Ciencia Kanija

Una diminuta galaxia, casi a medio camino del inicio del universo, la menor en tamaño y masa conocida a tal distancia, ha sido identificada por un equipo internacional de científicos liderados por dos integrantes de la Universidad de California en Santa Bárbara.

Imagen compuesta coloreada del sistema de lente gravitacional, a partir de los datos del Hubble (azul y verde) y Keck (rojo). El anillo azul es la galaxia enana de fondo, aumentada por la lente de gravitación de la galaxia en primer plano en el centro de la imagen.© Marshall & Treu (UCSB)

Los científicos usaron datos recopilados por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Observatorio W. M. Keck en Hawai. Esta galaxia tiene aproximadamente la mitad del tamaño y más o menos una décima parte del “peso” de las galaxias distantes más pequeñas observadas normalmente, y es 100 veces más ligera que nuestra propia Vía Láctea.

El hallazgo se publicará en el ejemplar del 20 de diciembre de 2007 de la revista Astrophysical Journal. El artículo está disponible on-line en http://arxiv.org/abs/0710.0637

“Incluso aunque esta galaxia está a más de 6000 millones de años luz de distancia, la imagen reconstruida es tan definida como las imágenes tomadas en la Tierra de la estructura galáctica más cercana, el Cúmulo de Virgo, que está 100 veces más cerca de nosotros”, dijo el autor principal Phil Marshall, profesor de post-doctorado en la UC Santa Bárbara.

El segundo autor, Tommaso Treu, profesor asistente de física en la UCSB, explicó que la imagen fue posible gracias a que la galaxia recientemente descubierta está situada tras una galaxia masiva, creando un “anillo de Einstein”. La distribución de materia que está al frente curva los rayos de luz casi de la misma forma que lo haría un cristal amplificador. Enfocando los rayos de luz, este efecto de lente gravitatoria incrementa el brillo aparente y tamaño de la galaxia de fondo en un factor de más de 10.

Treu y sus colegas de colaboración en la Investigación ACS de Lentes Sloan (SLACS) (http://www.slacs.org) están al frente del estudio de las lentes gravitatorias de anillos de Einstein. Con la lente gravitatoria, la luz de las galaxias lejanas es desviada de su rumbo hacia la Tierra por el campo gravitatorio de un objeto masivo que está por el camino. Debido a la curvatura de la luz, la galaxia se distorsiona en un arco o múltiples imágenes separadas. Cuando ambas galaxias se alinean con exactitud, la luz forma un patrón en forma de ojo de buey, llamado anillo de Einstein, alrededor de la galaxia en primer plano. Ver: http://www.ia.ucsb.edu/pa/display.aspx?pkey=1380.

La masa estimada para la galaxia, y la interferencia de muchas de sus estrellas que se han formado recientemente, se hace posible por la combinación de imágenes ópticas y cercanas al infrarrojo procedentes del Telescopio Espacial Hubble con imágenes de longitudes de onda más largas obtenidas con el Telescopio Keck. “Si la galaxia es representativa de una población mayor, podría ser uno de los bloques constituyentes de las galaxias espirales de hoy, o tal vez un progenitor de las modernas galaxias enanas”, dijo Treu. “Tiene un notable parecido con las galaxias más pequeñas del Cúmulo de Virgo, pero está casi a medio camino del inicio del universo”.

Otro aspecto clave de la investigación es el uso de “ópticas adaptativas de estrella guía láser”. Los sistemas de ópticas adaptativas usan estrellas brillantes del campo de visión para medir la dispersión atmosférica de la Tierra y corregirla en tiempo real. La técnica se basa en tener una estrella brillante en la imagen, por lo que está limitada a una fracción del cielo nocturno. El sistema de ópticas adaptativas de estrella guía láser que se usa en el Telescopio Keck utiliza un potente láser para iluminar la capa de átomos de sodio que existe en la atmósfera de la Tierra, explicó Jason Melbourne, miembro del equipo del Centro de Ópticas Adaptativas de la Universidad de California en Santa Cruz. La imagen del láser actúa como una estrella artificial, brillando lo suficiente para realizar la corrección óptica adaptativa en una posición arbitraria del cielo, permitiendo de esta forma unas imágenes mucho más detalladas de casi cualquier parte del cielo. Para aprender más sobre este tema ver: http://www.keckobservatory.org/article.php?id=46.

LA investigación del profesor de post-doctorado Marshall está patrocinada por la Fundación TABASGO a través de la UCSB. La investigación de Treu está apoyada por la NASA, la Fundación Nacional de Ciencia y la Fundación Sloan.

Otros investigadores involucrados en el proyecto son: Raphael Gavazzi de la UC Santa Barbara; Kevin Bundy de la Universidad de Toronto; S. Mark Ammons del Observatorio Lick y el Centro de Ópticas Adaptativas (CfAO) y la Universidad de California en Santa Cruz; Adam S. Bolton del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai; Scott Burles del Instituto Tecnológico de Massachusetts; James Larkin de la Universidad de California en Los Angeles; David Le Mignant del Observatorio W. M. Keck y el CfAO en la UC Santa Cruz; David C. Koo del Observatorio Lick en la UC Santa Cruz; Leon V.E. Koopmans del Instituto Astronómico Kapteyn en Holanda; Claire E. Max del Observatorio Lick y el CfAO en UC Santa Cruz; Leonidas A. Moustakas del Laboratorio de Propulsión a Chorro y el Instituto Tecnológico de California; Eric Steinbring del Instituto Herzberg de Astrofísica y el Consejo de Investigación de Canadá; y Shelly A. Wright de UCLA.

La Unión Soviética lanzó el Sputnik I hace cincuenta años, marcando el inicio de nuestro uso del espacio para fines políticos, militares, tecnológicos y científicos. Desde entonces hemos lanzado cientos de satélites, sondas espaciales, telescopios, misiones lunares y aterrizadores planetarios.

Apolo XI. En esta imagen Aldrin ensambla un experimento sísmico. Ahora Rasmus Karlsson, politólogo, sugiere que deberíamos considerar una expansión industrial a gran escala en el espacio como método para abordar temas ambientales de la Tierra. (Crédito: NASA)

Ahora, el politólogo Rasmus Karlsson sugiere que el espacio podría proporcionarnos un futuro sostenible que no es posible en la perspectiva de los límites de la Tierra.

Karlsson, investigador de la Universidad de Lund, Suecia, explica que a lo largo de los años, han surgido dos ramas de pensamiento sobre desarrollo sostenible. Son el ecologismo y el ambientalismo.

El ecologismo ofrece una solución enfatizando la necesidad de una gran reforma socio-económica enfocada en una era post-industrial. El ambientalismo, por el contrario, se centra en la preservación, restauración y mejora del medio ambiente natural dentro del marco de trabajo actual.
Sin embargo, Karlsson sugiere que existe una tercera aproximación al desarrollo sostenible que hasta el momento se había mantenido fuera de la agenda – a saber, una expansión industrial a gran escala en el espacio.

Sugiere que el acceso a las materias primas encontradas en la Luna, así como la energía solar sin filtrar podría usarse para incrementar drásticamente nuestras reservas de recursos y energía mientras que proporciona un sumidero ilimitado para los contaminantes. Tal aproximación satisfaría dos de los temas más demandados en relación a la sostenibilidad, hallar fuentes de energía renovables y la eliminación de los contaminantes.

La escasez de recursos, contaminación y dependencia de los combustibles fósiles, se han convertido en serias preocupaciones ambientales en las últimas décadas. Durante ese tiempo, los ambientalistas han reclamado reducciones masivas en consumo de energía y materiales. Aparentemente sin relación, pero en paralelo, está la promesa de la que la exploración espacial se ha visto limitada por el optimismo tecnológico cuyo marco económico raramente reconoce cualquier carencia.

Karlsson sugiere que es hora de reconcilia la política de escasez con este optimismo tecnológico y desarrollar una visión política unificada para el siglo XXI que nos llevará a un planeta verdaderamente sostenible extendiendo nuestros dominios en el espacio.

Este artículo se publicará en el ejemplar de octubre de la publicación Inderscience de la International Journal of the Environment and Sustainable Development.

La cantidad de materia oscura dejada en los inicios del universo puede ser menor de lo que se pensaba anteriormente. Una investigación publicada en la revista PMC Physics A demuestra que la “abundancia de vestigios” de partículas estables de materia oscura tales como el neutralino puede ser menor comparada con las teorías de la cosmología estándar debido a los efectos del “dilatón”, una partícula con espín cero en la sección gravitatoria de las cuerdas.

Nikolaos Mavromatos del King’s College London y sus colegas de Atenas y Texas obtuvieron su resultado estudiando un término especial dependiente del tiempo que cumple con las ecuaciones clásicas de movimiento (debido al dilatón) en la ecuación de Boltzmann que describe la evolución de la densidad de la materia caliente cuando el universo se enfrió. “El formalismo que usó este trabajo se desarrolló en una colaboración parcial con John Ellis del CERN y Vasiliki Mitsou del IFIC en Valencia, y es una versión de la “Teoría de Cuerdas no crítica”, dijo Mavromatos.

Toda la materia y radiación del universo se cree que fueron creadas por el Big Bang. La radiación detuvo la interacción con la materia unos 400 000 años después – cuando el universo se había enfriado lo suficiente para que los electrones y protones formasen átomos de hidrógeno. La densidad de las partículas de materia oscura tales como el neutralino (un candidato a materia oscura apoyado por muchas de las actuales aproximaciones “supersimétricas” a la física de partículas) fue, por tanto, “congelada” en esa época – la llamada abundancia de vestigios.

Los investigadores dicen que la abundancia de vestigios de neutralino se reduce en un factor de 10 en su modelo debido a los efectos del dilatón, comparado con las teorías de cosmología estándar. Por contra, la abundancia de vestigios de materia “común”, que forma las estrellas, planetas y humanos, sólo se diluye ligeramente. El nuevo modelo también concuerda con el modelo establecido de nucleosíntesis (la forma en que los elementos ligeros se crearon durante los primeros minutos del universo).

El nuevo resultado es importante tanto para la cosmología como para la física de partículas, dice Mavromatos. Efectivamente, tales modelos de cosmología de cuerdas de no-equilibrio están en un equilibrio igual en los modelos de materia oscura fría de la cosmología estándar (llamado Lambda-CDM). Para la física de partículas, los hallazgos son relevantes para búsquedas futuras supersimétricas en colisionadores tales como el Gran Colisionador de Hadrones, previsto para su encendido en el CERN a principios del año próximo. La Teoría Supersimétrica, una de las facetas de la Teoría de Cuerdas, postula que cada partícula tiene una partícula “sombra” compañera masiva.

La materia oscura es fundamentalmente distinta de la materia normal luminosa, y es invisible a los telescopios modernos, no desprendiendo calor ni luz. Parece interactuar con la materia normal sólo a través de la gravedad. La mayoría de cosmólogos creen que la materia oscura, que actualmente se piensa que forma el 95% de toda la materia del universo, desempeña un papel crucial en cómo surgieron las grandes estructuras como las galaxias tras el Big Bang.

Hace cincuenta años el Diseñador Jefe del Sputnik, Sergei Korolyov, observaba como un misil ruso modificado era lanzado al espacio desde las solitarias estepas de Kazajstán portando una carga muy especial.

El Sputnik 1 (“compañero de viaje” en ruso) tenía aproximadamente el tamaño de un balón de baloncesto y pesaba unos 80 kilos. Estaba equipado con dos radio transmisores y cuatro largas antenas que emitían un “bip” constante mientras orbitaba la Tierra durante 21 días.

El lanzamiento del Sputnik asombró al mundo y , también, lo cambió. Anunció de una forma dramática una nueva “era espacial”, creó una crisis de identidad en los Estados Unidos, llevó a la creación de la NASA y comenzó una agitada carrera entre las dos superpotencias mundiales para colocar un humano en la Luna.

El Sputnik tocó todos los aspectos de la vida. Para los políticos, su lanzamiento proporcionó una nueva y poderosa forma de elevar el patriotismo. Vencer la carrera espacial no era sólo materia de seguridad nacional, dijeron, sino de orgullo nacional.

Para los ingenieros, la era espacial representó un nuevo conjunto de obstáculos tecnológicos a solventar. Los ingenieros fueron el grupo encargado de inventar máquinas capaces de escapar de la gravedad terrestre y alcanzar la Luna, así como las formas de mantener a los humanos vivos en el espacio y comunicarse con ellos desde tierra.

Para los militares, el Sputnik representó una amenazadora e impresionante nueva forma de proseguir con la guerra. La misma tecnología necesaria para enviar a un satélite al espacio podía adaptarse para lanzar una cabeza nuclear a tu enemigo cruzando medio mundo.

Para los ambientalistas, las fotografías de nuestro planeta que llegaron de la era espacial fueron una poderosa herramienta propagandística. La imagen “Mármol Azul” tomada por la tripulación del Apolo XVII dio para escribir volúmenes sobre la fragilidad de la Tierra y la interconexión entre la vida y la humanidad.

Pero todas estas cosas vendrían más tarde. Podría decirse que los primeros en darse cuenta del significado global del Sputnik y explotar su tecnología fueron los científicos para los que aquella bola de metal representó una nueva y radical forma de estudiar nuestro planeta y el universo.

Los científicos realizaron su primer gran descubrimiento de la era espacial apenas tres meses tras el lanzamiento del Sputnik. El científico estadounidense James Van Allen convenció a los ingenieros para acoplar al primer satélite estadounidense, el Explorer 1, un contador Geiger que había diseñado, para lanzarlo el 31 de enero de 1958. El experimento confirmó la existencia del campo magnético de la Tierra detectando una región en forma de rosquilla de partículas de alta energía rodeando el planeta. Los científicos saben ahora que la Tierra tiene dos de tales “Cinturones de Van Allen” los cuales pueden ser peligrosos tanto para satélites como para astronautas.

Impulso para la ciencia

El lanzamiento del Sputnik’ forzó a los estadounidenses a repensar la idea de que eran la nación más avanzada tecnológicamente del mundo. “Muchas personas quedaron asombrados de que los rusos, entre todo el mundo, pudieran hacerlo”, recuerda William Burrows, autor de This New Ocean (Este nuevo océano), una crónica detallada de la era espacial.

“Los comunistas se jactaban de que habían inventado el aeroplano, la televisión, los cohetes etc. y los estadounidenses hacían bromas sobre que probablemente también tenían el crédito sobre el béisbol y el chicle”, dijo Burrows. “Nos reíamos y los ridiculizábamos. Entonces llegó el Sputnik. ¡POW! Nos golpearon verdaderamente fuerte”.

Lo que siguió fue un impulso sin precedentes en los Estados Unidos para educar a la juventud de la nación en ciencia y matemáticas. En 1958, el Congreso aprobó el Decreto de Educación de Defensa Nacional para proporcionar becas de estudio a los aspirantes a científicos, ingenieros y matemáticos.

“El Sputnik hizo que todo el mundo pensara en la ciencia y la tecnología más seriamente”, dijo David Thompson, astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland.

Aspirantes a astrónomos

El empujón del gobierno de los Estados Unidos a la educación científica se facilitó de muchas formas gracias al Sputnik. El satélite fue una maravilla tecnológica que inspiró a toda una generación de estudiantes – y no sólo aspirantes a ingenieros. Algunos astrónomos inician si interés en el espacio gracias a la era del Sputnik.

“Todo el mundo salía a la calle a intentar ver esos satélites que se acababan de lanzar y yo salí y dije ‘¿Sabes?, esas otras cosas del cielo son más interesantes’”, dijo Thompson. “Hay estrellas y planetas allí fuera”.

“Era un niño y sonaba muy excitante”, dijo Mario Livio, astrónomo en el Instituto del Telescopio Científico Espacial en Maryland. “En aquella época, el primer nombre que recuerdo para eso era ‘luna artificial’. Por supuesto eso tenía su propia carga sentimental: ‘Los humanos habían creado su propia luna artificial’”.

Legado duradero

Para muchos científicos, el mayor legado del Sputnik es el de los observatorios espaciales tales como Hubble para los que allanaron el camino.

Los telescopios espaciales “abrieron las puertas a nuevos regímenes de longitudes de onda o mejoraron las capacidades en un régimen dado en un factor de diez ” comparado con los telescopios terrestres, dijo Livio a SPACE.com.

“Los estudios del fondo de microondas del espacio empezaron con COBE y continuaron con WMAP”, dijo Steven Weinberg, premio Nobel de física que trabaja en la Universidad de Texas en Austin. “Realmente ha llevado a la cosmología a ser una ciencia de precisión y a darnos la mejor prueba de la inflación”.

Otros creen que las contribuciones del Sputnik a la ciencia son más sutiles. La era espacial también animó a los científicos de todas las disciplinas a considerar nuevas ideas, dijo el historiador de los vuelos espaciales Roger Launius, Presidente de la División de la Historia Espacial del Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsoniana en Washington, D.C.

“En el pasado no teníamos idea, hasta que comenzó la exploración del espacio, de los peligros potenciales así como de las oportunidades que había allí afuera”, dijo Launius. “¿Cuándo se desarrolló la teoría de que los dinosaurios habían sufrido una extinción masiva como resultado del impacto de un meteorito? Si no hubiésemos flotado en el espacio, nunca habríamos considerado tal posibilidad”.

Nota del Traductor: Con este artículo no sólo hago un pequeño homenaje al 50 aniversario del lanzamiento del Sputnik, hoy 4 de octubre de 2007, sino que aprovecho una efeméride tan importante para celebrar los 500 artículos de Ciencia Kanija. Gracias a todos por estar al otro lado del monitor.

Los astrónomos han observador pruebas de una segunda Tierra en formación alrededor de una estrella distante a 424 años luz de distancia.

Usando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, los astrónomos han divisado un enorme cinturón de polvo caliente girando alrededor de una joven estrella llamada HD 113766 que es sólo ligeramente menor que nuestro Sol. El cinturón de polvo, que los científicos sospechan que se está agrupando para formar planetas, está situado en el centro de la zona habitable terrestre del sistema estelar donde las temperaturas son lo bastante moderadas como para mantener agua líquida. Los científicos estiman que hay suficiente material en el cinturón para formar un planeta del tamaño de Marte o mayor.

Con una edad aproximada de 10 millones de años, la estrella tiene la edad justa para formar planetas rocosos, dicen los investigadores. Sus hallazgos se detallarán en un próximo ejemplar de la revista Astrophysical Journal.

“La sincronización del sistema para construir una Tierra es muy bueno”, dijo el miembro del equipo de estudio Carey Lisse del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland.

Si el sistema fuese demasiado joven, el disco de formación planetaria estaría repleto de gas, y formaría en lugar de planetas rocosos planetas gaseosos gigantes. Si fuese demasiado viejo, Spitzer habría visto planetas rocosos que se formaron hace mucho tiempo.

El sistema estelar tiene también la mezcla exacta de materiales de polvo en su disco para formar un planeta similar a la Tierra, dijo Lisse.

Usando el instrumento espectrómetro infrarrojo de Spitzer, el equipo determinó que el material alrededor de HD 113766 está más elaborado que la materia similar a bolas de nieve que conforma los jóvenes sistemas solares y cometas, los cuales se consideran “frigoríficos” cósmicos dado que contienen ingredientes prístinos del periodo formativo del sistema solar. Pero no está tan procesada como la materia encontrada en los planetas y asteroides maduros.

“La mezcla de materiales en el cinturón se parece bastante a la materia encontrada en los flujos de lava de la Tierra”, dijo Lisse. “Pensé en el material de Mauna Kea [en Hawai] cuando vi por primera vez la composición del sistema – contiene roca en bruto y abundancia de sulfuros de hierro, que son similares a la pirita”.

Anteriormente en este año, los científicos anunciaron que habían encontrado pruebas de uno, o posiblemente, dos planetas terrestres ya formados alrededor de Gliese 581, una tenue estrella roja situada a 20,5 años luz de distancia. Los posibles planetas, llamados Gliese 581c y Gliese 581d, están situados aproximadamente a la distancia adecuada de su estrella para contener agua líquida y vida tal y como la conocemos, pero se necesitan muchas más observaciones para confirmar esto.

Hasta la fecha, los cazadores de planetas han descubierto más de 250 planetas extrasolares o “exoplanetas”. La mayoría de estos mundos distantes, sin embargo, son planetas gigantes gaseosos de varias veces el tamaño de Júpiter.

Aunque la vida sólo se ha hallado en nuestro planeta, el rango de tipos de exoplanetas encontrados hasta ahora por los astrónomos aumenta su confianza en que haya muchos mundos habitables en nuestra galaxia. Hallar mundos similares a la Tierra en zonas habitables es un primer paso hacia el reto tecnológico de descubrir biología fuera de nuestro sistema solar.

Los astrónomos han encontrado la estrella más parecida al Sol hasta la fecha, y dicen que es un lugar ideal para la búsqueda de civilizaciones alienígenas.

La estrella, llamada HIP 56948, está a poco más de 200 años luz de la Tierra. Si tamaño, masa, temperatura y composición química son tan similares a nuestro Sol que no hay diferencias significativas en las observaciones de alta resolución realizadas con el telescopio de 2,7 metros del Observatorio McDonald en Texas, Estados Unidos.

El análisis fue levado a cabo por Jorge Melendez del Observatorio Mount Stromlo en Weston Creek, Australia, e Iván Ramírez de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos.

Se habían identificado previamente otras estrellas similares al Sol, incluyendo 18 Scorpii, HD 98618, y HIP 100963. Pero estas tres estrellas tenían varias veces más litio que el Sol, mientras que HIP 56948 es casi idéntico al Sol también en este aspecto, haciéndolo aún más parecido.

Tal similitud podría ser importante, dado que algunos estudios han sugerido que las estrellas con menos litio son menos activas, experimentando menos estallidos, o llamaradas, que pueden bañar a los planetas con radiación letal, dice Ramírez. Si esto se corrobora con posteriores observaciones, esta estrella probablemente tiene la mayor probabilidad de albergar vida que ningún otro gemelo solar, dice.

Las estrellas similares al sol están consideradas buen terreno para buscar vida extraterrestre inteligente, dice Margaret Turnbull del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, Estados Unidos. Ella ayudó a redactar la lista existente de aproximadamente 17 000 objetivos de alta prioridad para SETI, llamada HabCat.

Punto de inicio

“No sabemos si las estrellas similares al Sol son necesariamente lo “mejor” para la vida inteligente, pero ciertamente son un buen punto de inicio dado que conocemos al menos una civilización alrededor de tales estrellas”, dijo a New Scientist.

Peter Backus del Instituto SETI en Mountain View, California, Estados Unidos, que encabeza la próxima búsqueda del instituto de vida alienígena con el Conjunto del Telescopio Allen, dice que el gemelo del Sol recientemente identificado será un objetivo en la búsqueda, y que ya estaba en la lista HabCat.

“Está en la lista, pero no creo que reciba ningún tratamiento especial”, dijo a New Scientist. “Aún es tema de especulación qué rango de estrellas podrían albergar planetas habitables. Finalmente encontraremos tiempo para observar todas las estrellas [de la lista]“.

Los astrónomos del Observatorio McDonald ya han comenzado a observar planetas alrededor de HIP 56948, y aunque las observaciones continúan, hasta ahora han descartado planetas gigantes en órbitas cercanas a la estrella – los llamados “Júpiter calientes”, que serían los más fáciles de encontrar.

Más tiempo

La estrella e diferencia del Sol en una cosa – parece ser mil millones de años más antigua. Esto debería hacerlo más atractivo para SETI, dice Ramírez, dado que las estrellas más viejas han tenido más tiempo para producir civilizaciones inteligentes. “Suponiendo que estas estrellas tienen planetas y esos planetas tienen vida, entonces tienes más tiempo para que la vida evoluciones”, dice.

Aunque los astrónomos esperan observar señales de radio de una civilización alrededor de una estrella, su distancia de unos 200 años luz de la Tierra significa que ninguna de nuestras señales de radio o televisión han tenido tiempo de llegar allí, dice. “Si hay vida allí y es inteligente, entonces aún no han oído nada de nosotros”.

El Conjunto del Telescopio Allen probablemente comenzará sus observaciones en noviembre de 2007, dice Backus, aunque inicialmente observará franjas más amplias de cielo en lugar de centrarse en estrellas individuales del catálogo.

Todos los que estamos interesados en el tema de la divulgación científica, ya sea como lectores o como divulgadores, tenemos claro que hay una gran carencia en el público general de una formación e interés por la ciencia.

Esta mañana he recibido, junto con otros bloggers científicos de referencia en el mundo hispano, la petición por parte del Profesor Jesús Zamora Bonilla, que imparte clases de Filosofía de la Ciencia en la UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia), de hacernos eco de una, en mi opinión, fantástica iniciativa que va dirigida a paliar esta carencia desde el ámbito periodístico y divulgativo. Adjunto a continuación el texto aportado por el Profesor Zamora:

La Universidad Nacional de Educación a Distancia ha puesto en marcha la tercera edición del Programa Modular “Periodismo Científico y Comunicación Científica”. El Programa incluye modalidades de Máster, Especialista Universitario, y Experto universitario. Sus principales objetivos son formar a profesionales especializados en la comunicación de la ciencia y la tecnología, y ayudar al fomento de la cultura científica, y cuenta con la experiencia de dos años.

La experiencia de las dos ediciones anteriores ha certificado la calidad y el prestigio de este Programa. Este progama pionero es el único curso virtual sobre periodismo, cultura y comunicación científica que se ofrece en España. Cuenta con un amplio equipo docente, formado por profesores especialistas en periodismo y comunicación, periodistas en activo, y profesores e investigadores especialistas en diversas materias científicas. El equipo está coordinado por Jesús Zamora Bonilla, profesor titular de filosofía de la ciencia en la UNED.

El Programa está dividido en 16 módulos o asignaturas. Entre éstas se incluyen varias materias de comunicación, como “Introducción al periodismo científico”, “Fuentes para el periodismo científico”, “Gabinetes de prensa y comunicación científico-tecnológica”, “Periodismo científico en radio y televisión”, “Periodismo científico en internet”, etc. También hay numerosas asignaturas que introducen al alumno en los conceptos, datos y teorías más importantes de las principales ramas de la ciencia: física, biología, historia de la ciencia, etc. Finalmente, un tercer grupo de materias proporciona una visión sistemática y crítica de los aspectos sociales, filosóficos y éticos de la ciencia moderna. La formación teórica se complementa con módulos de prácticas, para las cuales la dirección del Programa pondrá en contacto a los alumnos con instituciones, empresas o medios comunicación cercanos a su lugar de residencia. Aquellos alumnos que desarrollen su actividad profesional en algún campo relacionado con la comunicación o difusión de la ciencia (periodistas, profesores, miembros de gabinetes de comunicación, trabajadores de museos, etc.), cuentan la posibilidad de realizar las prácticas del curso en su propio lugar de trabajo.

Ciencias para el mundo contemporáneo

El curso es de gran interés también para aquellos profesores que desean obtener una visión global y crítica de la ciencia moderna y su importancia en el mundo actual, en particular aquellos interesados en impartir la asignatura de “Ciencias para el Mundo Contemporáneo” en el nuevo Bachillerato, ya que esta asignatura demandará un planteamiento eminentemente interdisciplinar, en el que la comunicación y la divulgación científica tienen un papel básico.

Para más información:

http://www.fundacion.uned.es/cursos/ciencia-ingenieria/modular/periodismo-comunicacion-cientifica/
Correo del Profesor Zamora

Los textos clásicos revelan una nueva comprensión sobre la historia de las catapultas y balanzas.

Apártate Arquímedes. Un investigador de la Universidad de Harvard ha encontrado que los antiguos artesanos griegos eran capaces de diseñar máquinas sofisticadas sin necesidad de comprender la teoría matemática que subyace a su construcción.

Los análisis recientes de tratados técnicos y fuentes literarias del siglo V a.C revelan que la tecnología floreció entre los profesionales con limitados conocimientos teóricos.

“Los artesanos tenían su propio tipo de conocimiento que no tenía que estar basado en la teoría”, explica Mark Schiefsky, profesor de cultura clásica en la Faculta de Arte y Ciencias de Harvard. “No iban a la Academia de Platón a aprender geometría, y aún así eran capaces de construir dispositivos calibrados con precisión”.

La balanza, usada para medir el peso en todo el mundo antiguo, es la mejor ilustración de los hallazgos de Schiefsky sobre la distinción entre el conocimiento teórico y el de los artesanos. Trabajando con un grupo liderado por Jürgen Renn, Director del Instituto Max Planck para la Historia de la Ciencia en Berlín, Schiefsky ha encontrado que la balanza romana — una balanza con brazos desiguales — se usó a principio de los siglos V y IV a.C., antes de que Arquímedes y otros pensadores de la era helenística dieran una demostración matemática de sus bases teóricas.

“La gente supone que Arquímedes fue el primero en usar la balanza romana dado que suponen que no se podía crear una sin conocer la ley de las palancas. De hecho, puedes — y la gente lo hacía. Los artesanos tenían su propio conjunto de reglas para hacer la escala y calibrar el dispositivo”, dice Schiefsky.

Las necesidades prácticas, así como la prueba y error, llevó al desarrollo de tecnologías como la balanza romana.

“Si alguien lleva un trozo de carne de 50 kilos al ágora, ¿cómo lo pesas?”, pregunta Schiefsky. “Sería genial tener un contrapeso de 5 kilos en lugar de uno de 50, pero para hacer eso necesitas cambiar el punto de equilibrio y comprender ostensiblemente el principio de proporcionalidad entre el peso y la distancia desde el fulcro. Aún así, estos artesanos fueron capaces de calibrar sus dispositivos sin comprender la ley de la palanca”.

Los artesanos aprendieron a mejorar estas máquinas a través del uso productivo en el curso de sus carreras, dice Schiefsky.

Con el surgimiento del conocimiento matemático en el era helenística, la teoría comenzó a ejercer una mayor influencia en el desarrollo de las tecnologías antiguas. La catapulta, desarrollada en el siglo III a.C., proporciona la forma en que se sistematizó la ingeniería.

Con la ayuda de las fuentes literarias y datos de las excavaciones arqueológicas, “Podemos rastrear con certeza cuando comenzaron los antiguos a usar métodos matemáticos para construir la catapulta”, apunta Schiefsky. “Las máquinas se construyeron y calibraron con precisión”.

Los reyes alejandrinos desarrollaron y patrocinaron un programa de investigación activa para un mayor refinamiento de la catapulta. A través de la experimentación y la aplicación de métodos matemáticos, tales como el desarrollado por Arquímedes, los artesanos fueron capaces de construir una máquinas de gran potencia. Tendones de animales trenzados ayudaron a incrementar el poder del brazo de lanzamiento, el cual podría arrojar piedra de 25 kilos o más.

La catapulta tuvo un gran impacto en la política del mundo antiguo.

“Podías atacar repentinamente una ciudad que anteriormente había sido impenetrable”, explica Schiefsky. “Estas máquinas cambiaron el curso de la historia”.

De acuerdo con Schiefsky, la interacción entre el conocimiento teórico y el saber práctico es crucial para la historia de la ciencia occidental.

“Es importante explorar lo que hicieron los artesanos y lo que no hicieron”, dice Schiefsky, “de forma que podamos comprender mejor cómo encaja su trabajo en el arco del desarrollo científico”.

La investigación de Schiefsky está patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia y el Instituto Max Planck para Historia de la Ciencia en Berlín.

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

La vida existe en la Tierra debido a una delicada combinación de ingredientes químicas. Usando un modelo teórico, Glaser lanza la hipótesis de la existencia de la adenina en las nubes de polvo interestelar. Esas mismas nubes pueden haber bañado con adenina a la Tierra joven cuando comenzó 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 cierta molécula venga del espacio no es descabellada”, dijo Glaser, profesor de química en la Facultad de Artes y Ciencias de la MU. “Puedes encontrar grandes moléculas en meteoritos, incluyendo adenina. Sabemos que la adenina puede formarse en cualquier parte del Sistema Solar, por lo que ¿por qué deberíamos considerar imposible formar los ladrillos de la vida en algún lugar del polvo interestelar?”

Glaser cree que los astrónomos deberían buscar nubes de polvo interestelar que tengan cianido de hidrógeno altamente concentrado (HCN), lo cual indica la presencia de adenina. Encontrar tales bolsas estrecharía el espectro de dónde podría existir la vida dentro de la galaxia de la Vía Láctea.

“Hay una gran cantidad de cielo con unas pocas áreas que tienen nubes de polvo. En esas nubes, unas pocas de ellas tienen HCN. Unas pocas de ellas tienen el suficiente HCN para dar soporte a la síntesis de las moléculas de la vida. Ahora, tenemos que buscar altas concentraciones de HCN, y ahí es donde tienes que buscar si quieres encontrar adenina”, dijo Glaser. “La química del 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; se debe pensar en ello verdaderamente sin prejuicios”.

Esta teoría que describe la fusión de los compuestos químicos que formaron la vida primigenia se presenta en el último ejemplar de la revista “Astrobiology” y son coautores de la teoría Brian Hodgen (Universidad de Creighton), Dean Farrelly (Universidad 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 (Síntesis de adenina en el espacio interestelar: Mecanismos de formación de anillos de pirimidina prebiótica de pentámeros HCN monocíclicos)”, describe la asusencia de una barrera medible que impediría la formación de un esqueelto necesario para la síntesis de adenina. El artículo también figura en el ejemplar del 6 de agosto de “Chemical & Engineering News”.

Cuando observas las sorprendentes imágenes captadas por Hubble, o los Rovers de Exploración Marcianos, alguna vez te habrás preguntado: ¿eso es lo que realmente veríamos con nuestros propios ojos? La respuesta, tristemente, es probablemente no. En algunos casos, tales como con los rovers de Marte, los científicos ven el “color verdadero”, pero en su mayoría, los colores se escogen para que tengan el máximo rendimiento científico. Esto depende de cómo calibran los científicos sus maravillosos instrumentos, y la diferencia entre colores verdaderos y falsos.

Pregunta: Verdadero o falso: Cuando vemos las magníficas imágenes del Telescopio Espacial Hubble o los impresionantes panoramas de los Rovers de Exploración de Marte, esas imágenes representan lo que los ojos humanos verían si observasen esas vistas de primera mano.

Respuesta: Para el Hubble, mayormente falso. Para los rovers, mayormente cierto, dado que los rovers proporcionan una combinación de las llamadas imágenes en color “falso” y “verdadero”. Pero, resulta que el término “color verdadero” es un poco controvertido, y a muchos de los involucrados en el campo de la fotografía extraterrestre no les gusta mucho.

“En realidad intentamos eliminar el término “color verdadero” dado que nadie sabe con precisión cual es “verdadero” color de Marte”, dijo Jim Bell, el científico jefe del sistema de fotografía en color Pancam a bordo de los Rovers de Exploración Marciana (MER). De hecho, apuntó Bell, sobre Marte, así como en la Tierra, los colores cambian todo el tiempo: si está nublado o despejado, si el Sol está alto o bajo, o si hay variaciones sobre cuánto polvo hay en la atmósfera. “Los colores cambian de un momento a otro. Es algo dinámico. Intentamos que no se dibuje una línea severa diciendo ‘¡Esto es la verdad!’”

A Bell le gusta usar el término “color verdadero aproximado” dado que las imágenes de la cámara panorámica de los MER están estimadas para lo que vería un humano si estuviese en Marte. Otros colegas, dice Bell, usan “color natural”.

Zolt Levay del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial produce imágenes del Telescopio Espacial Hubble. Para las imágenes preparadas del Hubble, Levay prefiere el término “color representativo”.

“Los colores en las imágenes del Hubble no son colores “verdaderos” ni “falsos”, sino que normalmente son representativos de los procesos físicos subyacentes a los sujetos de las imágenes”, dijo. “Son una forma de representar en una única imagen tanta información como sea posible que esté disponible en los datos”.

El color verdadero sería un intento de reproducir visualmente los colores con precisión. El color falso, por otra parte, es una selección arbitraria de colores para representar algunas características en la imagen, tales como composición química, velocidad, o distancia. Además, por definición, cualquier imagen infrarroja o ultravioleta sería necesario representarla en “color falso” debido a que esas longitudes de onda son invisibles para los humanos.

Sin embargo, las cámaras a bordo del Hubble los MER no toman imágenes en color. Las imágenes a color de ambas naves son ensambladas de imágenes independientes en blanco y negro tomadas a través de filtros de color. Para una imagen, la nave tiene que tomar tres imágenes normalmente a través de filtros de rojo, verde y azul y cada una de esas fotografías es descargada hacia la Tierra. Entonces se combinan mediante software en una imagen a color. Esto tiene lugar de forma automática dentro de las cámaras a color que usamos normalmente en la Tierra. Pero las Pancams de los MER tienen 8 tipos distintos de filtros de color, mientras que Hubble tiene casi 40, yendo desde el ultravioleta (“más azul” de lo que nuestros ojos pueden ver), a través del espectro visible, hasta el infrarrojo (“más rojo” de lo que es visible a los humanos). Esto da a los equipos de fotografía una flexibilidad infinitamente mayor y, a veces, licencias artísticas. Dependiendo de los filtros de color usados, el color puede estar más o menor alejado de la “realidad”.

La misma roca fotografiada en color verdadero y falso por Opportunity.

En el caso del Hubble, explica Levay, las imágenes están más ajustadas para mejorar el contraste y realzar los colores y brillo para enfatizar ciertas características de la imagen o hacer una imagen más atractiva.

Pero cuando el equipo de MER Pancam quiere producir una imagen que muestre lo que un humano vería estando es Marte, ¿cómo obtienen el color adecuado? Los rovers tienen una herramienta a bordo conocida como MarsDial que se da como proyecto educativo sobre relojes de sol. “Pero su verdadero trabajo es un objetivo de calibración”, dijo Bell. “Tiene anillos de escalas de grises en él con chips de colores en las esquinas. Los medimos con mucha precisión y tomamos imágenes de ellos antes de lanzarlos por lo que sabemos qué colores y distintas gamas de grises son”.

Una de las primeras imágenes tomadas por los rovers fue del MarsDial. “Tomamos una imagen del MarsDial y lo calibramos y procesamos a través de nuestro software”, dijo Bell. “Si resulta que vemos como sabemos que se debería ver, entonces esto nos da una gran confianza en nuestra capacidad para apuntar la cámara hacia cualquier punto, tomar una imagen, hacer el mismo proceso y que esos colores sigan siendo correctos”.

Hubble también puede generar imágenes de color calibrado. Su “UniverseDial” serían las estrellas estándar y las lámparas de dentro de las cámaras cuyo brillo y color son conocidos con gran precisión. Sin embargo, la misión de Hubble no es producir imágenes que reproduzcan con fiabilidad los colores. “Por una parte el algo con poco sentido en el caso de la mayoría de imágenes”, dijo Levay, “dado que en general no podemos ver los objetos dado que son demasiado tenues, y nuestros ojos reaccionan de forma distinta a los colores de una luz tan débil”. Pero el objetivo más importante de Hubble es producir imágenes que porten tanta información científica como sea posible.

Las Pancams de los rover hacen también esto. “Resulta que hay una gran variedad de minerales de hierro que tienen distinta respuesta de color en longitudes de onda infrarroja a las que la cámara es sensible”, dijo Bell, “por lo que podemos hacer unas imágenes en falso color muy chillonas del tipo de Andy Warhol”. Bell añadió que estas imágenes tenían un doble servicio, proporcionando información científica, además de hacer disfrutar al público.

Y por tanto, tanto en Hubble como en los MER, el color es usado como una herramienta, para mejorar los detalles de un objeto o para ver lo que de otra forma no podría verse con el ojo humano. Sin el falso color, nuestros ojos nunca verían (y nunca sabríamos) qué gases ionizados forman una nebulosa, por ejemplo, o qué minerales de hierro yacen en la superficie de Marte.

Para el “color verdadero”, existe una gran comunidad académica y erudita que estudia el color en áreas como la industria de la pintura que a veces se disgustan cuando se usa el término “color verdadero” por el grupo de imágenes astronómicas. “Ellos tienen un marco de trabajo bien establecido para lo que es el color verdadero, y cómo cuantifican el color. Pero en realidad nosotros no trabajamos dentro de ese marco en ese nivel. Por lo que intentamos apartarnos del uso del término ‘color verdadero’”.

Levay apuntó que ninguna reproducción en color puede ser precisa al 100% debido a las diferencias tecnológicas entre la película y la fotografía digital, técnicas de impresión, o incluso distintas configuraciones del monitor del ordenador. Además, existen variaciones en cómo las personas perciben los colores.

Bell concluye, “Lo que estamos haciendo en Marte es en realidad una estimación, nuestra mejor opción es usar nuestro conocimiento de las cámaras con el objetivo de calibración. Pero si es absolutamente cierto al 100%, creo que algo que necesitará de un viaje en persona para descubrirlo”.

Para más información visitar http://hubblesite.org/ o el libro de Jim Bell de 2006 “Postcards From Mars (Postales desde Marte)”

Los rayos gamma retardados del espacio profundo pueden proporcionar la primera prueba de la física más allá de las nuevas teorías.

El telescopio MAGIC encontró que los fotones de alta energía de la radiación gamma de una galaxia distante llegaban a la Tierra unos cuatro minutos más tarde que los fotones de baja energía, aunque aparentemente se emitían al mismo tiempo. Si es correcto, contradiría la Teoría de la Relatividad de Einstein, la cual dice que todos los fotones (partículas de luz) deben moverse a la velocidad de la luz.

“Todo el mundo está entusiasmado”, con este resultado, dijo Daniel Ferenc, profesor de física de la Universidad de California (UC) en Davis y miembro de la colaboración. Ferenc advierte que los resultados deben ser repetidos con otras fuentes de rayos gamma y que no debería descartarse alguna explicación más simple. Pero, “esto demuestra que tales medidas son posibles”, dijo.

Los investigadores proponen que el retardo podría deberse a los fotones que interactúan con la “espuma cuántica”, un tipo de estructura del mismo espacio. La espuma cuántica es predicha por la Teoría de la Gravedad Cuántica, un intento de unificar la física cuántica con la relatividad a escalas cósmicas.

Los astrónomos apuntaron el telescopio hacia Markarian 501, una galaxia a medio millón de años luz que contiene un “blazar” – un agujero negro masivo que emite estallidos de rayos gamma. Parte del material que cae hacia el agujero negro queda exprimido en chorros que se expulsan desde los polos del objeto a una velocidad cercana a la de la luz. Estos chorros emiten llamaradas de rayos gamma de pocos minutos de duración.

Los investigadores clasificaron los fotones de los rayos gamma de alta y baja energía que procedían de los objetos en cada llamarada. Junto con un grupo de físicos teóricos liderados por John Ellis del CERN, el equipo de MAGIC demostró que los fotones de alta y baja energía parecían haber sido emitidos al mismo tiempo. Pero que los fotones de alta energía llegaron con cuatro minutos de retraso tras viajar por el espacio durante aproximadamente 500 millones de años.

El trabajo ha sido enviado para su publicación a la revista Physics Review Letters.

Como la memoria, la inteligencia humana probablemente no esté confinada en un único área del cerebro, sino que en lugar de esto sea el resultado del trabajo organizado de múltiples áreas cerebrales, según sugiere una nueva investigación.

El estudio de Richard Haier de la Universidad de California en Irvine, y Rex Jung de la Universidad de Nuevo México propone una nueva teoría que identifica áreas del cerebro que trabajan conjuntamente para determinar la inteligencia de una persona.

“La investigación genética ha demostrado que los niveles de inteligencia pueden heredarse, y dado que los gentes trabajan a través de la biología, debe haber una base biológica para la inteligencia”, dijo Haier.

La revisión de 37 estudios de imágenes, detallados en la edición online de la revista Behavioral and Brain Sciences, sugiere que la inteligencia está relacionada no tanto con el tamaño del cerebro o una estructural cerebral concreta, sino con lo eficientemente que viaje la información a través del cerebro.

“Nuestra revisión de los estudios de imágenes identifica las estaciones que toma el procesado de la información inteligente”, dijo Haier. “Una vez que sabemos dónde están las estaciones, podemos estudiar cómo se relacionan con la inteligencia”.

La nueva teoría podría finalmente llevar a tratamientos para un CI bajo, dicen los investigadores, o a formas de mejorar el CI de personas con inteligencia normal.

P-FIT

En su estudio, Haier y Jung recopilaron una lista de todas las áreas del cerebro de anteriores estudios de neuroimágenes que habían encontrado relacionados con la inteligencia, haciendo mayor énfasis en aquellas áreas que aparecen múltiples veces. La lista sugirió que la mayor parte de áreas del cerebro que se cree que desempeñan un papel en la inteligencia están agrupadas en los lóbulos parietal y frontal. Además, alguna de estas áreas están también relacionadas con la atención y la memoria y funciones más complejas como el lenguaje. La pareja no cree que esto sea una coincidencia. En su Teoría de Integración Parieto-Frontal (P-FIT), sugieren que los niveles de inteligencia están basados en cómo de eficientemente se comunican éstas áreas del cerebro entre sí.

Haier dice que la nueva teoría esquiva la difícil cuestión de qué es la inteligencia, algo sobre lo que los científicos aún no están de acuerdo. “En cada uno de los estudios que hemos revisado, hubo una medida distinta para la inteligencia”, dijo Haier. “Existe una controversia sobre cuál es la mejor forma de medir la inteligencia. Existe controversia sobre cómo de amplia o reducida debería ser la definición de inteligencia. Nuestro trabajo va más allá de estas cuestiones y dice que básicamente, independientemente de la definición de inteligencia que uses, en los estudios de neuroimágenes los resultados son los mismos”.

Earl Hunt, neurocientífico de la Universidad de Washington , que no estuvo implicado en la investigación, dijo que el modelo P-FIT destaca el progreso que los científicos han hecho en los últimos años en el camino hacia la comprensión de las bases biológicas de la inteligencia. “Hace 25 años los investigadores de este campo estaban enzarzados en una poco edificante discusión sobre la relación entre los tamaños de los cráneos y las puntuaciones en los test de inteligencia”, dijo Hunt.

Construyendo sobre trabajos anteriores

Haier y Jung están también tras otros estudios importantes relacionados con la inteligencia. En 2004, encontraron que las regiones relacionadas con la inteligencia general están dispersas a través de todo el cerebro y la existencia de un único “centro de inteligencia” era improbable.

Y en un estudio de 2005, encontraron que aunque no existían diferencias esenciales entre la inteligencia general entre sexos, las mujeres tenían más materia blanca y los hombres más materia gris. La materia gris representa los centros de proceso de la información en el cerebro, y la materia blanca enlaza los centros entre sí. El hallazgo sugirió que ninguna estructura cerebral determina la inteligencia general y que distintos tipos de diseños cerebrales pueden producir un rendimiento intelectual equivalente.

Conocer qué determina la inteligencia podría conducir a tratamientos para enfermedades que afectan a la inteligencia como el retraso mental, dijo Haier.

“Sería importante saber cómo funciona la inteligencia para determinar si existe alguna forma de tratar un CI bajo”, dijo Haier a LiveScience. “Si se puede tratar un bajo CI en el retraso mental gracias a identificar que algo en el cerebro está afectando a la inteligencia, entonces surge la pregunta de si puede aumentarse el CI en gente que no tiene necesariamente daños cerebrales”.

Las pequeñas y ultra-débiles galaxias “hobbit” que se han encontrado recientemente merodeando alrededor de la Vía Láctea están compuestas casi por completo de materia oscura, según confirma un nuevo estudio.

La materia oscura es una misteriosa sustancia que los científicos creen que ocupa la mayor parte de la masa del universo pero que es invisible a nuestro instrumentos actuales.

Investigadores del Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) han anunciado el descubrimiento de ocho nuevas galaxias enanas, siete de ellas satélites que orbitan la Vía Láctea. Parecen ser sistemas absorbidos por la Vía Láctea hace miles de millones de añose y ayudan a completar el vacío existente en las predicciones teóricas y el número observado de galaxias satélites enanas.

El hallazgo, que se detallará en el ejemplar del 10 de noviembre de la revista Astrophysical Journal, podría ayudar a resolver el problema del recuento cósmico que durante mucho tiempo ha desconcertado a los astrónomos y también explica cómo se forman galaxias tan pequeñas.

Galaxias enanas perdidas

De acuerdo con el modelo de “Materia Oscura Fría”, que explica el crecimiento y evolución del universo, las grandes galaxias como la Vía Láctea deberían estar rodeadas por enjambres de varios cientos de galaxias “enanas” más pequeñas. Sin embargo, hasta hace poco, sólo se habían hallado 11 de tales compañeras.

Para explicar este problema conocido como el de la “Galaxia Enana Perdida”, los teóricos sugirieron que la mayoría de las galaxias enanas contenía muy pocas, si es que algunas, estrellas y que en su lugar estarían en su mayoría hechas de materia oscura.

A principios de este año, miembros del equipo de la Exploración Digital del Cielo Sloan anunciaron que habían descubierto ocho pequeñas y extremadamente tenues galaxias en nuestro Grupo Local que podrían pertenecer a este extraño grupo de galaxias “oscuras”.

Dado que las nuevas galaxias satélite eran mucho menores que las galaxias enanas conocidas, tales como las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña, algunos científicos las han llamado galaxias “hobbit”.

Usando el telescopio Keck II de Hawai, Joshua Simon de Caltech y Marla Geha del Instituto Herzberg de Astrofísica en Canadá llevaron a cabo estudios de seguimiento para calcular la masa de las galaxias hobbit basándose en las velocidades a la que las estrellas se mueven en su interior. La pareja confirmó que cada galaxia estaba entre las más pequeñas medidas, más de 10 000 veces menor que la Vía Láctea.

También encontraron que la masa de las galaxias era unas 100 veces mayor de lo que en principio se esperaría para sólo la masa de sus estrellas. “Y por tanto el resto tiene que estar en algún otro tipo de materia”, dijo Simon a SPACE.com.

La mayoría de galaxias, incluyendo la nuestra, se piensa que tienen más materia oscura en ellas que materia común, pero las nuevas galaxias hobbit llevan esta tendencia al extremo.

“Nuestro trabajo estrecha el hueco entre la teoría de la Materia Oscura Fría y las observaciones incrementando significativamente el número de galaxias enanas de la Vía Láctea y diciéndonos más sobre las propiedades de estas galaxias”, dijo Simon.

Taft Armandroff, director del Observatorio W.M. Keck Observatory, consideró “significativos” estos nuevos hallazgos.

“Este es el primer paso real hacia resolver el problema de la Galaxia Enana Perdida”, dijo Taft, que no estaba involucrado en el estudio.

Los nuevos hallazgos también ofrecen una posible explicación sobre cómo se formaron tales galaxias. Basándose en las mediciones de las galaxias hobbit, los investigadores especularon que la feroz radiación ultravioleta emitida por las primeras estrellas, la cual se formó sólo unos poco ciento de años tras el Big Bang, podría haber eliminado todo el gas hidrógeno de las galaxias hobbit aún en formación.

La pérdida de gas habría ahogado severamente la formación estelar, dejando a las galaxias muy débiles y completamente oscuras.

Sacarlas de su escondite

Simon estima que los científicos necesitarán encontrar otras 100 o 200 galaxias para resolver finalmente la discrepancia entre el número predicho y las galaxias enanas observadas.

Esto podría ser difícil, no obstante, dado que los científicos predicen que muchas galaxias de materia oscura no contienen estrellas en absoluto. Una forma posible de sacar de su escondite a estas galaxias invisibles podría ser observar los efectos que tienen en nuestra propia galaxia.

“Si tienes cientos de cosas orbitando la Vía Láctea, podrías esperar de ellas que tengan un efecto sobre el disco de tu galaxia”, dijo Simon. “La Vía Láctea tiene un disco de estrellas y gas muy delgado que se extiende a lo largo de decenas de miles de años luz. Si está continuamente recibiendo los golpes de estos trozos de materia oscura, cada uno de ellos con un peso de un millón de masas solares, entonces esperarías que afectase a la estructura del disco”.

Alternativamente, algunos científicos especulan que las partículas de materia oscura pueden actuar como las propias partículas de antimateria. Cuando la materia común y la antimateria colisionan, se aniquilan entre sí creando una gran cantidad de energía.

“La materia oscura podría hacer lo mismo”, dijo Simon. “Verías esto como unos rayos gamma de muy alta energía proviniendo de estos trozos de materia oscura”.

Los futuros observatorios espaciales, como el telescopio GLAST de la NASA previsto para su lanzamiento el año que viene, podría detectar rayos gamma de materia oscura, dijo Simon.

Los Estados Unidos se han comprometido a colonizar la Luna para el 2020 y enviar astronautas a Marte, pero muchos científicos dicen que los peligros y costes de las misiones espaciales tripuladas son cosa del pasado y no del futuro.

Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble muestran Marte en 2005. Los Estados Unidos se han comprometido a colonizar la Luna para el 2020 y enviar astronautas a Marte, pero muchos científicos dicen que los peligros y costes de las misiones espaciales tripuladas deberían ser una cosa del pasado y no del futuro.

Los robots inteligentes y satélites como aquellos que están actualmente explorando el Planeta Rojo, dicen, hacen un buen trabajo y son mucho menos frágiles que los organismos humanos vagando a miles de millones de kilómetros de casa.

El tira y afloja científico sobre los beneficios de enviar humanos al espacio profundo es al menos tan viejo como el Sputnik, la esfera de 83,5 kilos de aluminio equipada con dos radiotransmisores – el primer satélite del mundo – que Rusia puso en órbita hace 50 años, el 4 de octubre.

Los líderes rusos no previeron la frenética respuesta que provocaría el Sputnik, especialmente en los Estados Unidos.

Pero cuando Washington declaró la victoria en la consiguiente carrera espacial una docena de años más tarde con la hazaña mucho más impresionante de poner dos hombre en la Luna, nadie esperó que el Apolo 11 se mantendría como el fulcro de la exploración humana del espacio durante casi cuatro décadas.

“Apolo nos dio un sentido de seguridad, nos demostró lo que podría hacerse”, comentó Doug Millard, encargado de la sección de espacio del Museo Científico de Londres. “Pero todo lo que hemos logrado hacer desde entonces – sin importar lo magnífico que haya sido – es enviar humanos a dar vueltas alrededor de la Tierra”.

Profundizar más en la última frontera, sin embargo, está poniéndose de moda de nuevo.

El renovado compromiso de la NASA en misiones a la Luna y Marte, emprendedoras aventuras desde el turismo espacial a la minería lunar, y las emergentes “potencias espaciales”, China e India prometen lanzar una nueva generación de exploradores de carne y hueso más allá del seguro agarre de la gravedad de la Tierra.

“Miramos a la Luna y Marte para construir una civilización del mañana y más allá”, dijo el director de la NASA, Michael Griffin, en un congreso astronáutico en la India la semana pasada.

La NASA ha puesto como objetivo el polo sur de la Luna para una base lunar como trampolín para posteriores exploraciones del Sistema Solar. Marte es el objetivo principal, con la nave Phoenix enviada a aterrizar en sus llanuras del norte el próximo año para ver si el Planeta Rojo puede dar soporte a la vida humana.

Los exitosos rovers de Marte de la agencia espacial de los Estados Unidos Opportunity y Spirit han estado recolectando información útil de la superficie durante años, pero los científicos de la NASA dicen que no es suficiente.

“Estamos a muchas décadas de que los robots puedan igualar a los humanos, incluso en el laboratorio, y los laboratorios de robótica están 20 años por delante de la robótica espacial”, dijo recientemente Steve Squyres, profesor de astronomía en la Universidad de Cornell e investigador principal de la Misión de Rovers de Exploración de Marte, en un foro científico.

Griffin predice que las pisadas humanas llegarán a Marte en el 2037.

Pero muchos expertos espaciales son escépticos. “Me sorprendería que se hiciera en este siglo”, dijo Millard.

“Ir a la Luna fue casi como un pequeño buceo con tubo. Ir a Marte es de un orden de magnitud totalmente distinto”, añadió, citando al menos tres serias restricciones.

Uno es cómo proteger a los seres humanos de los peligros, muchos de hechos apenas comprendidos, de los viajes espaciales de largo recorrido.

La radiación cósmica, ingravidez, estrés psicológico – nadie sabe qué se sentirá al ver el propio planeta menguar hasta desaparecer – todos ellos permanecen como serios retos para cualquier futura misión a Marte.

Otra controvertida cuestión aparte de la seguridad es si Washington, con o sin ayuda de otras naciones, conseguirá suficiente impulso para su nuevo Buck Rogers.

Añadir un ser humano a una misión de exploración espacial dispararía los costes aproximadamente multiplicándolos por 100, dijo Millard.

“Ahora puedes lanzar una misión no tripulada decente por unos pocos cientos de millones de euros (dólares), pero habitualmente se habla de muchos miles de millones para una misión tripulada”, especialmente si es algo nuevo, dijo Millard.

El Congreso de los Estados Unidos ya ha mostrado sus reticencias a patrocinar proyectos tan ambiciosos.

Pero hay un problema incluso más fundamental. “Realmente no sabemos como aterrizar algo grande sobre Marte. La Luna no tiene atmósfera. Marte sí, y es muy distinta a la nuestra”, dijo.

Más allá de las cuestiones de viabilidad, Millard – que no se opone a mantener la presencia humana en el espacio – y otros expertos críticos con la exploración espacial tripulada a largas distancias están preocupados por las prioridades.

En lugar de prepararnos para algún futuro lejano cuando los seres humanos tengan que abandonar nuestro planeta, haríamos mejor en intentar mantener el que tenemos, sugieren.

“Tenemos que hacer todo lo que podamos para usar el espacio para volver la vista hacia la Tierra, especialmente dadas las preocupaciones sobre el cambio climático”, dijo.

Invertir en más satélites como el Envisat – la mayor nave de observación de la Tierra jamás construida – ayudará a monitorizar la atmósfera, océanos y casquetes polares de la Tierra.

La creencia tradicional de que Júpiter actúa como un escudo celeste, rechazando los asteroides y cometas lejos del Sistema Solar interior, ha sido retada por la primera serie de estudios que evalúan el riesgo de impacto para la Tierra de distintos grupos de objetos.

Bombardeo intenso. (Crédito: Copyright Julian Baum)

El viernes 24 de agosto en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias en Potsdam, el Dr. Jonathan Horner presentó un estudio sobre el riesgo de impacto que tenían para la Tierra los Centauros, la población padre de la Familia de Cometas de Júpiter (JFCs). Los resultados demuestran que la presencia de un planeta similar a Júpiter en el Sistema Solar no lleva necesariamente a un menor riesgo de impacto para la Tierra.

El Dr. Horner, de la Universidad Abierta del Reino Unido (OU), dijo, “La idea de que un planeta similar a Júpiter desempeña un importante papel en disminuir el riesgo de impacto sobre planetas potencialmente habitables es una creencia común pero sólo se ha realizado un verdadero estudio en el pasado, el cual observó el riesgo debido a los Cometas de Periodo Largo. Estamos llevando a cabo una serie de estudios de los riesgos de impacto en sistemas planetarios, comenzando por observar a nuestro propio Sistema Solar, ¡dado que es el que mejor conocemos!”

El equipo de la OU desarrollo un modelo por ordenador que podía rastrear las rutas de 100 000 Centauros alrededor del Sistema Solara lo largo de 10 millones de años. La simulación se ejecutó cinco veces: una con Júpiter con su masa actual, otra sin Júpiter, otro con los planetas y tres cuartos, la mitad, un cuarto de la masa de Júpiter (en comparación, Saturno tiene aproximadamente un tercio de la masa de Júpiter). El equipo encontró que la razón de impactos en un Sistema Solar con un planeta como Júpiter es comparable al caso en el que no existía Júpiter. Sin embargo, cuando la masa de Júpiter estaba entre ambos extremos, la Tierra sufrió un número mayor de impactos de los JFCs.

El Dr. Horner dijo, “Hemos encontrado que si un planeta de la masa de Saturno o un poco mayor hubiese ocupado el lugar de Júpiter, entonces el número de impactos en la Tierra se incrementaría. Sin embargo si no hubiese nada en absoluto, no habría ninguna diferencia con nuestro actual ratio de impactos. En lugar de aclarar el tema sobre que Júpiter actúa como escudo, ¡es casi como si lo que Júpiter nos da con una mano nos lo quitase con la otra!”

El estudio demuestra que si no hay un planeta gigante presente, los JFCs no serían desviados hacia órbitas que cruzasen las de la Tierra, por tanto la razón de impacto en la Tierra sería menor. Un planeta de la masa de Saturno tendría un tirón gravitatorio para enviar objetos a las órbitas de la Tierra, pero no sería lo bastante masivo para expulsar objetos del Sistema Solar. Esto significa que tendríamos más objetos cruzando la órbita de la Tierra en un momento dado, y por tanto más impactos.

Sin embargo, un planeta con la vasta masa de Júpiter puede dar a los objetos el suficiente impulso gravitatorio para expulsarlos del Sistema Solar. Por tanto, si Júpiter rechaza los JFCs hacia una órbita terrestre, podría perfectamente barrerlos más tarde lanzándolos fuera el Sistema Solar y de un posible curso de colisión con la Tierra.

El grupo está calculado ahora el riesgo de impacto para la Tierra debido a los asteroides y posteriormente pasarán al estudio de los Cometas de Periodo Largo, antes de examinar el papel de la posición de Júpiter en nuestro sistema.

Familia de cometas de Júpiter

La Familia de Cometas de Júpiter (JFCs) son cometas de periodo corto con un periodo orbital de menos de 20 años. Sus órbitas están controladas por Júpiter y se piensa que se originaron en el Cinturón de Kuiper, una vasta población de pequeños cuerpos helados que orbitan justo más allá de Neptuno. Los JFCs más famosos incluyen el cometa 81P/Wild 2, que tuvo un encuentro con la nave Stardust en enero de 2004 y el cometa Shoemaker Levy-9, que se destrozo y colisionó con Júpiter en julio de 1994.