octubre 26, 2021

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La “autopista” magnética expulsa cantidades masivas de gas y polvo de la galaxia del cigarro

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Los campos magnéticos aparecen en Messier 82, o la galaxia del cigarro, como líneas sobre la imagen compuesta de luz visible e infrarroja de la galaxia del Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer. Los vientos estelares que fluyen de nuevas estrellas calientes forman un viento supergaláctico que sopla columnas de gas caliente (rojo) y un halo masivo de smog (amarillo / naranja) perpendicular a la estrecha galaxia (blanco). Los investigadores utilizaron el Observatorio Stratosphere para obtener datos de campo magnético para la astronomía infrarroja y herramientas que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del sol para extrapolar la fuerza del campo magnético a 20.000 años luz alrededor de la galaxia. Al igual que el viento solar del Sol, parecen extenderse indefinidamente en el espacio intergaláctico y pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo se alejaron de la galaxia. Crédito: NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, la Agencia Espacial Europea y el Hubble Heritage Team; NASA, Laboratorio de Propulsión a Chorro – Instituto de Tecnología de California, C.Engelbrecht

¿Qué está impulsando la expulsión masiva de gas y polvo de la galaxia del cigarro, conocida como Messier 82?

Sabemos que miles de estrellas que explotan generan vientos súper fuertes que impulsan la materia hacia el espacio intergaláctico. Una nueva investigación muestra que los campos magnéticos también contribuyen a la expulsión de material de Messier 82, un conocido ejemplo de galaxia estelar con una característica forma alargada.

Resultados de NASAObservatorio estratosférico de astronomía infrarroja, o Sofía, Ayuda a explicar cómo el polvo y el gas viajan desde el interior de las galaxias hasta el espacio intergaláctico, proporcionando pistas sobre cómo se forman las galaxias. Estos materiales están enriquecidos con elementos como el carbono y el oxígeno que sustentan la vida y son los componentes básicos de las futuras galaxias y estrellas. La investigación se presentó en una reunión de la American Astronomical Society.

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SOFIA, un proyecto conjunto entre la NASA y el centro espacial alemán DLR, ha estudiado previamente la dirección de los campos magnéticos cerca del núcleo Messier 82, como se conoce oficialmente a la galaxia del cigarro. Esta vez, el equipo aplicó herramientas que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del sol, conocidas como heliofísica, para comprender la fuerza del campo magnético que rodea a la galaxia a una distancia 10 veces mayor que antes.

“Esta es la física antigua para estudiar el sol, pero nueva para las galaxias”, dijo Joanne Schmelz, directora del Consorcio de Investigación Espacial de Universidades con sede en el Centro de Investigación Ames en Silicon Valley de la NASA y coautora del próximo artículo sobre esta investigación. “Nos ayuda a comprender cómo el espacio entre las estrellas y las galaxias se ha vuelto tan rico en materia para las futuras generaciones cósmicas”.

La galaxia del cigarro se encuentra a 12 millones de años luz de la Tierra en la constelación de la Osa Mayor, y está sujeta a una tasa excepcionalmente alta de formación estelar llamada explosión estelar. La formación de estrellas es tan intensa que crea un “súper viento” que empuja el material fuera de la galaxia. Como Sophia descubrió anteriormente usando una cámara aerotransportada de amplio rango de alta resolución, o HAWC +, el viento atrae el campo magnético cerca del núcleo galáctico de modo que sea perpendicular al plano de la galaxia a lo largo de 2.000 años luz.

Los investigadores querían ver si las líneas del campo magnético se extenderían indefinidamente en el espacio intergaláctico como el entorno magnético en el viento solar, o si mutarían para formar estructuras similares a los anillos coronales que se encuentran en las regiones activas del Sol. Calcularon que los campos magnéticos de la galaxia se extienden hacia afuera como el viento solar, permitiendo que los materiales arrastrados por los supervientos escapen al espacio intergaláctico.

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Estos campos magnéticos extendidos pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo detectados por los telescopios espaciales se alejaron de la galaxia. El telescopio espacial Spitzer de la NASA detectó un material polvoriento a 20.000 años luz fuera de la galaxia, pero no estaba claro por qué se estaba extendiendo desde las estrellas en ambas direcciones en lugar de desde un chorro en forma de cono.

“Los campos magnéticos pueden actuar como una carretera, creando corredores de material galáctico ampliamente disperso en el espacio intergaláctico”, dijo Jordan Guaira Aguilera, investigador postdoctoral en la Universidad de Villanova en Pensilvania y coautor del próximo artículo.

Con raras excepciones, el campo magnético de la corona solar no se puede medir directamente. Por lo tanto, hace unos 50 años, los científicos desarrollaron métodos para extrapolar con precisión los campos magnéticos de la superficie del Sol al espacio interplanetario, conocido en heliofísica como extrapolación de campos potenciales. Utilizando las observaciones actuales de SOFIA de los campos magnéticos centrales, el equipo de investigación modificó este método para estimar el campo magnético a unos 25.000 años luz alrededor de la galaxia del cigarro.

“No podemos medir fácilmente campos magnéticos a escalas de este tamaño, pero podemos extrapolarlos con estas herramientas de la física solar”, dijo Enrique López-Rodríguez, científico de la Asociación de Investigación Espacial Universitaria de SOFIA con sede en Ames y autor principal del estudio. . “Este nuevo método multidisciplinario nos brinda la mayor perspectiva que necesitamos para comprender las galaxias con estallido estelar”.

Sophia es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Espacial Alemán. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California ejecuta el programa Sophia Science and Missions en cooperación con el Consorcio de Investigación Espacial Universitario con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán Sophia en la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA, Edificio 703, en Palmdale, California. La herramienta de cámara de banda ancha de alta resolución en el aire fue desarrollada y entregada a la NASA por un equipo multiempresarial dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

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