Científicos de Princeton confirman la teoría sobre la fuente de la luz solar

Los científicos están un paso más cerca de comprender la luz solar. Un monumental experimento enterrado en las profundidades de las montañas de Italia ha proporcionado a los físicos de Princeton una comprensión más clara del corazón del Sol – y de una misteriosa clase de partículas subatómicas que nacen allí.

Los investigadores, trabajando como parte de un equipo de colaboración internacional en el Laboratorio Nacional subterráneo del Gran Sasso cerca de L’Aquila, Italia, han realizado las primeras observaciones reales de neutrinos solares de baja energía, que son partículas fundamentales creadas por las reacciones nucleares que manan en vastos números del núcleo del Sol.

“Nuestras observaciones esencialmente confirman que comprendemos cómo brilla el Sol”, dijo Frank Calaprice, profesor de física e investigador principal del equipo de Princeton. “Los físicos han tenido teorías sobre las reacciones nucleares en el interior del Sol durante años, pero las observaciones directas han permanecido esquivas. Ahora comprendemos estas reacciones mucho mejor”.

Las precisas medidas de los científicos sobre la energía de los neutrinos proporcionan una prueba buscada desde hace tiempo de la teoría sobre cómo se producen estos neutrinos.

En estrellas del tamaño del Sol, la mayor parte de la energía solar se produce mediante una compleja cadena de reacciones nucleares que convierten en hidrógeno en helio. Comenzando con los protones del núcleo de hidrógeno, la cadena toma distintas vías para finalizar con la creación de un núcleo de helio y la producción de la luz solar.

Los pasos a lo largo de dos de estas rutas requieren la presencia del elemento berilio, y los físicos han teorizado que estos pasos son los responsables de crear aproximadamente el 10 por ciento de los neutrinos del Sol. Pero las limitaciones tecnológicas han hecho que la teoría haya sido difícil de comprobar hasta ahora.

El detector gigante Borexino del laboratorio de Gran Sasso, situado más de un kilómetro bajo la superficie de la Tierra, superando estas limitaciones, permite al equipo observar los neutrinos de baja energía, que interactúan extremadamente poco con otras formas de la materia. Los científicos han deseado una forma de detectarlos, debido a que surgen prácticamente sin cambios de su camino a través del interior del sol a la Tierra – ofreciendo una visión sin manchas del proceso que los forjó. La mayoría de partículas que surgen del Sol les lleva tanto tiempo escapar del interior que cambian drásticamente antes de que los científicos puedan estudiarlas, por lo que ha sido difícil probar cómo crea el Sol su energía. Los neutrinos proporcionan una clave debido a que escapan antes de que tengan tiempo de cambiar.

“Los hallazgos demuestran que la comprensión científica de la cadena de procesos nucleares que hacen que brille el sol es esencialmente correcta, al menos la parte de la cadena que involucra los procesos de berilio”, dijo Calaprice. “La reacción no genera un gran porcentaje de la energía del Sol, pero confirmar que lo comprendemos nos hace estar más seguros de que conocemos cómo funcionan otros procesos que crean la luz solar”.

Los resultados tratan también otra antigua cuestión. Los detectores altamente sensibles han confirmado las teorías sobre por qué los experimentos anteriores habían encontrado menos neutrinos solares de los esperados en altas energías, un problema que proviene de la extraña capacidad de las partículas para oscilar de una forma a otra conforme viajan a través del espacio. Aunque el Sol sólo produce neutrinos electrón, estos pueden cambiar a neutrinos tau o muón, que se han mostrado más difíciles de detectar.

Observar los neutrinos de alta energía puede ayudar a los científicos a comprender otros efectos predichos para la oscilación de neutrinos que aún no han sido comprobados.

“Este experimento es un avance importante hacia la comprensión detallada de la física de los neutrinos usando neutrinos del Sol”, dijo el físico Morgan Wascko, co-portavoz del experimento de neutrinos SciBooNE en el Laboratorio Acelerador Nacional Fermi. “Usar estas partículas para observar el Sol es importante debido a que nos dan una gran información sobre la forma en que funciona el universo, dado que está repleto de estrellas”.

El equipo completo de investigación del experimento de Borexino, que incluye a más de 100 científicos de muchas instituciones mundiales, publicará sus hallazgos en una próxima edición de la revista científica Physics Letters B. Os colegas de Princeton de Calaprice incluyen a Cristiano Galbiati, profesor asistente de física y a Jay Benziger, profesor de ingeniería química.

Este experimento fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia.


Autor: Chad Boutin
Fecha Original: 20 de agosto de 2007
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¿Existe una Teoría del todo?

Los antiguos filósofos pensaban que en agua, la tierra, el viento y el fuego eran los elementos básicos del cosmos, pero el estudio de lo pequeño ha ido creciendo desde entonces. Los físicos continúan dividiendo el universo conocido en partículas para describir todo, desde el magnetismo a lo que forma los átomos y cómo se mantienen estables. Las sorprendentes similitudes en el mundo de la mecánica cuántica, conforme se conocen el estudio de las partículas y sus fuerzas, ha llevado a una de las preguntas más importantes de la ciencia moderna: ¿Existe una única teoría que pueda describirlo todo?

“Comprendemos mucho sobre el inicio del universo desde los primeros energéticos microsegundos, pero antes de eso nuestra física colapsa”, dijo Mark Jackson, físico teórico del Fermilab en Batavia, Illinois. “Pero en esos primeros momentos es donde pasaron cosas realmente interesantes”.

Si se puede diseñar una teoría que resista las increíbles energías de los inicios del universo además de incorporar la gravedad, dijo Jackson, entonces podría hacerse realidad una teoría universal de la física.

Frustración estándar

El “modelo estándar” de la física ve las partículas como puntos infinitesimales, algunos de los cuales portan fuerzas básicas. A pesar del hecho de que falla al incluir la gravedad y se vuelve un galimatías a altas energías, esta teoría es la mejor herramienta de los científicos para explicar la física.

“Escucharás a la gente afirmar lo bueno que es el modelo estándar”, dijo Michael Turner, cosmólogo de la Universidad de Chicago. “Es un modelo incompleto, y aún así no podemos encontrar fallos en él”.

Turner explicó que el descubrimiento de una partícula que induce la masa, llamada el bosón de Higgs, permanece como la gran prueba para el modelo estándar. Si se descubre, la pesada partícula demostraría definitivamente que las propiedades como el electromagnetismo y la radioactividad son realmente facetas distintas de la misma fuerza.

“Este es el milagro que nos permite combinarlas a todas”, dijo Turner del Higgs, que puede encontrarse algún día en las colisiones de aceleradores de partículas que “rebobinan” la materia a las intensas energías de los inicios del universo.

Encordando la gravedad

La tenacidad del modelo estándar ha sido demasiado para algunos físicos, sin embargo, llevando a nuevas teorías que incluyen la gravedad y funcionan a energías extremadamente altas.

Al vez la más popular de ellas sea la Teoría de Cuerdas, la cual describe las partículas como cuerdas de energía vibrantes en distintas “frecuencias”. Para explicar la naturaleza de las partículas puntuales, la Teoría de Cuerdas sostiene que las cuerdas están enrolladas en 10 u 11 dimensiones – seis o siete más de las que actualmente vemos.

La idea es parecida a ver un edificio desde muy lejos. A grandes distancias parece un punto, pero cuando nos acercamos, parece plano y finalmente una estructura tridimensional. Envueltas dentro del edificio están las dimensiones extra que se hacen cada vez más pequeñas: tuberías y codos y grietas en las tuberías, los espacios entre los codos y las grietas etc.

La incapacidad hasta el momento de la Teoría de Cuerdas de probar estas 11 diminutas dimensiones es un obstáculo para muchos, pero Jackson cree que algunas cuerdas podrían haberse estirado a lo largo del universo en “supercuerdas – unas lo bastante grandes como para detectarlas hoy en el espacio.

A pesar de la falta de pruebas actual, Jackson confía en que la Teoría de Cuerdas se sobrepondrá a la tormenta.

“Es difícil imaginar que el universo tenga dos conjuntos distintos de reglas para la física. ¿Cuando se enciende una y se apaga la otra? “, razona Jackson. “Sabemos que existe la mecánica cuántica y la gravedad, por lo que parece que debería haber una teoría general. Apostaría mi carrera a que esta es la Teoría de Cuerdas”.

Búsqueda supersimétrica

El cosmólogo del Fermilab, Scott Dodelson, también encuentra lógica una teoría unificada, pero no cree que se requiera un gran cambio sobre el modelo estándar para llegar a una.

“Básicamente hay dos aproximaciones; una es de arriba-abajo, que es tomando datos y uniendo piezas de una teoría para hacerla más elegante”, dijo Scott Dodelson. “La otra aproximación es de arriba-abajo, comenzando con una teoría elegante y trabajando con ella hacia abajo con los datos. Mis fichas están en la gente del abajo-arriba que quieren bajar y mancharse las manos con los datos”.

En cualquier caso, los físicos, teóricos y cosmólogos están esperando igualmente a experimentos como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Europa entren en funcionamiento. Esperan encontrar no sólo en bosón de Higgs en los restos de las partículas en colisión, sino también partículas “súper-compañeras” que Dodelson describió como los primos ocultos pesados de los más familiares electrones, neutrinos y demás.

“Son demasiado pesados para haber estado tan lejanos”, dijo Dodelson, añadiendo que las intensas energías como las de la máquina LHC pueden ser suficientes para obligarlos a “saltar” de las partículas en colisión. Si es así, el misterio de la materia oscura (gran parte de la masa perdida del universo) podría resolverse además de crear un modelo estándar de la física más formidable.

“Finalmente podremos quitar la “capa” de la materia oscura t detectar partículas súper-simétricas en el laboratorio”, dijo Dodelson. “Esto introduciría una clase completamente nueva de partículas y crearía un nuevo modelo estándar”.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 21 de agosto de 2007
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Astrónomos encuentran la estrella de neutrones más cercana

Los astrónomos usando el Telescopio de rayos-X Swift de la NASA han detectado una estrella de neutrones en un rango de 250 a 1000 años luz de la Tierra, haciendo de la misma la estrella de neutrones más cercana conocida.

Ilustración artística de una “estrella de neutrones aislada” – una estrella de neutrones que no tiene asociados remanentes de supernova, compañeras binarias o pulsos de radio. Crédito: Casey Reed/Penn State University

El objeto, situado en la constelación de la Osa Menor, es apodado Calvera, por el nombre del villano de la película “Los siete magníficos”. Si se confirma, sería sólo la octava “estrella de neutrones aislada” conocida, o una que no tiene remanentes de supernova, compañera binaria o pulsos de radio.

“Las sietes estrellas de neutrones aisladas conocidas anteriormente se las conoce colectivamente como “Las siente magníficas” dentro de la comunidad y por tanto el nombre de Calvera es una pequeña broma por nuestra parte”, dijo Derek Fox, astrónomo de la Universidad de Penn State que co-descubrió el misterioso objeto.

Las estrellas de neutrones son los restos de una supernova que es demasiado pequeña para formar un agujero negro. En lugar de eso, el gas y polvo restante se agrupa en un cuerpo increíblemente denso y brillante de unos pocos kilómetros de ancho – una cucharada, por ejemplo, pesaría millones de toneladas. Un estudio de la estrella de neutrones recientemente descubierta será detallado en una próxima edición de la revista Astrophysical Journal.

A Robert Rutledge de la Universidad McGill en Montreal, Quebec, originalmente le llamó la atención la curiosa fuente de rayos-X. Comparó un catálogo de 18 000 fuentes de rayos-X del satélite germano-estadounidense ROSAT, que funcionó desde 1990 a 1999, con catálogos de objetos que aparecen a la luz visible, infrarroja y ondas de radio. Se dio cuenta de que la fuente de ROSAT conocida como 1RXS J141256.0+792204 no tenía un homólogo en ninguna otra longitud de onda.

El grupo apunto el Swift sobre el objeto en agosto de 2006, demostrando que aún estaba allí y emitía la misma cantidad de energía de rayos-X que durante los años 90. Las observaciones de Swift, sin embargo, permitieron al grupo señalar la posición del objeto con mayor precisión y mostrar que no estaba asociado con ningún objeto conocido.

“Las observaciones de Swift de esta fuente es lo que inició el espectáculo”, dijo Andrew Shevchuk, estudiante de astronomía en Penn State y coautor del estudio. “Tan pronto como vimos los datos, supe que Calvera era un gran candidato a estrella de neutrones”.

Para demostrar que el objeto no estaba asociado con ninguna otra fuente de energía, el equipo puso el Telescopio Géminis Norte de Hawai sobre Calvera. El equipo también usó el Observatorio de rayos-X Chandra, el cual demostró que el objeto era consistente con la apariencia de una estrella de neutrones.

Rutledge dijo que no hay otras teorías alternativas ampliamente aceptadas para objetos brillantes en rayos-X y débiles en la luz visible como Calvera. El tipo exacto de estrella de neutrones que es, sin embargo, permanece como un misterio.

“O Calvera es un ejemplo usual de tipo conocido de estrella de neutrones, o un nuevo tipo de la misma, la primera de su clase”, dijo Rutledge.

La posición de Calvera por encima del plano de la Vía Láctea es parte de su misterio, pero los investigadores creen que la estrella de neutrones es el remanente de una estrella que explotó como supernova. Para llegar a su posición actual, tuvo que deambular alguna distancia fuera del disco.

“La mejor idea es que aún está cerca de su lugar de nacimiento, y por tanto cerca de la Tierra”, dijo Rutledge. Si es cierto, el objeto está a una distancia de 250 a 1000 años luz — haciéndola la estrella de neutrones más cercana.

“Debido a que es tan brillante, y probablemente está cerca de la Tierra, es un objetivo prometedor para muchos tipos de observaciones”, dijo Fox.

El equipo añadió que Calvera podría representar la punta del iceberg de las estrellas de neutrones aisladas.

“Fácilmente podría haber docenas”, dijo Fox. “El punto clave es que hasta nuestra investigación con Swift, nadie había sido capaz de refinar las posiciones de rayos-X de un gran número de fuentes ROSAT hasta el punto en que se ve claramente qué fuentes de ROSAT había “perdido” sus homólogos ópticos”.


Autor: Personal de SPACE.com
Fecha Original: 20 de agosto de 2007
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Las Voyager celebran su 30 aniversario

Las dos naves Voyager de la NASA celebran tres décadas de vuelo mientras vagan hacia el espacio interestelar a miles de millones de kilómetros del límite del sistema solar.

La Voyager 2, fue lanzada el 20 de agosto de 1977, y la Voyager 1 el 5 de septiembre de 1977. Ambas naves continúan retornando información desde distancias más de tres veces más lejos de Plutón, donde la heliosfera exterior del Sol llega al límite del espacio interestelar.

”Voyager”

“La misión Voyager es una leyenda en los anales de la exploración espacial. Abrió nuestros ojos a la riqueza científicos del Sistema Solar exterior, y ha sido pionera en la exploración más profunda de los dominios del Sol jamás llevada a cabo”, dijo Alan Stern, administrador asociado para el Consejo de la Misión Científica de la NASA en Washington, D.C. “Es un testamento para los diseñadores, constructores y operadores de las Voyager el que ambas naves sigan enviando hallazgos importantes más de 25 años después de que concluyera su misión principal a Júpiter y Saturno”.

La Voyager 1 actualmente es el objeto fabricado por los humanos más alejado con una distancia al Sol de 15,6 mil millones de kilómetros. La Voyager 2 está a unos 12,6 mil millones de kilómetros.

Originalmente diseñadas como una misión de cuatro años a Júpiter y Saturno, el viaje de las Voyager se extendió debido a sus éxitos logrados y a una extraña alineación planetaria. La misión de dos planetas finalmente se convirtió en una gran gira por cuatro planetas. Tras completar la misión extendida, las dos naves comenzaron la tarea de explorar la heliosfera.

Durante su primera docena de años de vuelo, las naves exploraron Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y las lunas de cada uno. Estos planetas eran mundos desconocidos hasta ese momento. Las Voyagers retornaron imágenes nunca vistas antes y datos científicos y ayudaron a hacer descubrimientos fundamentales sobre los planetas exteriores y sus lunas.

Las naves revelaron la turbulenta atmósfera de Júpiter, la cual incluye docenas de sistemas de tormentas huracanadas interactuando, y volcanes en erupción sobre la luna de Júpiter, Io. También mostraron las ondas y fina estructura de los anillos helados de Saturno por el tirón de las lunas cercanas.

“La misión Voyager ha abierto en Sistema Solar de una forma que no era posible antes de la Era Espacial”, dijo Edward Stone, científicos del proyecto Voyager en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena, California. “Nos reveló a nuestros vecinos del Sistema Solar exterior y nos demostró cuánto nos queda por aprender y lo diversos que son los cuerpos que comparten el Sistema Solar con nuestra Tierra”.

En diciembre de 2004, la Voyager 1 comenzó a cruzar la última frontera del sistema Solar. Llamada heliopausa, esta área turbulenta, aproximadamente a 14 mil millones de kilómetros del Sol, es donde los vientos solares frena y termina en un fino gas que rellena el espacio entre estrellas. La Voyager 2 podría alcanzar este límite a finales de este año, colocando a ambas Voyagers en su etapa final hacia el espacio interestelar.

Cada nave porta cinco instrumentos científicos completamente funcionales para estudiar el viento solar, las partículas energéticas, campos magnéticos y ondas de radio cuando viajen a través de esta región inexplorada del espacio profundo. Las naves están demasiado lejos del Sol para usar energía solar, y en lugar de esto encenderán sus generadores radiactivos que producen menos de 300 vatios de potencia, la cantidad de energía necesaria para encender una bombilla brillante.

“La operación continuada sobre estas naves y el flujo de datos de los científicos es un testamento para las habilidades y dedicación de los pequeños equipos de operación”, dijo Ed Massey, director de proyecto de las Voyager en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Las Voyagers llaman a casa a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA, un sistema de antenas alrededor de todo el mundo. Las naves están tan distantes que las órdenes desde la Tierra, viajando a la velocidad de la luz, necesitan 14 horas de ida para alcanzar a la Voyager 1 y 12 horas para llegar a la Voyager 2. Cada Voyager recorre aproximadamente 1,6 millones de kilómetros por día.

Cada una de las Voyagers porta un disco de oro que es una cápsula del tiempo con saludos, imágenes y sonidos de la Tierra. Los discos también tienen indicaciones de cómo encontrar la Tierra si la nave es recuperada por algo o por alguien.

La próxima misión de exploración de planetas exteriores de la NASA es New Horizons, que ahora mismo está pasando por Júpiter y se llevará a cabo una histórica misión en el sistema de Plutón en julio de 2015.


Autor: Personal de SPACE.com
Fecha Original: 20 de agosto de 2007
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¿Dónde está el resto del universo?

Los científicos que intentan crear un inventario detallado de toda la materia y energía del cosmos se enfrentan a un curioso problema – falta la inmensa mayoría.

“Yo lo llamo el lado oscuro del universo”, dijo Michael Turner, cosmólogo de la Universidad de Chicago, refiriéndose a los grandes misterios de la materia oscura y al energía oscura.

De hecho sólo el 4 por ciento de la materia y energía del universo ha sido hallada. El otro 96 por ciento permanece esquivo, pero los científicos están mirando en los límites más alejados del espacio y en las mayores profundidades de la Tierra para resolver estos dos oscuros misterios.

La materia perdida

La famosa ecuación de Einstein “E=mc2” describe la energía y la materia (o masa) como una misma cosa – los mapas del cosmos se refieren a la combinación de materia-energía como densidad de energía, para abreviar. El problema con la detección de la materia oscura, que se piensa que forma el 22 por ciento de la masa/energía del universo, es que la luz no interactúa con ella.

Pero sí muestra el tirón de la gravedad.

La evidencias iniciales para esta misteriosa materia se descubrieron hace 75 años cuando un astrofísico notó una anomalía en un enjambre de galaxias: El cúmulo galáctico tiene cientos de veces mayor tirón gravitatorio de lo que debería, con un peso mucho mayor de la masa de sus estrellas visibles.

“Podemos predecir los movimientos del sol y los planetas con bastante precisión, pero cuando medimos las cosas lejanas vemos anomalías”, dijo Scott Dodelson, astrofísico del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi en Illinois. “La materia oscura es actualmente la mejor solución posible, incluso aunque nunca la hemos visto”.

Otra firma de la materia oscura es la lente gravitatoria, un efecto similar a cuando la luz pasa a través de una pieza de vidrio pulido. Los objetos masivos como el sol pueden doblar la luz, pero las colosales nubles de materia oscura puede crear “burbujas” en el cosmos que amplíen, distorsionen y dupliquen la luz de las galaxias o estrellas que están detrás de ellas.

Las lentes gravitatorias mostraron recientemente las pruebas de una masa invisible en el Cúmulo Bala así como en un anillo alrededor de un cúmulo de galaxias en colisión llamado ZwCl0024+1652.

La caza de partículas

A pesar de las difusas pruebas, aún falta que los investigadores encuentren trozos de materia oscura. “Hasta que no descubramos partículas de verdad no estaremos totalmente cómodos”, dijo Dodelson.

La física de partículas ha detectado neutrinos, que son partículas extremadamente ligeras que salen del Sol y apenas interactúan con la materia común, pero Turner dijo que constituyen una porción extremadamente pequeña de la materia oscura del universo.

“Arrestamos a otros miembros de la banda, pero no al jefe”, dijo Turner sobre los neutrinos. Cree que el jefe verdadero es un WIMP: una partícula masiva de interacción débil. Por desgracia, los WIMPs por ahora sólo son una teoría.

La idea es que los WIMPs son muy pesados, aunque como los neutrinos raramente interaccionan con la materia para producir alguna señal detectable. Pero la idea es que los WIMPS – como las partículas teóricas de los axiones o neutralinos – pueden chocar con la materia visible como esperan todos los científicos.

“Esta es una historia que podría terminar pronto”, dijo Turner, dado que la Búsqueda de Materia Oscura Criogénica en la mina de Soudan de Minnesota y otros experimentos que se realizan bajo tierra deberían ser lo bastante sensibles para detectar un WIMP.

La antigravedad

Tal vez el mayor misterio de todos sea el primo mayor de la materia oscura, la energía oscura.

La fuerza invisible se cree que es una “anti-gravedad” a gran escala, que repele los cúmulos galácticos y produce la inexplicable expansión acelerada de las galaxias en el universo. Turner Cree que la energía oscura es el mayor misterio de todos, dado que los físicos predicen que forma el 74 por ciento de la densidad de energía en el universo.

“Hasta ahora, el mejor logro con la energía oscura ha sido darle un nombre”, dijo Turner sobre esta esquiva fuerza. “Estamos en los inicios de este misterio”.

Turner describió la energía oscura como “una materia realmente extraña”, que se piensa que es una gravedad elástica y repulsiva que no puede romperse en partículas. “Sabemos lo que hace, pero no lo que es”, dijo Turner.

Mientras los astrofísicos miran en el espacio profundo para obtener más detalles sobre los efectos de la energía oscura, Turner apunta que los físicos teóricos se centran en explicar cómo trabaja la fuerza en realidad. Y en este punto, bromea, cualquier explicación física para la energía oscura sea posiblemente lo bastante buena para tenerla en cuenta.

“Estamos en esta primera etapa, en la escena del crimen de la existencia de energía oscura, por decirlo de algún modo”, dijo Turner. “Es un periodo altamente creativo, y ahora es el tiempo de las ideas”.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 20 de agosto de 2007
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Investigador presenta una Teoría del Origen de la Vida para la Tierra joven

La presencia de moléculas esenciales en el espacio podría dar soporte a la vida en otros planetas.

Algunos de los elementos necesarios para la vida en la Tierra son ampliamente conocidos – oxígeno, carbono y agua, por nombrar algunos. Tan importante como cualquier otro en la existencia de vida es la presencia de adenina, una molécula orgánica esencial. Sin ella, los componentes básicos de la vida no se unirían. Los científicos han estado intentando encontrar el origen de la adenina de la Tierra y en qué otros lugares del Sistema solar podría existir. El investigador Rainer Glaser de la Universidad de Missouri-Columbia puede tener la respuesta.

La vida existe en la Tierra debido a una delicada combinación de ingredientes químicos. Usando un modelo teórico, Glaser teorizó sobre la existencia de la adenina en las nubes de polvo interestelar. Aquellas mismas nubes podrían haber regado la Tierra con adenina cuando empezó a enfriarse hace miles de millones de años, y podría potencialmente tener la clave para iniciar un proceso similar en otro planeta.

“La idea de que ciertas moléculas vengan del espacio no es descabellada”, dijo Glaser, profesor de química en el Colegio de Artes y Ciencias de la MU. “Puedes encontrar grandes moléculas en los meteoritos, incluyendo adenina. Sabemos que la adenina puede generarse en cualquier punto del Sistema Solar, por tanto ¿por qué considerar que es imposible construir los componentes fundamentales en algún lugar del polvo interestelar?”

Esta teoría describe la fusión de los compuestos químicos para la formación de la vida en sus inicios se presenta en el último ejemplar de la revista revisada por pares “Astrobiology” y tiene como coautores a Brian Hodgen (Universidad de Creighton), Dean Farrelly (University de Manchester) y Elliot McKee (Universidad de St. Louis). El artículo, “Adenine Synthesis in Interstellar Space: Mechanisms of Prebiotic Pyrimidine-Ring Formation of Monocyclic HCN-Pentamers”, describe la ausencia de una barrera que impidiese la formación del esqueleto necesario para la síntesis de adenina. El artículo también se cita en el ejemplar del 6 de agosto de “Chemical & Engineering News“.

Glaser cree que los astrónomos deberían buscar nubes de polvo interestelares que tengan altas concentraciones de cianido de hidrógeno (HCN), el cual podría indicar la presencia de adenina. Encontrar tales bolsas estrecharía el espectro de dónde podría existir la vida en la galaxia de la Vía Láctea.

“Hay muchas zonas del cielo con unas pocas áreas que tienen nubes de polvo. De esas nubes de polvo, unas pocas tienen HCN. Unas pocas tienen el suficiente HCN para dar soporte a la síntesis de las moléculas de la vida. Ahora, tenemos que buscar las concentraciones de HCN, y esto es lo que tienes que buscar para encontrar adenina”, dijo Glaser. “La química en el espacio y la “química normal” pueden ser muy distintas debido a que las concentraciones y procesos de intercambio de energía son distintos. Estas características hacen que el estudio de la química en el espacio sea emocionante y un reto académico; verdaderamente se debe pensar sin prejuicios”.



Autor: Kevin Carlson
Fecha Original: 14 de agosto de 2007
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¿Qué sucede en el interior de un terremoto?

Cuando un terremoto importante golpea, los expertos pueden explicar exactamente dónde comenzó y qué tipo de falla lo provocó, e incluso tal vez predecir cuánto durarán las réplicas. Pero la extraña verdad es que los sismólogos y geofísicos no están muy seguros de qué sucede en el interior del planeta durante un terremoto.

Falla de San Andrés

La física de los terremotos sufrió una revolución durante la última década, gracias a las nuevas pistas de los experimentos de laboratorio, estudios de campo de fallas exhumadas y mejores teorías.

Pero la naturaleza y comportamiento de las fuerzas que evitan que las fallas se muevan y de pronto se liberan aún son desconocidos.

Y cuando se mueve una falla, algo falla — hay de pocas a ninguna pruebas de niveles extremadamente altos de fricción y fusión que se esperarían sobre el terreno cuando dos rocas gigantes se deslizan una contra otra.

“Hay muchas razones para creer que está pasando algo exótico”, dijo el geofísico de Caltech, Tom Heaton.

“El problema del deslizamiento friccional en los terremotos es uno de los problemas más fundamentales en todas las Ciencias de la Tierra”, dijo Heaton. “Ha habido u misterio durante 30 años de imaginarse la física básica del problema de los terremotos”.

Terremotos suaves

La mayoría de terremotos tienen lugar cuando las placas tectónicas se encuentran y se deslizan unas contra otras. Los terremotos suceden cuando la tensión de la fricción del movimiento supera la fuerza de las rocas, provocando una rotura o línea de falla. Sigue un violento desplazamiento de la corteza de la Tierra, lo que lleva a liberar la energía elástica almacenada. Esta energía toma la forma de ondas de choque que irradian y constituyen un terremoto.

Una de las cosas más extrañas sobre los terremotos es lo suaves que son, dijo Heaton.

Por ejemplo, algunos científicos pensaron que habían inventado una forma de simular mini-terremotos en el laboratorio. Pero cuando ampliaron la escala de energías observadas en el laboratorio al tamaño de fallas reales, el modelo predecía una extensa fusión en las fallas. Y estos modelos predecían una devastación mucho mayor de la que mató a más de 500 personas esta semana en Perú, más de 80 000 personas en 2005 en Pakistán o más de un cuarto de millón de personas en el terremoto del 2004 en las costas de Sumatra.

“Los terremotos serían tan violentos que ningún ser vivo de la Tierra sobreviviría al temblor”, dijo Heaton.

Por tanto, nadie ha simulado de verdad nada que se parezca a un terremoto real hasta ahora.

Un problema de diseño mecánico

El problema de la simulación recae en parte en el hecho de que es muy difícil hacer máquinas de laboratorio que generen todas las condiciones ambientales que tienen lugar a kilómetros por debajo del suelo durante un terremoto — incluyendo la gran tensión, alta presión, temperaturas elevadas y razón de deslizamiento de aproximadamente un metro por segundo (más o menos la velocidad a la que paseamos).

David Goldsby y sus colegas de mecánica de rocas de la Universidad de Brown han diseñado máquinas que pueden aplicar las grandes tensiones de los temblores a especimenes de rocas de tal forma que los geofísicos puedan estudiar la fricción en profundidad.

“Podemos aplicar tensiones normales o altas como cuando suceden a lo largo de toda la zona sismogénica de la corteza de la Tierra, aproximadamente 10 kilómetros de profundidad”, dijo.

Esto es increíblemente impresionante e importante para la ciencia de los terremotos, pero aún deja muchas preguntas sin respuesta, debido a lo extraño que es lo que sucede en el interior de la Tierra en magnitud y física.

“Ningún aparato en el mundo es capaz de reunir todos estos criterios”, dijo Goldsby.

Fricción normal

Sobre la superficie, la fricción es una fuerza continua y persistente que se opone al movimiento. La fricción genera calor, como saben las personas que se frotan las manos frías, e incrementa con la tensión que se pone en los objetos. Por tanto el calor en las fallas durante el deslizamiento deberían incrementarse con la profundidad terrestre. As rocas deberían definitivamente fundirse cuando se encuentran.

Pero bajo tierra, durante los terremotos, dos bloques de rocas enormes, duras y presionadas por el peso se deslizan una bajo otra. Y no se funden. Habitualmente.

Esto es extraño. Podría deberse a que la fricción y por tanto el calor son mucho más bajos de lo que se esperaría de unas rocas bajo el suelo, dijo Goldsby.

La fricción en un terremoto funciona de la siguiente forma, dijo Heaton: Empieza a elevarse cuando hay poco o ningún movimiento; entonces la fricción cae a cero cuando las rocas se mueven con rapidez; para subir de nuevo cuando las rocas se ralentizan.

Este extraño comportamiento de la fricción durante un terremoto podría ser la razón de que haya poca o ninguna fusión, dijo Goldsby. Si la fricción es baja cuando las rocas se mueven con rapidez, entonces se genera mucho menos calor y no se producirían fusiones detectables.

Tal vez algún otro mecanismo entra en juego antes de que las rocas pasen a la fase de fusión, dijo Heaton.

Una explicación es el “calentamiento instantáneo”. Las fallas están fijadas en su lugar por fuerzas enormes. Una vez que las fallas comienzan a deslizarse, si lo hacen demasiado rápido, obtienen un deslizamiento extra en microscópicos puntos de contacto, como los esquiadores en el hielo. El calor se genera, pero el resultado en una fricción cero, las altas temperaturas actúan como amortiguador instantáneamente y se forma un gas supercaliente llamado plasma que no deja rastros de material fundido, dijo Heaton. Cuando las fallas se frenan, se fijan con fuerza de nuevo.

Otra idea es que el agua presurizada en las rocas durante un desplazamiento podría decrementar la tensión en la falla y por tanto la fricción, dijo Goldsby. Las fallas podrían viajar sobre un cojín de vapor, permitiendo el deslizamiento de la falla con menor fricción y que el calor de la roca no alcance el punto de fusión.

Ondas en la alfombra

La clave para comprender los terremotos no está en realidad donde empiezan sino cómo se extiende la fractura, y esto tiene mucho que ver con el extraño comportamiento de la fricción bajo tierra, dice Heaton.

Las mayores velocidades de deslizamiento se producen en el borde del primer pulso de deslizamiento que recorre la Tierra como una onda en una alfombra, dice Heaton, quien describió este comportamiento de las fallas en una artículo de referencia hace 17 años.

Piensa en una falla como una alfombra que quieres mover, dijo. Puedes simplemente tirar de un extremo de la alfombra. Esta es la forma más difícil. La forma más fácil es “crear un pequeño abultamiento en ella y luego mover este bulto, cuando lo hayas hecho la alfombra se habrá desplazado”, explicó.

La fricción es un conjunto de yin-yang con esos pulsos de desplazamiento, dijo Heaton. “El deslizamiento en el pulso depende de la fricción, pero resulta que la fricción aumenta conforme acelera el deslizamiento”, dijo. “Es un problema matemático, un sistema de realimentación positiva. Son notoriamente inestables”.

si sabes lo grande que pudiera ser un pulso, podrías predecir la magnitud del terremoto, pero el exótico comportamiento de la fricción bajo tierra lo echa todo a perder, dijo Heaton.

Aún así, la revolución en el campo de la física de terremotos ha traído nuevas pistas, dijo Goldsby.

“No sólo tenga la esperanza, sino la certeza de que aprenderemos más sobre los cómo se producen los terremotos durante la próxima década”, dijo. “Este conocimiento nos ayudará a comprender cómo mitigar los efectos de daño de los terremotos y ayudar a prevenir la pérdida de vidas, y tal vez algún día nos permita detectar los precursores de los terremotos”.


Autor: Robin Lloyd
Fecha Original: 17 de agosto de 2007
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Nuevo instrumento ofrece una visión más clara de la furia solar

Una paradoja al medir los rayos solares sin herramientas ópticas como lentes o espejos puede haber sido resuelta por los físicos.

Un nuevo instrumento, diseñado por Darrell Judge y Leonid Didkovsky, ambos de la Universidad del Sur de California, podría proporcionar una sencilla técnica para medir el rango extremo del ultravioleta (EUV) de la radiación solar.

Muchas investigaciones importantes sobre el sol trabajan con la detección y medida de partículas de alta energía en este rango, particularmente aquellas liberadas durante las llamaradas solares.

Inmune a las llamaradas solares

Las llamaradas solares – abruptas emisiones en la superficie del Sol que liberan grandes cantidades de energía – pueden inutilizar temporalmente a los satélites. Las mayores llamaradas pueden tumbar las redes de suministro eléctrico e incluso afectar a nuestro clima.

Más generalmente, la actividad dirigida por las EUV en la atmósfera de la Tierra tiene efectos a largo plazo en las comunicaciones de radio y en el clima. Por tanto los científicos tienen una buena razón para apuntar sus espectrómetros medidores de luz hacia el Sol, aunque estos instrumentos actualmente sufren ciertas limitaciones tecnológicas.

Un espectrómetro mide la intensidad electromagnética sobre un rango específico de longitudes de onda, usando filtro metálicos para impedir que se capturen todas las longitudes de onda de la luz salvo las deseadas. Desafortunadamente, el proceso provoca necesariamente una pérdida constante de sensibilidad en el instrumento.

Los elementos gaseosos que flotan en la nave que actúa como observatorio solar, como el Observatorio Solar y Heliosférico de la NASA, quedan impresos en las superficies ópticas y filtros del espectrómetro debido a los rayos de la radiación solar – lo que realmente queremos medir. Como resultado, las lentes, espejos y prismas pierden precisión, y deben ser calibrados con regularidad.

“Esto es un problema con cualquier espectrómetro EUV”, dijo Didkovsky a SPACE.com. “Pero el espectrómetro sin ópticas puede estar totalmente libre de este problema debido a que no tiene elementos ópticos ni filtros”.

Diseñado en el Centro de Ciencias Espaciales de la Universidad del Sur de California, el espectrómetro sin ópticas (OFS) mide los rayos EUV sin nada del equipo tradicional que tiene a degradarse en el espacio.

No necesita ópticas

El OFS consiste en un pequeño cilindro cuya cámara principal está rellena de gas neón. Cuando interactúa con los fotones solares, las moléculas de neón se ionizan para producir electrones.

Un campo eléctrico enfoca una estrecha corriente de estos electrones hacia un detector en el fondo del cilindro. Este campo puede ajustarse para recuperar electrones a partir de interacciones a lo largo de un rango de longitudes de onda de fotones. La actividad EUV deseada se cartografía mediante el escaneo de este rango.

Al no tener superficies ópticas que calibrar, el OFS no requeriría mantenimiento. “Puede observar el Sol día tras día, año tras año, sin daños”, djo Judge.

El OFS podría acomodar a una nueva generación de espectrómetros que requieran poco o ningún mantenimiento y que mantenga un alto nivel de sensibilidad a lo largo de su vida útil. Estos instrumentos se mostrarían importantes para mejorar las comunicaciones de radio, prevenir los apagones eléctricos y comprender el cambio climático.

“Estos son efectos reales”, dijo Judge, añadiendo que una mejor comprensión de las llamaradas solares podrían llevarnos al desarrollo de un sistema de alerta temprana para los meteorólogos, operadores de satélite, astronautas y otros.


Autor: Ben Mauk
Fecha Original: 15 de agosto de 2007
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¿Pueden atrofiar los agujeros negros el nacimiento estelar en las galaxias?

Nuevas pruebas del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA demuestran que los agujeros negros supermasivos del dentro de las galaxias elípticas pueden mantener el “termostato” galáctico tan alto que el gas no pueda enfriarse, atrofiando el nacimiento de nuevas estrellas.

Concepto artístico de gas polvoriento alrededor de NGC 5044 NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

Por primera vez, los astrónomos han detectado granos de polvo mezclados con gas caliente en llamas a temperaturas de 10 millones de grados Kelvin, en un área alrededor de la galaxia elíptica llamada NGC 5044. Los científicos esperan que es nuevo hallazgo proporcione pistas sobre cómo los agujeros negros supermasivos reducen la fertilidad estelar en las galaxias elípticas calentando el gas.

Similares a las gotas de lluvia que se forman en las nubes de la Tierra, las estrellas se forman cuando densas nubes cósmicas de gas y polvo se condensan. Los científicos sospechan que si el gas de alrededor de una galaxia no se enfría lo suficiente para condensarse, no se podrán formar nuevas estrellas.

“Generalmente vemos emisiones de rayos-X procedentes del gas caliente de alrededor de las galaxias elípticas, extendiéndose más allá de las estrellas visibles, pero no tenemos una comprensión completa del mecanismo que evita que se enfríe el gas. Nuestras observaciones de columnas de polvo, el gas caliente demuestra que el calentamiento producido por agujeros negros masivos en los núcleos galácticos puede ser un posible mecanismo”, dijo el Dr. Pasquale Temi, del Centro de Investigación Ames de la NASA y el Instituto SETI en California. Temi es el investigador principal del estudio previsto para su aparición en Astrophysical Journal.

“Este es un descubrimiento muy sorprendente. Normalmente no esperarías ver granos de polvo sobreviviendo a este tipo de calor – es como encontrar un copo de nieve en el infierno”, dice el Dr. William Mathews, de la Universidad de California en Santa Cruz. “Pensamos que NGC 5044 revela un proceso de calentamiento transitorio que es común e importante astronómicamente”.

Las galaxias del universo aparecen en muchas formas y tamaños. Las galaxias espirales, como nuestro Vía Láctea, normalmente son activas en formación estelar. Por contra, las galaxias elípticas son comunidades de retiro estelar dado que están compuestas de estrellas viejas, y no forman muchas nuevas estrellas. Muchas galaxias elípticas, como NGC 5044, se encuentran en los centros de los cúmulos galácticos que están rellenos con enormes cantidades de gas caliente. El porqué el gas no se enfría y forma nuevas estrellas es tema de un intenso debate entre los astrónomos.

Tanto Temi como Mathews creen que muchas galaxias elípticas están siendo calentadas por agujeros negros supermasivos en sus centros a través de un proceso de “calentamiento por retroalimentación”. Sospechan que este mecanismo pueden explicar también por qué el Telescopio Espacial Spitzer detectó tantos granos de polvo en un entorno cósmico tan hostil.

Las observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA demostraron pequeñas y masivas nubes de gas polvoriento cerca de los núcleos de muchas galaxias elípticas. Los astrónomos creen que estas nubes pueden desempeñar un papel crucial en el calentamiento por retroalimentación. Sospechan que este material probablemente gravitó hacia el centro de la galaxia tras ser expulsado por las cercanas estrellas moribundas, como parte normal del ciclo de la vida.

Cuando parte de este gas polvoriento se aproxima al agujero negro supermasivo central de la galaxia que lo aloja, se libera una gran cantidad de energía – suficiente para calentar el gas cercano a temperaturas extremadamente altas, haciéndolo ligero. Igual que el humo lleva las cenizas lejos del fuego, los científicos creen que este gas ligero flota lejos del centro de la galaxia portando parte de polvo con él. Cuando las columnas de este humo polvoriento llenan los alrededores del área de la galaxia, el gas de los alrededores también se calienta. El equipo de Temi fue el primero en ver este humo cósmico con los ojos infrarrojos supersensibles de Spitzer.

“Siempre que el agujero negro central toma otro trago del gas polvoriento que flota sobre el centro de la galaxia, suficiente energía retornará para calentar más el gas de los alrededores, y el calor de la retroalimentación volverá de nuevo, manteniendo la temperatura del gas de los alrededores”, dice Mathews. Apunta que la eliminación del gas por parte del gas caliente y del flotante del centro de la galaxia reduce la probabilidad de la formación estelar.

Los miembros del equipo dicen que la característica más notable de este proceso de calentamiento es la enorme disparidad – aproximadamente mil millones – entre el tamaño de la fuente de energía del agujero negro y la atmósfera que lo rodea de gas caliente. Apuntan que si el agujero negro tuviese el tamaño de un humano, la escala del gas caliente sería tan grande como la Luna.

“Los astrónomos han teorizado durante mucho tiempo sobre el calor por retroalimentación en los grandes cúmulos calientes que rodean las galaxias elípticas, pero Spitzer nos ha dado el primer trozo de pruebas observacionales que podrían estar teniendo lugar en las galaxias elípticas de todo el universo”, dice Temi.

Además de Temi y Mathews, otros miembros del equipo incluyen al Dr. Fabrizio Brighenti de la Universidad de Bolonia.


Autor: Linda Vu
Fecha Original: 16 de agosto de 2007
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Plutón degradado de nuevo

El recientemente descubierto Eris es más grande y pesado que el desdeñado planeta.

El astrónomo Michael Brown de la Universidad de California en Berkeley tiene más malas noticias para Plutón. El antiguo planeta favorito de todos resultó que no era ni siquiera el mayor de los enanos. Tal distinción pertenece a Eris (anteriormente Xena). El descubrimiento de Brown de Eris en 2003 disparó la polémica de qué es un planeta en la reunión anual del año pasado de la Unión Astronómica Internacional, que reclasificó a Plutón como un “planeta enano”.

Aunque los astrónomos sospechaban que Eris era mayor que Plutón, nadie estaba seguro. Las observaciones previas de Brown sugirieron que Eris era aproximadamente un 5% mayor que Plutón, pero “la incertidumbre era del 4 por ciento, demasiado cerca de tener el mismo tamaño”, dijo. Era muy posible que si Eris estaba hecho de un material ligeramente más liviano, pesaría un poco menos.” Ahora, usando el método desarrollado por Sir Isaac Newton cuando determinó la masa de Júpiter, Brown y sus colegas han determinado que Eris, una lejana masa rocosa con una órbita completamente excéntrica, es un 27 `por ciento más masivo que Plutón. “Eris es mi pequeño”, dice Brown. “Fue como tener un hijo. Me sentí igual de protector, y es duro mantenerse al margen”.

Para dirigir la atención sobre la masa, Brown y sus colegas observaron las interacciones de Eris con su luna, Dysnomia, a través del Observatorio Keck en Hawai y el Telescopio Espacial Hubble. Usaron modelos detallando el tirón gravitatorio entre los dos objetos para deducir que la masa de Eris está en 16,6 mil trillones de kilos, haciéndolo el planeta enano más masivo conocido.

Esto aún no lo coloca en la siguiente categoría planetaria, pero no todo está perdido, dice Brown. Tanto Plutón como Eris se mueven a través del espacio en el Cinturón de Kuiper, un conjunto de objetos rocosos justo más allá de la órbita de Neptuno. Aunque es poco probable que los astrónomos continúen encontrando grandes objetos en el cinturón, Brown dice que la región exterior al cinturón, en la región más fría del interior del Sistema Solar, podría muy bien haber rocas del tamaño de planetas. “Más allá de la órbita de Neptuno está la siguiente frontera del Sistema Solar”, dice Bob Millis, jefe del Observatorio Lowell de Arizona. “Hay objetos realmente interesantes allí fuera que aún no han sido descubiertos”.

Si los astrónomos encuentran un cuerpo lo bastante grande, el debate sobre la palabra “planeta” podría iniciarse de nuevo. “Sospecho que si encontramos algo mayor que Mercurio en la región exterior, entonces todo esto comenzará de nuevo”, dice Brown. “Los astrónomos se sentarán de brazos cruzados y argumentarán hasta el infinito; primero dirán que no es importante y luego pasarán a decirte durante tres horas por qué tienen razón”.


Autor: Stephen Ornes
Fecha Original: 16 de agosto de 2007
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Estrella muerta contaminada indica planetas similares a la Tierra

La huella química de una estrella apagada indica que los planetas similares a la Tierra pueden no ser raros en el universo y podrían dar pistas a cómo será nuestro Sistema Solar cuando nuestro Sol muera y se convierta en una estrella enana blanca dentro de unos cinco mil millones de años.

Astrónomos de UCLA informan que una estrella enana blanca conocida como GD 362, que está rodeada de anillos de polvo similares a los de Saturno, ha sido contaminada por un gran asteroide que dejó más de una docena de elementos químicos observables en la atmósfera de la enana blanca. Tal observación es algo sin precedentes en la astronomía. ¿Hubo algún tipo de interacción violenta entre la estrella y el asteroide?

Los astrónomos de UCLA creen que tras unos mil millones de años de orbitar la estrella como parte de un antiguo sistema planetario, un asteroide se aproximó demasiado a la estrella y se vio destrozado por el potente campo gravitatorio de la estrella. Una enana blanca con el tamaño de la Tierra pero muchísimo más densa es el estado final estándar para la mayor parte de las estrellas. Esta enana blanca en concreto, que está siendo investigada desde el Observatorio W.M. Keck en Hawai, está situada en la constelación de Hércules, aproximadamente a 150 años luz de distancia de la Tierra.

El asteroide se desintegró en partículas de polvo que orbitaron la enana blanca y con el tiempo “contaminaron la atmósfera de la enana blanca”, dijo Benjamin Zuckerman, profesor de UCLA de física y astronomía y autor principal de la investigación, que ha sido aceptada para su publicación en un próximo número de Astrophysical Journal, la principal revista de astronomía.

Los astrónomos apuntan que las observaciones espectroscópicas de las que informan constituyen el primer cálculo detallado de la composición elemental de un objeto en un sistema planetario extrasolar.

“La abundancia relativa de los elementos de la atmósfera de la enana blanca, contaminada por el asteroide, parecen similares a los que encontramos en el sistema Tierra-Luna”, dijo Zuckerman.

“Lo que tenemos aquí es una composición de la enana blanca que es bastante similar a la de los planetas interiores de nuestro Sistema Solar”, dijo Michael Jura, profesor de UCLA de física y astronomía y coautor de la investigación. “¿Existen otros planetas rocosos como la Tierra en otros sistemas solares? Estas huellas en la enana blanca son un avance significativo en la demostración de que algo como la formación de planetas terrestres tuvo lugar alrededor de otra estrella y probablemente también alrededor de otras, por lo que sugiere que la composición de la Tierra no es única.

“El asteroide que está siendo triturado en muy rico en hierro y abundante en calcio y otros elementos, y bajo en carbono, como una roca sólida”, añadió Jura.

La investigación implica que las fuerzas que formaron la Tierra y nuestro Sistema Solar interior parecen haber tenido lugar también en este sistema, y probablemente alrededor de otras enana blancas, dijo Jura.

Zuckerman dijo que los resultados de la investigación no descartan la posibilidad de que colisionaran dos planetas de este antiguo sistema planetario y el polvo orbital y los elementos detectados sean de un trozo de uno de estos planetas en colisión en lugar de un asteroide más convencional.

“Posiblemente sucedió algo violento y dramático”, dijo.

¿Qué sacó al asteroide de su órbita original? Probablemente fue rechazado por el campo gravitatorio de un gran planeta, dijo Zuckerman.

Nuestro sistema planetario parece muy estable, dijo Zuckerman, pero dentro de miles de millones de años, cuando el Sol comience a expandirse y pierda masa rápidamente, los planetas y asteroides se alejarán en espiral y los planetas más cercanos al Sol. Como Mercurio y Venus, serán engullidos y destruidos por el Sol.

“Pero los otros planetas, incluyendo la Tierra y el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter se alejarán el espiral, y sus órbitas harán de nuestro Sistema Solar algo mucho menos estable”, dijo.

Un tercer autor del artículo de UCLA, el profesor asociado de física y astronomía Brad Hansen, dijo, “En nuestro Sistema Solar, los objetos ricos en hierro se forman más cerca del sol que los objetos ricos en carbono e hielo, que se forman más lejos, donde hace más frío. Esta investigación nos habla del origen de los asteroides, su temperatura cuando se formaron y su composición química — condiciones similares a las de la Tierra”.

El grupo de astrónomos, que también incluye al estudiante graduado de UCLA Carl Melis y a Detlev Koester de la Universidad de Kiel en Alemania, detectó 17 elementos en la atmósfera de la enana blanca que probablemente procedían de un gran asteroide; el asteroide puede haber sido en algún momento parte de un cuerpo mayor, tal vez algo como uno de los planetas interiores de nuestro Sistema Solar. Muchos de los elementos nunca habían sido detectados en la atmósfera de una enana blanca, incluyendo los extraños elementos estroncio y escandio.

El campo gravitatorio de la enana blanca es tan potente que los elementos más ligeros — hidrógeno y helio — se hundieron rápidamente en el interior de la enana blanca, dijo Hansen.

El asteroide posiblemente se rompió hace más de 100 000 años, y tal vez hace un millón de años, dijo el astrónomo. La estrella se convirtió en una enana blanca muy caliente hace aproximadamente mil millones de años y desde entonces se ha estado enfriando.

Al contrario que GD 362, la mayoría de las enanas blancas son prístinas en su composición.

“No notarías otro rascacielos en Nueva York, pero el mismo rascacielos en Nebraska saltaría a la vista”, dijo Hansen. “Este es aquí el caso. Un pequeño cambio en la atmósfera de una enana blanca es muy obvio”.

Los astrónomos usaron el espectrómetro HIRES del Telescopio Keck I para el espectro óptico de la enana blanca, abarcando desde el ultravioleta a todo el rango visible de la luz. Cada elemento puede identificarse por su propio espectro característico.

Los investigadores dicen que encontraron muy notable el hecho de que incluso a una distancia de 1600 billones de kilómetros, las medidas del HIRES de Keck les permitiera determinar mínimos detalles de la composición de un objeto relativamente pequeño – en medidas astronómicas— como un asteroide. Actualmente, no existe ninguna otra técnica observacional conocida que permita obtener tal información sobre la composición.

Los restos de una enana blanca se enfrían lentamente a lo largo de muchos miles de millones de años como brasas moribundas que hacen su lento camino hacia el olvido.

NASA patrocinó esta investigación.


Autor: Stuart Wolpert
Fecha Original: 16 de agosto de 2007
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“Choque de trenes cósmico” confunde a los físicos de materia oscura

Un estudio de la colisión entre dos cúmulos galácticos ha arrojado un jarro de agua fría sobre las actuales teorías de la materia oscura. Astrónomos de Canadá y Estados Unidos han observado como la gravedad ha doblado el camino de la luz que viene del cúmulo combinado Abell 520 y han descubierto lo que llaman un “choque de trenes cósmico – un núcleo de materia oscura y gas caliente separado de las galaxias. Hasta ahora, la materia oscura – la misteriosa sustancia que se piensa que constituye el 95% dela masa del universo – sólo ha sido vista siguiendo la trayectoria de las galaxias (en publicación de Astrophys. J.).

Cúmulo en fusión Abell 520, con la materia oscura mostrada en azul y el gas caliente en rojo. (Crédito: NASA/CXC/UVic./A.Mahdavi et al. Optical/Lensing: CFHT/UVic./A.Mahdavi et al.)

La mayoría de los físicos creen que la materia oscura existe debido a que las grandes estructuras en el universo parecen mantenerse unidas por la atracción gravitatoria de mucha más masa de la que podemos ver con los telescopios. Una forma de comprobar estas teorías de la materia oscura es estudiar las fusiones de los cúmulos, que son colisiones entre cúmulos de galaxias después de que haya gravitado constantemente una hacia la otra. La fusión de cúmulos también es un banco de pruebas para teorías gravitatorias alternativas, como la dinámica newtoniana modificada (MOND), que evita por completa la posibilidad e la materia oscura.

Las observaciones del cúmulo Abell 520 de Andisheh Mahdavi y sus colegas de la Universidad de Victoria, junto con Peter Capak del Instituto Tecnológico de California, sin embargo, parecen ser inexplicables ya sea usando teorías de materia oscura o de gravedad alternativas.

Los investigadores usaron los datos obtenidos por el telescopio de Canadá-Francia-Hawai y el telescopio Subaru en Hawai, junto con los datos del telescopio de rayos-X Chandra, para ver cómo actúa como lente la gravedad de Abell 520 doblando la luz que pasa a través de él en su camino hacia la Tierra. Usando esta técnica de “lente gravitatoria”, cartografiaron la distribución de los tres componentes del cúmulo: galaxias, el gas caliente común y la materia oscura.

Mahdavi y sus colegas descubrieron un núcleo de materia oscura y gas caliente, con un grupo unido de galaxias separadas a un lado. Esta va contra las teorías aceptadas de materia oscura “sin colisión” dado que tanto la materia oscura como las galaxias deberían haber permanecido sin cambios en la colisión – en otras palabras, deberían estar en el mismo lugar. Aunque las observaciones podrían explicarse usando una teoría de materia oscura “colisional”, esto no explicaría simultáneamente otras fusiones de cúmulos, como el Cúmulo Bala, que ya está bien descrito por las teorías sin colisión.

Los investigadores también dicen que no podrían explicar las observaciones usando MOND. Sin embargo, Hong-Sheng Zhao – físico de la Universidad de St Andrews en Escocia que era parte de un grupo que explicó la dinámica del Cúmulo Bala usando una teoría de la gravedad alternativa relativista llamada TeVeS – dijo a physicsworld.com que esto podría ser debido a que las actuales simulaciones de MOND tienden a ignorar un sutil efecto dependiente del tiempo del campo gravitatorio. Incluyendo este efecto en futuras simulaciones, dice, tanto el Cúmulo Bala como el Abell 520 podrían tener opciones de ser explicador con una teoría de la gravedad alternativa. “Aunque eso sí, es muy curioso”, dijo



Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 17 de agosto de 2007
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Encelado glacial: improbable que albergue vida

Un nuevo modelo de la helada luna de Saturno, Encelado, puede acabar con las esperanzas de encontrar vida allí. Desarrollado por investigadores de la Universidad de Illinois, el modelo explica las observaciones más destacadas de Encelado sin requerir la presencia de agua líquida.

Imagen cortesía del Subsistema Científico de Imágenes del Orbitador Cassini, PIA07722, NASA/JPL/Instituto de Ciencia Espacial. El hemisferio sur de Encelado, una luna de Saturno. Recientes datos de la nave Cassini revelaron las columnas similares a géiseres, el intenso flujo de calor y las características tectónicas incluyendo grandes fracturas a lo largo del polo, un anillo de colinas (rojo), y fallas radiales (azul). El origen de estas características tectónicas y la relación entre las características tectónicas, el transporte de calor y las columnas se debate usando un modelo termomecánico unificado de Encelado.

Orbitando Saturno desde el 30 de junio de 2004, la sonda Cassini ha revelado una región del polo sur de Encelado con un elaborado conjunto de fracturas y colinas, intensa radiación de calor y columnas similares a géiseres que consisten en cristales de hielo y gases como metano, nitrógeno y dióxido de carbono. Las columnas salen de chimeneas situadas en grandes fallas llamadas” rayas de tigre” que surcan todo el polo sur.

Las columnas monitorizadas por Cassini tenían una razón de descarga similar al geiser Old Faithful del Parque Nacional de Yellowstone. Apodado “Cold Faithful”, el primer modelo que se propuso para explicar las columnas sugería que éstas aprovechan bolsas de agua líquida superficial en una capa de agua helada.

El año pasado, la profesora de geología y científico planetario de la UI Susan Kieffer y sus colegas propusieron un modelo alternativo, que llamaron “Frigid Faithful”. En este modelo, las columnas se originan en la disociación de ciertos componentes rígidos del hielo, llamados clatratos, que pueden cubrir Encelado a una profundidad de decenas de kilómetros. Los investigadores publicaron su modelo el 15 de diciembre de 2006 en un ejemplar de la revista Science.

“Frigid Faithful ofrece una sencilla explicación de la composición medida, incluyendo los gases que no se tuvieron en cuenta en Cold Faithful”, dice Kieffer, quien ostenta la cátedra Charles R. Walgreen Jr. en Illinois y también es profesor del Centro de Estudios Avanzados de la Universidad, uno de los más altos reconocimientos del campus.
“Tal vez más importante, las columnas de Frigid Faithful podrían permanecer activas muy por debajo del punto de congelación del agua, bajo las glaciales condiciones que se supone que podría haber en la diminuta y helada luna”, dijo Kieffer.

Ahora, Kieffer, el profesor de ingeniería y ciencias mecánicas Gustavo Gioia, el investigador geólogo asociado Pinaki Chakraborty y el profesor de geología y jefe del departamento Stephen Marshak han extendido el modelo para tener en cuenta tanto las características tectónicas como el transporte de calor en el hemisferio sur. Describen el modelo en un artículo aceptado para su publicación en Proceedings of the National Academy of Sciences y que fue colocado en el sitio web de la revista.

Examinando de la deformación de la capa rica en clatratos que contiene una fuente de calor ligeramente cálida enterrada bajo el polo sur, los investigadores demuestran que es posible un gélido y rígido Encelado son desplazamiento interior (como las placas tectónicas de la Tierra) para desarrollar fracturas y colinas, y transmitir el calor a la razón observada.
“Conforme la fuente de calor calentó las profundidades, se expandió y estiró la capa de clatratos superior, dado como resultado tensiones en la capa del polo sur”, dijo Gioia, autor principal del artículo. “Como resultado, la capa se fracturó, formando las cuatro grietas de 130 kilómetros de largo conocidas como rayas de tigre”.

Foto por L. Brian Stauffer. El profesor de ingeniería y ciencias mecánicas Gustavo Gioia es el autor principal de un artículo aceptado para su publicación en Proceedings of the National Academy of Sciences y colocado en el sitio web de la revista que describe un nuevo modelo para la luna de Saturno, Encelado.

Los investigadores estimar que la fuente de calor podría estar sólo 40 grados más caliente que la capa que la rodea. “En este modelo, las rayas de tigre son análogas a las grietas que se forman en el vidrio de los vasijas porcelana cuando se llenan con té caliente”, dijo Gioia.

Los investigadores también muestran que, hacia el norte del casco polar sur (en el que las resistencias fueron por tensión), la resistencia cambio primero de tensión a compresión – formando el anillo de colinas que rodean las rayas de tigre – y de nuevo por tensión – formando el conjunto de fracturas de “estrellas de mar” que irradian hacia el norte desde el anillo de colinas. De este modo el modelo explica la formación de todo el conjunto de fracturas y colinas observadas por Cassini en el hemisferio sur de Encelado.
Los investigadores de Illinois estiman que las rayas de tigre cruzan la capa de Encelado a una profundidad de 35 kilómetros. Tras la formación de las rayas de tigre, los clatratos que surgieron en las superficies fracturadas se descomprimieron. Una vez descomprimidos, los clatratos expuestos absorbieron calor de la fuente y se disociaron de forma explosiva, exponiendo más claratos a la descompresión, en un proceso que continúa hoy.

Los productos gaseosos de la disociación de los clatratos se precipitaron en las rayas de tigre, transportando calor a la superficie donde pueden filtrarse ocasionalmente en forma de columnas. El transporte de calor por gases de movimiento rápido es conocido como “advección de calor”. La capa fracturada de Frigid Faithful actúa como una gigantesca “máquina de advección”, que transporta eficientemente el calor desde la fuente a la superficie.

En contraste a la “conducción de calor”, donde el transporte (en una barra de acero, por ejemplo) puede tener lugar sólo desde puntos de temperatura más alta a los de temperatura más baja, la advección de calor tiene lugar a una temperatura casi uniforme.

Las implicaciones es que la capa Frigid Faithful permanece cerca de las temperaturas de superficie a una profundidad de unos 35 kilómetros, dijo Gioia. De acuerdo con las medidas de Cassini, la temperatura de la superficie podría ser de unos 150 grados por debajo del punto de congelación del agua.

“Es sin duda un gélido Encelado”, dijo Gioia. “Parece que los altos flujos de calor, la actividad de géiser y las complejas características tectónicas pueden tener lugar incluso si las lunas no tienen un interior líquido o en movimiento”.

Aunque el Encelado que ven los investigadores de Illinois es improbable que posea agua líquida y por tanto que albergue vida, es compatible con las pruebas disponibles y es el único modelo que se ha demostrado capaz de explicar el origen de los conjuntos de fracturas y colinas documentados por Cassini”.

La Fundación Nacional de Ciencia patrocinó este trabajo.


Autor: James E. Kloeppel
Fecha Original: 14 de agosto de 2007
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¿Qué dirige la evolución?

Desde los extraños puntos de las mariposas a los lagartos con colores del arco iris pasando por las adaptaciones que permiten “volar” a las ardillas o incluso a las serpientes, las innovaciones físicas en el mundo natural pueden ser alucinantes.

La selección natural está aceptada por los científicos como el motor principal que dirige el conjunto de organismos y sus complejas características. ¿Pero esta evolución a través de la selección natural es la única explicación para los organismos complejos?

Entre los animales observados por Darwin en las Islas Galápagos estaban los piqueros de patas azules. Los machos muestran sus patas azules a las posibles compañeras con unas características danzas. Crédito: Stephen C. Quinn/AMNH

“Creo que uno de los mayores misterios en la biología es si la selección natural es el único proceso capaz de generar organismos complejos”, dijo Massimo Pigliucci del Departamento de Ecología y Evolución en la Universidad de Stony Brook en Nueva York, “o si hay otras propiedades de la materia que pueden entrar en juego. Sospecho que la última puede resultar ser cierta”.

Genes flexibles

Algunos científicos proponen añadidos a la lista de fuerzas evolutivas.

“Durante las últimas una o dos décadas, los científicos han comenzado a sospechar que hay otras propiedades de los sistemas complejos (como los organismos vivos) que pueden ayudar, junto con la selección natural, a explicar como evolucionaron cosas como los ojos, los flagelos bacterianos, las alas y los caparazones de las tortugas”, dijo Pigliucci a LiveScience.

Una idea es que los organismos están equipados con la flexibilidad para cambiar su físico y otras características durante su desarrollo para acomodarse a los cambios ambientales, un fenómeno llamado plasticidad fenotípica.

El cambio normalmente no se muestra en los genes. Por ejemplo, en las abejas sociales, tanto las trabajadoras como las guardianas tienen los mismos genomas pero activan distintos genes para darles distintos comportamientos y apariencia. Los factores ambientales, tales como al temperatura, dieta embriónica, dirigen la actividad genética que terminar moldeando a una abeja trabajadora o a una guardiana.

Si es beneficiosa, esta flexibilidad podría pasarse a la descendencia y puede llevar a la evolución de nuevas características en una especie. “Esta plasticidad es heredable y la selección natural puede favorecer distintos tipos de plasticidad, dependiendo del rango de condiciones ambientales que encuentre el organismo”, dijo Pigliucci.

Hecho para el orden

La auto-organización es otra fuerza evolutiva que algunos expertos dicen que aviva las características o comportamientos complejos espontáneamente, en la materia viva e inerte, y estos rasgos son pasados a la descendencia a lo largo de generaciones.

“Un ejemplo clásico fuera de la biología son los huracanes: Estos no son movimientos de aire aleatorios en absoluto, sino estructuras atmosféricas altamente organizadas que surgen espontáneamente cuando se dan las condiciones ambientales apropiadas”, dijo Pigliucci. “Hay cada vez más pruebas de que los organismos generan parte de su complejidad durante su desarrollo de una forma análoga”.

Una ilustración biológica de auto-organización es el plegamiento de proteínas. Un largo collar de aminoácidos doblados, girados y plegados en una proteína tridimensional, cuya forma determina la función de la proteína. Una proteína hecha de sólo 100 aminoácidos podría tomar un numero infinito (billones) de formas. Mientras este cambio de forma necesita de un orden de segundos a minutos en la naturaleza, las computadoras más rápidas no son aún lo bastante potentes para igualar la proeza.

El mecanismo que dispara la forma final podría ser una señal química, por ejemplo.

Novedades en la naturaleza

El entorno también podría dirigir cambios en la apariencia del animal o fenotipo, un fenómeno que intriga a muchos biólogos.

Por ejemplo, Sean Carroll, biólogo molecular en la Universidad de Wisconsin-Madison, descubrió que las mariposas del Este de África tienen distintos colores dependiendo de cuando se incubaron. Aquellas que se incubaron durante la estación húmeda surgieron con colores brillantes mientras que sus parientes de la estación seca vestían unos enigmáticos abrigos neutros.

La biología tiene una buena comprensión de cómo se desarrollan los animales a partir de un huevo fertilizado para formar un organismo completo.

“Simplemente no sabemos cómo … el entorno y los planos genéticos interactúan durante el desarrollo”, dijo Theunis Piersma del Centro para Estudios Ecológicos y Evolutivos de la Universidad de Groningen en Holanda.

La investigación de Piersma en los correlimos gordos ha revelado que los pájaros pueden cambiar sus fenotipos dependiendo de las rutas de migración.

Cuando se dejan en cautividad y se colocan en entornos de temperaturas más bajas, los músculos de vuelo del correlimos y sus órganos menguan para reducir la pérdida de calor. Los pájaros pasan a su descendencia la capacidad para hacer estos cambios.

Por tanto empieza a aclararse el misterio de cómo diversas especies con un conjunto de características evolucionan. El campo, que ha confiado principalmente en el pasado en el registro fósil, tuvo un gran impulso con el desarrollo de las técnicas genéticas y la integración de diversos sectores de la ciencia, conectando la genética, biología, ecología e informática.

Mientras los científicos arrojan luz sobre los mecanismos naturales que trabajan para dar forma a las especies, aún quedan muchas cuestiones en este campo que deben trabajarse en el laboratorio. Y la pregunta original examinada por Charles Darwin — cual es el mecanismo que causa que las nuevas especies evolucionen — aún no ha sido explicado por completo. Y amenaza otra pregunta relacionada: ¿Cómo de importantes son los sucesos aleatorios, como opuestos a la selección natural, en la forma de los organismos?


Autor: Jeanna Bryner
Fecha Original: 16 de agosto de 2007
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¿Por qué deseamos cosas?

¿Chocolate, vainilla o fresa? La pregunta de por qué queremos lo que queremos obtiene apasionadas respuestas de los científicos de distintas disciplinas, pero algunos argumentan que aún nos queda un largo camino por recorrer para llegar a comprender nuestros deseos y preferencias de una forma significativa.

Tal vez podamos ser capaces de predecir cómo nos comportaremos en una condiciones concretas, o sabemos claramente qué preferencias surgirán en ciertas situaciones, pero sabemos muy poco sobre de dónde provienen estas inclinaciones en primer lugar, de acuerdo con un científico social.

Por ejemplo, el sociólogo de la Universidad de Nueva York, Dalton Conley, mantiene que a pesar de décadas de investigación, los expertos aún saben muy poco sobre lo que verdaderamente dirige nuestros deseos.

“Creo que la respuestas ofrecidas hasta ahora por una variedad de campos son demasiado fáciles — en realidad son tautológicas”, o verdades lógicamente circulares que no revelan nada, dijo Conley a LiveScience.

La raíz del problema

Sociólogos, psicólogos evolutivos y economistas tienen todos ideas distintas sobre lo que dirige nuestras preferencias, dijo Conley, aunque nadie ha ido en realidad a la raíz del tema.

Por ejemplo, es fácil llegar con explicaciones evolutivas sobre nuestras preferencias tras los hechos, dijo Conley. “Puedes apuntar un argumento evolutivo para casi cualquier cosa que veas”, sostiene, haciendo del mismo ”más una racionalización que una hipótesis comprobable”.

El psicólogo evolutivo Gad Saad de la Universidad Concordia de Canadá, que recientemente publicó el libro, “The Evolutionary Bases of Consumption (Las bases evolutivas del cosumo)”, está de acuerdo en que el problema es complejo. Hay una diferencia, explicó, entre comprender cómo opera un mecanismo y por qué tiene lugar.

Podríamos saber las preferencias alimenticias de una mujer de acuerdo con su ciclo menstrual, dijo, pero comprender por qué cambian sus preferencias es un tema completamente distinto.

¿Fijado desde el nacimiento?

Sin embargo, Saad está seguro de que la biología dirige la mayor parte de las cosas que hacemos.

“Contrariamente a lo que piensan los científicos sociales — que nacemos con nuestras mentes vacías — yo propongo que mecanismo causal exactamente opuesto”, dijo Saad en una entrevista telefónica.

El científico social de Yale, Joseph Simmons, está de acuerdo en que la biología es una gran pieza de este puzzle. “No aprendemos a temer las descargas eléctricas o los ruidos fuertes o incluso las caras amenazadoras, sino que estas preferencias parecen innatas”, dijo a LiveScience.

Moldeados por lo que nos rodea

Pero Simmons argumenta que la experiencia también desempeña un gran papel en el moldeado de lo que queremos.

Por ejemplo, dijo, las preferencias pueden estar formarse si se acompañan por experiencia cercana en el tiempo que nos impactó fuertemente para bien o para mal.

“Una razón de por qué los anunciantes a menudo usan el humor, el sexo u otros estímulos emocionalmente evocativos en sus anuncios es debido a la suposición de que la compañía se beneficiará de esta asociación con esos estímulos”, dijo Simmons.

Las preferencias también cambian de acuerdo al estado mental y de humor de la persona. Es más probable que una mujer compre la revista The Economist cuando está pensando en sí misma como en una mujer de negocios, dijo, pero es más probable que compre Cosmopolitan si piensa principalmente en ella como una mujer.

Preguntas sin respuesta

Simmons dice que una de las grandes preguntas que aún quedan se refiere a cómo influye el contexto social en los deseos.

“Estamos empezando a comprender cómo el boca a boca moldea las preferencias y las modas, pero aún queda mucho que aprender”, dijo.

Conley, sociólogo de la NYU, argumenta que este tipo de preguntas necesitan experimentos cuidadosamente diseñados y la buena voluntad de científicos sociales, psicólogos y neurocientíficos para trabajar juntos y llegar a respuestas interdisciplinarias.

Para esto, necesitamos juntar físicamente estas disciplinas, concede Simmons. Estos científicos tienen que empezar a asistir a las mismas conferencias, publicar en las mismas revistas y hablar el mismo lenguaje, dijo.

Esto es, por supuesto, suponiendo que estas preguntas puedan contestarse en última instancia, apunta Conley.

“Podría ser como la física cuántica — podría no tener respuesta”, dijo Conley.


Autor: Melinda Wenner
Fecha Original: 15 de agosto de 2007
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Estrella a la velocidad de una bala deja un enorme surco en el cielo

El Explorador de Evolución de la Galaxia de la NASA ha observado una cola similar a la de los cometas sorprendentemente grande tras una estrella que surca el espacio a velocidades supersónicas. La estrella, llamada Mira por la palabra en latín para “maravilloso”, ha sido una de las favoritas de los astrónomos durante unos 400 años. Es una estrella gigante roja antigua que se mueve rápidamente y arroja masivas cantidades de material de su superficie.

Un nuevo mosaico ultravioleta del Explorador de Evolución de la Galaxia de la NASA muestra una estrella veloz que deja tras de sí un enorme rastro de “semillas para nuevos sistemas solares. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

El Explorador de Evolución de la Galaxia, situado en el espacio, escaneó la popular estrella durante su investigación en curso por todo el cielo en luz ultravioleta. Los astrónomos advirtieron lo que parecía ser un cometa con una descomunal cola. De hecho, el material que sale de Mira forma una estela de 13 años luz de largo, o unas 20 000 veces la distancia de Plutón al Sol. Nunca se había visto algo semejante alrededor de una estrella.

“Me quedé impactado cuando vi por primera vez esta enorme y completamente inesperada cola tras esta bien conocida estrella”, dijo Christopher Martin del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, California. “Era sorprendente cómo la cola de Mira repetía a las enormes escalas interestelares de las estelas de los aviones de propulsión a chorro o de las estelas de turbulencia dejabas por una lancha motora”. Martin es el investigador principal del Explorador de Evolución de la Galaxia, y autor principal de un artículo de Nature que aparecerá hoy acerca del descubrimiento. Para ver la extravagante estrella visita http://www.nasa.gov/mission_pages/galex/20070815/a.html.

Los astrónomos dicen que la cola de Mira ofrece una oportunidad única de estudiar cómo las estrellas como nuestro Sol mueren y finalmente siembran nuevos sistemas Solares. Conforme Mira sigue volando, su cola arroja carbono, oxígeno y otros elementos importantes necesarios para las nuevas estrellas, planetas y posiblemente incluso para la formación de la vida. Este material de la cola, visible ahora por primera vez, se ha estado liberando durante los últimos 30 000 años.

“Este es un fenómeno completamente nuevo para nosotros, y aún estamos en el proceso de comprender la física que lo envuelve”, dijo el coautor Mark Seibert de los Observatorios de la Institución Carnegie de Washington en Pasadena. “Esperamos ser capaces de leer en la cola de Mira como en un libro para aprender sobre la vida de la estrella”.

Haces miles de millones de años, Mira era similar a nuestro Sol. Con el tiempo, comenzó a hincharse en lo que llamamos una gigante roja variable –una estrella inflada y pulsante que periódicamente aumenta su brillo lo bastante como para verla a simple vista. Mira finalmente expulsará todo el gas que le quede al espacio, formando una cobertura de colores llamada nebulosa planetaria. La nebulosa se apagará con el tiempo, dejando sólo en núcleo extinguido de la estrella original, que entonces será conocido como enana blanca.

Fotograma de una animación artística que ilustra a Mira volando a través de la galaxia a velocidades supersónicas, dejando un rastro de 13 años luz de longitud de material brillante en su estela. Crédito de la animación: NASA/JPL-Caltech

Comparada con otras gigantes rojas, Mira viaja inusualmente rápido, posiblemente debido al impulso gravitatorio de otras estrellas por las que ha pasado a lo largo del tiempo. Ahora mismo vuela a 130 kilómetros por segundo. Corriendo junto a Mira hay una pequeña y distante compañera que se piensa que es una enana blanca. La pareja, también conocidas como Mira A (la gigante roja) y Mira B, orbitan lentamente una alrededor de la otra conforma viajan juntas en la constelación de la Ballena a 350 años luz de la Tierra.

Además de la cola de Mira, el Explorador de Evolución de la Galaxia también descubrió un arco de choque, un tipo de acumulación de gas caliente frente a la estrella, y dos sinuosos flujos de material saliendo del frente y la espalda de la estrella. Los astrónomos piensan que el gas caliente del arco de choque está calentando el gas que sale de la estrella, provocando su fluorescencia en luz ultravioleta. Este material brillante entonces se arremolina tras la estrella, creando una estela de turbulencia en forma de cola. El proceso es similar al rastro dejado por una lancha motora, o el rastro de humo de una locomotora de vapor.

El hecho de que la cola de Mira sólo luzca en luz ultravioleta podría explicar por qué otros telescopios no la han visto. El Explorador de Evolución de la Galaxia es muy sensible a la luz ultravioleta y también tiene un campo extremadamente amplio de visión, permitiéndole escanear el cielo en busca de actividad ultravioleta inusual.

“Es sorprendente descubrir una característica tan importante y grande en un objeto que ha sido conocido y estudiado durante más de 400 años”, dijo James D. Neill de Caltech. “Esta es exactamente el tipo de sorpresa que viene de una misión de investigación como el Explorador de Evolución de la Galaxia”.

Caltech lidera la misión del Explorador de Evolución de la Galaxia y es responsable de las operaciones científicas y el análisis de datos. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, también en Pasadena, dirige la misión y construye los instrumentos científicos. Caltech dirige el JPL para la NASA. La misión fue desarrollada bajo el Programa de Exploradores de la NASA dirigida por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Los ivnestigadores patrocinados por la Universidad de Yonsei en Corea del Sur y el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) de Francia colaboraron en este misión.

Imágenes e información adicional sobre el Explorador de Evolución de la Galaxia en http://www.nasa.gov/galex y http://www.galex.caltech.edu .


Autor: Grey Hautaluoma / Whitney Clavin
Fecha Original: 15 de agosto de 2007
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Resuelto el misterio de las jóvenes estrellas calientes

La mayoría de las estrellas recién nacidas son unas glotonas, alimentándose del gas y polvo que quedan tras su nacimiento.

Aunque esta actividad de acreción duplica la temperatura de la superficie de las estrellas incendiando el material, misteriosamente se atenúa la emisión de rayos-X de alta energía.

La Nube Molecular de Tauro en infrarrojo, revelando las vastas regiones de formación estelar nás cercanas a la Tierra. La nube contiene unas 400 estrellas jóvenes. Crédito: Five College Radio Astronomy Observatory/Gopal Narayanan/Mark Heyer

“Las estrellas en acreción tiene tres veces menos emisiones de rayos-X que las estrellas que no acumulan material, lo cual parece poco usual”, dijo Kevin Briggs, astrofísico en el Instituto Tecnológico Federal Suizo en Zurich, Suiza.

Ahora Briggs y varios equipos de investigadores han descubierto por qué los perfiles de rayos-X de algunas estrellas son tan débiles: Las nebulosas que rodean a la joven estrella absorbe la energía extra producida al caer en ella.

El descubrimiento da a los astrónomos una mejor visión de las primeras etapas de la vida estelar.

Filtros en llamas

Briggs explicó que el polvo y gas que rodea a las jóvenes estrellas actúa como el filtro de luz de una cámara, donde el gas absorbe los rayos-X y el polvo la luz visible.

Aunque si ambos materiales que rodean a las jóvenes y energéticas estrellas son muy densos – y absorben la mayoría de la energía creada – Briggs dijo que el equipo se preguntó por qué las estrellas eran tan tenues.

Los filtros resultó que estaban en llamas.

“El polvo se calienta tanto por la radiación de la estrella que se evapora antes de que caiga en la estrella”, dijo Manuel Guedel, también astrofísico en el Instituto Tecnológico Federal Suizo.

Cuando el polvo y gas aguardan a ser engullidos por la joven estrella, explicó Briggs, brillan como el plasma caliente e imitan la apariencia de la superficie de la estrella.

Creación por choques

Briggs dijo que repetidos “choques” de energía crearon los rayos-X de las jóvenes estrellas, y que hay dos recetas para fabricarlos.

El primer tipo de choque se produce cuando el gas y polvo caen en la estrella y golpean su superficie a casi 1 080 000 kph. “El impacto contra la superficie de la estrella puede producir los choques de alta energía”, dijo Briggs.

El segundo tipo de choque de rayos-X en las estrella jóvenes se produce cuando el polvo y gas es lanzado desde los polos de la estrella.

“Esto sucede cuando los materiales de movimiento rápido capturan materiales de movimiento lento y colisionan”, dijo Briggs. Pero la naturaleza se inclina hacia la variedad con sus estrellas jóvenes de choque. “Lo que en realidad hemos visto es ambos tipos en estas estrellas”, comentó.

Debido a que la comida estelar de polvo y gas absorben la mayor parte de la producción de rayos-X de las estrellas jóvenes, el equipo piensa que los pocos rayos-X que puedan detectarse pueden estar originados a partir de los choques emitidos por los chorros estelares.

“Esta emisión debe provenir del exterior de los flujos de acreción”, dijo Guedel. Los equipos observaron 400 jóvenes estrellas en la constelación de Tauro para descubrir sus hallazgos, los cuales se detallan en un reciente ejemplar de la revista Astronomy and Astrophysics.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 14 de agosto de 2007
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Vida en el espacio – Nueva Teoría

Recientes investigaciones en el interior de los cometas muestran de una forma abrumadora la probabilidad de que la vida comenzara en el espacio, de acuerdo con una nueva investigación de los científicos de Cardiff.

Impresión artística de la sonda cometaria Dep. Impact

La Profesora Chandra Wickramasinghe y sus colegas del Centro de Cardiff para Astrobiología han argumentado desde hace tiempo a favor de la panspermia – la teoría que dice que la vida comenzó en el interior de los cometas y que entonces se dispersó a los planetas habitables de toda la galaxia. Un reciente documental de la serie de la BBC Horizon esbozó el desarrollo de la teoría.

Ahora el equipo afirma que los hallazgos de las sondas espaciales enviadas a investigar cometas revelan cómo pudieron haber empezado los primeros microorganismos.

La misión de 2005 Deep Impact al cometa Tempel 1 descubrió una mezcla de partículas orgánicas y de arcilla dentro del cometa. Una teoría para los orígenes de la vida propone que las partículas de arcilla actuaron como catalizadores, convirtiendo simples moléculas orgánicas en estructuras más complejas. La Misión Stardust de 2004 al cometa Wild 2 encontró un rango de moléculas de hidrocarburos más complejas – potenciales componentes básicos de la vida.

El equipo de Cardiff sugiere que los elementos radiactivos pueden mantener el agua en forma líquida en el interior de los cometas durante millones de años, haciéndolos potencialmente unas “incubadoras” ideales para la vida. También apuntan que los miles de millones de cometas en nuestro sistema solar y en toda la galaxia contienen muca más arcilla de la que había en la joven Tierra. Los investigadores calcularon las posibilidades de que la vida comenzase en la Tierra en lugar de en el interior de un cometa en 1024 contra uno.

La Profesora Wickramasinghe dijo: “Los hallazgos de las misiones a cometas, que sorprendieron a muchos, refuerzan el argumento de la panspermia. Ahora tenemos un mecanismo por el cual la vida pudo haber tenido lugar. Todos los elementos necesarios – arcilla, moléculas orgánicas y agua – están allí. La mayor escala temporal y la mayor masa de los cometas hacer abrumadoramente superior la posibilidad de que la vida comenzase en el espacio en lugar de en la Tierra”.

El nuevo artículo, The Origin of Life in Comets (El origen de la vida en los cometas), por la Profesora Wickramasinghe, el Profesor Bill Napier y el Dr. Janaki Wickramasinghe será publicado en breve por International Journal of Astrobiology.



Fecha Original: 14 de augosto de 2007
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Los indios se adelantaron 250 años al descubrimiento de Newton

Una escuela poco conocida de eruditos en el sureste de la India descubrió uno de los principios modernos de las matemáticas cientos de años antes que Newton de acuerdo con una nueva investigación.

El Dr. George Gheverghese Joseph de la Universidad de Manchester dice que la “Escuela de Kerala” identificó las “series infinitas” – uno de los componentes básicos del cálculo – hacia el año 1350.

El descubrimiento, actual – y equivocadamente – es atribuido en los libros de texto a Sir Isaac Newton y Gottfried Leibnitz a finales del siglo XVII.

El equipo de las Universidades de Manchester y Exeter revela que la Escuela de Kerala también descubrió lo que sumaban las series de Pi y lo usaron para calcular valores correctos de Pi con 9, 10, y más tarde 17 posiciones decimales.

Y hay una prueba circunstancial fuerte de que los indios pasaron sus descubrimientos a los misioneros Jesuitas con conocimientos matemáticos que visitaron la India durante el siglo XV.

Tal conocimiento, argumentan, pudo finalmente haber pasado a manos del mismo Newton.

El Dr. Joseph hizo estos hallazgos mientras filtraba oscuros papeles indios para una tercera edición aún no publicada de su libro ‘The Crest of the Peacock: the Non-European Roots of Mathematics’ (La cresta del pavo real: Las raíces no europeas de las matemáticas) por Princeton University Press.

Dijo: “Los inicios de las matemáticas modernas se ven normalmente en los logros europeos pero los descubrimientos en la India medieval entre los siglos XIV al XVI han sido ignorados u olvidados.

“La brillantez del trabajo de Newton a finales del siglo XVII no tiene objeción – especialmente cuando llegó al algoritmo del cálculo”.
“Pero otros nombres de la Escuela de Kerala, especialmente Madhava y Nilakantha, deberían estar hombro con hombro con él dados sus descubrimientos de otros grandes componentes del cálculo – las series infinitas.

“Hay muchas razones por que las la contribución de la Escuela de Kerala no ha sido reconocida – una primera razón es el rechazo a las ideas científicas que provienen del mundo no europeo – un legado del colonialismo europeo y más allá.

“Pero también hay poco conocimiento sobre la forma medieval del lenguaje local de Kerala, el Malayalam, en el cual está escrita gran parte de los textos originales, tales como el Yuktibhasa, y documentación de estos notables matemáticos”.

Añadió: “Por alguna insondable razón, el estándar de las pruebas requeridas para afirmar la transmisión de conocimiento del Este al Oeste es mayor que el estándar de pruebas para del Oeste al Este.

“Ciertamente es difícil imaginar que el Oeste abandonase una tradición de 500 años de importar conocimiento y libros de la India y el mundo islámico.

“Pero hemos encontrado pruebas que van más allá de esto: por ejemplo, hubo muchos oportunidades de recopilar la información cuando los jesuitas europeos se presentaron en el área en aquella época.

“Se les enseñó a los que tenían un conocimiento amplio de matemáticas y estaban bien versados en las lenguas locales”.

“Y hubo una gran motivación: el Papa Gregorio XIII estableció un comité para modernizar el calendario Juliano.

“En el comité estaba el jesuita alemán astrónomo/matemático Clavius que repetidamente solicitaba información sobre cómo la gente construía calendarios en otras partes del mundo. La Escuela de Kerala era indudablemente un líder en esta área.

“De forma similar había una creciente necesidad de unos mejores métodos de navegación incluyendo mantener unos tiempos precisos en los viajes de exploración y se les ofreció grandes premios a los matemáticos que se especializaban en astronomía.

“De nuevo, hubo muchas peticiones de información a lo largo de todo el mundo por parte de los principales investigadores jesuitas de Europa. Los matemáticos de Kerala tenían una enorme habilidad en esta área”.


Autor: Mike Addelman
Fecha Original: 13 de agosto de 2007
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¿Por qué hay animales de transición?

La evolución es una historia de cambios graduales, pero algunas alternancias animales parecen haber avanzados a saltos y rebotes.

El antiguo pez de cuatro miembros salió del mar. Los dinosaurios, insectos, y mamíferos tomaron el aire. Nuestros parientes más cercanos enderezaron sus espaldas y comenzaron a andar erectos sobre dos piernas.

Pero ¿qué hizo todo esto? Charles Darwin nos enseñó que la evolución no tiene una dirección. En lugar de esto, las criaturas vivas explotan los recursos que ya están disponibles para ellos. Por lo que la respuesta nos esquiva allí.

“Para Darwin, la evolución de las formas transitorias fue durante un tiempo una de las preguntas más controvertidas respecto a esta teoría”, dijo el biólogo de la Universidad de West Chéster, Frank Fish.

En “The Origin of Species (El Origen de las Especies)” Darwin especuló sobre cómo la selección natural podría transformar a un mamífero en una ballena. Desde entonces, los científicos han hallado pruebas para explicar estos animales de transición en los registros moleculares de los fósiles, así como en los análisis energéticos, pero la historia completa aún está por descubrir.

En las profundidades

Por ejemplo, cómo los mamíferos terrestres se mudaron de nuevo al agua y evolucionaron en ballenas, focas y manatíes continúa extrañando a Fish y sus colegas.

“¿Simplemente cayeron al agua los ancestros amantes de la tierra de estos grupos acuáticos, fueron dirigidos por el hambre o la búsqueda de seguridad escapando de los predadores?”, pregunta. “La presión selectiva debió ser extrema dado que estos nuevos mamíferos semi-acuáticos no podían nadar de forma eficiente y habrían tenido grandes demandas de energía para su termorregulación en un medio altamente conductivo térmicamente”.

Los estudios llevados a cabo por Fish sobre la demanda de energía de nadar ha demostrado que la transición locomotora de los mamífero que gateaban en tierra a las ballenas nadadoras, manatíes y delfines vino a partir de una secuencia de cambios morfológicos. Esta transición a vivir en el mar involucró cambios desde usar los miembros como remos a un cuerpo ondeante con una cola oscilante, tales como la aleta horizontal de la cola de las ballenas modernas.

Cuando los ancestros de las ballenas, delfines y manatíes cambiaron su forma de nadar de remar con las patas a gráciles movimientos de la cola, dijo Fish, su rendimiento natatorio mejoró y usaron la energía de forma más eficiente.

Con el nuevo descubrimiento de fósiles de ballenas, los científicos sólo recientemente han sido capaces de estudiar la eficiencia de nadar sin miembros. Sin embargo, sólo los huesos no pueden contarnos toda la historia de por qué los mamíferos perdieron sus miembros en el agua.

“Dado que sólo se preservan los huesos, aún no sabemos cuando estas formas transitorias comenzaron a aislar el cuerpo con grasa y como el cambio en el diseño de las colas para generar mayor fuerza de propulsión de forma más eficiente para una mayor velocidad en el nado”, dijo Fish a LiveScience.

“Las primeras ballenas como el Ambulocetus muy probablemente volvieron al agua”, dijo el paleontólogo del Museo Americano de Historia Natural, Jack Conrad, debido a que el agua libre de grandes cocodrilos de aquella época representaba una fuente sin explotar.

“Estas primeras ballenas básicamente jugaban al mismo juego que los cocodrilos: Esperar a que llegase algo a beber y entonces arrastrarlo al agua para comer”, dijo Conrad. “Este es también el mismo juego de los primeros vertebrados en tierra, los primeros anfibios y los primeros parientes de los cocodrilos y dinosaurios. Estos animales no estaban necesariamente “en el camino” de ser nada; eran exactamente los idóneos para el lugar en que estaban”.

Pérdida de las piernas

No sólo es más eficiente nadar sin miembros, cavar sin piernas también es mejor, y esto eleva preguntas sobre los giros y vueltas de la evolución reptiliana.

“Si eres un buen excavador con la cabeza, los brazos y las piernas simplemente estorban”, dijo Conrad. “Tienes que hacer agujeros más amplios para que encajen tus brazos y piernas, lo cual crea una resistencia cuando te desplazas a través de agujeros”.

Por ejemplo, aunque los científicos saben que las serpientes pueden cavar más eficientemente sin brazos ni piernas, sigue siendo un misterio cómo perdieron sus miembros.

Así como las primeras ballenas se aprovecharon de los recursos no explotados de las aguas libres de cocodrilos, las primeras serpientes deben haberse aprovechado de los rasgos transitorios de sus parientes.

Pero, ¿qué parientes de cuatro patas y sus rasgos familiares llevaron a la transición de las serpientes sin patas? Conrad explica que los científicos han llegado a tres candidatos — las iguanas, los varanos y los escincos — como los parientes más probables para haber hecho el camino hacia la deslizante serpiente.

Las pruebas de ADN han señalado a las iguanas y camaleones como los parientes más cercanos de las serpientes. Pero algunos científicos apuntan que los cuerpos alargados y las lenguas viperinas de los varanos son signos de que, a lo largo del tiempo, las serpientes evolucionaron de algún varano. Incluso otros sugieren que las patas cortas o inexistentes de 800 especies de escincos son pistas de dónde se originaron las serpientes sin miembros.

Entre los huecos de las pruebas moleculares y fósiles, los científicos sólo pueden hacer educadas suposiciones por ahora sobre cuándo y cómo se perdieron las patas de las serpientes en las historia evolutiva.

“Es como reunir un puzzle realmente grande con sólo un cuarto de las piezas y tratar de imaginarse todo el dibujo”, dijo Conrad a LiveScience. “Encuentras tentadoras migajas que te llevan en de una dirección y otras que te llevan hacia otro lado”.

Mantenerse erecto

Las piezas del puzzle encajaron recientemente para un equipo de científicos que estudiaron por qué nuestros ancestros más cercanos dejaron de caminar sobre cuatro patas.

El antropólogo biológico Herman Pontzer de la Universidad de Washington en St.Louis y sus colegas encontraron que andar sobre dos patas costaba a los humanos sólo un cuarto de la energía usada por los chimpancés en su andar sobre los nudillos a cuatro patas. El grupo midió el oxígeno quemado por cinco chimpancés y cuatro personas conforme andaban en una sobre una cinta. Los hallazgos fueron detallados en el ejemplar del 16 de julio de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

En general, los chimpancés ejercen más energía que los humanos. Pero un chimpancé, con una zancada más larga que sus compañeros chimpancés, era más eficiente andando erecto. Pontzer supone que la variación vista entre los cinco chimpancés en su estudio es similar a la que existe en la vida salvaje. Algunos chimpancés nacen con piernas más largas que otros.

En el registro fósil, el equipo de investigación encontró pruebas de cambios en la longitud de las piernas y estructura pélvica que pudo haber facilitado el caminar sobre dos patas a algunos chimpancés, como se vio en el otro estudio.

“La variación es un primer paso con el cual la evolución pudo seleccionar el bipedismo”, dijo Pontzer a LiveScience. “No sólo tenemos un sistema que podemos comprender, sino que nos muestra cómo la evolución pudo haber jugueteado con la variación”.


Autor: Corey Binns
Fecha Original: 14 de agosto de 2007
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