Los astrónomos definen la masa del antiguo “décimo planeta”

Plutón no puede tomarse un respiro. Fue ignominiosamente rebajado al estatus de “planeta enano” después de que se descubriese un mundo helados mayor en el sistema solar externo. Ahora, las nuevas observaciones han definido la masa del mundo, llamado Eris, revelando que sobrepasa a Plutón por un considerable 27%.

Esta imagen del Observatorio Keck muestra a Eris en el centro y a Disnomia como un pequeño punto en la posición de las 3 (Imagen: Observatorio WM Keck)

Pero Plutón parece tener la mano más alta en un tema – tiene tres lunas, mientras que las observaciones sugieren que Eris sólo tiene una.

Debido a que su diámetro es ligeramente mayor que el de Plutón, Eris fue apodado como el “décimo planeta” cuando se anunció su descubrimiento en 2005. Tras reiniciar el debate sobre la definición de planeta, se convirtió en el “planeta enano” más grande – una nueva categoría de objetos que incluía a Plutón – cuando los astrónomos definieron oficialmente el término en 2006.

Desde que se encontró que Eris tenía una pequeña luna de 1/16 de su tamaño, los astrónomos sabían que podrían observar la órbita de la luna para calcular la masa de Eris, usando una simple ecuación derivada por el astrónomo del siglo XVI Johannes Kepler.

Ahora, los investigadores de Caltech Michael Brown y Emily Schaller han observado la luna, llamada Disnomia, durante siete noches entre 2005 y 2006 usando el Observatorio Keck Observatory en Hawaii, Estados Unidos, y el Telescopio Espacial Hubble. Parece ser una órbita circular de 15 días, lo que sugiere que Eris tiene una masa de 17 trillones de toneladas – lo que la hace un 27% más masivo que Plutón.

Dado que Eris es mayor que Plutón en tamaño – abarcando 2400 km comparado con el diámetro de 2320 km de Plutón – su mayor masa no es especialmente sorprendente. Tampoco es sorprendente su densidad – calculada a partir de su masa y tamaño físico; parece similar a la de Plutón, lo que sugiere que Eris está hecho de hielo y roca.

Retrato de familia

Pero los investigadores dicen que la capacidad de hacer las medidas es un avance clave. “Durante u largo tiempo, Plutón fue el único objeto del Sistema Solar exterior que era lo bastante brillante como para estudiarlo en detalle y era una especie de bola extraña allí fuera”, dijo Brown a New Scientist. “Pero ahora somos capaces de estudiar mucho más de estos nuevos planetas enanos y estamos empezando a ver cómo funciona la familia completa”.

Las observaciones, sin embargo, generaron un nuevo misterio. No revelaron ninguna otra luna junto a Disnomia, la cual se piensa que se ha fusionado a partir de los restos de una antigua colisión en el Sistema Solar externo.

Plutón, por otra parte, tiene tres lunas – una grande llamada Caronte y dos pequeños satélites descubiertos en 2005. Las tres lunas de Plutón caen en una órbita circular y tienen el mismo color, lo que sugiere que se formaron en a partir de una única y violenta explosión que involucró a Plutón y otro gran cuerpo en los inicios del Sistema Solar. También se piensa que una gran colisión habría generado las lunas múltiples que orbitan otro gran cuerpo distante llamado 2003 EL61.

“Esta fue la mayor sorpresa – pasamos varias horas mirando fijamente a Eris con el Telescopio Espacial Hubble pensando que ciertamente veríamos lunas adicionales, pero no apareció nada”, dice Brown. “Aún estamos intentando comprender esto”.

En los próximos meses, Brown observará Eris y Disnomia de nuevo con Hubble, con la esperanza de aprender sobre la composición de Dysnomia. “Nuestra hipótesis es que cualquier cosa hecha a partir de una colisión gigante como se fusionaría a partir del hielo del agua, y debería ser un gigantesco cubo de hielo”, dijo.


Autor: Maggie McKee
Fecha Original: 14 de junio de 2007
Revista de Referencia: Science (vol 316, p 1585)
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Telescopio automático apunta a explosiones a la velocidad de la luz

Algunas estrellas moribundas arden sin llamas en la oscuridad mientras que otras se despojan rápidamente de su cobertura de gases calientes. Pero algunas terminan con un estallido, propulsando sus restos a través del cosmos a más de un 99,9997 por ciento de la velocidad de la luz – el límite de velocidad máxima del universo.

Ilustración de la explosión inicial en la muerte de una estrella masiva. Los astrónomos creen que eventos increíblemente grandes de este tipo almacenan bastante energía para crear estallidos de rayos gamma — y acelerar la materia a un 99,9997 por ciento de la velocidad de la luz. Crédito: NASA/GSFC/Dana Bery

Usando un telescopio robótico en el Observatorio de La Silla de la Organización Espacial Europea en Chile, llamado Telescopio de Montura de Ojo Rápido (REM), los astrónomos han medido por primera vez las velocidades, anteriormente teóricas, de las explosiones conocidas como estallidos de rayos gamma.

“Esto es muy excitante”,dijo Stan Woosley, astrónomo y astrofísico de la Universidad de California que no estuvo involucrado en la investigación. Woosley dijo que la energía hallada en las explosiones “pone a prueba los modelos” imponiendo cómo de rápido puede ir la materia.

Los hallazgos están detallados en el último número de la revista Astronomy & Astrophysics.

Observaciones rápidas

Las explosiones duran apenas de unos segundos a varios minutos y su intensa energía está en longitudes de onda tan cortas que no podemos verlas, por lo que un método sincronización y registro automático es crítico para poder captar una.

Emilio Molinari, astrónomo en el Observatorio Astronómico Brera en Italia y coautor del estudio, dijo que la observación fue posible gracias a las rápidas observaciones automáticas de las principales catástrofes galácticas.

“Ahora podemos estudiar con gran detalle los primeros momentos que siguen a estas catástrofes cósmicas”, dijo Molinari.

En dos eventos distintos, el 18 de abril y el 7 de junio del año pasado, el satélite Swift de la NASA detectó una brillante explosión de rayos gamma y lo notificó inmediatamente al pequeño telescopio REM. Sólo 40 segundos tras cada explosión, el observador robótico giró y apuntó sus lentes hacia el evento. Aunque las explosiones iniciales fueron en un principio invisibles, la intensa energía calentó el gas cercano el cual podía verse en la luz infrarroja cercana del telescopio.

Velocidad Warp

Estudiando el cambio de brillo de ambos estallidos, los astrónomos midieron a qué velocidad se movía la incontrolada materia de los estallidos. Los astrofísicos usaron un sistema especial para fijar la velocidad de la materia, llamado factor de Lorentz – cuanto mayor es el número, más cercano está a la velocidad de la luz.

En el caso de ambos estallidos, el factor de Lorentz fue de 400 – una observación sin precedentes hasta el momento.

Stefano Covino, otro coautor del estudio y astrónomo del Observatorio Astronómico Brera, dijo que la velocidad no era la única cifra impresionante.

“Aunque las partículas individuales pueden acelerarse a velocidades aún mayores, los casos presentes son el equivalente a 200 veces la masa de la Tierra adquiriendo esta increíble velocidad”, dijo Covino.

“Con toda certeza no te gustaría estar en su camino”, dijo Susanna Vergani, otro miembro del equipo.

Ahora que el equipo ha realizado estas sorprendentes observaciones, están intentando explicarlas de alguna forma. “La siguiente pregunta es qué tipo de “motor” puede acelerar la materia a estas enormes velocidades”, dijo Covino.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 13 de junio de 2007
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Teoría Física explica patrones humanos

Ingenieros y sociólogos colaboran en una Teoría de la Dinámica Social
¿Por qué las vías del tren parecen un río? ¿Por qué las calles de la antigua Roma parecen una hoja? Ya sea porque su forma esté determinada por interacciones entre sus moléculas o por elecciones hechas por individuos humanos, todos estos sistemas de flujo están gobernados por un principio nuevo relativamente simple de la termodinámica.

”La sociedad, con todas sus capas y características de organización, es un sistema de flujo”, dicen los coeditores Adrian Bejan y Gilbert Merkx de la Universidad de Duke. Consecuentemente, estos patrones de repetición no son accidentales. “Las coincidencias que tienen lugar hasta el infinito son pistas claras de que está en juego un fenómeno universal”.

Esta es la premisa de una ambiciosa nueva colección de ensayos bajo el epígrafe “Teoría Constructal de la Dinámica Social”, publicado el 13 de junio por Springer Science+Business Media.

Descrita por primera vez hace una década por Bejan, profesor de ingeniería mecánica en Duke, la Teoría Constructal explicación aparentemente simple de por qué esos patrones en ramas ocurren con tanta frecuencia: para que un sistema de flujo persista en el tiempo, su configuración debe cambiar de tal forma que proporcione un acceso más fácil a sus corrientes. En resumen, si algo fluye, se ramificará en una patrón bastante predecible para reducir imperfecciones como la fricción, o en este caso, empujando a los peatones a tomar otro camino. “Los sistemas naturales siempre se moverá hacia el acceso más rápido o el flujo más simples”, dijo Bejan.

Vemos el patrón ramificado resultante a todas las escalas, desde los alvéolos pulmonares, a las rutas que toman los animales para ir a un abrevadero, a las corrientes en el delta de un gran río. Cada una de estas estructuras ha sido perfeccionada por el tiempo para manejar el flujo tan eficientemente como sea posible. Los científicos sociales que están aplicando la teoría a sus campos, de pronto ven patrones constructales por todos sitios, desde los patrones de migración humana a cuenco de rigatoni hirviendo.

“Lo nuevo de esta Teoría Constructal es que une la geometría con la dinámica de tal forma que la geometría no se supone por adelantado sino que es el resultado de una tendencia en el tiempo”, escribe A. Hector Reis de la Universidad de Évora en Portugal en su capítulo sobre “flujos de gente”.

Para los peatones que salen de un estadio de fútbol o para los aviones que cruzan el cuelo, hay formas predecibles de hacer que estos flujos sociales sean más eficientes, dijo el coautor del libro, el sociólogo Gilbert Merkx, vicerrector de Duke para asuntos internacionales. La Teoría Constructal encaja bien con la Teoría de Red de la sociología y ayuda a explicar por qué los patrones grandes persisten incluso donde hay libre albedrío e inconsciencia.

Aunque originalmente enmarcado como una forma de mejorar los intercambiadores de calor electrónicos que se tomó prestada de la naturaleza, la idea de Bejan se ha extendido a muchos otros dominios. Por ejemplo, Bejan está actualmente empezando a trabajar en cómo sería la Teoría Constructal aplicada a la carrera, vuelo y nado de los animales y la distribución del tamaño de las ciudades – una pocas grandes, muchas pequeñas – por todo el mundo.

La discusión de la aplicación de la Teoría Constructal a las ciencias sociales creció de un encuentro casual entre Bejan y Merkx en el comedor de la facultad.

“A lo largo de la conversación, dije “entonces, Adrian, ¿qué es lo que haces?””, recuerda Merkx. “Y cuando me lo describió, me di cuenta de que la Teoría Constructal sonaba a algo que había observado en las ciencias sociales”.

Comenzaron a colaborar y conseguir fondos para dos conferencias internacionales en Duke para explorar las conexiones entre los fenómenos sociales y la Teoría Constructal, de la cual surgió un libro. “Esto derriba el muro entre las ciencias sociales y naturales”, dijo Merkx .

El texto de 355 páginas está formado por 18 ensayos de un grupo internacional de científicos sociales que exploran los cimientos constructales de todo, desde el desarrollo urbano y la segregación racial al desarrollo del lenguaje escrito.


Autor: Karl Leif Bates
Fecha Original: 11 de junio de 2007
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Físicos de Fermilab descubren barión de “triple bola”

La partícula de tres quarks contiene un quark de cada familia

Físicos del experimento DZero en el Laboratorio Acelerador Nacional Fermi del Departamento de Energía han descubierto una nueva partículas pesada, el barión ?b (pronunciado “xi sub b”), con una masa de 5,774 ± 0,019 GeV/c2, aproximadamente seis veces la masa del protón. El recientemente descubierto barión eléctricamente cargado ?b, también conocido como “cascada b”, está hecho de un quark down, uno strange y otro bottom. Es la primera vez que se observa un barión formado por las tres familias de la materia. Este descubrimiento y las medidas de su masa proporcionan una nueva comprensión de cómo actúa la fuerza nuclear fuerte sobre los quarks, los ladrillos básicos de la materia.

El experimento DZero ha informado del descubrimiento del barión cascada b en un artículo enviado a Physical Review Letters el 12 de junio.

“Conocer la masa del barión cascada b da a los científicos la información que necesitaban para desarrollar modelos precisos de cómo los quarks individuales se unen dentro de partículas más grandes tales como protones y neutrones”, dijo el físico Robin Staffin, Profesor Asociado de Física de Alta Energía para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía.

El cascada b se produce por la colisión de un protón-antiprotón de alta energía en el Tevatrón del Fermilab. Un barión es una partículas de materia que está hecha de tres componentes fundamentales llamados quarks. Los bariones más familiares son el protón y el neutrón de los núcleos atómicos, que constan de quarks up y down. Aunque los protones y neutrones forman la gran mayoría de la materia, los bariones compuestos de quarks más pesados, incluyendo el cascada b, fueron abundantes poco después del Big Bang, en el comienzo del universo.

El Modelo Estándar resume de forma elegante los componentes fundamentales de la materia, el cual se adentra en tres familias distintas de quarks y sus partículas hermanas los leptones. La primera familia contiene los quarks up y down. Los quarks más pesados charm y los strange forman la segunda familia, mientras que los top y bottom, los más pesados, la tercera. La fuerza nuclear fuerte une a los quarks en partículas mayores, incluyendo el barión cascada b. El cascada b llena un hueco del Modelo Estándar.

Anteriormente a este descubrimiento, sólo se había informado de pruebas indirectas de cascada b en experimentos en el Gran Colisionador de Electrones-Positrones del Laboratorio CERN cerca de Ginebra, Suiza. Por primera vez, el experimento DZero ha identificado de forma positiva el barión cascada b a partir de sus partículas decaídas hijas en una notablemente completa hazaña de detección. La mayoría de partículas producidas en las colisiones de alta energía son de vida corta y decaen casi instantáneamente en partículas ligeras más estables. Los detectores de partículas tales como el DZero miden estos productos estables decaídos para descubrir las nuevas partículas producidas en la colisión.

Una vez producidas, el cascada b viaja varios milímetros a casi la velocidad de la luz antes de que la acción de la fuerza nuclear débil provoque su desintegración en las partículas bien conocidas de J/? (“jota-psi”) y ?- (“xi menos”). El J/? decae entonces sin demora en un par de muones, partículas comunes que son primos del electrón. El barión ?-, por otra parte, viaja varios centímetros antes de decaer en otra partícula inestable llamada barión ? (“lambda”), junto con otra partícula de vida larga llamada pión. El barión ? también puede viajar varios centímetros antes de decaer finalmente en un protón y un pión. Escudriñando entre los datos de billones de colisiones producidas a lo largo de los últimos cinco años para identificar estos productos finales del decaimiento, los físicos de DZero han detectado 10 eventos candidatos a cascada b. Las posibilidades de que la señal observada sea debida a otra cosa que no sea cascada b se estima en una entre 30 millones.

DZero es un experimento internacional de unos 610 físicos de 88 instituciones en 19 países. Está patrocinado por el Departamento de energía, La Fundación Nacional de Ciencia, y un número de agencias de patrocinio internacional. Fermilab es un laboratorio nacional financiado por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos, manejado bajo contrado por Fermi Research Alliance, LLC.

El artículo sobre el descubrimiento de cascada b está disponible en http://arxiv.org/abs/0706.1690.


Autor: Judy Jackson, Fermilab / Kurt Riesselmann
Fecha Original: 13 de junio de 2007
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Los ladrillos de la vida sobreviven a una explosión de supernova

Los astrónomos sospechan que la Tierra joven fue un lugar muy duro. Las temperaturas eran extremas, y el planeta estaba constantemente bombardeado por escombros cósmicos. Muchos científicos creen que los materiales que dieron origen a la vida, o ladrillos, deben ser muy resistentes para haber sobrevivido a este entorno tan tumultuoso.

Ahora, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA nos ha enseñado que las moléculas orgánicas que se cree que están entre los ladrillos de la vida, llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos, pueden sobrevivir al entorno explosivo de una supernova. Las supernovas son muertes violentas de las estrellas más masivas. En su muerte estos objetos expulsan toneladas de ondas energéticas hacia el cosmos, destruyendo gran parte del polvo que las rodea.

Crédito: X-ray: NASA/SAO/CXC; Infrared: NASA/JPL-Caltech/A. Tappe & J. Rho

Esta imagen compuesta del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Observatorio de rayos-X Chandra muestran los restos de una de tales explosiones. En esta imagen, la luz infrarroja a 4,5 micras se redirige como azul, 8,0 micras a verde, y 24 micras a rojo. Mientras tanto, la luz de rayos-X de banda ancha se redirige al púrpura. El remanente, llamado N132D, puede verse como esa menuda capa de gas rosa en el centro de la imagen. El color rosáceo revela un choque entre las ondas de choque de alta energía de la explosión y los granos de polvo de su alrededor.

En el fondo, se muestran pequeñas moléculas orgánicas llamadas Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos, o PAHs, en tonos de verde. Asimismo, los puntos azules representan las estrellas de la Vía Láctea a lo largo de este línea de visión.

El hecho de que los hidrocarburos aromáticos policíclicos puedan sobrevivir a una supernova indica que son increíblemente resistentes – como cucarachas cósmicas sobreviviendo a un ataque nuclear. Tal dureza podría ser una prueba de que estas moléculas están, efectivamente, entre los ladrillos de la vida.

Achim Tappe del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, usó el instrumento espectrográfico de Spitzer para detectar abundantes cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos a lo largo de los restos de supernova N132D. Los restos se localizan a 163 000 años luz de distancia en una galaxia cercana llamada la Gran Nube de Magallanes.

“El hecho es que vemos que los hidrocarburos aromáticos policíclicos sobrevivieron que sobrevivieron a la explosión indican que son resistentes”, dice Tappe.

Estas intrigantes moléculas están compuestas de átomos de carbono e hidrógeno, y se han visto dentro de cometas, alrededor de las regiones de formación estelar y los discos de formación planetaria. Dado que toda la vida de la Tierra está basada en el carbono, los astrónomos sospechan que el carbono original de la Tierra podría haber venido de estas moléculas – posiblemente de comentas que impactaron contra el joven planeta.

Los astrónomos dicen que hay algunas pruebas de que una estrella masiva explotó cerca de nuestro Sistema Solar justo en sus inicios, hace unos 5000 millones de años. Si es así, los hidrocarburos aromáticos policíclicos que sobrevivieran habrían ayudado a sembrar la semilla de la vida en nuestro planeta.

El artículo de Tappe se publicó en el número del 10 de diciembre de 2006 de Astrophysical Journal.



Autor:Linda Vu
Fecha Original: 13 de junio de 2007
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Un video revela que los duendes son más brillantes que Venus

Unos nuevos e impresionantes videos han revelado que los duendes, flashes extremadamente brillantes que se liberan en las capas superiores de la atmósfera – están entre los objetos más brillantes del cielo.

Los duendes se ven a lo largo de todo el mundo: éste fue capturado el 7 de junio de 2001 sobre el campus de la Universidad Nacional de Cheng Kung en Tainan City, Taiwan (Imagen: NASA/ISUAL Project, NCKU/NSPO, Taiwan)

Los duendes tienen lugar sobre las tormentas eléctricas. Comienzan muy por encima de las nubes, en la mesosfera – a unos 75 kilómetros de altura – y pueden tener 50 kilómetros de altura. Pero la luz emitida está en su mayor parte en el espectro infrarrojo y sólo duran unos pocos milisegundos, por lo que obtener unos registros precisos ha sido un gran reto.

El primer video detallado con imágenes fue grabado en 2006 por Steven Cummer de la Universidad de Duke en Durham, Estados Unidos. Sus imágenes demostraron que los duendes están compuestos de columnas de descargas eléctricas llamadas serpentinas.

Precisión incrementada

Cummer fue capaz de ver a los duendes evolucionar mientras los filmaba a 7000 frames por segundo. Esto le permitió decelerar el evento y mantener el detalle.

Ahora, Hans Stenbaek-Nielsen, de la Universidad de Alaska en Fairbanks, Estados Unidos, lo ha decelerado aún más usando una cámara que funciona a 10 000 frames por segundo. Su cámara es también más sensible a la luz, y por tanto, produce imágenes mejores.

Las imágenes muestra que las serpentinas se dibujan mediante puntos muy brillantes – llamados cabezas de serpentina – moviéndose a 30 000 kilómetros por hora – de forma similar a como las luces traseras de un coche a gran velocidad pueden crear trazas de luz roja.

En el video de Nielsen, tomado en Nuevo México en julio de 2005, puedes ver claramente a los duendes evolucionando en un grupo de cabezas de serpentina en dos fases: un grupo de cabezas de serpentina caen unas docenas de kilómetros antes de elevarse.

La cabeza de serpentina que sube se hace más brillante conforme se mueve hacia arriba, dando como resultado el efecto de fuegos artificiales final.

Chispas brillantes

“¿Por qué las cabezas de serpentinas bajan y un milisegundo más tarde comienzan a subir? Este es el misterio”, dice Nielsen. Apunta que no todos los duendes muestran estas cabezas de serpentina que suben, y piensa que la segunda parte del evento sólo sucede durante eventos de muy alta energía.

La mayor sensibilidad de la cámara, que construyeron Nielsen y su colega de Fairbanks Dave Sentman, les permitió determinar el brillo de los duendes con mayor precisión que nunca antes.

“Todo empezó con la gente diciendo “son brillantes pero no tanto””, dice Nielsen. “Luego se hicieron verdaderamente brillantes y ahora son más brillantes que Venus en su máximo esplendor, lo que es realmente notable”.

Ahora quiere encontrar cómo los duendes afectan a la química de la atmósfera y, junto con sus colegas, ha recopilado una lista de 270 reacciones que podrían tener lugar durante el evento de un duende.

“La pregunta es si hay efectos a largo plazo – parece que podría ser”, dice Nielsen, añadiendo que los eventos podrían estar afectando a la cantidad de ozono de la atmósfera.


Autor: Catherine Brahic
Fecha Original: 12 de junio de 2007
Revista de Referencia: Geophysical Research Letters (DOI: doi:10.1029/2007GL029881)
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Misterio resuelto: Marte tuvo grandes océanos

Desde 1991, los científicos planetarios han barajado la idea de que Marte durante una época albergó vastos océanos que cubrieron aproximadamente la tercera parte del planeta. Dos grandes bordes de roca similares a una costa en el hemisferio norte del planeta se pensaba que eran la mejor prueba, pero los expertos argumentaron que eran demasiado “acolinados” para describir los suaves bordes de los antiguos océanos.

Una visión de Marte como podría haber sido hace 2 mil millones de años, con un océano llenando la cuencia que ahora ocupa la región polar norte. Crédito: Taylor Perron/UC Berkeley

Esta visión acaba de cambiar dramáticamente con un simple y sorprendente avance.

Las líneas, en una ocasión planas, fueron desfiguradas por un vuelco masivo en la superficie del planeta, anunciaron hoy los científicos. La curvatura de la roca marciana ha ocultado las pruebas evidentes de los océanos, que en cualquier caso desaparecieron hace al menos 2 mil millones de años.

“Esto confirma verdaderamente que hubo un océano en Marte”, dijo Mark Richards, científico planetario de la Universidad de California en Berkeley y coautor del estudio, que se detalla en el número del 14 de junio de la revista Nature.

Costas gemelas

Las dos principales líneas de costa en Marte, cada una de miles de kilómetros de largo – son los restos del antiguo Océano de Arabia, y la otra del más joven Océano Deuteronilus, dijo el coautor del estudio Taylor Perron de la UC Berkeley.

“El Arabia podría haber contenido dos o tres veces el volumen de agua del hielo que cubre la Antártica”, dijo Perron a SPACE.com.

En algún lugar a lo largo del camino del vuelco unos 50 grados al norte, Marte posiblemente perdió algo de su agua, dejando a la vista la línea de costa del Océano Deuteronilus. “El volumen de agua era demasiado grande para evaporarse en el espacio, por lo que pensamos que aún permanece en alguna reserva subterránea en Marte”, dijo Perron.

El mar restante se habría situado en la misma llanura de tierras bajas del Océano de Arabia, pero casi 40 grados al norte.

Giro inestable

Imagen topográfica de Marte, con las áreas bajas marcadas en azul. Cercando la cuenca están las supuestas líneas costeras formadas por los antiguos océanos, que sugieren que Marte experimentó un vuelco masivo en el pasado. Crédito: Taylor Perron/UC Berkeley

Conforme el planeta gira, los materiales más pesados tienden a desplazarse hacia el ecuador, donde están más estables. La Tierra, también, tienen un bulto en su ecuador. La región volcánica de Tharsis de Marte, una vasta área elevada a lo largo del ecuador de Marte, es la prueba de que funciona.

“Esta es la razón por la que este descubrimiento da un empuje extra”, dijo Perron. Hace más de mil millones de años, explica, sucedió algo en la forma que se distribuían las masas en Marte que causó que la porción desequilibrada se desplazase hacia el ecuador – permitiendo que las vastas costas de los océanos marcianos se curvasen.

“Hemos encontrado pruebas de cómo habría sucedido el desplazamiento del camino, y encaja con la deformación de las líneas costeras”, dijo Perron.

Superficie elástica

Cerca del ecuador, la superficie del planeta permanece en un bulto relativamente aplanado bajo la presión de las fuerzas centrípetas. Pero fuera del ecuador, la roca se comporta elásticamente y a menudo se agrupan, como la superficie de un globo desinflado. Perron y su equipo pensaron que las líneas de costa oceánicas estuvieron en una época cerca del ecuador, pero se curvaron en elevaciones de roca acolinadas conforme se movían hacia el norte del inclinado planeta.

“En planetas como Marte y la Tierra que tienen una corteza externa … ésta se comporta elásticamente, la superficie sólida se deformará”, dijo Richards.

Calculando esta deformación, que tiene lugar de forma predecible, el equipo de investigación planetaria encontró que las crestas habían sido planas en un tiempo, como líneas costeras oceánicas.

“Este es un resultado maravilloso que obtuvo Taylor [Perron]”, dijo Richards. “El mero hecho de que puedas explicar una buena parte de la información sobre las líneas costeras con un modelo tan simple es sorprendente. Es algo que al principio nunca habría adivinado”.

Perron y sus colegas no están seguros de qué provocó el vuelco del planeta, pero piensan que la culpa es de alguna fuerza bajo la superficie. “Podría haber sido un cambio masivo en la distribución del manto”, dijo Perron, “lo que habría causado el desplazamiento del planeta a su posición actual”.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 13 de junio de 2007
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Un planeta oculto empuja un anillo estelar a dos mil millones de kilómetros del centro

Un extraño anillo de polvo elíptico en una estrella joven, anuncia probablemente la presencia de un planeta del tamaño de Neptuno aún sin descubrir, dice un astrónomo de la Universidad de Rochester en el último número de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Imagen del Hubble del anillo de Fomalhaut Agrandar imagen

Las estrellas en sus primeras etapas de vida están rodeadas de nubes de polvo que se dispersan y disipan conforme la estrella alcanza su madurez, convirtiéndose en anillos en sus etapas finales. Una estrella, sin embargo, tiene un anillo de polvo que ha intrigado a los astrónomos durante mucho tiempo debido a que no está centrada en la estrella como es normal. En lugar de esto, el anillo es elíptico, con la estrella madre desplazada en uno de los lados.

“Queremos saber por qué este anillo está desplazado del centro”, dice Alice C. Quillen, Profesora Asociada de Astronomía y autora del estudio. “Se conjetura que pudiese haber un planeta allí, pero nadie sabe dónde podría estar o cómo de grande podría ser. Ahora tenemos una idea muy buena”.

Se han descubierto aproximadamente 250 planetas hasta ahora alrededor de otras estrellas que no son nuestro Sol. La mayoría han sido descubiertos por la forma en que influyen en sus estrellas madre, pero Quillen ha estado trabajando durante años en la comprensión de la delicada interacción entre los discos de polvo estelar y los planetas que les dan forma. Ahora ella es uno de los mayores expertos en predecir el tamaño y posición de los planetas a partir de las características del anilló de polvo de la estrella.

Quillen usó nuevas imágenes del Telescopio Espacial Hubble para observar la estrella, Fomalhaut, y el anillo que la rodea casi de lado y en un mayor detalle que nunca antes. Fomalhaut, a 25 años luz de distancia, es la estrella más brillante del cielo de otoño. Usando un dispositivo llamado coronógrafo que bloquea la estrella de una luz de forma que los objetos tenues cercanos puedan verse, el Hubble reveló que Fomalhaut efectivamente estaban desplazada del centro respecto a su anillo. Las imágenes también fueron lo bastante claras para mostrar que el mismo anillo tenía un borde sorprendentemente definido.

Este límite definido es la pista que estaba buscando Quillen. Desde que averiguase uno de los primeros planetas extrasolares usando el análisis del anillo de polvo en 2002, Quillen ha reforzado mucho sus modelos de interacción anillo-planeta. Tratar el anillo como una estructura hidrodinámica, por ejemplo, es algo necesario para estrellas cuyo polvo es relativamente fino y actúa de forma similar a un fluido — aunque la física de una colisión de polvo se convierte en lo predominante en sistemas de anillos más antiguos donde el polvo ha comenzado a agruparse en cuerpos mayores.

La definición en el límite de Fomalhaut, calculó Quillen, requería que un planeta relativamente pequeño, del tamaño de Neptuno estuviese insertado justo contra el lado interno del anillo, usando su gravedad para lanzar el polvo al área fuera de su órbita.

De acuerdo con los cálculos de Quillen, el anillo es elíptico debido a que la propia órbita del planeta neptuniano alrededor de Fomalhaut es elíptica — una curiosidad en un sistema tan joven. Cuando las estrellas se forman a partir de una gigantesca nube de gas y polvo, el momento angular de la nube se traslada a todos los objetos que forman la nube, incluyendo los nuevos planetas. Aquellos nuevos planetas deberían, inicialmente al menos, orbitar en caminos circulares — no elípticos. El anillo de Fomalhaut está desplazado dos mil millones de kilómetros, más de 15 veces la distancia de la Tierra al Sol, sugiriendo que la órbita del planeta está también tremendamente torcida.

“Algo ha tenido que torcer el planeta, y eso es en lo que estamos trabajando ahora”, dice Quillen. “Podría haber sido una fantástica colisión planetaria inicial que cambió sus órbitas. Estamos trabajando en explicar cuantos planetas más y de qué tamaño se necesitarían para contar con esa órbita elíptica, y para contar por qué no hay polvo dentro del anillo”.

El modelo de Quillen aún permanece como teoría hasta que una nueva generación de telescopios puedan realmente ver los planetas en cuestión de Formalhaut. Estos telescopios estarán equipados con sofisticados coronógrafos que pueden bloquear la luz de Formalhaut lo suficiente para ver el brillo de los planetas a través de la misma.

Esta investigación fue patrocinada por el Instituto Nacional de Ciencias y la NASA.


Autor: Jonathan Sherwood
Fecha Original: 11 de junio de 2007
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Misteriosas señales apuntan a un océano en la subsuperficie de Titán

La detección provisional de ondas de radio de baja frecuencia en la helada luna de Saturno, Titán, podría señalar un océano de agua líquida bajo la superficie, según dice un nuevo estudio. Si es así, serían buenas noticias para la posibilidad de vida bajo la superficie de este extraño mundo.

La sonda Huygens parece haber detectado ondas de radio de baja frecuencia cuando cayó en paracaídas sobre la superficie de Titán en enero de 2005 (Ilustración: ESA/D Ducros)

Se piensa que la corteza de Titán está hecha en su mayor parte de agua helada, en lugar de roca dura gracias a la temperatura de superficie habitual de -178° Celsius. Pero los modelos teóricos del interior de la luna sugieren que el agua rica en amoniaco de las profundidades bajo la superficie podría estar líquida, tal vez formando un océano global.

Ahora, unos científicos liderados por Fernando Simoes del Centro de Estudios Terrestres y Planetarios en Saint Maur, Francia, puede tener la primera prueba observacional de tal océano. Su investigación está basada en una enigmática señal de radio detectada por la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea cuando descendió sobre la superficie de la luna tras ser lanzada desde la nave Cassini en 2005.
La señal de radio fue detectada sólo en una rango de frecuencia muy estrecho alrededor de los 36 Hercios. El equipo de radio de Huygens lo notó justo unas pocas horas más tarde del descenso de la sonda y han estado trabajando en su origen desde entonces.

Efecto eco

En la Tierra, los rayos producen unas señales de radio de similar baja frecuencia. Las ondas de radio rebotan adelante y atrás entre el suelo y las capas superiores de nuestra atmósfera. Este efecto de eco aumenta algunas frecuencias y aniquila otras, dando como resultado unas señales con frecuencias definidas con gran precisión, similares a las que se detectaron en Titán.

El agua helada que forma el exterior de Titán es un mal reflector de ondas de radio, por lo que si la señal viene del efecto eco como en la Tierra, tendría que haber un material más reflectivo bajo la superficie. Un océano de agua líquida bajo la superficie podría hacer esta tarea, dice el equipo.

“No se necesita un océano en la subsuperficie pero se requiere un reflector bajo la superficie”, dijo Simoes a New Scientist. “Si existe tal océano, la interacción sólido-líquido sería un buen reflector”.

Efectos instrumentales

Los investigadores no pueden decir a qué profundidad está el reflector, y están extrañados por algunos aspectos de la señal. Por una parte, no se han detectado rayos en Titán hasta ahora, y la señal es aproximadamente 10 veces más potente que las vistas en la Tierra.

Estos problemas hacen que el equipo sospeche que la señal pueda deberse a una interferencia de otras partes de la sonda, pero los experimentos de laboratorio con copias de los instrumentos han descartado esta posibilidad.

El equipo también ha comprobado su hay partes de los instrumentos de la radio que pudiesen vibrar a 26 Hercios para producir la señal. Hasta ahora no parece ser el caso, aunque aún deben hacer estas pruebas a las bajas temperaturas que prevalecen en Titán.

“En la presente etapa estamos convencidos [de que sea] lo que sea, al menos no es un artefacto obvio”, dice Simoes.

Enterrado en la profundidad

El miembro del equipo científico de Cassini Ralph Lorenz del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, Estados Unidos, que no participó en el estudio de Simoes, dice que probablemente haya un océano líquido bajo la superficie del planeta.

“Se espera que haya en Titán un océano de agua subsuperficial casi con toda certeza, probablemente con un 10% o más de amoniaco que actúa como anticongelante”, dijo a New Scientist. “Probablemente estaría a unos 50 kilómetros bajo la corteza de hielo”.

Dice que para un océano subsuperficial es posible crear ecos de radio, pero dice que no tiene la suficiente familiaridad con este fenómeno como para saber su lo que vio la Huygens es una prueba lo bastante sólida para tal océano.

Jonathan Lunine de la Universidad de Arizona en Tucson, Estados Unidos, que tampoco participó en el estudio, dijo que es escéptico sobre que las ondas de radio pudiesen penetrar los 50 kilómetros o más necesarios para reflejarse en la superficie del océano y crear la señal que vio la Huygens.

Apretada y estirada

Pero dice que las pruebas de tal océano podrían venir en futuras pasadas de la nave Cassini sobre Titán. El equipo de Cassini intentará usar datos de estas pasadas para medir la forma en que titán se aprieta y estira debido al inconstante tirón gravitatorio de Saturno, lo que podría proporcionar pruebas de un océano, comenta.

“No se espera una conclusión hasta 2009”, comentó a New Scientist. “Pero la conclusión que obtengan podría ser la definitiva”.

La investigación sugiere que la vida puede ser capaz de mantenerse sobre la luna gigante – en 2000, Andrew Fortes del University College en London, Reino Unido, publicó un estudio diciendo que la vida podría sobrevivir en un océano subsuperficial en Titán.


Autor: David Shiga
Fecha Original: 11 de junio de 2007
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La captura y almacenamiento de carbono examinada para combatir el calentamiento global

Aunque la energía solar y los coches híbridos se han convertido en símbolos populares de la tecnología verde, los investigadores de Stanford están explorando otra vía para recortar las emisiones de dióxido de carbono, el principal gas invernadero que causa el calentamiento global.

El proyecto Sleipner A inyecta dióxido de carbono en acuíferos de agua salada en las profundidades bajo el suelo oceánico de la costa noruega. (Crédit: Statoil)

La captura y almacenamiento del carbono, también llamado secuestro de carbono, atrapa el dióxido de carbono después de producirse y lo inyecta bajo el suelo. El gas nunca entra en la atmósfera. La práctica podría transformar a los grados emisores de carbono, tales como las plantas de energía de carbón, en máquinas relativamente limpias con respeto por el calentamiento global.

”La noción es que cuanto antes que nos libremos de los combustibles fósiles, antes seremos capaces de afrontar el problema climático”,dijo Sally Benson, director ejecutivo del Proyecto de Energía y Clima Global (GCEP) y profesora de ingeniería de recursos energéticos. ”Pero la idea de que podemos sacar a los combustibles fósiles de la mezcla rápidamente es muy poco realista. Somos dependientes de los combustibles fósiles, y un buen camino es encontrar formas de usarlo que no creen problemas con el clima”.

La captura de carbono tiene el potencial de reducir más de un 90 por ciento de las emisiones de carbono de una planta de carbón, dijo Lynn Orr, director de GCEP y profesor de ingeniería de recursos energéticos. Las instalaciones estacionarias que queman combustibles fósiles – tales como plantas de energía o fábricas de cemento – serían candidatos a esta tecnología, dijo.

La captura del dióxido de carbono de las fuentes pequeñas y móviles tales como coches, sería más difícil, dijo Orr. Pero las plantas de energía comprenden el 40 por ciento de las emisiones mundiales de los combustibles derivados del carbono, añadió, el potencial de reducción es significativo.

No sólo puede capturarse una gran cantidad de dióxido de carbono, sino que la capacidad de la Tierra para almacenarlo es enorme, comentó.

La estimación de almacenamiento mundial oscila entre los 2 y los 10 billones de toneladas de dióxido de carbono, de acuerdo con el Panel Internacional sobre el Cambio Climático (IPCC) en su informe sobre la captura y almacenamiento de carbono. Las emisiones globales en 2004 totalizaron 27 mil millones de toneladas, de acuerdo con la Administración de Información Energética del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Si todas las emisiones inducidas por los humanos fuesen secuestradas, tendríamos suficiente capacidad para acomodar más de 100 años de emisiones, de acuerdo con Benson, autor principal que coordina el capítulo del IPCC sobre el almacenamiento geológico subterráneo.

Con los combustibles fósiles suponiendo el 85 por ciento de la consumición energética global, y su uso incrementándose rápidamente debido al crecimiento de los países en desarrollo, tales como China e India, la necesidad de encontrar soluciones a las emisiones de carbono se convierte en algo más crucial si cabe, dijo Benson.

Del aire a la Tierra

En el proceso de captura, el dióxido de carbono se extrae de una mezcla de gases residuales. El método más común consiste en enviar los gases de la combustión a través de una malla tridimensional colocada en una chimenea. Conforme pasa el gas, se rocía un disolvente químico, empapando el gas donde se encuentran ambas sustancias. Entonces se extrae el dióxido de carbono del líquido y se comprime, ya listo para su almacenamiento.

Las mejores opciones de almacenamiento recaen en el secuestro geológico – almacenar en viejos campos petrolíferos, reservas de gas natural, acuíferos salinos profundos y lechos de carbón no mineros, a cientos o miles de metros bajo el suelo.

El dióxido de carbono se bombea a través de estos pozos, similares a los usados para extraer el petróleo, y se disuelven o dispersan en esta reserva.

Las localizaciones viables deben tener un estrato de roca sedimentaria, o capa impermeable sobre la reserva en forma de cuenco invertido que atrape el gas y prevenga escapes, dicen los científicos.

Seguridad inteligente

“El objetivo del secuestro de carbono es almacenar de forma permanente el dióxido de carbono”, dijo Benson, “permanente significa, muy, muy largo plazo en periodos de tiempo geológicos”.

La mayor preocupación alrededor del almacenamiento del dióxido de carbono son las posibles filtraciones, dijeron los científicos.

La preocupación más obvia, dijo Benson, es que las filtraciones podrían llevar a más calentamiento global, derribando el principal propósito del almacenamiento.

“La gente piensa que, sería una pena tener que pasar por todos estos problemas”, dijo Tony Kovscek, profesor asociado de ingeniería de recursos energéticos e investigador de un proyecto de GCEP de secuestro de carbono en carbón.

Pero los estudios han demostrado que las filtraciones, si es que suceden, serían insignificantes, dijo Benson. El IPCC informó que la retención del 99 por ciento del dióxido de carbono almacenado permanecería así de forma “muy probable” durante 100 años y “probablemente” durante 1000 años, comentó.

“Si estás en lo cierto, si seleccionas el sitio de forma adecuada y lo monitorizas, puede ser casi permanente”, dijo Benson.

Una de las grandes preocupaciones de los investigadores son los riesgos potenciales del secuestro del carbono para la salud humana, principalmente por asfixia y contaminación de acuíferos.

La amenaza de la asfixia – o sofocación debida al desplazamiento del oxígeno por el dióxido de carbono – es muy baja, dijeron los investigadores, debido a la poca probabilidad de una filtración rápida, lo que tendría que suceder para causar el problema.

Beber agua contaminada, dijo Benson, es el peligro más probable. Por ejemplo, si el dióxido de carbono entra de algún modo en aguas subterráneas, puede incrementar la acidez del agua, filtrando potencialmente compuestos químicos tóxicos, tales como plomo, de las rocas al agua, comentó.

Para tratar estos riesgos, los científicos están estudiando la geología de las reservas para comprender mejor lo que sucede después de inyectar dióxido de carbono bajo la superficie.

“Necesitas seleccionar con cuidado lugares que no filtren, y hacer un buen trabajo de ingeniería en los sistemas de inyección y prestar atención a dónde va realmente el dióxido de carbono”, dijo Orr.

Aunque una profunda comprensión técnica de los riesgos revelará unas mejores prácticas, los científicos también hicieron hincapié en la necesidad de una buena gestión para observar que se siguen los procedimientos adecuados.

Benson apunta a una tecnología familiar como modelo para pensar en ella y atajar el riesgo.

“La gente pregunta a menudo si el almacenamiento geológico es seguro”. Es muy difícil contestar a esta pregunta. Está dirigido hacia la seguridad”, expuso. “Podrías decir que sí o que no, pero estamos dispuestos a hacer cosas para ir en esta dirección”. Tienes fabricantes de vehículos que construyen buenos coches, tenemos profesores de autoescuelas, no permitimos que nuestros niños conduzcan, tenemos leyes contra la bebida en los conductores – implementamos un sistema completo para asegurar que la actividad es segura”.

Política y progreso

Los ingenieros tienen más de tres décadas de experiencia en colocar dióxido de carbono en reservas de petróleo, donde incrementan la producción de petróleo haciendo que éste se expanda y se “disperse” de tal forma que fluya con mayor facilidad, dijo Benson.

“Tal experiencia nos da confianza en que sabemos cómo perforar los pozos, poner el [dióxido de carbono] dentro y decir algo sobre lo que sucederá cuando baje allí”, dijo Orr.

Actualmente hay tres proyectos a escala industrial que bombean millones de toneladas de dióxido de carbono en el subsuelo cada año. Dos de ellos representan los primeros esfuerzos de almacenar en acuíferos salinos profundos.

Un equipo de Stanford ha comenzado a investigar el almacenamiento de dióxido de carbono en los lechos carboníferos profundos. En carbón, los enlaces químicos que se forman entre el dióxido de carbono y el carbón, hacen de este método potencialmente más seguro que otros, dicen los investigadores.

Incluso mejor, el proceso puede liberar gas natural que se asiente sobre la superficie del carbón. El gas natural es un combustible fósil relativamente limpio, que puede quemarse en lugar del carbón, dijo Mark Zoback, profesor de geofísica e investigador del proyecto de almacenamiento el carbón.

El proyecto, patrocinado por GCEP y GEOSEQ – una asociación que involucra al Departamento de Energía, varios laboratorios nacionales, grupos del gobierno y socios industriales – está aún en las primeras etapas, dicen los investigadores.

De todos los proyectos, sólo uno está resultando ser beneficioso sin recuperación de petróleo. Sleipner, un proyecto de escala industrial llevado a cabo por la compañía petrolera noruega Statoil, inyecta dióxido de carbono en un acuífero salino profundo bajo el suelo oceánico del Mar del Norte.

Su éxito económico, dicen los científicos, se debe a las altos impuestos del carbón en Noruega, lo que da a las tecnologías verdes ventajas para desanimar las emisiones de carbono.

Los impuestos del carbono se cargan a la compañía por cada tonelada de dióxido de carbono que emite, por lo que ser sucio se convierte en un coste cada vez mayor. Así pues los impuestos animan a las compañías a ser verdes.

Cuando la tecnología limpia es cara – incorporar la captura y almacenamiento de carbono en una planta de energía cuesta de 30 a 70 dólares por tonelada de dióxido de carbono – los impuestos sobre las emisiones igualan el campo de juego haciéndolas viables.

Un marco de trabajo político, por tanto, es esencial para hacer económica la captura y almacenamiento de carbono, dicen los investigadores de Stanford.

“Necesitamos miles de proyectos”, dijo Benson. “Este es el tipo de cosa que sólo pasa si hay políticas globales para afrontar estos temas. Por eso el número es crítico”.

Con el desarrollo adecuado, Benson cree que el secuestro de carbono podría estar maduro par la empresa en los próximos 20 años.

Una familia de soluciones

Los críticos del secuestro de carbono argumentan que la tecnología distraerá la atención de la investigación a largo plazo de opciones energéticas limpias, como las energías renovables. Ero aún, temen que esto prolongue el uso de los combustibles fósiles, si es que pueden usarse de forma más limpia los combustibles fósiles de algunas fuentes estacionarias.

Pero los investigadores enfatizan continuamente que necesitan adoptar otras tecnologías además del secuestro de carbono.

“El secuestro geológico estará dentro de una familia de soluciones para afrontar el problema del gas invernadero”, dijo Zoback.

La energía eficiente y renovable ya son viables hoy y pueden definir el marco de la energía a largo plazo, dijo.

“El secuestro [de dióxido de carbono], por otra parte, es sólo una tecnología puente”, añadió. “Tal ves tengamos otros cien años de uso de combustibles fósiles, y entonces pasemos a cosas mejores y más inteligentes, espero. Si seguimos creando gases invernadero otros cien años, será un verdadero problema, por lo que tenemos que tener en cuenta este punto. Pero, sin duda, nuestra dependencia de los combustibles fósiles no durará para siempre”.


Fecha Original: 12 de junio de 2007
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