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Galaxy Cluster Abell 520

It was the result no one wanted to believe. Astronomers observed what appeared to be a clump of dark matter left behind during a bizarre wreck between massive clusters of galaxies. The dark matter collected into a "dark core" containing far fewer galaxies than would be expected if the dark matter and galaxies hung together. Most of the galaxies apparently have sailed far away from the collision. This result could present a challenge to basic theories of dark matter, which predict that galaxies should be anchored to the invisible substance, even during the shock of a collision. The initial observations, made in 2007, were so unusual that astronomers shrugged them off as unreal, due to poor data. However, new results from NASA's Hubble Space Telescope confirm that dark matter and galaxies parted ways in the gigantic merging galaxy cluster called Abell 520, located 2.4 billion light-years away. Now, astronomers are left with the challenge of trying to explain dark matter's seemingly oddball behavior in this cluster. "This result is a puzzle," said astronomer James Jee of the University of California, Davis, leader of the Hubble study. "Dark matter is not behaving as predicted, and it's not obviously clear what is going on. Theories of galaxy formation and dark matter must explain what we are seeing."

A paper reporting the team's results has been accepted for publication in The Astrophysical Journal and is available online. First detected about 80 years ago, dark matter is thought to be the gravitational "glue" that holds galaxies together. The mysterious invisible substance is not made of the same kind of matter that makes up stars, planets, and people. Astronomers know little about dark matter, yet it accounts for most of the universe's mass. They have deduced dark matter's existence by observing its ghostly gravitational influence on normal matter. It's like hearing the music but not seeing the band. One way to study dark matter is by analyzing smashups between galaxy clusters, the largest structures in the universe. When galaxy clusters collide, astronomers expect galaxies to tag along with the dark matter, like a dog on a leash. Clouds of intergalactic gas, however, plow into one another, slow down, and lag behind the impact. That theory was supported by visible-light and X-ray observations of a colossal collision between two galaxy clusters called the Bullet Cluster. The galactic grouping has become a textbook example of how dark matter should behave.

But studies of Abell 520 showed that dark matter's behavior may not be so simple. The original observations found that the system's core was rich in dark matter and hot gas but contained no luminous galaxies, which normally would be seen in the same location as the dark matter. NASA's Chandra X-ray Observatory detected the hot gas. Astronomers used the Canada-France-Hawaii and Subaru telescopes atop Mauna Kea to infer the location of dark matter by measuring how the mysterious substance bends light from more distant background galaxies, an effect called gravitational lensing. The astronomers then turned Hubble's Wide Field Planetary Camera 2 to help bail them out of this cosmic conundrum. Instead, to their chagrin, the Hubble observations helped confirm the earlier findings. Astronomers used Hubble to map the dark matter in the cluster through the gravitational lensing technique. "Observations like those of Abell 520 are humbling in the sense that in spite of all the leaps and bounds in our understanding, every now and then, we are stopped cold," explained Arif Babul of the University of Victoria in British Columbia, the team's senior theorist. Is Abell 520 an oddball, or is the prevailing picture of dark matter flawed? Jee thinks it's too soon to tell.

"We know of maybe six examples of high-speed galaxy cluster collisions where the dark matter has been mapped," Jee said. "But the Bullet Cluster and Abell 520 are the two that show the clearest evidence of recent mergers, and they are inconsistent with each other. No single theory explains the different behavior of dark matter in those two collisions. We need more examples." The team has proposed a half-dozen explanations for the findings, but each is unsettling for astronomers. "It's pick your poison," said team member Andisheh Mahdavi of San Francisco State University in California, who led the original Abell 520 observations in 2007. One possible explanation for the discrepancy is that Abell 520 was a more complicated interaction than the Bullet Cluster encounter. Abell 520 may have formed from a collision between three galaxy clusters, instead of just two colliding systems in the case of the Bullet Cluster.

Another scenario is that some dark matter may be what astronomers call "sticky." Like two snowballs smashing together, normal matter slams into each other during a collision and slows down. But dark matter blobs are thought to pass through each other during an encounter without slowing down. This scenario proposes that some dark matter interacts with itself and stays behind when galaxy clusters collide. A third possibility is that the core contained many galaxies, but they were too dim to be seen, even by Hubble. Those galaxies would have to have formed dramatically fewer stars than other normal galaxies. Armed with the Hubble data, the group hopes to create a computer simulation to try to reconstruct the collision, hoping that it yields some answers to dark matter's weird behavior.

Credit: NASA, ESA, CFHT, and M.J. Jee (University of California, Davis)

La NASA planea el nuevo aterrizaje de Mars Rover 2020

La NASA estrecha los sitios de aterrizaje Mars 2020 Rover

Por: David Dickinson | 16 de febrero de 2017

Tres posibles sitios de aterrizaje ahora están en la carrera para el Mars 2020 de la NASA.

NE Syrtis Major
Un enorme volcán escudo inactivo en NE Syrtis Major.
NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona
Y entonces, había tres. Los investigadores que participaron en un taller celebrado a principios de este mes en Monrovia, California, redujeron los posibles sitios de aterrizaje para el Mars 2020 rover a tres ubicaciones: Columbia Hills, Jezero Crater y Northeast Syrtis.

Los sitios seleccionados incluyen regiones donde el agua pudo haber fluido y, posiblemente, la vida microbiana marciana podría haber florecido una vez. El proceso de selección redujo a los tres contendientes restantes de ocho selecciones anteriores.

"Los principales factores científicos que impulsan la selección del sitio para el Mars 2020 rover son evidencia de un entorno antiguo con alto potencial de habitabilidad, potencial de preservación de biosignaturas y diversidad geológica", dice Ken Williford (NASA-JPL). "Los científicos están particularmente interesados ​​en aterrizar sitios donde los datos espectroscópicos de la órbita indican la presencia de minerales que contienen agua en asociación con estos ambientes habitables antiguos".

Sitios de aterrizaje de la NASA
Los sitios de aterrizaje anteriores de la NASA en Marte (amarillo) en comparación con los tres sitios de aterrizaje propuestos (rojo) para el Mars 2020 rover.
NASA / JPL, con modificaciones de Dave Dickinson
He aquí un breve resumen de los finalistas:

Columbia Hills: Los resortes minerales llegaron a la superficie aquí en tiempos más cálidos. Si la región de Columbia Hills suena familiar, es porque el explorador Spirit de la NASA exploró la región hasta que finalmente cayó en silencio en 2010. El descubrimiento de Spirit de antiguas fuentes termales en Columbia Hills fue una sorpresa y los investigadores sospechan que un lago poco profundo llenó una vez los 100 -mile (160 km) de ancho cráter Gusev. Si se selecciona el sitio de Columbia Hills, podemos ver otro primero, cuando el Mars 2020 rover se desplaza hasta el ahora rover Spirit roto.

Columbia Hills
Colinas de Columbia según lo visto del vagabundo del alcohol de la NASA.

NASA / JPL-Caltech / Cornell
Cráter de Jezero: Una opción más audaz y remota en comparación con los anteriores aterrizajes de la NASA, el cráter de Jezero puede haber inundado y drenado al menos dos veces a través de los canales del río secado, que una vez llevaban agua y minerales de arcilla. La vida microbiana podría haber hecho un hogar en el cráter hace 3.500 millones de años.

Una falsa vista de color del cráter de Jezero, que muestra sedimentos que han sufrido alteración debido a la interacción química con el agua. NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

Leer mas: http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/nasa-narrows-down-mars-2020-rover-landing-sites/

View of the field around NGC 4666

This visible light wide-field image of the region around NGC 4666 was created from photographs taken through red and blue filters and forming part of the Digitized Sky Survey 2. The galaxy appears close to the centre. The dazzling blue star to the lower-right is the brilliant double star Gamma Virginis. The field of view is approximately three degrees across.

ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

Región RCW 38


    Esta imagen muestra una espectacular imagen compuesta de tres colores de RCW38, obtenida a través de tres filtros de infrarrojo cercano. Esta es una región de la Vía Láctea a una distancia de unos 5.000 años luz, donde las estrellas que se han formado recientemente en nubes de gas y polvo están todavía muy oscurecidas y no pueden observarse en la parte visible del espectro. Por el contrario, como muestra esta imagen, se ven muy bien en longitudes de onda infrarrojas donde el oscurecimiento es sustancialmente más baja. 

       La radiación difusa es una mezcla de luz de las estrellas dispersada por el polvo y el gas en la zona, y la emisión de la línea de hidrógeno y el átomo de hidrógeno.

Crédito: ESO


Hubble Space Telescope has discovered 16 extrasolar planet candidates orbiting a variety of distant stars in the central region of our Milky Way galaxy. The planet bonanza was uncovered during a Hubble survey, called the Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS).

Hubble looked farther than has ever successfully been searched for extrasolar planets. Hubble peered at 180,000 stars in the crowded central bulge of our galaxy 26,000 light-years away or one-quarter the diameter of the Milky Way's spiral disk.

Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

El equipo encuentra aceleración radial en galaxias

El equipo de investigación encuentra la relación de aceleración radial en todos los tipos comunes de galaxias

16 de febrero de 2017

La gigantesca galaxia elíptica NGC 4472. Crédito: Cortesía de David W. Hogg, Michael R. Blanton y Sloan Digital Sky Survey Collaboration

La distribución de la materia normal determina con precisión la aceleración gravitatoria en todos los tipos comunes de galaxias, según un equipo liderado por investigadores de Case Western Reserve University.

El equipo ha demostrado que esta relación de aceleración radial existe en las galaxias esféricas de alta masa elíptica y de baja masa, basándose en el descubrimiento del año pasado de esta relación en galaxias espirales e irregulares. Esto proporciona apoyo adicional de que la relación equivale a una nueva ley natural, dicen los investigadores.

"Esto demuestra que realmente tenemos una ley universal para los sistemas galácticos", dijo Federico Lelli, ex becario de postgrado astronómico en Case Western Reserve University y actualmente miembro del European Southern Observatory.

"Esto es similar a la ley de Kepler para los sistemas planetarios, que no se preocupa por las propiedades específicas del planeta, ya sea que el planeta sea rocoso como la Tierra o gaseoso como Júpiter, la ley se aplica", dijo Lelli.

En este caso, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional de la masa visible, independientemente del tipo de galaxia. En otras palabras, si los astrónomos miden la distribución de la materia normal, conocen la curva de rotación, y viceversa.

"Pero aún no está claro qué significa esta relación y cuál es su origen fundamental", dijo Lelli.

El estudio se publica en línea en Astrophysical Journal hoy. Co-autores son Stacy McGaugh, presidente del Departamento de Astronomía de Case Western Reserve, James Schombert, profesor de astronomía de la Universidad de Oregón, y Marcel Pawlowski, ex investigador de astronomía postdoctoral en Case Western Reserve y actual compañero de Hubble en la Universidad de California , Irvine.

Los investigadores encontraron que en 153 galaxias espirales e irregulares, 25 elípticas y lenticulares y 62 esferoidales enanos, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional esperada de la masa visible.

Las desviaciones observadas de esta correlación no están relacionadas con ninguna propiedad específica de la galaxia, pero son completamente aleatorias y consistentes con los errores de medición, encontró el equipo.

La estrechez de esta relación es difícil de entender en términos de materia oscura como se entiende actualmente, dijeron los investigadores.

También desafía la comprensión actual de la formación y evolución de las galaxias, en la que se producen al mismo tiempo muchos procesos aleatorios como las fusiones e interacciones de galaxias, entradas y salidas de gas, formación de estrellas y supernovas.

"La regularidad debe emerger de algún modo de este caos", dijo Lelli.

Para hacer su descubrimiento, los investigadores combinaron diferentes trazadores de la aceleración centrípeta encontrados en diferentes tipos de galaxias, de los cuales hicieron comparaciones 1-a-1.

Los trazadores cinemáticos eran gases fríos en galaxias espirales e irregulares, estrellas o gas caliente en elípticas y lenticulares, y estrellas gigantes individuales en esferoidales enanos.

La investigación incluyó galaxias esferoidales llamadas ultra-débiles, pero debido a su falta de luz -que los hace difíciles de estudiar- los investigadores no pueden confiar en ofrecer una interpretación clara de la relación de aceleración radial en estos.

Sin embargo, la creciente prueba de la relación, o ley natural, requiere nuevos pensamientos sobre la materia oscura y la gravedad, dijeron los investigadores.

"Dentro del paradigma estándar de la materia oscura, esta ley implica que la materia visible y la materia oscura deben estar estrechamente unidas en galaxias a nivel local e independientemente de las propiedades globales, deben conocerse mutuamente", dijo Lelli. "Dentro de modelos alternativos como la gravedad modificada, esta ley representa una restricción empírica clave y puede guiar a los físicos teóricos a construir alguna extensión matemática apropiada de la Relatividad General de Einstein".

Hasta ahora, la investigación del equipo se ha centrado en las galaxias del universo cercano. Lelli y sus colegas planean probar la relación en galaxias más distantes, unos pocos billones de años después del big bang. Ellos esperan aprender si la misma relación se mantiene durante la vida del Universo.

Explore más lejos: La relación de aceleración encontrada entre galaxias espirales e irregulares desafía la comprensión actual de la materia oscura

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