Ciencia Kanija

La luna volcánica de Júpiter, Ío está cubierta por una fina atmósfera, pero cuántos volcanes y trozos de gas helado contribuyen a su atmósfera es algo que ha intrigado a los científicos durante décadas.

Imagen compuesta de Io, la luna de Júpiter. Los penachos volcánicos de gas de dióxido de azufre expelidos cientos de kilómetros en el espacio, tal y como los ve la nave New Horizons. Tal actividad es una pequeña parte de la atmósfera inmediata de la luna, pero finalmente se congela y se acumula en reservas de material. Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

La nave New Horizons documentó recientemente la aurora brillante de la luna, dando una opción a los investigadores de resolver el misterio atmosférico.

Ío es el objeto más volcánicamente activo del Sistema Solar. La apariencia picada y colorida de la luna no es muy distinta a la de una pizza pepperoni.

“Ío es volcánicamente activo, y tal vulcanismo es finalmente la fuente de material para la atmósfera de dióxido de azufre de Ío”, dijo Kurt Retherford, científico espacial del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. “Pero la contribución relativa de las columnas volcánicas y la sublimación de los hielos depositados cerca de las columnas han permanecido como una incógnita durante casi 30 años”.

Los volcanes de Io expulsan dióxido de azufre, el cual es un gas que huele a cerillas recién encendidas y forma casi el total de la atmósfera de la luna. Conforme Ío rota de la luz del día a la oscuridad, helando las amarillentas rocas por debajo de –143º C, el gas se congela en un sólido, muy similar al hielo seco (gas de dióxido de carbono congelado).

“La atmósfera en este punto colapsa de tal forma que todo lo que queda como suministro de la atmósfera son los volcanes”, dijo Retherford.

Debido a que el gas volcánicos de Io se mantiene lo bastante cálido como para no helarse y crea auroras brillantes, los científicos creen que serían capaces de descubrir cuanto aportan los volcanes a la atmósfera de Io midiendo las auroras en la noche de la luna.

Aproximadamente entre el 1 y el 3 por ciento de la atmósfera de la zona del día de Ío resultó estar creada por los volcanes. El resto está generada por dióxido de azufre congelado en gas, el cual, a lo largo de eones, se ha acumulado en la superficie de Ío.

New Horizons usó su espectrógrafo ultravioleta para captar las imágenes de las auroras de Io en el camino de la nave hacia Plutón, que los científicos de la misión esperan que alcance en 2015. Los hallazgos de Retherford y sus colegas basados en los datos de Alice se detallaron en un reciente ejemplar de la revista Science.

La implicación pública en el Gran Colisionador de Hadrones, un acelerador de partículas que está siendo construido en Suiza, ha recibido un impulso con el relanzamiento del proyecto LHC@home, el cual permite a los usuarios donar tiempo de su ordenador para los proyectos de computación de LHC.

Los investigadores esperan que el proyecto les ayude a afinar con precisión el LHC para arrojar luz sobre lo que es la materia oscura y por qué las partículas tienen masa.

LHC@home ha funcionado esporádicamente desde 2004 como una forma de donar tiempo de cálculo de su ordenador, por parte de los usuarios de todo el mundo, para ayudar a los científicos a realizar el trabajo relacionado con el LHC.

Está modelado bajo el popular software de SETI@home, el cual trabaja como salvapantallas y aprovecha los tiempos de inactividad de los ordenadores de millones de voluntarios de todo el mundo para ayudar en la búsqueda de observaciones de radio para buscar potenciales transmisiones alienígenas.

El LHC, preparado para su puesta en marcha en mayo de 2008, estudiará el comportamiento de la materia a muy altas energías. Los físicos esperan contestar a respuestas fundamentales, tales como por qué las partículas están dotadas de masa. También puede ayudar a arrojar luz sobre misterios de la astronomía, como el origen de la materia oscura.

Ahora el proyecto ha sido relanzado de nuevo tras la mudanza de las oficinas centrales del CERN en Ginebra, Suiza, a Queen Mary, Universidad de Londres en el Reino Unido.

Rutas de partículas

Los científicos han estado usando el poder de cómputo de LHC@home para simular las rutas precisas de los protones cuando se aceleran en el anillo en el corazón del LHC.

Esta información está siendo usada para diseñar la mejor configuración para los imanes que controlan las rutas de las partículas. “Los imanes pueden tener una gran cantidad de distintas configuraciones de voltajes, corrientes y temperaturas”, dice Alex Owen de Queen Mary, Universidad de Londres, que dirige el proyecto. “Todo esto afecta al camino exacto de las partículas”.

Para crear colisiones de alta energía, los protones deben evitar colisiones con los muros del anillo conforme aceleran dentro del mismo en direcciones opuestas antes de impactar entre sí.

El programa LHC@home ha sido ejecutado por aproximadamente 40 000 personas y los resultados ya están teniendo su impacto. “Los resultados de esta iniciativa están realmente marcando una diferencia, proporcionándonos nuevas pistas sobre cómo funcionará el LHC”, dice el jefe de proyecto del LHC Lyn Evans.

Futuros proyectos que usen LHC@home pueden incluir el cálculo de los movimientos de partículas dentro de los detectores del LHC y la simulación de colisiones entre partículas. “Esta es una gran forma de que el público se implique en ayudarnos”, dijo Owen a New Scientist. “Obviamente también es bueno para nosotros, dado que conseguimos recursos de cómputo de forma gratuita”.

Pueden acceder al foro de Astroseti dedicado al proyecto LHC@Home desde aquí. Y a toda la información sobre el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) publicada en Astroseti, desde aquí.

Autor: David Shiga
Fecha Original: 15 de octubre de 2007
Enlace Original

Cómo la ciencia curiosa sobre las rarezas cotidianas arroja nuevas visiones

Usando tu dedo índice, traza una Q mayúscula en tu frente. ¿Hacia qué lado quedó inclinada la coma de la Q?

Qué cosa tan rara para pedirle a la gente que lo haga. Explorar cosas raras y por qué la gente cree en ellas, sin embargo, es lo que hago para ganarme la vida. Acercarnos a la ciencia desde los márgenes nos permite hacer un contraste entre lo normal y lo paranormal, lo natural y lo sobrenatural, y lo anómalo y lo habitual. El maestro en someter el misterio a pruebas experimentales – el hombre al que yo llamo el “Destrozamitos del Pensamiento Mágico” – es el psicólogo de la Universidad de Hertfordshire, Richard Wiseman. Su nuevo libro, Quirkology: How We Discover the Big Truths in Small Things (Rarología: Cómo descubrimos grandes verdades en cosas pequeñas) (Basic, 2007) , presenta el resultado de sus numerosos (y a menudo hilarantes) experimentos sobre todos los temas peculiares.

Por ejemplo, Wiseman explica que la prueba de la Q es una medida rápida de la “auto-observación”. Los que tienen gran auto-observación tienden a dibujar la letra Q con la coma hacia la izquierda, por lo que alguien que esté frente a ellos puede leerla. Por temperamento, tienden a enfocar hacia fuera: están preocupados por cómo los verá el resto de gente, disfrutando de ser el centro de atención y adaptando sus acciones para acomodarse a la situación. También son hábiles manipulando a otras personas, dice Wiseman, lo que les hace buenos mentirosos. Y al autoengaño, aparentemente, lo cual descubre estas personas cuentan de lo que se supone que mide el experimento – dado que los que tienen gran “auto-observación” tienden a afirmar (y aparentemente creer) que trazan la Q en dirección opuesta a como realmente la trazan.

Si eso no es lo bastante raro, Wiseman pasó una vez un día en la estación de ferrocarril de Londres de King’s Cross preguntando lo siguiente a individuos y parejas que se fundían en un apasionado abrazo:

“Perdone, ¿le importaría participar en un experimento de psicología? ¿Cuántos segundos han pasado desde que dije “Perdone”?” Wiseman descubrió que los enamorados subestimaron significativamente el paso del tiempo. En otras palabras, como los poetas ya sabían, el tiempo pasa más rápido cuando estás enamorado.

Las anomalías paranormales han estado durante mucho tiempo en el objetivo del arco experimental de Wiseman. Para probar la psicología de las experiencias con fantasmas, por ejemplo, Wiseman pasó 10 días en Hampton Court Palace en Londres, teniendo a gente andando alrededor de sitios específicos y describiendo cualquier experiencia extraña. Descubrió que la gente que tiene una imaginación vívida y son fácilmente hipnotizables informaron de una presencia sensible y un sentimiento de preocupación en los mismos sitios exactos en los que aquellos con menos imaginación no habían informado de nada. En un estudio relacionado, el colega psicólogo de Wiseman, James Houran de la Universidad del Suroeste de Illinois tenía a sujetos andando por un cine abandonado y describiendo cómo se sentían. Un grupo de sujetos dijo que el edificio estaba encantado, y el otro grupo dijo que estaba siendo renovado. El grupo “encantado” informó significativamente de más experiencias inusuales que el otro grupo.

En la búsqueda de una explicación normal para tales enigmas aparentemente paranormales, Wiseman llevó a cabo un experimento en una sala de conciertos de Londres en la cual tuvo a los participantes escuchando y evaluando la experiencia emocional de la interpretación del aclamado pianista ruso GéNIA. En dos momentos distintos de la interpretación, Wiseman silbó en frecuencias de infrasonidos extremadamente bajas que son inaudibles para el oído humano pero que provocan un sentimiento de vibración interna en la cabeza y el pecho que puede interpretarse de una forma profundamente emotiva. (La NASA probó en una ocasión ondas de infrasonidos en astronautas para medir el efecto de los motores de los cohetes durante el lanzamiento). Encontró que el 22 por ciento de los 400 individuos notaron experiencias inusuales durante las condiciones de infrasonidos, informando de sentimientos tales como “temblores en mi muñeca, un sentimiento raro en el estómago”; “ritmo cardiaco incrementado, palpitaciones en los oídos, ansiedad”; “sentir como si estuviese en un jet antes de despegar”; y “tensión preorgásmica en brazos y cuerpo, pero no en las piernas”.

Otras rarezas de las que informó Wiseman incluyen por qué hay un número desproporcionado de biólogos marinos llamados Dr. Fish (resulta que el nombre importa, en inglés Fish significa Pez); el mejor eslogan de una solicitud de donaciones (añadir “incluso un penique ayuda” dobla el ratio de donaciones); las mejores frases para ligar (no el aburrido “¿Vienes por aquí a menudo?” sino el estúpido “Si fueses un ingrediente de pizza, ¿cuál serías?”); los anuncios personales más efectivos (una razón de 70 a 30 entre “este soy yo” y “esto es lo que estoy buscando”); y el chiste más divertido del mundo: “Dos cazadores están en el bosque cuando uno de ellos cae desplomado…”, el cual terminaré el mes que viene, cuando explique qué revelan la extrañómica y la rarología revelan sobre como funciona realmente la ciencia.

Entre los científicos está ampliamente extendida la creencia de que no existe algo como el éter – un medio que impregna todo el espacio y permite que las ondas de luz se propaguen, de forma similar a cómo el sonido necesita del agua o el aire. Un grupo de físicos de la Universidad de Maryland (UM) han propuesto un giro moderno del viejo éter y lo han usado para hacer nuevas mediciones precisas sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones.

Los físicos pensaron una vez que las ondas de luz se propagaban en un medio especial, el “éter luminífero”. Esto implica que la velocidad de la luz dependería del marco de referencia del observador, pero los experimentos realizados en los inicios del siglo XX establecieron que la luz en el vacío siempre viaja a la misma velocidad, independientemente del marco de referencia. La Teoría Electromagnética de la Luz de Maxwell, junto con el descubrimiento de Einstein de la Relatividad Especial, proporcionó la explicación: No existe tal éter, y todos los marcos de referencia son equivalentes.

El grupo de la UM propone, sin embargo, que el concepto de éter aún podría tener un lugar en la física: no representando un medio para las ondas de luz, sino un marco de referencia preferido universal que es físico en la naturaleza. Como tal – aunque el nuevo éter mantiene el espíritu del antiguo – existen pocas similitudes entre los dos.

Los investigadores de la UM – Christopher Eling, Ted Jacobson, y Coleman Miller – describen su éter como un estado preferido de reposo en cada punto del espacio-tiempo. Este estado preferido no sería el resultado de algo conocido, como un campo gravitatorio o la radiación de fondo cósmica, sino que puede, según dicen, surgir de la estructura del espacio vacío en la Teoría de la Gravedad Cuántica.

El éter viola la simetría de Lorentz, el principio que afirma que las leyes de la física deben tener la misma forma no importa el marco de referencia. En otras palabras, si una persona deja caer una pelota en su casa, en un tren en movimiento, o en un cohete a través del espacio, las leyes de la física que describen el movimiento de la pelota son las mismas en cada marco. Este concepto es una de las bases de la Relatividad Especial.

El equipo de la UM dice que su trabajo proporciona un marco de trabajo en el cual probar si la relatividad se mantiene en un contexto de campos gravitatorios muy potentes. En situaciones de “campo débil” – tales como la curvatura gravitatoria de la luz y las órbitas de los planetas alrededor del Sol – los experimentos han reforzado la gravedad en la física gravitatoria. Pero los experimentos para estudiar la relatividad donde la gravedad es mucho más fuerte, como en una estrella de neutrones, aún no son lo bastante precisos, debido tanto a lo limitado de las observaciones como al conocimiento incompleto de las propiedades de la materia nuclear densa.

El equipo de la UM usó el nuevo éter para realizar predicciones concretas sobre las estrellas de neutrones que difieren de las generadas por la Relatividad General, la Teoría de la Gravedad de Einstein. Los cálculos del grupo demuestran que la masa máxima de una estrella de neutrones sería menor que en la relatividad general y el incremento en la longitud de onda, o “desplazamiento al rojo”, experimentado por los fotones emitidos desde la superficie de la estrella deben ser un 10 por ciento más.

“Nuestras predicciones cuantitativas permiten que las violaciones de la relatividad en campos fuertes sean caracterizadas y probadas en el entorno gravitatorio extremo de una estrella de neutrones”, dijo Jacobson a PhysOrg.com.

Próximos experimentos que pueden proporcionar más pistas en las situaciones de gravedad relativamente fuerte incluyen detectores de rayos-X capaces de rastrear el movimiento de elementos en discos alrededor de agujeros negros, los cuales definirán la forma del espacio-tiempo alrededor de un agujero negro; detectores altamente sensibles tanto en tierra como en el espacio que “verán” ondas gravitatorias; y dispositivos que darán mejores medidas de las masas de estrellas de neutrones y el desplazamiento al rojo de fotones emitidos desde sus superficies cuando escapan del campo gravitatorio de la estrella.

Esta investigación se discute en el ejemplar del 17 de agosto de 2007 de la edición on-line de Physical Review D. En su trabajo anterior sobre el tema, el grupo de la UM llevó a cabo un análisis similar de los agujeros negros no giratorios, y encontraron que las desviaciones de la Relatividad General serían muy difíciles de detectar. Dicen que en el caso de agujeros negros giratorios probablemente producirían efectos más drásticos, pero es más complejo y permanece en espera de ser estudiado.

En una investigación que podría ayudar en las decisiones sobre futuros asteroides en una ruta de colisión con la Tierra, científicos del MIT han determinado por primera vez la composición de un asteroide cercano a la Tierra que tiene una ligerísima posibilidad de algún día impactar con nuestro planeta.

Tal información podría ser útil en la planificación de alguna futura misión espacial para explorar el asteroide llamado Apophis. Y si llega el momento en el que este u otro objeto se dirigiese a un impacto con la Tierra, saber de qué está compuesto podría ser un factor importante al decidir qué hacer con él.

“La caracterización básica es la primera línea de defensa”, dijo Richard P. Binzel, profesor de ciencias planetarias en el Departamento de la Tierra, Atmósfera y Ciencias Planetarias (EAPS). “Tenemos que conocer al enemigo”.

Binzel presentó sus nuevos hallazgos el 9 de octubre en la reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana.

Estudiar la composición de Apophis ha sido un “caso práctico” útil, dijo Binzel, dado que “nunca sabes cuando aparecerá el verdadero” en una colisión con la Tierra. Al determinar la composición de un asteroide que suponga una amenaza, dijo Binzel, “No sabemos cuando llegará la prueba real, pero estaremos listos”.

El 13 de abril de 2029, Apophis pasará relativamente cerca de la Tierra (fallará por unos 35 000 kilómetros). Pero cuando vuelva de nuevo en 2036, existe una ligerísima posibilidad – aproximadamente de una entre 45 000 – de que tengamos una colisión en curso.

Por tanto Binzel, trabajando con los estudiantes graduados de EAPS Cristina Thomas y Francesca DeMeo y otros, han estado usando telescopios terrestres para descubrir todo lo posible sobre la naturaleza del Apophis y otros asteroides. En lugar de ensamblar una misión espacial que llevaría años y costaría millones de dólares, tales observaciones son la mejor forma de descubrir todo lo posible sobre cualquier roca espacial que pueda cruzarse en nuestro camino algún día, dice Binzel.

Usando el telescopio Magallanes en Chile y la Instalación de Telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawai, ahora son capaces de imaginarse de qué está hecho exactamente Apophis. “La composición, creo, está, está precisada”, dijo.

La clave para comprender la composición mineral del asteroide es comprarlo con muestras de material asteroidal que ha sido enviado, libre de carga, a la Tierra, en la forma de los miles de meteoritos que se han recolectado a lo largo de los años.

El análisis espectral – medidas de cómo los meteoritos reflejan distintas longitudes de onda – puede usarse para determinar sus constituyentes minerales exactos. De forma similar, un análisis espectral de la luz reflejada de un asteroide distante muestra las mismas líneas reveladoras que nos enseñan su composición. Comparando los dos tipos de espectros, un asteroide que es sólo un lejano punto de luz puede relacionarse con una pieza de roca espacial en el laboratorio.

Binzel y sus estudiantes fueron capaces de usar tanto espectroscopía de luz visible e infrarrojo para demostrar que Apophis es “encaja bastante bien” en un tipo de meteorito raro, conocido como condrita LL. Estos representan sólo el 7 por ciento de los meteoritos conocidos que caen sobre la Tierra, y son ricos en minerales como piroxeno y olivino, que también son comunes en la Tierra.

“La belleza de haber encontrado un tipo de meteorito que encaja con Apophis es que dado que tenemos medidas de laboratorio para la densidad y fuerza de estos meteoritos, podemos inferir muchas de las mismas propiedades del mismo asteroide Apophis”, dijo Binzel.

Un objeto del tamaño de Apophis (de unos 270 metros de diámetro) podría devastar una región tan grande como Francia, o producir maremotos a lo largo de un amplio área si golpea en el mar. Se han propuesto muchas ideas de cómo tratar con tal amenaza, desde usar bombas, láser o naves espaciales para desplazarlo del camino y romperlo en pedazos cuando aún está lejano. La selección de la mejor forma de actuar puede depender de las características físicas del objeto, incluyendo su composición mineral.

Este trabajo fue patrocinado por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencia.

Hace casi una década, los astrónomos descubrieron la sorprendente existencia de la energía oscura – una misteriosa fuerza que empujaba a las galaxias a separarse y aceleraba la expansión del universo. También conocida como la densidad de energía del vacío, la energía oscura es una propiedad del espacio en sí mismo. Los científicos tienen muchas preguntas sobre la naturaleza de la energía oscura. Una pregunta que pronto puede responderse sería: ¿Es constante la densidad de energía del vacío a lo largo del tiempo cósmico?

Los teóricos Stuart B. Wyithe (Universidad de Melbourne) y Avi Loeb (Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica) sugieren responder a esta pregunta estudiando la distribución de los cúmulos distantes de hidrógeno, los cuales arrojarán pistas sobre la historia de la energía oscura.

“La expectativa más simple es que la densidad de energía del vació es estable a lo largo del tiempo – una “constante cosmológica” – pero necesitamos comprobarlo. Podríamos sorprendernos con la respuesta”, dijo Loeb.

La energía oscura hizo su primera aparición en la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Einstein creía que el universo era estático por lo que insertó una fuerza repulsiva constante en sus ecuaciones para contrarrestar el inexorable tirón de la gravedad de todas las galaxias. Cuando Edwin Hubble halló que el universo se expandía, Einstein descartó la constante cosmológica y se rumoreó que la llamó su “mayor error”.

En 1998, dos equipos de astrónomos descubrieron que el universo se aceleraba, no frenaba bajo el tirón de la gravedad. Resucitaron la constante cosmológica de Einstein en forma de energía oscura. Aunque la energía oscura claramente existe y sus efectos son visibles a los astrónomos, nadie sabe qué la causa o si es realmente constante con el tiempo. “El origen de la energía oscura es el mayor problema sin resolver de la astrofísica”, dijo Wyithe.

Investigando la energía oscura

Para estudiar el comportamiento pasado de la energía oscura, los astrónomos deben observar a las regiones distantes del universo, a una región cuya luz necesita miles de millones de años para llegar hasta la Tierra. A tales grandes distancias, las galaxias aisladas y supernovas – los indicadores usados para estudiar la energía oscura en nuestra vecindad – se hacen casi invisibles. Se necesitan otros indicadores.

Wyithe y Loeb proponen estudiar las emisiones de radio del hidrógeno neutro, cuya longitud de onda se estrecha desde un valor inicial de 21 centímetros debido a la expansión del universo (un proceso llamado desplazamiento al rojo).

Después de que el universo fuese re-ionizado por las primeras galaxias (en algún momento del primer millón de años), una pequeña fracción de hidrógeno permaneció neutro, sobreviviendo en densas bolsas. Los astrónomos no se habían percatado antes de este trabajo de que las señales de 21 cm del hidrógeno restante podrían ser detectables.

Wyithe y Loeb demostraron que, de hecho, los próximos observatorios serán capaces de detectar señales de 21 cm del distantes y joven universo, incluso aunque haya sido ionizado en gran parte. Además, aunque la fuerza de la señal decrece tras la ionización, el ruido también decrece. En principio, la señal de 21 cm del hidrógeno neutro puede medirse desde la época actual hasta un desplazamiento al rojo de z=15, cuando el universo tenía sólo 200 millones de años.

“No existe otra técnica viable para estudiar la energía oscura en grandes desplazamientos al rojo”, afirmó Loeb.

Ondas de sonido universales

En los primeros momentos del universo, pequeñas fluctuaciones en la densidad de energía y presión provocaron oscilaciones, enviando ondas de sonido que se expandieron a lo largo del espacio como olas en un estanque. El tamaño de la última “ola” es de unos 500 millones de años luz de diámetro hoy. Estas ondas de sonido universales están influidas por la estructura a gran escala en la distribución de las galaxias, y, efectivamente, su señal fue detectada en recientes estudios de galaxias en desplazamiento al rojo bajos.

El gas de hidrógeno neutro debería mostrar los mismos patrones de distribución que las galaxias debido a las oscilaciones acústicas primordiales. Estudiando la distribución del hidrógeno a gran escala en el universo joven, los astrónomos pueden aprender cómo la energía oscura influyó en el crecimiento de la estructura en ese crucial primer mil millón de años.

Teóricamente, los instrumentos en construcción como el Conjunto de Campo Amplio Murchison (anteriormente Mileura) (MWA) y sus extensiones futuras podrían detectar las señales de 21 cm del hidrógeno en los primeros 1 a 4 mil millones de años de la historia del universo, correspondientes a desplazamientos al rojo entre 1,5 y 6.

“El amplio rango de desplazamientos al rojo que podemos alcanzar es importante debido a que podemos recuperar la señal a pesar del momento en que se reionizó el universo”, explicó Wyithe.

Dos artículos de revistas describiendo la investigación de Wyithe y Loeb están disponibles on-line en http://arxiv.org/abs/0708.3392 y http://arxiv.org/abs/0709.2955 (el último tiene como coautor a Paul Geil de la Universidad de Melbourne).

Con su sede principal en Cambridge, Massachussets , el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Observatorio e la Universidad de Harvard. Los científicos del CfA, se organizaron en seis divisiones de investigación, estudiando el origen, evolución y destino final del universo.

El primer radiotelescopio dedicado a la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI) ha comenzado formalmente sus operaciones.

El Conjunto del Telescopio Allen dispondrá finalmente de 350 platos (Ilustración: Isaac Gary)

La primera fase del Conjunto del Telescopio Allen( ATA por sus siglas en inglés), que se ha construido cerca de Hat Creek, California, Estados Unidos, ha comenzado a funcionar con 42 antenas de radio. Cuando esté completo, el ATA tendrá 350 platos, cada uno de 6 metros de diámetro.

Hasta ahora, el proyecto SETI ha dependido del tiempo prestado de instrumentos como el telescopio de Arecibo en Puerto Rico, y ha tenido poco control de la extensión y naturaleza de las observaciones.

Sin embargo, el ATA, llamado así por el co-fundador de Microsoft, Paul Allen, quien donó el dinero para el proyecto, permitirá a los astrónomos de SETI explorar los cielos buscando señales de inteligencia extraterrestre 24 horas al día, siete días a la semana. “Esta será la primera vez que tengamos realmente un telescopio con unas características que podemos decidir”, dice Jill Tarter, directora del Centro de Investigación SETI en Mountain View, California.

El ATA buscará señales de radio en frecuencias entre 1 y 10 gigaherzios. Este rango está en su mayor parte libre de interferencias de otras fuentes de radio, tales como las emisiones de los electrones que giran alrededor de los campos magnéticos galácticos. “La única fuente de ruido es el fondo de microondas cósmico”, dice Tarter, refiriéndose a la radiación remanente del Big Bang, cuya señal ha sido bien estudiada.

Pero el ATA hará más que buscar transmisiones alienígenas. El telescopio tiene un amplio campo de visión, haciéndolo adecuado para llevar a cabo investigaciones a gran escala del cielo. Mientras observa en las frecuencias que emiten los átomos de hidrógeno, será capaz de ver un círculo en el cielo tan amplio como cinco lunas llenas.

Uso exclusivo

Esto lo hace el análogo de radio del Explorador Digital del Cielo Sloan, que usa un telescopio de 2,5 metros de amplitud de campo en Nuevo México, Estados Unidos, para ver grandes zonas del cielo en longitudes de onda visibles y crear mapas 3D de millones de galaxias. “El ATA hará para la radioastronomía lo que el Sloan ha hecho para la astronomía óptica”, dice Tarter.

El ATA llevará a cabo la investigación mientras busca simultáneamente señales SETI de unas pocas estrellas en la misma región del cielo. “El telescopio está construido de tal forma que ambos proyectos puedan ejecutarse simultáneamente”, dice William Welch, antiguo profesor de la Universidad de California en Berkeley quien diseñó la electrónica del receptor del ATA.

Es algo crucial que los astrónomos de SETI sean capaces de dirigir el telescopio para su uso exclusivo cuando sea necesario. “También tendremos tiempo en el que podamos decir, muy bien, ahora SETI va a decidir dónde apuntar el telescopio”, dice Tarter.

El Instituto SETI y la UC Berkeley aún están enviando fondos para completar el telescopio. “Puedes comprar uno y ponerle tu nombre por 100 000 dólares”, dice Welch. “Lo ideal sería poner los platos restantes en, digamos, dos tandas de 150, a lo largo de los próximos años. Podemos hacer 150 por año. Sería genial tenerlo finalizado en un par de años”.

Una extraña molécula gaseosa ha sido descubierta merodeando en las atmósferas de Marte y Venus, según anunciaron hoy los científicos, añadiendo que podría afectar al efecto invernadero hiperactivo de Venus.

La firma de la molécula se observó por primera vez en la atmósfera de Venus en abril de 2006, cuando la Venus Express de la Agencia Espacial Europea llegó al planeta y comenzó a medir la composición de la atmósfera.

El instrumento Espectrómetro Atmosférico Infrarrojo a bordo de la nave observó la puesta de Sol tras el planeta y midió las longitudes de onda de la luz absorbida por la atmósfera del planeta. Debido a que los distintos gases se absorben en distintas longitudes de onda, los científicos pueden inferir la composición de la atmósfera a partir de las longitudes de onda que son mayoritariamente absorbidas.
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Recientes observaciones de observatorios de rayos-X japoneses y de la NASA han ayudado a clarificar uno de los misterios más antiguos de la astronomía – el origen de los rayos cósmicos.

El espacio exterior es una gigantesca galería de tiro de rayos cósmicos. Encubierto en 1912, los rayos cósmicos no son en realidad rayos; son partículas subatómicas e iones (tales como protones y electrones) que vuelan a toda velocidad por el espacio en todas las direcciones a casi la velocidad de la luz, con energías decenas de miles de veces mayores que las partículas producidas en los mayores aceleradores de partículas de la Tierra. Los rayos cósmicos bombardean de forma incesante la Tierra, impactando en los átomos y moléculas de la atmósfera superior, y produciendo cascadas de partículas secundarias que alcanzan la superficie.

Desde los años 60 los científicos han apuntado a los remanentes de supernovas – jirones de restos gaseosos de una supernova – como la base de generación de la mayoría de los rayos cósmicos. Estos remanentes se expanden en el gas interestelar de los alrededores, una interacción energética que produce un frente de choque con campos magnéticos pueden acelerar las partículas cargadas a enormes energías, produciendo rayos cósmicos.

De acuerdo con la teoría, las partículas subatómicas cargadas rebotan como “pinballs” alrededor del frente de choque. Van aumentando su velocidad hasta que se mueven casi a la velocidad de la luz. El año pasado, las observaciones del Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA sugirió que los electrones estaban siendo acelerados rápidamente (tan rápido como permite la teoría) a altas energías en el remanente de supernova Casiopea A.

Estas imágenes del Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA muestra pequeñas porciones de un borde de RXJ1713.7-3946. Las imágenes pequeñas de la derecha muestran los puntos que aparecen y desaparecen. La rápida aparición y desaparición de los puntos indica que los electrones están siendo acelerados a casi la velocidad de la luz en presencia de potentes campos magnéticos. Crédito: CXC/Yasunobu Uchiyama/HESS/Nature

Ahora, Yasunobu Uchiyama de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA), y cuatro colegas, han observado la firma de la aceleración de choque de los electrones, y demostraron que los campos magnéticos en los remanentes de una supernova son más fuertes de lo que se pensaba anteriormente, y son completamente capaces de producir rayos cósmicos.

En un estudio publicado el 4 de octubre de 2007 en el ejemplar de la revista Nature, el equipo de Uchiyama usó Chandra y el satélite de rayos-X Suzaku de JAXA para observar el borde noroeste del remanente de supernova RXJ1713.7-3946, situado a unos pocos miles de años luz de la Tierra en la constelación de Scorpius.

Esta imagen del observatorio de rayos-X Suzaku de Japón muestra RXJ1713.7-3946. Este remanente de supernova son los restos gaseosos de una estrella masiva que explotó. Los restos tienen unos 1600 años de antigüedad. Las líneas de conrno muestra dónde es más intensa la radiación gamma, tal como se midió en el Systema Estereoscópico de Alta Energía (HESS) en Namibia. Crédito: JAXA/ Takaaki Tanaka/HESS

Con la alta resolución espacial de Chandra, el equipo monitorizó los principales puntos de rayos-X que brillaron y se apagaron en menos de un año. En particular, un punto brillante visto en julio de 2005 era invisible tanto en julio de 2000 como en mayo de 2006. Tal rapidez en la variabilidad de los rayos-X muestra que las partículas están siendo producidas con rapidez en una pequeña región del espacio. Dado que los mismos puntos apenas se movieron de 2000 a 2006, Uchiyama y sus colegas pudieron establecer un límite superior para la velocidad del frente de choque: 16 millones de kilómetros por hora. Este resultado ayudó al equipo a deducir la fuerza del campo magnético.

Sólo un proceso conocido puede explicar las observaciones de Chandra. Los electrones deben estar girando en espirales a lo largo de las líneas de campo magnético e irradiando su energía en forma de la llamada radiación de sincrotrón. Para tal incremento y decremento rápido en la intensidad de los rayos-X, los electrones deben acelerarse y emitir radiación de sincrotrón en presencia de un campo magnético cientos de veces mayor que los campos habituales en el espacio interestelar.

“La fuerza del campo magnético recae en el corazón de la teoría de aceleración de rayos cósmicos”, dice Uchiyama. “Las estimaciones previas de los campos magnéticos en los remanentes de supernova están basados en argumentos indirectos. En nuestro estudio, hemos determinado el campo magnético de forma directa”.

“Este es un artículo extremadamente importante”, añade el físico Don Ellison de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, que no es miembro del equipo de Uchiyama. “Esta es la primera vez que una variabilidad tan rápida en rayos-X se ha visto en un remanente de supernova. Está aceptado generalmente que ciertas emisiones de rayos-X en remanentes es radiación de sincrotrón procedente de electrones de alta velocidad, pero es importante forzarlo y obtener una medida del campo magnético”.

El espectro de Suzaku de RXJ1713.7 proporciona pruebas independientes de la aceleración rápida. Demuestra que los puntos han enredado los campos magnéticos, lo que permite a las partículas rebotar rápidamente hasta que se aceleran a energías muy altas. Dado que los electrones y protones de una energía dada son acelerados a la misma razón, pero los protones no irradia su energía de la misma forma que los electrones, el equipo de Uchiyama argumenta que los protones serán acelerados a las energías superiores necesarias para igualar las energías vistas en los rayos cósmicos que golpean la atmósfera de la Tierra.

“Este artículo es importante ya que parece demostrar que los protones de rayos cósmicos pueden ser acelerados a energías mayores de lo que antes se pensaba”, dice el físico Robert Streitmatter del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que no es miembro del equipo.

La popular canción que proclama, “Todo lo que somos es polvo en el viento”, puede tener también algo de verdad cósmica. Los nuevos hallazgos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA sugieren que el polvo espacial – la misma materia que crea a las criaturas vivientes y los planetas – se fabricó en ingentes cantidades en los vientos de los agujeros negros que poblaron el origen de nuestro universo.

Los hallazgos son una pista significativa de un misterio por resolver: ¿dónde se originó todo el polvo del joven universo?

Concepción artística de granos de polvo dispersados por los vientos del quásar. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

“Quedamos sorprendidos al encontrar lo que parece ser polvo reciente entrelazado con el viento que sopla desde los agujeros negros supermasivos”, dijo Ciska Markwick-Kemper de la Universidad de Manchester, Reino Unido. Markwick-Kemper es el autor principal de un nuevo artículo que aparecerá en un próximo ejemplar de la revista Astrophysical Journal Letters. “Esto podría explicar de dónde vino el polvo que era necesario para crear la primera generación de estrellas en los inicios del universo”.

El polvo espacial es esencial para la formación de planetas, estrellas, galaxias e incluso la vida tal y como la conocemos. El polvo de nuestro rincón del universo fue transportado por estrellas moribundas que una vez fueron como nuestro Sol. Pero, cuando el universo tenía menos de una décima parte de su edad actual de 13 700 millones de años, las estrellas similares al Sol no habían tenido suficiente tiempo para morir y crear polvo. Por tanto, ¿qué produjo la preciosa sustancia cuando el universo era apenas un niño?

Los teóricos han propuesto desde hace tiempo que las estrellas masivas que explotan de vida corta, o supernovas, podrían ser la fuente de este misterioso polvo, aunque otros han propuesto que un tipo de agujero negro energético supermasivo en crecimiento, llamado quásar, podría ser un factor que contribuya. Un quásar consiste en un agujero negro supermasivo rodeado por una nube de polvo en forma de rosquilla que lo alimenta. Teóricamente, el polvo podría formarse en la porción externa de los vientos que soplan lentamente hacia fuera desde esta nube de rosquilla.

“Los quásares son como el monstruo de las galletas”, dijo el coautor Sarah Gallagher de la Universidad de California en Los Ángeles, que actualmente es astrónomo visitante en la Universidad de Ontario Occidental, Canadá. “Son muy sucios comiendo, y pueden consumir menos materia de la que arrojan en forma de vientos”.

Nadie ha encontrado pruebas concluyentes de que los vientos de quásar o las supernovas puedan crear suficiente polvo para explicar lo que se observó en los inicios del universo. Markwick-Kemper y su equipo decidieron probar la antigua teoría e investigar un quásar, llamado PG2112+059, situado en el centro de una galaxia a aproximadamente 8 mil millones de años luz de distancia. Aunque este quásar en particular no está situado en los inicios del universo, dado que está más cerca, es un objetivo fácil para abordar la cuestión de si los quásares pueden fabricar polvo. El equipo usó el instrumento espectrógrafo infrarrojo de Spitzer para separar la luz infrarroja del quásar y buscar señales de distintos minerales.

Encontraron una mezcla de ingredientes que forman cristales, arena, mármol e incluso rubíes y zafiros. Aunque se esperaba que el mineral formase cristal, los minerales de arena, mármol y rubíes fueron una sorpresa. ¿Por qué? Estos minerales no son detectados habitualmente flotando alrededor de las galaxias, lo que sugiere que podrían haberse formado recientemente en los vientos que salen del quásar.

Por ejemplo, el ingrediente que crea la arena, silicatos cristalinos, no sobreviven mucho tiempo flotando libres en el espacio. La radiación estelar destruye los minerales de nuevo en un estado amorfo similar al vidrio. La presencia de silicato cristalino, por tanto, sugiere que algo – posiblemente los vientos del quásar – está generando sustancias de nueva fabricación.

Markwick-Kemper y su equipo dicen que el caso del polvo perdido no está cerrado totalmente. Esperan estudiar más quásares para encontrar mayores evidencias de sus capacidades para crear polvo. También, de acuerdo con los astrónomos, los quásares pueden no ser la única fuente de polvo en el universo. “Las supernovas podrían haber sido más importantes en la creación de polvo en distintos entornos, mientras que los quásares fueron más importantes en otros”, dijo Markwick-Kemper. “Por ahora, estamos entusiasmados por haber identificado las distintas especies de polvo en un quásar a miles de millones de años luz de distancia”.

Otros autores del artículo incluyen a Dean Hines del Instituto de Ciencia Espacial en Boulder, Colorado, y Jeroen Bouwman del Instituto de Astronomía Max Planck en Heidelberg, Alemania. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, dirige la misión del Telescopio Espacial Spitzerpara el Consejo de la Misión Científica de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencia Spitzer en el Instituto Tecnológico de California, también en Pasadena. Caltech dirige el JPL para la NASA. El espectrógrafo infrarrojo de Spitzer se construyó en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. Su desarrollo fue dirigido por Jim Houck de Cornell.

Estudiantes de astronomía de la Universidad de Washington han revisado minuciosamente las imágenes de un telescopio especializado y han descubierto más de 1300 asteroides que no habían sido observados con anterioridad. Esto es aproximadamente uno de cada 250 objetos conocidos en el Sistema Solar.

Los cinco estudiantes comenzaron a buscar en 2005 estrellas en explosión pero sus esfuerzos fueron rápidamente desviados.

“Comenzamos buscando supernovas usando datos de la segunda fase del Explorador Digital del Cielo Sloan y todos estos asteroides estaban en el camino”, dijo Andrew Becker, profesor ayudante de investigación en la UW en astronomía.

“Decidimos que en lugar de frustrarnos por los asteroides deberíamos hacer algo de ciencia con ellos y tomar notas detalladas de nuestras observaciones. Seguí preguntando a los estudiantes lo que habían encontrado y siguieron diciendo, ‘Más asteroides. Ninguna supernova, pero un montón de asteroides’”.

Becker es un asesor de investigación el Programa de Pre-Especialización de Astronomía de la UW, el cual se centra en incrementar la diversidad en las ciencias permitiendo a los alumnos de nuevo ingreso y de segundo año realizar investigación mientras aún determinan sus principales campos de interés. El programa comenzó en 2005 con el patrocinio de la Oficina de Asuntos Minoritarios y Diversidad de la UW.

“Lo que hacen estos estudiantes en su primer y segundo año en la universidad es ciencia real, y los conjuntos de datos que están usando son bastante grandes, lo que les da habilidades en la minería de datos que pueden usar durante muchos años”, dijo Becker.

Los estudiantes que encontraron los asteroides — Amy Rose, Amber Almy, Amanjot Singh, Kenza Sigrid Arraki y Kathryn Smith – realizaron los descubrimientos en 2005 y 2006. Usaron ordenadores para buscar a través de las imágenes tomadas con el telescopio Sloan de 2,5 metros en Apache Point, Nuevo México.

Los hallazgos se enviaron al Centro Planetario Menor de la Universidad de Harvard para su verificación. El centro ha dado a cada asteroide una designación preliminar, pero si se recopilan suficientes datos en un periodo de tres años cada uno puede ser nombrado por su descubridor original.

“Es un sentimiento sorprendente – me siento como si me precipitase a la investigación”, dijo Rose, estudiante de tercer año que fue al instituto Lake Stevens y ahora vive en Edmonds. “No es sólo hacer exámenes y asistir a clase”.

Los estudiantes registraron datos de la órbita de los asteroides y color, que son importantes dado que los asteroides de colores y órbitas similares es más probable que provengan de un único cuerpo mayor que se rompió tras una colisión espacial hace millones de años. Por ejemplo, recientes pruebas sugieren que el asteroide responsable de la aniquilación de los dinosaurios hace 65 millones de años fue lanzado hacia la Tierra cuando se desprendió de un cuerpo mayor en una colisión espacial. Otros restos de la colisión permanecen en la órbita solar en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter.

Eric Agol, a UW profesor asistente de astronomía y asesor de la universidad en el programa de pre-especialización, dijo que las observaciones podrían ayudar a rastrear la historia de algunos cuerpos espaciales, particularmente en el cinturón de asteroides. Es significativo, dijo, que estudiantes universitarios hayan encontrado tantos asteroides para añadir al catálogo de unos 335 000 cuerpos conocidos en el Sistema Solar.

“Ese es el objetivo final, empezar en el primer cuarto y conseguir que los estudiantes se emocionen con la investigación y la ciencia”, dijo Agol. “Hasta ahora tenemos a dos o tres que van a hacer su especialidad en astronomía, pero otros que van a otras ciencias, lo cual es un objetivo más amplio”.

Para Rose, que planea una especialidad doble en astronomía y física, el programa ha tenido el efecto deseado. Aunque planeó una especialidad en astronomía cuando eligió la UW, el programa pre-especialidad ha reforzado y afirmado su deseo de unirse a la NASA como astronauta.

Además del descubrimiento de asteroides, las observaciones de los estudiantes añadieron información para más de 14 000 asteroides que ya eran conocidos. De todos los asteroides que observaron, sólo uno tiene una ruta que cruzará la órbita de la Tierra, dijo Becker.

“No existe un peligro inmediato, pero cualquier cosa que cruce la órbita de la Tierra podría, en cien, mil o un millón de años, colisionar con nosotros si alcanza el mismo punto en el mismo instante”, comentó.

El Explorador del Cielo Digital Sloan-II está creando un mapa detallado tridimensional de aproximadamente un millón de quásares y galaxias en un cuarto del cielo nocturno usando imágenes captadas por telescopios altamente especializados.

La investigación está dirigida por el Consorcio de Investigación Astrofísica en nombre de 25 instituciones participantes, incluyendo la UW. Está patrocinada por la Fundación Alfred P. Sloan, la Fundación Nacional de Ciencia, el Departamento de Energía de los Estados Unidos, la NASA, el Monbukagakusho japonés, la Sociedad Max Planck de Alemania y el Consejo de Patrocinio de Educación Superior de Inglaterra.

Una proteína especial puede ser inyectada en el cuerpo e invertir los problemas de aprendizaje en ratones que tienen una versión animal de la enfermedad de Alzheimer, según han descubierto los investigadores de la Universidad de Saint Louis.

La proteína – que forma parte de la clase de inmunoglobulina M (IgM) – es un anticuerpo que fija la proteína beta amieloide en el cerebro y lo previene de la conversión de sustancias tóxicas que se cree que son la causa de la enfermedad de Alzheimer.

“Nuestra investigación en un animal tipo demostró que los anticuerpos pueden ser desarrollados racionalmente para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer”, dice William A. Banks, Doctor en Medicina y profesor de ciencias geriátricas, farmacológicas y psicológicas en la Universidad de Saint Louis. “Es algo importante lo que la gente ha estado intentando hacer – tener los anticuerpos del cerebro en la cantidad correcta para tratar la enfermedad. Este anticuerpo lo hace”.

Banks dice que los hallazgos son sorprendentes porque la IgM es 5 veces mayor que el anticuerpo inmunoglobulina G (IgG), que ya ha sido estudiada como una potencial terapia para la enfermedad de Alzheimer.

Dado que es más grande, los científicos no creían que pudiera traspasar la barrera hémato-encefálica, una membrana protectora que mantiene fuera del cerebro a las sustancias extrañas.

“Colaboramos con Michael Steinitz de la Universidad Hebrea en Jerusalén, quien desarrolló un anticuerpo que es parte de la clase de anticuerpos IgM que mejoraría la fijación a la proteína beta amieloide”, dice Banks, quien también es un empleado médico en el centro médico para veteranos en St. Louis.

“Este compuesto habría entrado mejor en el cerebro que la IgG, incluso aunque es más pequeño”.

Una única dosis intravenosa de IgM invirtió la alteración cognitiva en ratones ancianos que tienen la mutación genética que causa un déficit similar a aquella encontrada en pacientes con Alzheimer, dice Banks.

Los hallazgos fueron publicados en el ejemplar de agosto de Experimental Neurology.

La resistencia a los tratamientos quimioterápicos puede ser la peor noticia que un paciente de cáncer reciba nunca. Unos investigadores de la Universidad de Missouri-Columbia están trabajando firmemente para aprender por qué algunos tumores establecen una tolerancia al fármaco quimioterápico cisplatin, con la esperanza de identificar los genes concretos que puedan ser manipulados para hacer un tratamiento tan efectivo como posible.

En un artículo publicado el 18 de septiembre de 2007, edición de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Hannah y Stephen Alexander, profesora de investigación asociada y profesor respectivamente, de ciencias biológicas, en colaboración con Gad Shaulsky y Adam Kuspa, profesores de la Escuela Baylor de Medicina, demostraron que un organismo tipo llamado Dictyostelium discoideum es útil para estudiar los mecanismos de la sensibilidad al fármaco cisplatin. Las células del Dictyostelium discoideum comparten muchos genes y bioquímica con las células humanas – hay más de 30 000 genes en una célula humana en comparación con los 15 000 en el Dictyostelium discoideum – lo que simplifica el proceso de aislamiento y estudio de los genes concretos. El actual estudio identificó 400 genes que tienen el potencial de usarse para mejorar la terapia con cisplatin.

“La cuestión fundamental es que muchos tipos de cánceres son tratados con cisplatin”, dijo Stephen Alexander. “En algunos casos es el mejor fármaco, y en otros casos es el único. Sin embargo, muchos cánceres son resistentes a él o se hacen resistentes durante el tratamiento. Hay mucho trabajo en progreso para el desarrollo de nuevos fármacos como terapia para el cáncer, pero no muchos han llegado aún al mercado. Dado que el cisplatin es efectivo y ya ha sido aprobado, ¿por qué no intentar mejorarlo?”.

Durante más de ocho años de investigación, los Alexanders han examinado por qué los tumores se hacen resistentes al cisplatin y qué rutas bioquímicas, si las hay, pueden ser usadas para mejorar la eficiencia de los fármacos. Identificaron los genes para el metabolismo esfingolípido como algo clave para la vida o la muerte de las células tumorales tras el tratamiento con cisplatin. La actual colaboración con el equipo de Baylor ha ampliado mucho estos estudios.

Shaulsky y Kuspa han desarrollado tecnologías de microconjunto para determinar los patrones de expresión génica en el Dictyostelium discoideum y detectar los efectos del tratamiento. Juntos, los equipos de investigadores emprendieron la búsqueda de la respuesta global al cisplatin y cómo las mutaciones en el metabolismo del esfingolípido resistente al cisplatin afectan a la respuesta. El estudio estableció que la causa de la resistencia no es sencillamente que las células no acepten el fármaco o que sea neutralizado, sino que un grupo específico de genes responda únicamente al tratamiento. Encontrar la forma para usar estos genes para incrementar la sensibilidad al cisplatin podría llevar a terapias más efectivas.

“Usamos la genética para encontrar genes que estén involucrados, y descubrimos varias rutas completamente novedosas que nadie había pensado nunca que estuviesen implicadas en esto”, dijo Stephen Alexander. “Finalmente, estamos buscando una forma de hacer más efectivo el cisplatin, y la idea es descubrir qué ocurre en la célula que determine el que sea sensible o no, y estimular las vías para mejorarlo”.

La ampliamente fotografiada y estudiada Nebulosa de Orión está casi 300 años luz más cerca de la Tierra de lo que se pensaba previamente, de acuerdo con un nuevo estudio.

Los hallazgos, que se detallarán en el ejemplar del 10 de octubre de Astrophysical Journal, también aumenta la edad de los habitantes de la nebulosa estelar.

“Estas estrellas son casi el doble de viejas de lo que se pensaba con anterioridad”, dijo el miembro del equipo de estudio Geoff Bower, astrónomo de la Universidad de California en Berkeley.

Las nuevas medidas se realizaron usando la Gran Base de Radiotelescopios (VLBA) de la Fundación Nacional de Ciencia (VLBA). Los científicos determinaron la distancia a una estrella llamada GMR A, uno de los cúmulos de estrellas en la Nebulosa de Orión, midiendo el ligero desplazamiento de la posición aparente de la estrella mientras la Tierra está en lugares opuestos en su órbita anual alrededor del Sol.

Esta técnica, llamada paralaje, permite a los astrónomos medir el ángulo de un pequeño desplazamiento de un objeto en su posición y calcular la distancia.

“Esta medida es cuatro veces más precisa que las anteriores medidas de la distancia”, dice Bower.
Las nuevas medidas de VLBA acortan la distancia de la Nebulosa de Orión de 1565 a 1270 años luz.

“Dado que las estrella en la región están juntas, esto nos dice que las estrellas son menos brillantes de lo que se pensaba con anterioridad, y cambia la estimación de sus edades”, dijo Bower.

Algunas estrellas de la nebulosa, por ejemplo, se pensaba que se formaron aproximadamente hace un millón de años. Las nuevas medidas sugieren que su verdadera edad está cercana a los dos millones.

VLBA: es un sistema de diez antenas de radiotelescopios, cada una de ellas con un plato de 25 metros de diámetro y con un peso de 240 toneladas. Desde Mauna Kea en de Hawai a Santa Cruz en las Islas Vírgenes, el VLBA se extiende por más de 5000 millas, y proporciona a los astrónomos la mayor visión que cualquier otro telescopio en la Tierra o en el espacio. Entregado en 1993, el VLBA tiene la capacidad de ver con un detalles equivalente la posibilidad de permanecer en Nueva York y leer un periódico en Los Ángeles.

Paralaje trigonométrico: Es el ángulo bajo el cual se ve el radio de la órbita de la Tierra, desde una estrella a una distancia normalizada de una unidad astronómica y se expresa en segundos de arco. La distancia a la estrella es el inverso del paralaje trigonométrico expresado en parsec; es decir que cuando se dice que el paralaje de Antares es de 0″019, ésta se encuentra a 52,632 parsec o 171,66 años luz.

Autor: Personal de SPACE.com
Fecha Original: 8 de octubre de 2007
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Galileo descubrió la “Relatividad Galileana”. Tenía las herramientas que también le permitían – en teoría – descubrir la Relatividad de Einstein. (Retrato original de Galileo pintado por Justus Sustermans en 1636.)

Después de que Einstein desarrollase sus teorías de la relatividad especial y general, en 1905 y 1916, respectivamente, el mundo de la física cambió drásticamente. Las teorías, con sus ideas vanguardistas sobre el espacio y el tiempo, ayudaron a los científicos del siglo XX a descubrir los secretos del átomo y a desatar la potencia de la energía nuclear.

La Relatividad de Einstein parece ser un avance moderno: había derivado sus teorías de ideas y matemáticas que eran nuevas en esa época. Las transformaciones de Lorentz habían sido descubiertas en 1895, y él derivó una nueva ley de la suma de velocidades usando el cálculo (ambos conceptos describen cómo los observadores de distintos marcos de referencia se perciben entre sí). Además, Einstein basó sus teorías en la suposición de que la velocidad de la luz, c, es constante, y usó experimentos gedanken (“mentales”) que involucraban rayos de luz para llegar a sus conclusiones.
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Los incendios forestales que asolaron Grecia a lo largo de los meses de junio a septiembre mataron a 64 personas, devastaron 679 000 acres de tierra, de acuerdo con los delegados de finanzas griegos y causaron unos daños materiales estimados en 1600 millones de dólares. La mejor forma de evitar dichas calamidades es detectar los fuegos tan pronto como sea posible de forma que puedan extinguirse antes de que se hagan incontrolables. Ahora, Vladimir Peskov del CERN y Antonino Zichichi del Centro Enrico Fermi en Roma, Italia, han modificado un detector de física de partículas de alta energía para identificar llamas de forma directa, y afirman que es más de mil veces más sensible que los mejores detectores comerciales (arXiv:0709.2819v1).

Detectando incendios

Los satélites pueden normalmente observar fuegos que cubren 30 acres o más, y los fuegos de menor tamaño pueden detectarse usando escáners, los cuales buscan luz dispersada y partículas de humo en rayos infrarrojos. Pero en días de viento cuando es humo está disperso, o cuando los fuegos están en su etapa de inicio, los únicos métodos fiables son los detectores que buscan llamas directamente. Para evitar que los fuegos se confundan con la luz solar, estos detectores deben ser sensibles a la luz UV en longitudes de onda menores de 185 nm, la cual es absorbida por la capa de ozono pero es emitida por todas las llamas.

El dispositivo de Peskov y Zichichi tiene sus orígenes en el proyecto analizador asimétrico de leptones del CERN (LAA), el cual desarrolló detectores entre 1988 y 1992para los futuros experimentos de hadrones de alta energía tales como ALICE y el Gran Colisionador de Hadrones, previsto para su puesta en marcha el próximo mayo. Aproximadamente de la misma longitud que una pluma estilográfica y unas tres veces más ancho, su dispositivo es un tubo lleno de vapor fotosensible TMAE (trimetilaminoetil) con un cátodo en un extremo y un ánodo de alto voltaje pasando por el centro. Cuando un fotón UV procedente de una llama impacta en el cátodo, produce un electrón que más tarde se acelera hacia el ánodo. En su camino, el electrón golpea a otro electrón y lo lanza al vapor, y estos electrones ionizan más átomos, provocando finalmente una “avalancha” de electrones. Esta avalancha crea un pulso de corriente en el ánodo que se registra mediante una electrónica externa como una señal de fuego.

El mayor estándar de la Unión Europea de estándar para detectores UV es la “clase 1”, la cual requiere ser capaz de identifican una llama de 30 cm³ a una distancia de 25 metros. Peskov y Zichichi afirman que su detector puede detectar la llama de una mechero a 30 metros, y — basándose en el número de pulsos cada 10 segundos — es mil veces más sensible que los detectores de incendios UV disponibles en el mercado. Además, su tiempo de respuesta es de sólo unos pocos microsegundos, haciéndole posible detectar, por ejemplo, chispas en las plataformas de perforación petrolífera o rayos. Los investigadores dicen que los detectores no costarían más de 100 euros cada uno, similar al precio de otros detectores comerciales, y podría ser factible su producción en masa y su empleo en redes de torres de vigilancia para monitorizar regiones arboladas.

Peskov y Zichichi ya han hecho una demostración de su dispositivo a los fabricantes de detectores de incendios Finsecur en Houilles, Francia y Maier en Milán, Italia. Christophe Bonazzi, directo de Finsecur, dijo a physicsworld.com que no está preparado para patrocinar el desarrollo del proyecto en la actualidad, pero estaría interesado en implementar el detector de Peskov y Zichichi cuando lo hayan refinado más.

La mayoría de los científicos están de acuerdo en que la mayor parte de la materia del universo es oscura. La materia oscura, que es indetectable mediante la observación directa, puede sólo inferirse gracias a sus efectos gravitatorios sobre la materia que vemos.

“En principio”, cuenta Signe Riemer-Sørensen, científico del Centro de Cosmología Oscura de la Universidad de Copenhague, a PhysOrg.com, “la materia oscura no puede observarse directamente. Sabemos que tiene que ser algún tipo de partículas que no hemos visto aún en la Tierra, y que puede existir sin ser detectada”.

La bruma azul y roja es la emisión de rayos-X por parte del gas. Los contornos verdes representan el potencial gravitatorio cartografiando la distribución de masa en el cúmulo de galaxias. Los autores observaron la “mancha” de materia a la derecha de la parte delantera del gas amarillento. Esta mancha originalmente provenía de la izquierda, y en los últimos 100 000 años se ha movido a través de la mancha mayor hacia la derecha, donde se separó el gas. Crédito: Datos del telescopio de rayos-X Chandra, cortesía de Signe Riemer-Sørensen.

Riemer-Sørensen es uno de los muchos científicos de todo el mundo interesados en el estudio de la materia oscura. Debido a que está tan extendida, los físicos están de acuerdo en que comprender cómo funciona la materia oscura es una cuestión fundamental que podría llevar a un mejor conocimiento del universo, y las leyes básicas de la física sobre las que trabaja. Riemer-Sørensen y su grupo, que también cuenta con científicos de la Universidad de Patras y la Universidad Aristóteles de Tesalónica en Grecia, y la Universidad de Oslo, están trabajando en una forma de determinar algunas características de la materia oscura.

“Tomamos una teoría específica sobre la materia oscura”, explica Riemer-Sørensen. “Observamos un tipo específico de partículas en decaimiento, y si representan la materia oscura, decaerán y se transformarán en fotones en rayos-X”. Las partículas en cuestión son los axiones, partículas elementales hipotéticas usadas en las teorías que describen las dimensiones “extra”. La idea, dice, es buscar un área del universo que tenga gran cantidad de materia oscura y entonces buscar emisiones de rayos-X débiles.

Riemer-Sørensen y sus compañeros buscaron en los cúmulos de galaxias en colisión. “Un buen lugar para hacer esto son los cúmulos de galaxias dado que son muy pesados y contienen aproximadamente un 85 por ciento de materia oscura. Las estrellas y galaxias son sólo aproximadamente un 5 por ciento, y un 10 por ciento de gas caliente, que también emite rayos-X”.

Apunta que las galaxias dentro de los cúmulos no colisionan en el sentido clásico. Más bien pasan unas a través de otras. “Lo único que colisiona son los gases del cúmulo galáctico”. Durante la colisión galáctica, los gases se desplazan debido a la fricción.

“Esto se compara con el potencial gravitatorio de la materia oscura”, continúa Riemer-Sørensen. “Dado que los dos cúmulos galácticos han colisionado, y el gas ha sido desplazado. En un cúmulo galáctico normal, las galaxias, el gas y la materia oscura están contenidos en la misma región. En el caso de la colisión existe una separación clara, y para encontrar las famosas emisiones de rayos-X de los axiones, observamos en regiones donde existe una gran masa, pero muy poco gas”.

Por tanto, ¿encontraron Riemer-Sørensen y sus colegas las débiles emisiones de rayos-X de la materia oscura? “No encontramos ninguna clara señal de emisiones de rayos-X de los axiones en estas regiones”, dijo. “Y esto nos dice algo sobre la materia oscura”. Si las partículas de materia oscura siguen las reacciones de decaimiento expuestas en la Teoría de Axiones como materia oscura, entonces la materia oscura tiene un tiempo de vida extremadamente largo. “Si la materia oscura decae”, insiste Riemer-Sørensen, “entonces el tiempo de vida de los axiones es al menos de 3 mil billones de años, que es veinte veces más del tiempo de vida de nuestro universo”.

“Esto es un trozo de información que nos cuenta algo sobre cómo debe comportarse la materia oscura”, continúa Riemer-Sørensen. “Por tanto, por razones técnicas los rayos-X pueden actualmente eliminarse como forma de detectarla”.

Sin embargo, no ha tratado de detectar la materia oscura directamente. “Ahora estamos trabajando en los rayos gamma para ver si existe allí una firma”.

La materia oscura ha confundido a los científicos durante tres décadas, pero han logrado encajarse pocas piezas de este puzzle.

Los soviéticos derrotaron a los Estados Unidos al conseguir un satélite y un hombre en el espacio. Ahora, los chinos pueden conseguir llegar a la Luna antes de que los Estados Unidos hagan su visita de vuelta.

Cincuenta años después de que el Sputnik se convirtiese en el primer satélite artificial del mundo, una nueva carrera está en marcha con la línea de meta en la Luna. La NASA, el anterior campeón lunar, ya predice su derrota.

“Personalmente creo que China volverá a la Luna antes que nosotros”, dijo el Administrador de la NASA Michael Griffin en una discreta charla en Washington hace dos semanas, señalando el 50 aniversario de la agencia, a un año de distancia.

“Creo que cuando suceda, a los americanos no les gustará”.

La franqueza de Griffin sobresaltó a mucha gente de la comunidad espacial, pero los que están informados reconocen la realidad. China ha enviado dos vuelos espaciales tripulados con sus propios cohetes y está ansioso por llegar a la Luna.

NASA tiene una fecha límite de 2020 para llevar de nuevo un estadounidense a la Luna. A China le gustaría batir esa marca.

Tienen una prueba propuesta para un lanzamiento a la Luna, supuestamente antes del final del año. El orbitador lunar será seguido por un aterrizador y entonces, sobre 2017, una misión robótica para traer rocas lunares. Si China podría hacer aterrizar a uno de sus “taikonautas” antes que los estadounidenses aún no está claro.

Los Estados Unidos están “más avanzados técnicamente. Podríamos llegar a la luna antes que los chinos, pero no tenemos el deseo político y, por tanto, los recursos para hacerlo”, dijo Joan Johnson-Freese, jefe del Departamento de toma de decisiones de seguridad nacional de la Escuela de Guerra Naval.

Rusia – el primer ganador con el lanzamiento del Sputnik el 4 de octubre de 1957, y el primer hombre en el espacio, Yuri Gagarin, el 12 de abril de 1961 – no es el competidor que fue bajo la bandera de la Unión Soviética.

Aunque Rusia juega un papel clave en la estación espacial internacional, son sus cohetes Soyuz llevando regularmente tripulación y cargamento, se supone que se unirán a los Estados Unidos en la carrera lunar.

Sólo hace cuatro años que China se convirtió en el tercer país en lanzar sus propios cohetes con personas a bordo. Ahora proyectan construir su propia estación espacial en órbita sobre la Tierra, así como una misión a la Luna en 10 o 15 años.

Al contrario que la época de bonanza de los años 50 y 60, las restricciones del presupuesto han decelerado el avance en los cohetes de la NASA. Habrán pasado 16 años desde que el Presidente Bush colocase el objetivo lunar en 2004 – incluso si la NASA consigue llegar a la Luna en 2020.

Esto es el doble de lo que llevó al Presidente Kennedy abordar el reto en 1961; Neil Armstrong y Buzz Aldrin lo completaron en julio de 1969.

“Apolo era un programa de la Guerra Fría. Era un programa de lucha armada, tanto como un tanque o un avión”, y tanto los Estados Unidos como la Unión Soviética empezaron en el mismo punto, dijo Johnson-Freese. Los chinos, por otra parte, comenzaron a mitad de camino de la curva de aprendizaje, apunta, habiendo tomado prestados sus diseños de naves espaciales de los rusos.

NASA insiste en que esto ya no es una carrera, con objetivos mayores y de mayor alcance que las banderas y huellas de la Apolo. Piensa en bases lunares, con minicaravanas encapsuladas para transporte de astronautas.

“Los Estados Unidos tienen que vencer el sentimiento de que tiene que ser una competición”, dijo el consejero de ciencia de la Casa Blanca, John Marburger.

Competición o no, la recompensa abarcará más que cualquier tesoro lunar.

“Creo que lo veremos, así como hemos visto hasta ahora los vuelos espaciales tripulados de introducción de China, veremos de nuevo a las naciones superar a otras naciones que parecen estar en la cima de la pirámide tecnológica y quieren hacer tratos con esas naciones”, dijo Griffin.

“Esta es una de las cosas que nos hacen una de las mayores potencias económicas del mundo. Por lo que creo que deberemos ser instruidos de nuevo en esta lección en los próximos años”.

Una roca espacial recientemente descubierta que podría algún día amenazar la Tierra resultó ser un objeto visto hace más de cuatro décadas pero perdido en el espacio desde entonces.

El objeto, que se piensa que puede ser un cometa extinguido y ahora recuerda a un asteroide, fue catalogado como 2007 RR9 este año cuando se encontró. Cuando se vio por última vez, en 1960, se le designó como 6344 P-L. Está considerado como un “asteroide potencialmente peligroso” dado que parte de su órbita está cerca de la ruta de nuestro planeta alrededor del Sol.

2007 RR9 es uno de los 886 (no 887) asteroides conocidos mayores de 150 metros que pasan a menos de 7,5 millones kilómetros de la Tierra. Los astrónomos no dan un diámetro exacto para este. El objeto no supone una amenaza concreta para el planeta en algún futuro previsible. Con el tiempo, sin embargo, la órbita de la roca espacial se desplazará y podría causar un impacto con el planeta.

“El objeto está reconocido desde hace tiempo como peligroso, pero no sabíamos dónde estaba”, dijo el astrónomo del Instituto SETI Peter Jenniskens. “Ahora ya no está perdido”.

2007 RR9 orbita al Sol cada 4,7 años en una órbita alargada que le lleva casi hasta Júpiter. Técnicamente, es conocido como uno de los Cometas de la Familia de Júpiter.

“Es un núcleo de cometa inactivo, un fragmento de un objeto mayor que se rompió en un pasado no muy lejano”, dijo Jenniskens.

La roca es demasiado tenue para verse a simple vista desde la Tierra.

El primer láser en ser construido a partir de un sistema cuántico diseñado artificialmente ha sido presentado por unos investigadores japoneses. El láser de microondas (máser) es también único debido a que usa un único átomo artificial — una diminuta pieza de superconductor — para crear un campo coherente de múltiples fotones, al contrario que los lásers convencionales que usan muchos átomos o moléculas. Los investigadores creen que tal avance podría llevar al desarrollo de dispositivos ajustables muy pequeños que podrían integrarse en chips como fuentes de microondas o amplificadores (Nature 449 588).

Oleg Astafiev y sus colegas de los Laboratorios de Investigación Nanoelectrónica de NEC y el Laboratorio Nacional RIKEN de Japón han construido un máser colocando una “isla” nanométrica de aluminio superconductor en un extremo de un resonador de microondas que tiene pocos milímetros de longitud. Los electrones del superconductor están en “pares de Cooper”. Sin embargo, si se aplica un voltaje a la isla, el par puede romperse dejando inmediatamente a la isla con una vía de conducción y el otro siendo promocionado a un estado de energía más alto.

Tras algún tiempo, el segundo electrón también sale, dejando a la isla en un estado de energía intermedio. Este estado decae finalmente emitiendo un fotón de microonda en un resonador, donde el fotón queda atrapado como una onda estacionaria. El fotón atrapado puede entonces estimular la emisión de otro fotón de la isla, llenando rápidamente el resonador con múltiples fotones coherentes.

Este proceso de amplificación es similar al que tiene lugar en un máser convencional – pero en lugar de involucrar a muchos átomos o moléculas idénticos, el proceso involucra sólo a un átomo artificial – la isla superconductora. Astafiev dijo a physicsworld.com que esto da al dispositivo varias ventajas tecnológicas sobre los másers convercionales. Una de estas es que la longitud de onda de las microondas puede ajustarse con gran precisión simplemente variando los voltajes que se aplican a la isla. Esto es improbable en los másers convencionales, lo cual produce microondas a longitudes de onda fijadas por los niveles de energía de los átomos o moléculas constituyentes.

El dispositivo requiere un voltaje de corriente continua para funcionare — al contrario que los másers convencionales, lo cual requiere de una fuente de energía de radiofrecuencia externa. Como resultado, todo el sistema de máser puede ser muy pequeño y generar muy poco calor. Esto lo hace relativamente fácil para operar a temperaturas cercanas a 1 K, donde el aluminio es superconductor.

De acuerdo con Astafiev, el máser podría usarse para crear fuentes de microondas ajustables y amplificadores que se integren en chips de silicio. Tales dispositivos podrían usarse para el estudio de la dinámica molecular y otras propiedades de la materia. También cree que un máser de un único átomo podría usarse como fuente de fotones coherentes en ordenadores cuánticos que están basados en los bits cuánticos de supercomputación (qubits). Efectivamente, el equipo de NEC– RIKEN ha estado creando qubits a partir de islas diminutas de superconductores desde 1999.