Masa significa (casi) todo en astronomía

Esta pequeña región cerca del núcleo de NGC 2014 muestra una mezcla de glóbulos de gas que se evaporan y glóbulos de Puck que flotan libremente, a medida que el polvo se mueve de los filamentos lánguidos y calientes de arriba a nubes más densas y frías a medida que se forman nuevas estrellas en el interior de abajo. La combinación de colores refleja una diferencia en la temperatura y las líneas de emisión de diferentes firmas atómicas. Esta materia neutra refleja la luz de las estrellas, ya que se sabe que esta luz reflejada difiere del fondo cósmico de microondas.

Este compuesto tricolor muestra el centro de la galaxia como se muestra en tres rangos de longitud de onda diferentes por el Spitzer de la NASA: predecesor del Telescopio Espacial James Webb. Las moléculas ricas en carbono, conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos, aparecen de color verde, mientras que también aparecen estrellas y polvo cálido. También se puede identificar el resplandor en el que se asienta nuestro agujero negro supermasivo. Se ha encontrado la presencia de formiato de etilo en la nube de gas de Sagitario B2: la misma molécula que le da a las frambuesas su aroma distintivo.

El segundo agujero negro más grande visto desde la Tierra, el que está en el centro de la galaxia M87, se muestra aquí en tres vistas. En la parte superior hay una óptica de Hubble, en la parte inferior izquierda hay una radio de NRAO y en la parte inferior derecha hay una radiografía de Chandra. Estas diferentes vistas tienen diferentes resoluciones que dependen de la fotosensibilidad, la longitud de onda de la luz utilizada y el tamaño de los espejos del telescopio utilizados para observarlas. Todos estos son ejemplos de radiación emitida desde las regiones alrededor de los agujeros negros, lo que indica que, después de todo, los agujeros negros no son muy negros.

Este primer plano de Messier 82, la Galaxia del Cigarro, muestra no solo las estrellas y el gas, sino también los vientos sobrecalentados de la galaxia y la forma hinchada causada por sus interacciones con su vecino más grande y masivo: M81. Las observaciones de longitudes de onda múltiples de galaxias como Messier 82 pueden revelar el paradero y la cantidad de materia normal, incluidas estrellas, gas, polvo, plasma, agujeros negros y más.

Como revelan las imágenes espectrales con JWST, los productos químicos como el hidrógeno atómico, el hidrógeno molecular y los compuestos de hidrocarburos ocupan diferentes lugares en el espacio dentro de la Nebulosa de la Tarántula, mostrando la diversidad de incluso una región de formación estelar. Los átomos, iones y moléculas se encuentran en todo el universo.

La presencia de moléculas de carbono complejas en regiones de formación estelar es interesante, pero no antropogénica. Aquí, el glicoaldehído, un ejemplo de un azúcar simple, se muestra en una ubicación que corresponde a donde se descubrió en una nube de gas interestelar: está desplazado del área de formación más rápida de nuevas estrellas en la actualidad. Las partículas interestelares son comunes, muchas de ellas cadenas largas y complejas.

Vistas visible (izquierda) e infrarroja (derecha) de una esfera bok rica en polvo, Barnard 68. La luz infrarroja no se bloquea tanto, ya que los granos de polvo más pequeños (de hasta medio micrón) tienen muy poco para interactuar con longitudes de onda largas. luz En longitudes de onda más largas, se puede detectar una mayor parte del universo más allá del polvo que bloquea la luz.

Vista esquemática del extraño asteroide Itokawa con forma de maní. Itokawa es un ejemplo de un asteroide de pila de escombros, pero las determinaciones de su densidad revelaron que probablemente fue el resultado de una fusión entre dos cuerpos de diferentes composiciones. Carece de la masa/gravedad necesaria para adoptar una forma redonda.

Mimas, como se muestra aquí durante el sobrevuelo más cercano de Cassini en 2010, tiene un radio de solo 198 kilómetros, pero es claramente redondo debido a su propia gravedad. Al estar hecho principalmente de hielo, hace lo que los asteroides más grandes Vesta y Pallas no pueden hacer: adoptar una forma esférica. Sin embargo, muchos discuten sobre si realmente está en equilibrio hidrostático, ya que el gran cráter que se muestra aquí, Herschel, podría no haber persistido si el mundo hubiera sido moldeado por la gravedad propia.

Aunque la Tierra y Venus son los dos cuerpos rocosos más grandes del sistema solar, Marte y Mercurio, así como más de 100 de las lunas más grandes, asteroides y objetos del Cinturón de Kuiper han alcanzado el equilibrio hidrostático.

Los ocho mundos más parecidos a la Tierra descubiertos por la misión Kepler de la NASA: la misión de búsqueda de planetas más extensa hasta la fecha. Todos estos planetas orbitan estrellas más pequeñas y menos luminosas que el Sol, todos estos planetas son más grandes que la Tierra y muchos de ellos probablemente tengan envolturas de gas volátil. Aunque la literatura llama a algunos de ellos «superhabitables», aún no sabemos si alguno de ellos tiene vida o no, pero el límite entre «rocoso» y «rico en gas» todavía se está estudiando.

En términos de tamaño, los mundos de los gigantes gaseosos son significativamente más grandes que cualquiera de los planetas terrestres. Quizás sorprendentemente, un planeta con un radio casi un 30 % más grande (y aproximadamente el doble de masa) que la Tierra tiene muchas más probabilidades de tener una gran envoltura de gas, lo que coloca a la mayoría de los «superplanetas» en la misma categoría que Neptuno, Urano y Saturno: un mundo rico Con gas sin autopresión interna.

Cuando clasificamos los exoplanetas conocidos por masa y radio juntos, los datos indican que solo hay tres clases de planetas: terrestres/rocosos, con envolturas de gas volátil pero sin autopresión, y volátiles y también autocomprimibles. presión. Cualquier cosa por encima de eso primero se convierte en una enana marrón y luego en una estrella. El tamaño de los planetas alcanza su punto máximo con una masa entre Saturno y Júpiter, aunque hay algunos super-Júpiter «hinchados», probablemente con una composición inusualmente ligera.

El exoplaneta Kepler-39b es uno de los planetas más grandes conocidos, con una masa 18 veces mayor que la de Júpiter, lo que lo ubica en el límite entre el planeta y la enana marrón. Sin embargo, en términos de radio, es solo un 22% más grande que Júpiter, porque la fusión del deuterio no cambia significativamente el tamaño del cuerpo autocompacto. Los objetos que pesan unas 80 veces la masa de Júpiter siguen teniendo aproximadamente el mismo tamaño.

El (moderno) sistema de clasificación espectral Morgan-Keenan, con el rango de temperatura de cada clase de estrella que se muestra arriba, en Kelvin. Las estrellas de clase M comienzan con una masa de alrededor de 80 masas de Júpiter, mientras que las estrellas teóricamente pueden alcanzar miles o incluso decenas de miles de masas solares. Las estrellas menos masivas pueden vivir más de 100 billones de años, mientras que las más masivas morirán en menos de 1-2 millones de años.

Cuando nuestro Sol se quede sin combustible, se convertirá en una gigante roja, seguida de una nebulosa planetaria con una enana blanca en el centro. La Nebulosa Ojo de Gato es un ejemplo visualmente sorprendente de este posible destino, ya que la forma compleja, en capas y asimétrica de esta particular nebulosa sugiere la presencia de un compañero binario. En el centro, una joven enana blanca se calienta a medida que se contrae, alcanzando temperaturas decenas de miles de Kelvin más calientes que la gigante roja que la generó. Las envolturas exteriores de gas consisten principalmente en hidrógeno, que regresa al medio interestelar al final de la vida de una estrella similar al Sol.

Una combinación de datos de rayos X, ópticos e infrarrojos revela el púlsar central en el corazón de la Nebulosa del Cangrejo, incluidos los vientos y las salidas que los púlsares acarician en el material circundante. La brillante mancha central de color blanco violáceo es en realidad el púlsar del Cangrejo, que a su vez gira unas 30 veces por segundo. El material que se muestra aquí tiene unos 5 años luz de diámetro y se originó a partir de una supernova de oro hace unos 1000 años, lo que nos dice que la velocidad típica de eyección es de unos 1500 km/s. La producción total de energía de un evento como este es aproximadamente 10 mil millones de veces la producción actual de energía del Sol.

Este gráfico muestra los tamaños relativos de los horizontes de eventos de los dos agujeros negros supermasivos que orbitan entre sí en el sistema OJ 287. El más grande, con 18 mil millones de masas solares, es 12 veces el tamaño de la órbita de Neptuno. El más pequeño, de 150 millones de masas solares, tiene aproximadamente el tamaño de la órbita del asteroide Ceres alrededor del Sol. El agujero negro más pesado que se conoce es varias veces más masivo (y, por lo tanto, unas veces más grande en radio) que el OJ 287 subyacente.