When our sun becomes a red giant, it will grow so large that it will engulf and evaporate the inner planets, including the Earth.

Some red giants last long enough to create elements in their cores heavier than iron through something called the s-process, for slow. Over a time scale of thousands of years, the s-process can result in the manufacture of elements all the way up to bismuth (83). These get pulled to the star's surface by convection and sloughed off into space via the star's stellar wind. Some of that widely dispersed stardust is holding you up right now.

This spectacular false-color image shows Cassiopeia A, the remnant of a supernova. At the center of the image lies the dead star, while surrounding it is the rapidly expanding shell of material blasted away from the star as it died.

A real blast

Elements heavier than bismuth only arise through the r-process, for rapid. How rapid? Seconds flat. The r-process is what happens when a star explodes in a supernova. It's easy for us to think of stars as lasting essentially forever, but the most massive stars survive only a few million years—a cosmic moment, really—and when they go, they go fast.

What happens? When a red giant gets to the stage of having fused all its lighter elements and is left with an iron core, the star can no longer retain its equilibrium—heat energy pushing out as gravity pulls in. Gravity suddenly gains the upper hand, collapsing the core all at once to billions of times the density of the Earth. The star then blows itself apart in an astronomical cataclysm. For a brief period, it shines as brightly as an entire galaxy and releases as much energy as our sun will in its 10-billion-year lifetime.

In the first few seconds, protons in the atoms created during the star's life collide with highly energetic neutrons, fashioning in an instant all the naturally occurring elements heavier than bismuth up to uranium, and even a few short-lived still-heavier elements such as plutonium and californium. All these blast out into space at millions of miles an hour, seeding the interstellar medium with the atoms that eventually end up in new stars, new solar systems, and, in your case, you.

In this view of the Carina Nebula, the Hubble Space Telescope captured a tumult of star birth and death. In the image, green corresponds to hydrogen, blue to oxygen, and red to sulfur—three of the 92 naturally occurring elements that space has bequeathed to us.

The birth of you

Over time, molecular clouds of gas and dust out in deep space develop from those strewn elements and begin to contract under their own gravity. Such clouds are almost all hydrogen and helium, but they've got a scatter of heavier elements, too. And the most abundant elements begin to assemble into molecules, simple ones like water (H2O) and more complex ones like the sugar glycoaldehyde (C2H4O2). Astronomers can identify these compounds, and individual elements, using spectrometers.

Eventually, a kind of raw-clay star called a proto-star forms, with a disk of material surrounding it that will eventually beget planets. That process happened in our own solar system about five billion years ago, resulting in the sun, the planets, and, five billion years later, you.

Just how those atoms and molecules that ended up on our planet went from non-living to living remains one of the great unanswered questions in science. But where the elements came from to start with has now been worked out, in broad strokes anyway, to astrophysicists' widespread satisfaction. It is an amazing story, isn't it?

* While still being sorted out, current estimates hold that, in time, stars below about eight solar masses collapse into white dwarfs, a very dense ex-star those between about eight and 30 solar masses explode in supernovae (and release their heavy elements) and, with certain exceptions, those between about 30 and 100 solar masses collapse into black holes (and retain their heavy elements).