NGC 4993: el hogar galáctico de una explosión histórica

NGC 4993: The Galactic Home of an Historic Explosion
Créditos de imagen: NASA & ESA

NGC 4993: el hogar galáctico de una explosión histórica
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El punto rojizo de la parte superior izquierda del centro de la galaxia NGC 4993 no estaba antes.
Al escanear el enorme campo de posibles ubicaciones de una contrapartida óptica al evento de onda gravitacional sin precedentes GW170817 de agosto, el aspecto de este punto que se desvanece rápidamente adquirió importancia histórica. Señaló la ubicación exacta de GW170817, lo que permitió a los telescopios más importantes del mundo examinar la primera contrapartida de onda electromagnética de un evento de onda gravitacional, un evento que demuestra ser una kilonova, la breve explosión de rayos gamma que forma elementos y que se produce después de la fusión de dos estrellas de neutrones.
La imagen de la galaxia lenticular NGC 4993 del Hubble muestra el punto que se desvanece días después de ser descubierto. Los análisis que se realizan incluyen la física de la explosión, qué elementos pesados se formaron, la similitud de las velocidades de la radiación gravitacional y de la luz, y la calibración de un nuevo método para determinar la escala de distancias del Universo.

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  • Sa Ji Tario

    Encontré este lindo comentario sobre el tema del día Publicado por Sabine Hossenfelde

    Domingo, 22 de octubre de 2017
    La nueva detección de ondas gravitacionales con contraparte óptica descarta algunas alternativas de materia oscura

    La detección de ondas gravitacionales recientemente reportada , GW170817, estuvo acompañada de radiación electromagnética. Ambas señales llegaron a la Tierra casi simultáneamente, dentro de un intervalo de tiempo de algunos segundos. Este es un gran problema para algunas alternativas a la materia oscura ya que este nuevo documento establece:

    GW170817 Falsifica emuladores de materia oscura
    Sibel Boran, Shantanu Desai, Emre Kahya, Richard Woodard
    arXiv: 1710.06168 [astro-ph.HE]

    La observación es difícil de explicar con algunas variantes de gravedad modificada porque en estos modelos la radiación electromagnética y gravitacional viajan de forma diferente.

    En gravedad modificada, la materia oscura no está hecha de partículas. En cambio, la atracción gravitatoria que siente la materia normal proviene de un potencial gravitatorio que no es el predicho por la relatividad general. En la relatividad general y sus modificaciones, el potencial gravitacional se describe mediante la curvatura del espacio-tiempo y se codifica en lo que se denomina “métrica”. En las versiones de gravedad modificada estudiadas en el nuevo documento, la métrica tiene términos adicionales que efectivamente actuar sobre la materia normal como si hubiera materia oscura, aunque no haya materia oscura.

    Sin embargo, la métrica en relatividad general también es lo que da lugar a ondas gravitacionales, que son pequeñas perturbaciones periódicas de esa métrica. Si la materia oscura está compuesta de partículas, las mismas ondas gravitatorias viajan a través del potencial gravitacional de la materia oscura más la normal. Sin embargo, si la materia oscura se debe a una modificación del potencial gravitacional, las propias ondas gravitacionales no sienten el potencial de la materia oscura.

    Esto se puede probar si envía ambos tipos de señales, electromagnéticas y gravitacionales, a través de un potencial gravitatorio, por ejemplo, el de la Vía Láctea. La presencia del potencial gravitacional aumenta el tiempo de ejecución de la señal, y cuanto más profundo es el potencial, más largo es el tiempo de ejecución. Esto se conoce como “Shapiro-delay” y es una de las formas, por ejemplo, de explorar la relatividad general en el sistema solar.

    Los autores del documento ponen los números y descubren que la diferencia entre el potencial de la materia oscura para la radiación electromagnética y el potencial sin materia oscura para la radiación gravitatoria suma alrededor de un año solo para la Vía Láctea. En la parte superior vienen algunos cientos de días más de retraso si también tomamos en cuenta las galaxias que las señales pasaron en el camino desde la fuente a la Tierra. Si es correcto, esto significa que la llegada casi simultánea de ambas señales descarta las modificaciones de la gravedad que conducen a diferencias en el tiempo de viaje en muchos órdenes de magnitud.

    La lógica del argumento es esto. Sabemos que las galaxias causan la lente gravitacional como si contuvieran materia oscura. Esto significa que incluso si la materia oscura se puede atribuir a la gravedad modificada, su efecto sobre la luz debe ser similar al de la materia oscura. La demora de Shapiro no es exactamente igual a la lente gravitacional, pero el origen de ambos efectos es matemáticamente similar. Esto hace plausible que el Shapiro-delay para la radiación electromagnética se escale con la masa de materia oscura, independientemente de su origen. Los autores suponen que el retraso de las ondas gravitacionales en la gravedad modificada se debe solo a la materia normal. Esto significa que las ondas gravitatorias deberían llegar mucho antes que su compañía electromagnética porque el potencial que las ondas gravitacionales sienten es mucho menos profundo.

    La demora de Shapiro en el Sol es de aproximadamente 10-4 segundos. Si aumenta esto a la Vía Láctea, con una masa de alrededor de 10 12 veces la del Sol, esto da 10 8 segundos, que es de hecho alrededor de un año más o menos. Usted gana un poco ya que la masa de materia oscura es algo más alta y pierde un poco porque la Vía Láctea no es esféricamente simétrica. Pero por orden de magnitud, esta simple estimación explica la restricción.

    Por lo tanto, el documento descarta todas las teorías de gravedad modificadas que predicen las ondas gravitacionales que pasan de manera diferente a través del potencial gravitacional de las galaxias que las ondas electromagnéticas. Esto no afecta a todos los tipos de gravedad modificada, pero sí afecta, según el artículo, la TeVeS de Bekenstein y la teoría Scalar-Vector-Tensor de Moffat.

    Una advertencia, sin embargo, es que el documento no contiene, y no he visto, un cálculo real para el retraso de las ondas gravitacionales en los respectivos modelos de gravedad modificados. Aunque el cálculo parece bueno, es incompleto en matemáticas.

    Creo que el documento es un gran paso adelante. No me venden ni en materia oscura modificada por gravedad ni en partículas y creo que ambas tienen sus ventajas y desventajas. Para mí, la materia oscura de partículas parece plausible y funciona bien en todas las escalas, mientras que la gravedad modificada no funciona tan bien en las escalas cosmológicas (supergalácticas). Por otro lado, no hemos medido directamente ninguna partícula de materia oscura, y algunas de las regularidades observadas en las galaxias no están bien explicadas por la hipótesis de la partícula.

    Pero tan maravilloso como cruzar algunos modelos de la lista, descartar ciertos tipos de gravedad modificada no mejora la materia oscura de las partículas. La razón por la que nunca escuchas a nadie afirmar que la partícula de materia oscura ha sido descartada es que no es posible descartarla. La idea es tan flexible y las simulaciones galácticas tienen tantos parámetros que puedes explicar todo.

    Es por eso que últimamente me ha intrigado la idea de que la materia oscura es una especie de superfluido que, en ciertas aproximaciones, se comporta como una gravedad modificada. Esto puede explicar las regularidades observadas mientras mantiene los beneficios de la materia oscura de partículas. Por todo lo que puedo decir, la nueva restricción no se aplica a este tipo de superfluido (uno de los autores del nuevo documento me lo confirmó).

    En resumen, permítanme enfatizar que esta nueva observación no descarta la gravedad modificada del mismo modo que la no detección de partículas masivas débilmente interactivas descarta la materia oscura de las partículas. Así que por favor no saltes a conclusiones. Descarta ciertos tipos de gravedad modificada, ni más ni menos. Pero este documento me da la esperanza de que una resolución del misterio de la materia oscura pueda suceder en mi vida.
    Publicado por Sabine Hossenfelde

  • Margarita

    Aquí está el original blog en inglés
    http://backreaction.blogspot.com.es

    Me gusta muchísimas esta astrofísica – merece la pena de leer su blogpost sobre “The Bullet Cluster as Evidence against Dark Matter” (The Bullet Cluster como evidencia CONTRA la materia oscura)

    http://backreaction.blogspot.com.es/2017/01/the-bullet-cluster-as-evidence-against.html

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