Juega un papel fundamental. La materia oscura fría se ha convertido en el modelo paradigmático para explicar la formación de todas las estructuras del Universo en las que la gravedad juega un papel dominante. Se piensa que la materia atómica común (protones, electrones, etc) simplemente cae en los pozos de potencial gravitatorio que crea la materia oscura y allí forma las galaxias que observamos.

- ¿Sabemos cómo se distribuye la materia oscura que forma los halos de nuestra galaxia?

Tenemos buenas indicaciones teóricas acerca de cómo estaría distribuida la materia oscura en el halo de nuestra galaxia. Eso se debe a que la teoría de la Materia Oscura Fría especifica completamente las condiciones iniciales del Universo después del Big Bang y a que las leyes que determinan su evolución (básicamente la gravedad) son conocidas. Esto implica que podemos mapear la distribución de materia oscura en el presente usando supercomputadoras para resolver las difíciles, pero conocidas, ecuaciones que determinan la formación y evolución de los halos de materia oscura.

- ¿Qué efectos tienen los procesos de acreción y las corrientes de marea en la estructura y formación del disco de nuestra galaxias?

Pensamos que los procesos de acreción han afectado principalmente a las componentes esferoidales de nuestra galaxia (bulbo y halo) y, en menor medida, el disco. Algunas predicciones teóricas proponen que el “disco grueso” de la Vía Láctea también puede atribuirse a procesos de acreción. Esto puede afectar a estrellas muy conocidas. Por ejemplo, la gigante roja “Arcturus”, una de las estrellas más brillantes del cielo norte, puede haber sido traída a la vecindad solar por la destrucción de una galaxia enana en el campo de marea de nuestra galaxia. Si este proceso puede explicar el origen de una de las estrellas mas prominentes del cielo, ¿por qué no otras?

- ¿Existe una concordancia entre los patrones de abundancia de las galaxias satélites con las estrellas que forman el halo de la Vía Láctea?

No. Los patrones de abundancia de los satélites parecen diferir con los medidos para las estrellas del halo galáctico. Eso ha llevado a algunos autores a concluir que la acreción de satélites no es importante en la formación del halo galáctico. Pero la comparación no es necesariamente significativa. La mayoría de las estrellas en los satélites galácticos están congregadas en un solosatélite, la Nube Grande de Magallanes, por lo tanto no está claro con qué satélite hacer la comparación. Por otra parte, lo que conocemos de los patrones de abundancia de las estrellas del halo se limita a estudios de aquellas estrellas que pertenecen al halo, pero que están pasando cerca del Sol. Esto puede resultar un serio sesgo que dificulta la interpretación de dichas observaciones.

- ¿Hay una buena concordancia entre las simulaciones de evolución  galáctica y los datos observacionales?

Diría por el momento que el acuerdo entre teoría y observación es razonable. Las predicciones teóricas acerca de la estructura de las galaxias no son triviales y requieren el cómputo cuidadoso de varios efectos físicos no lineales y complejos. Aunque hemos hecho progresos en este campo en los últimos años, hay todavía mucho trabajo por delante. Pero mi conclusión preliminar es que, en primer orden, las galaxias que observamos son consistentes con los modelos teóricos. Sin embargo, me apresuro a añadir que este es un campo en el cual las observaciones lideran y la teoría interpreta.

Fecha Original: 21 de noviembre de 2008
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En la reunión “Fronteras de la Ciencia” de la Fundación Europea de Ciencia (ESF) y COST (Cooperación Europea en el campo de la Investigación Técnica y Científica) en Sicilia en octubre, los científicos describieron un ecosistema aparentemente productivo en dos lugares en los que no se conocía vida anteriormente, bajo la capa de hielo Antártica, y sobre concentrados lagos salados bajo el Mediterráneo. En ambos casos, innumerables y diminutos microbios fijan o mantienen cantidades de carbono orgánico lo bastante grandes para ser significativas en el ciclo global del carbono.

Lagos bajo el hielo

Brent Christner de la Universidad Estatal de Louisiana, en los Estados Unidos, dio una conferencia sobre microbios que viven dentro y bajo el hielo de la Antártica.

En la última década, los científicos han descubierto lagos de agua líquida bajo la capa de hielo antártico. Hasta el momento se conocen 150 lagos aproximadamente, pero probablemente este número se incrementará cuando se haya estudiado por completo todo el continente. Estos lagos tienen lugar como resultado del calor geotérmico atrapado por el grueso hielo, fundiéndolo desde abajo, y la gran presión del hielo que hay por encima, el cual baja el punto de fusión del agua.

El mayor lago subglaciar, el Lago Vostok, yace bajo el lugar más frío del planeta, donde las temperaturas de superficie a menudo caen por debajo de –60º C. “Es el sexto lago de agua dulce en el planeta en cuanto a volumen, y tiene aproximadamente el tamaño del Lago Ontario”, dice Christner. “Si estuvieses en un bote en medio del lago, no verías las orillas”.

Christner ha examinado la vida microbiana en núcleos de hielo de Vostok y muchas otras localizaciones globales. Aunque las muestras directas de agua de los lagos subglaciares antárticos aún no se han obtenido, a una altura de 80 metros bajo en terreno, el núcleo de hielo del lago Vostok representa agua que se congela progresivamente sobre la base conforme la capa de hielo atraviesa lentamente el lago. “Las células microbianas y las concentraciones de carbono orgánicos en este hielo acretado son significativamente mayores que aquellas en el hielo que está por encima, lo cual implica que el entorno subglaciar es la fuente”, dice Christner.

Basándose en las medidas de acumulación de microbios en el entorno subglaciar, calcula la concentración de células y carbono orgánico en las capas de hielo de la Tierra, o ‘criosfera’, que puede ser cientos de veces mayor de lo que se encuentra en todos los sistemas de agua dulce del planeta. “El hielo glaciar no está actualmente considerado como una reserva de carbono orgánico y biología”, dice Christner, “pero esta visión tiene que cambiar”.

Sal bajo el mar

Bajo el Mar Mediterráneo se oculta una sorpresa similar. Michail Yakimov del Instituto de Entorno Costero Marino en Messina, Italia es jefe de proyecto para el Programa EuroDEEP de la Fundación Europea de Ciencia sobre las funciones de los ecosistemas y la biodiversidad en las profundidades del mar. Si equipo estudia los lagos de solución salada concentrada, conocidos como cuencas hipersalinas anóxicas, en el lecho del Mediterráneo. Han descubierto comunidades de microbios extremadamente diversos en la superficie de tales lagos.

Las cuencas anóxicas, llamadas así por su carencia de oxígeno, tienen lugar por debajo de los 3000 m bajo la superficie y son de 5 a 10 veces más salinas que el agua del mar. Una teoría dice que existen sólo en el Mediterráneo, dado que este mar se evaporó por completo después de que quedara aislado del Atlántico hace alrededor de 250 millones de años. Su sal se convirtió en sales de rocas, conocidas como evaporitas, las cuales quedaron enterradas por sedimentos arrastrados por el viento. Ahora el mar está de nuevo lleno, las capas de sal han quedado expuestas en algunos lugares tal vez debido a pequeños maremotos, y las sales del antiguo Mediterráneo se han disuelto de nuevo, haciendo el agua muy salada.

A pesar de las hostiles condiciones, el agua hipersalina se ha demostrado que posee un amplio rango de comunidades microbianas activas. Junto con otros socios internacionales, el equipo de Yakimov ya ha identificado más de 10 nuevos linajes de bacterias y arqueas (estos son antiguos organismos similares a las bacterias), las cuales toman el nombre de Divisiones del Lago de Salmuera Marina Mediterráneo.

Existe una abundante vida en el límite entre la cuenca concentrada y el agua marina común. “Debido a la muy alta densidad de la salmuera, no se mezcla con el agua marina”, explica, “y existe un interfaz claro de aproximadamente 1 metro de grosor”.

En esa capa, la diversidad microbiana es increíblemente rica. La investigación demuestra que estos microbios viven en su mayor parte mediante oxidación sulfúrica. Como las comunidades de las fumarolas hidrotermales en las profundidades oceánicas, pueden sobrevivir independientemente de la luz solar y el oxígeno. Pero son un importante almacén de carbono orgánico. “Las comunidades microbianas de las profundidades marinas en el Mediterráneo fijan tanto dióxido de carbono, o incluso más, que las capas superficiales”, dice Yakimov. “Este sumidero de carbono debería tomarse en cuenta a escala global”.

Esta investigación se presentó en la conferencia de Fronteras de la Ciencia “Complex Systems: Water and Life (Sistemas Complejos: Agua y Vida)”, organizado por la Fundación Europa de Ciencia y, del 29 al 31 de octubre en Taormina, Sicilia.

Autor: Dra. Inge Jonckheere
Fecha Original: 14 de noviembre de 2008
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Un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Pennsylvania y de la Universidad Nicolás Copérnico en Polonia han descubierto un nuevo planeta orbitando una estrella gigante roja, HD 102272, la cual es mucho más evolucionada que nuestro Sol. El planeta tiene una masa que es casi seis veces la de Júpiter, el mayor planeta de nuestro Sistema Solar. El equipo incluye a Alexander Wolszczan, el descubridor de los primeros planetas encontrados fuera de nuestro Sistema Solar, que es Profesor Evan Pugh de Astronomía y Astrofísica y director del Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables en la Universidad Estatal de Pennsylvania; y Andrzej Niedzielski, que lidera a sus colaboradores en Polonia. El equipo sospecha que un segundo planeta puede estar también orbitando a HD 102272. Los hallazgos, que se publicarán en un futuro ejemplar de The Astrophysical Journal, arrojan luz en la forma en que las estrellas viejas pueden influir en los planetas cercanos.

Los científicos ya saben que las estrellas se expanden con su edad y que finalmente pueden engullir a los planetas adyacentes. De hecho, los científicos esperan que nuestro planeta sea tragado por el Sol en aproximadamente mil millones de años. Pero lo que los científicos aún no comprender totalmente es cómo las estrellas viejas influyen en los planetas cercanos antes de ser destruidos. El planeta recientemente descubierto por el equipo es interesante debido a que está situado más cerca de la estrella gigante roja que ningún otro planeta conocido. Desde una distancia de 0,6 unidades astronómicas, lo cual está justo dentro de la órbita de Venus alrededor del Sol, la gigante de expansión regular parece un gigantesco disco rojo en los cielos del planeta alienígena, que es más de 16 veces mayor de lo que nos parece la Luna llena en la Tierra.

“Cuando las estrellas gigantes rojas se expanden, tienden a comerse los planetas cercanos”, dijo Wolszczan. “Aunque el planeta que descubrimos posiblemente podría estar más cerca de la estrella sin sufrir daño por ella, parece haber una zona de vacío alrededor de tales estrellas. Nuestro descubrimiento lo empuja a aproximadamente 0,6 unidades astronómicas, lo cual es el tamaño de la órbita del nuevo planeta. Es importante descubrir por qué los planetas no quieren ir más cerca de sus estrellas, por lo que nuestro siguiente paso es intentar imaginar por qué existe esta zona de vacío y si tiene lugar alrededor de todas las estrellas gigantes rojas”.

El equipo usó el Telescopio Hobby-Eberly del Observatorio McDonald en el suroeste de Texas para realizar el descubrimiento. A través del telescopio, el cual está equipado con un preciso espectrógrafo, los científicos observaron un patrón de desplazamientos alternativos de las líneas espectrales de la luz procedentes de la estrella, la cual está situada a 1200 años luz de la Tierra en la constelación de Leo. Estos diminutos desplazamientos alternativos representan la huella de la estrella que se mueve de forma alternativa hacia acercándose y alejándose de la Tierra conforme se bambolea en el espacio respondiendo al tirón gravitatorio de un planeta que la orbita. Debido al efecto Doppler, la luz de la estrella se hace más azul conforme se mueve hacia la Tierra y más roja conforme se aleja, lo cual se refleja en las líneas espectrales medidas. El patrón específico de estos desplazamientos, los cuales observaron el equipo de investigadores, permitió a los científicos determinar que un planeta – y posiblemente dos – orbitan la estrella. Si existe el segundo planeta, el sistema se convertiría en el primer sistema múltiple descubierto alrededor de una estrella gigante roja.

Wolszczan dijo que está particularmente interesado en aplicar a nuestro Sistema Solar el conocimiento que ha logrado sobre los efectos del envejecimiento estelar en los planetas que orbitan otras estrellas. “Nuestro Sol un día se convertirá en una gigante roja y es interesante pensar en lo que sucederá con los planetas exteriores de nuestro Sistema Solar conforme se expanda el Sol”, comenta. “Por ejemplo, Europa, una de las lunas de Júpiter, está cubierta por hielo, pero si estuviese más cerca del Sol, sería posible un mundo con un océano templado que podría posiblemente dar soporte a la vida”.

En 1992, Wolszczan se convirtió en la primera persona en descubrir planetas fuera de nuestro Sistema Solar cuando usó el radiotelescopio de más de 300 metros de Arecibo para detectar tres planetas que orbitaban rápidamente una estrella de neutrones. El descubrimiento abrió la puerta a la actual intensa era de búsqueda de planetas sugiriendo que la formación planetaria podría ser bastante común en el universo y que los planetas pueden formarse alrededor de distintos tipos de objetos estelares. El Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de la Universidad Estatal de Pennsilvanya, el cual dirige Wolszczan, promueve la investigación en el campo de estudio de los planetas extrasolares en el cual los objetivos principales son encontrar planetas donde existan organismos vivos, o puedan existir, y determinar su índice de ocurrencia en el universo. Los investigadores reciben apoyo del Ministerio Polaco de Ciencia y Educación Superior, el Programa de Astrobiología de la NASA, la Fundación Polaca para la Ciencia, y la Academia Polaca de Ciencias.

Un estudio realizado por los astrofísicos Ángel R. López Sánchez, actualmente investigador del Australia Telescope National Facility (CSIRO, Sydney, Australia) y César Esteban López, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha hallado las claves para entender los procesos de formación estelar en galaxias starbursts enanas, en cuyo interior se producen brotes masivos y violentos de nacimientos de estrellas. Según el estudio, recientemente publicado en la revista especializada Astronomy & Astrophysics, la “chispa” que enciende los intensos estallidos de formación estelar que darían lugar a este tipo de objetos celestes podrían proceder de las interacciones entre galaxias enanas de baja masa. Los datos obtenidos añaden claridad sobre el todavía incipiente modelo jerárquico de formación y evolución galáctica.

Las estrellas se forman a partir del colapso de grandes nubes de gas y polvo. A diferencia de las galaxias espirales, como la Vía Láctea, que disponen de mucho material interestelar que puede favorecer la compresión del gas necesaria para el nacimiento de nuevas estrellas, los mecanismos de formación estelar en galaxias enanas de menor masa eran, hasta ahora, desconocidos. Los autores han realizado observaciones con largos tiempos de exposición de una amplia muestra de objetos celestes, la mayoría enanos, compactos y aparentemente aislados, entre los que se encuentra una veintena de galaxias starbursts que contienen un tipo de estrellas luminosas muy jóvenes y masivas denominadas Wolf-Rayet. Según aclara Esteban López, “este tipo de estrellas son fácilmente distinguibles en estos conglomerados de estrellas recién nacidas y su estudio nos puede dar pistas sobre la intensidad del brote de formación estelar, su edad así como de su composición química”.

En conjunto, las imágenes tomadas de los distintos objetos revelan rasgos y estructuras como colas y puentes de materia, lo que sugiere la interacción entre dos sistemas independientes. A través del estudio de sus espectros se ha podido determinar la presencia de regiones cercanas con propiedades químicas muy diferenciadas y de distorsiones notables en los patrones de rotación y en las corrientes de estrellas que emanan de estas galaxias enanas. Los resultados también han sido confirmados a través de la observación en radioastronomía. “Todos los objetos observados en frecuencias de radio muestran evidencias claras de interacciones de galaxias, tales como colas extensas o nubes independientes de gas neutro, rotación desordenada del gas o expulsión de hidrógeno atómico al medio intergaláctico”, explica López Sánchez.

La combinación de observaciones de gran detalle y profundidad a distintas frecuencias (óptico, infrarrojo cercano y lejano, radio) ha permitido a los autores formular hipótesis plausibles sobre la evolución dinámica y química de estos objetos, algunos pertenecientes a grupos de galaxias, además de conseguir pistas adicionales sobre la formación estelar en ellas. “Es como resolver un puzzle en el que debes usar una lupa distinta para distinguir colores rojos, azules y verdes, pero todas las piezas deben también encajar correctamente cuando miramos el puzzle sin lupa”,compara López Sánchez.

Los investigadores destacan que este tipo de estudio es también fundamental a la hora de comparar y extender las propiedades a objetos similares del Universo primitivo, puesto que parece que las interacciones entre objetos enanos eran más comunes entonces, tal y como sugieren los actuales modelos jerárquicos de formación de galaxias.

Las observaciones se han realizado con telescopios de los observatorios del Roque de los Muchachos (INT, NOT y WHT) y del Teide (CST), así como el telescopio 2,2 m del observatorio de Calar Alto y el telescopio 8 m VLT del Observatorio de Cerro Paranal (Chile). También, se obtuvieron datos con el interferómetro Australia Telescope Compact Array (Narrabri, Nueva Gales del Sur, Australia).

Artículo: Formación de estrellas masivas en galaxias Wolf-Rayet I: Resultados fotométricos en óptico e infrarrojo cercano, Massive star formation in Wolf-Rayet galaxies. I: Optical and NIR photometric results”, López-Sánchez, Á.R. & Esteban, C. 2008, A&A, 491, 131

“El Universo sobre mi” (Introducción de la Tesis “Formación de estrellas masivas en galaxias Wolf-Rayet Enanas” de Ángel R. López Sánchez, realizada en el Instituto de Astrofísica de Canarias entre 2001 y 2006 bajo la supervisión de César Esteban López)

Fecha Original: 20 de noviembre de 2008
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La materia oscura está demostrando ser menos esquiva de lo que su nombre sugiere. Su firma ha sido detectada por un experimento a bordo de un globo que midió un número sorprendentemente alto de electrones energéticos fluyendo desde el espacio.

Los electrones de alta energía se encontraron en el espacio y se aceleran cuando las estrellas explotan como supernovas. Pero un detector a bordo de un globo volando sobre la Antártica llamado Calorímetro Avanzado de Ionización Fina (ATIC) ha detectado 70 electrones de alta energía más que en el nivel normal del fondo atribuido a estallidos de supernova.

John Wefel de la Universidad Estatal de Louisiana en Baton Rouge, que lideró la colaboración, dice que existen dos posibles explicaciones.

Los electrones podría proceder de un objeto astrofísico cercano, tal como un púlsar, que está a 3000 años luz de la Tierra. Pero el equipo ha pasado cuatro años tratando de hacer encajar la señal con tal objeto y hasta ahora no lo han logrado.

La alternativa es que los electrones se produjeron cuando dos partículas de materia oscura se encuentran y destruyen entre sí. Tal hipótesis se reforzó mediante las energías observadas en los electrones, que varían entre los 300 y 800 gigaelectronvoltios.

“No existe nada que conozcamos en la astrofísica o física de alta energía que tenga lugar en este rango de energía”, dice Wefel.

Dimensiones extra

Es más, la señal tuvo un pico en 650 GeV y rápidamente cayó al nivel de fondo de 800 GeV. De acuerdo con Wefel, este es el tipo de señál que se esperaría si un tipo de partícula exótica conocida como partícula de Kaluza-Klein fuese el culpable de la materia oscura, con el pico en 650 GeV correspondiente a su masa.

Este tipo de partícula es un WIMP (partícula masiva de interacción débil), uno de los candidatos más prometedores para la materia oscura, y procede de las teorías en las que el universo tiene dimensiones espaciales extra. Estas dimensiones extra sólo pueden detectarse observando WIMPS que se hayan filtrado en las cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal) que nos son familiares.

Los años anteriores han sido buenos para los cazadores de materia oscura. En 2007, el satélite WMAP de la NASA, el cual mide el brillo del Big Bang, captó un exceso de microondas desde el centro de nuestra galaxia. Esta “bruma de WMAP” podría ser la radiación producida cuando colisionan las partículas de materia oscura.

Otras señales

Hace algunos meses, otro grupo encontró convincentes pistas de materia oscura en medidas de antimateria tomadas por un detectar conocido como PAMELA.

Entonces, ¿cómo encajan los resultados de ATIC con estos?

Incluso aunque los datos de PAMELA cubren un rango de energía distinto de la señal de ATIC, Wefel cree que “no existe contradicción entre ATIC y PAMELA, al menos dentro de la incertidumbre de los datos disponibles actualmente”, dijo a New Scientist. “Es posible que podamos estar observando la misma fuente”.

Pero ATIC ha detectado 200 veces más potencial materia oscura que WMAP en el centro galáctico. “Necesitamos un factor de incremento de 200 para que los resultados sean compatibles”, dice Wefel. “Por lo que la bruma de WMAP es incorrecta, la teoría está equivocada, o la materia oscura no está distribuida de manera uniforme por todos sitios”.

La búsqueda continúa

Con tantas preguntas sin respuesta, ¿seremos capaces alguna vez de decir que se ha observado de forma concluyente la energía oscura? Wefel cree que los experimentos tales como el recientemente lanzado Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi deberían continuar el descubrimiento de nuevas posibles fuentes de materia oscura. Estas fuentes tendrán que ser estudiadas en otras longitudes de onda con otros instrumentos para determinar sus propiedades.

“Entonces deberíamos ver si alguno de ellos tiene la capacidad de producir la señal electrónica que observó ATIC”, dice Wefel. “¿Cuánto tienes que buscar antes de darte por vencido? No puedo decirlo, pero sospecho que tendremos que esperar hasta que Fermi y otros instrumentos agoten sus nuevas fuentes de descubrimientos. Mientras tanto otros experimentos intentarán estudiar los electrones en más detalle para ver si pueden “captar” la firma de la aniquilación de materia oscura”.

No obstante las piezas encajan, otros expertos dicen que el descubrimiento de ATIC es intrigante. Esto es debido a que aún quedan algunas cuestiones sobre qué es lo que acelera los electrones y otras partículas cargadas en el espacio, conocidas como rayos cósmicos.

“Incluso si se demuestra que no es materia oscura, el misterio de cómo se producen los rayos cósmicos de alta energía aún es un misterio, y este trabajo ayudará a arrojar luz sobre esto”, cree Andy Taylor, astrofísico de la Universidad de Edimburgo.

Revista de referencia: Nature (vol 456, p 362)

Autor: Jessica Griggs
Fecha Original: 19 de noviembre de 2008
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NASA ha probado con éxito la primera red de comunicaciones de espacio profundo modelado sobre Internet, usada para transmitir imágenes desde y hacia naves a 30 millones de kilómetros de la Tierra, según anunció el martes.

“Este es el primer paso hacia la creación de una capacidad de comunicaciones espaciales totalmente nueva, una Internet planetaria”, dijo Adrian Hooke, líder del equipo que realizó la hazaña y director de la arquitectura de red espacial, tecnología y estándares en las Oficinas Centrales de la NASA en Washington, D.C.

La NASA y Vint Cerf, vicepresidente de Google, en Mountain View, California, que a menudo se le conoce como el padre de Internet, se asociaron hace 10 años para desarrollar el protocolo de software usado para las transmisiones espaciales, conocido como Red Tolerante a Interrupciones, o DTN. El DTN envía información usando un método que difiere del conjunto de comunicaciones del Protocolo de Control de Transmisión /Protocolo de Internet (TCP/IP), el cual fue co-diseñado por Cerf.

La Internet Interplanetaria debe ser lo bastante robusta para tratar con retardos, interrupciones y desconexiones en el espacio. Puede ocurrir cortes cuando una nave se mueva detrás de un planeta, o cuando tengan lugar tormentas solares o largos retardos en la comunicación. Por ejemplo, el retardo en el envío o recepción de datos desde Marte lleva enrtre 3,5 y 20 minutos, incluso a la velocidad de la luz.

Si tiene lugar una interrupción en el camino a lo largo del que viaja la información, cada nodo de la red almacenará su información hasta que sea seguro comunicarse, al contrario que en Internet sobre la Tierra, que simplemente descarta los paquetes de datos.

La red podría facilitar las comunicaciones con naves lejanas y permitir nuevos tipos de misiones espaciales.

“En el espacio actual, un equipo de operaciones debe planificar de forma manual cada enlace y generar todos los comentados para especificar qué datos deben enviarse, cuándo enviarlos, y dónde”, dijo Leigh Torgerson, director del Centro de Operaciones del Experimento DTN en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Con un DTN estandarizado, todo esto puede hacerse de forma automática”.

El DTN fue probado durante un experimento de un mes de duración en octubre, usando la nave de la NASA Expoxi (actualmente en una misión para encontrarse con el Cometa Hartley 2 en dos años) y otros nueve “nodos” todo en tierra en el JPL.

El clima extraño del helado planeta enano Eris podría ser el causante de los cambios que los científicos ven en la superficie de hielo de metano del lejano objeto de nuestro Sistema Solar.

Eris es el mayor objeto conocido del Sistema Solar más allá de Neptuno. Es mayor que Plutón, con un diámetro entre 2400 y 3000 km.

Un equipo de investigadores examinaron datos de Eris recuperados desde el Observatorio MMT en Arizona. Específicamente observaron concentraciones de hielo de metano basándose en la reflexión de luz e información de absorción.

Sus resultados muestran posible hielo de nitrógeno mezclado con el hielo de metano cubriendo la superficie de Eris. Y la cantidad relativa de nitrógeno se incrementa con la profundidad del hielo, según han descubierto.

Esto es lo que los investigadores creen que está sucediendo: Actualmente, Eris está a su máxima distancia del Sol, o afelio, a lo largo de su órbita de 560 años, lo que significa que el planeta está a 100 unidades astronómicas (UA) del Sol, o aproximadamente 14 mil millones de kilómetros. A lo largo de su órbita, Eris pasa hasta a 38 UA del Sol en su perihelio.

Debido a la inclinación de Eris, un hemisferio distinto queda expuesto al Sol en el afelio y el perihelio.

En el hemisferio o polo iluminado en el perihelio, tendría lugar una gran cantidad de sublimación que convertiría el nitrógeno en gas. (La sublimación es el proceso en el que el hielo se convierte en gas saltando la fase líquida). Este gas se acumularía en la atmósfera — probablemente una muy fina para un objeto tan pequeño — incrementando la presión y dirigiendo vientos hacia el polo oscurecido.

El hielo de nitrógeno se convierte en gas a temperaturas más frías por lo que habría más gas de nitrógeno en la atmósfera en comparación con el metano. Entonces, en el polo en sombra, también conocido como hemisferio invernal, los gases se condensarían en una especie de nieve o rocío que caería sobre la superficie de Eris en forma de hielo de nitrógeno.

Conforme Eris se acerca al Sol, este mismo proceso tendría lugar para el metano, sublimándose en el hemisferio iluminado y cayendo en forma de hielo de metano en el polo oscuro.

Conforme los vientos continúan soplando desde el lado iluminado hacia el hemisferio en sombra (conforme progresa el verano en el lado iluminado), el nitrógeno se agotaría. Y por tanto habría más metano barriendo el lado oscuro y cayendo como hielo de metano.

El polo que han observado los investigadores ha estado en sombra durante años, mientras que Eris estaba en su perihelio. Este mismo polo está ahora iluminado y ha estado así durante décadas a siglos, dicen los investigadores.

“El hemisferio en oscuridad entonces, es el hemisferio que ahora vemos en el afelio”, dijo el astrofísico Stephen Tegler de la Universidad de Arizona del Norte a SPACE.com. “En otras palabras, podemos estar observando actualmente una forma de los vientos que se condensaron durante el último paso del perihelio”.

Este clima aparente podría explicar por qué los investigadores encontraron más nitrógeno a mayor profundidad en la superficie de Eris, el cual habría sido depositado al inicio de la estación.

La investigación se detallará en un próximo ejemplar de la revista Icarus.

Los potentes agujeros negros en el centro de las galaxias masivas y cúmulos galácticos actúan como corazones del sistema, bombeando energía a intervalos regulares para regular el crecimiento de los propios agujeros negros, así como la formación estelar, de acuerdo con nuevos datos del Observatorio Chandra de Rayos-X de la NASA.

Los científicos de la Universidad de Michigan, el Instituto Max-Planck para Física Extraterrestre en Alemania, la Universidad de Maryland en el Condado de Baltimore (UMBC), el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica y la Universidad Jacobs en Alemania contribuyeron a los resultados.

El ritón gravitatorio de los agujeros negros es tan potente que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. Agujeros negros supermasivos con masas de más de mil millones de soles han sido detectados en el centro de grandes galaxias. El material que cae en los agujeros negros causa estallidos de energía aislados o esporádicos, mediante los cuales los agujeros negros son capaces de influir en el destino de sus galaxias madre. El conocimiento logrado gracias a esta nueva investigación demuestra que los agujeros negros pueden bombear energía de una forma rítmica y suave, en lugar de violenta.

Los científicos observaron y simularon cómo los agujeros negros en el centro de la galaxia elíptica M84 envía, con toda seguridad, burbujas de plasma caliente al espacio, calentando el espacio interestelar.

Este calor se cree que ralentiza la formación de nuevas estrellas y el crecimiento del propio agujero negro, ayudando a la galaxia a que se mantenga estable. Los gases interestelares sólo se agrupan para formar nuevas estrellas si el gas está lo bastante frío. El calentamiento es más eficiente en los lugares donde es más necesario, dicen los científicos.

Alexis Finoguenov, de UMBC y el Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre en Alemania, compara el agujero negro central con el músculo del corazón.

“De la misma forma que nuestro corazón bombea periódicamente nuestro sistema circulatorio para mantenernos vivos, los agujeros negros dan a las galaxias un componente de calor vital. Son una cuidadosa creación de la naturaleza, permitiendo a las galaxias mantener su frágil equilibrio”, dijo Finoguenov.

Este hallazgo ayuda a explicar la paradoja de décadas de antigüedad sobre la existencia de grandes cantidades de gas caliente alrededor de ciertas galaxias, haciendo posible que brillasen para el telescopio Chandra de rayos-X.

“Durante décadas los astrónomos quedaron desconcertados por la presencia de gas caliente alrededor de estos objetos. Se esperaba que el gas se enfriase y formase una gran cantidad de estrellas”, dijo Mateusz Ruszkowski, profesor asistente en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan.

“Ahora vemos pruebas claras y directas de que el mecanismo de calentamiento de los agujeros negros es persistente, produciendo suficiente calor para suprimir de forma significativa la formación estelar. Estas burbujas de plasma están causadas por estallidos de energía que tienen lugar uno tras otro, no ocasionalmente, y la prueba directa de que tal comportamiento periódico es difícil de encontrar”.

La burbujas se forman una dentro de otra, en una especie de efecto de muñeca rusa que no había sido visto con anterioridad, dijo Ruszkowski. Una de las burbujas de plasma caliente parece estar estallando y esparciendo su contenido, contribuyendo al calentamiento del gas interestelar.

“El gas perturbado en las viejas galaxias se ve en muchas imágenes obtenidas por el observatorio Chandra de la NASA, pero ver múltiples eventos es una prueba realmente impresionante de la actividad persistente de los agujeros negros”, dice Christine Jones, astrofísico del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica.

Se a publicado un artículo llamado “In-depth Chandra study of the AGN feedback in Virgo Elliptical Galaxy M84” en la revista Astrophysical Journal.

Autor: Nicole Casal Moore
Fecha Original: 18 de noviembre de 2008
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Disparando un láser a través de un disco de oro no mayor que la cabeza de un alfiler, los físicos han creado más de 100 mil millones de partículas de antimateria.

La capacidad de crear vastos números de positrones en el laboratorio abre las puertas a nuevas vías de investigación, dicen. Éstas incluyen una comprensión de la física tras los agujeros negros, los estallidos de rayos gamma y por qué sobrevivió más materia que antimateria al Big Bang.

Porción de positrones aumentada

“Hemos detectado mucha más antimateria que nunca antes se haya medido en un experimento láser”, dijo Hui Chen, físico en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en California, Estados Unidos, que lideró el experimento. “Hemos demostrado la creación de un número significativo de positrones usando un láser de pulso corto”.

Experimentos anteriores se realizaron con cantidades menores de positrones usando lásers y dianas de papel fino – pero las nuevas simulaciones demostraron que el oro de un milímetro de grosor produciría muchos más positrones, dijeron los investigadores, que informaron de su hallazgos esta semana en la Reunión de la División de Física de Plasma de la Sociedad Física Americana en Dallas, Carolina del Sur.

Chen y su equipo usaron un láser ultraintenso de pulso corto para irradiar una diana de oro de un milímetro de grosor.

En el experimento, el láser ioniza y acelera los electrones, los cuales están dirigidos justo a través de la diana de oro. En su camino, los electrones interactúan con los núcleos de oro, los cuales sirven como catalizadores para crear positrones.

Número opuesto de electrones

Los electrones emiten paquetes de energía pura, los cuales decaen en materia y antimateria, siguiendo las predicciones de la famosa ecuación de Einstein que relaciona la materia y la energía. Concentrando la energía en el espacio y el tiempo, el láser produce positrones más rápidamente y en una mayor densidad que nunca antes en un laboratorio.

Los positrones son el equivalente en antimateria a los electrones, y se comportan de una forma muy similar, aunque tienen carga opuesta.

Los investigadores aprovecharon esta propiedad para detectarlos, usando un dispositivo típico para detectar electrones (un espectrómetro) y equipándolo para detectar partículas con una polaridad opuesta también.

“Creando tanta antimateria, podemos estudiar en mayor detalle si realmente la antimateria es igual que la materia, y tal vez lograr más pistas sobre por qué el universo que vemos tiene más materia que antimateria”, dijo Peter Beiersdorfer investigador principal tras el proyecto en el LLNL.
“Hemos entrado en una nueva era”, añade Beiersdorfer. “Ahora que tenemos lo que hemos estado buscando, es casi como nos golpease en la cabeza. Prevemos un centro de investigación de antimateria, usando lásers como fábricas baratas de antimateria”.

Las partículas de antimateria son aniquiladas casi por completo al contacto con la materia común, y se convierten en energía pura en forma de rayos gamma.

Hay una considerable especulación sobre por qué el universo observable parece ser materia casi por completo, si otros universos podrían estar hechos casi completamente de antimateria, y si podría ser posible aprovechar tal antimateria.

Producto de eventos celestes energéticos

La materia normal y la antimateria se cree que han estado en equilibrio en los mismos inicios del universo, pero debido a una misteriosa “asimetría”, la antimateria decayó o se aniquiló, y hoy apenas quedan restos.

A lo largo de los años, los físicos habían teorizado sobre la antimateria, pero no se confirmó su existencia de forma experimental hasta 1932.

Los rayos cósmicos de alta energía que impactan en la atmósfera de la Tierra producen diminutas cantidades de antimateria en los chorros resultantes, y los físicos han aprendido a producir modestas cantidades de antimateria usando los aceleradores de partículas tradicionales y configuraciones lásers menores en el laboratorio.

La antimateria puede también encontrarse en regiones como el centro de la Vía Láctea y otras galaxias, donde tienen lugar eventos celestes muy energéticos. La presencia de la antimateria resultante es detectable mediante los rayos gamma producidos cuando los positrones se destruyen cuando entran en contacto con la materia cercana.

Fecha Original: 19 de noviembre de 2008
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Un estallido en el agujero negro del centro de nuestra galaxia de la Vía Láctea generó material que se alarga conforme orbita cerca del gigante gravitatorio.

Nuevas observaciones realizadas desde dos telescopios proporcionan una mejor visión de lo que está sucediendo allí.

Aunque los agujeros negros no pueden verse, el material que gira a su alrededor está supercalentado, emitiendo radiación que puede observarse. Aunque el agujero negro de la Vía Láctea no está entre los más activos del universo, es propenso a las llamaradas.

Un equipo de astrónomos europeos y estadounidenses usaron el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO y el telescopio del Experimento Explorador de Atacama (APEX), ambos en Chile, para estudiar la luz del agujero negro, llamado Sagittarius A*, en longitudes de onda infrarrojas y las más largas submilimétricas respectivamente.

Esta es la primera vez que los astrónomos han registrado un estallido con estos telescopios de forma simultánea.

“Observaciones como esta, a lo largo de un amplio rango de longitudes de onda, son realmente el único camino para comprender lo que están pasando cerca del agujero negro”, dijo Andreas Eckart de la Universidad de Colonia, que lideró el equipo.

Sagittarius A* está aproximadamente a 26 000 años luz de distancia. Es un agujero negro supermasivo con una masa de aproximadamente 4000 millones de veces la masa de nuestro Sol. La mayoría, si no todas, las galaxias se cree que tienen un agujero negro supermasivo en su centro.

“Sagittarius A* es único, debido a que es el más cercano de estos monstruosos agujeros negros, el cual yace en nuestra propia galaxia”, dijo el miembro del equipo Frederick K. Baganoff del MIT. “Sólo por este objeto pueden nuestro telescopios actuales detectar estas llamaradas relativamente débiles de material orbitando justo fuera del horizonte de eventos”.

La emisión de Sagittarius A* se cree que procede de gas arrojado por estrellas, las cuales orbitan y caen hacia el agujero negro.

Los investigadores detectaron emisiones infrarrojas violentamente variables, con cuatro llamaradas principales a lo largo de un periodo de seis horas. Los resultados en longitud de onda submilimétrica demostraron que las llamaradas comenzaron más de una hora después de las llamaradas infrarrojas.

Los investigadores explican que este tiempo de retardo está probablemente causado por la rápida expansión, a velocidades de aproximadamente 5 millones de kilómetros por hora, de las nubes de gas que emiten las llamaradas. Esta expansión provoca cambios en el carácter de la emisión a lo largo del tiempo.

El material se movía a sólo un 0,5 por ciento de la velocidad de la luz. Para escapar de la potentísima gravedad tan cerca del agujero negro, el gas tendría que viajar a la mitad de la velocidad de la luz — 100 veces más rápido de lo detectado –- y por tanto los investigadores creen que el gas no puede estar fluyendo hacia fuera en un chorro. En lugar de esto, sospechan que un cúmulo de gas que orbita cerca del agujero negro se está estirando, como una rosquilla en un tazón de mezclas, y esto está provocando la expansión.

Autor: Plantilla de SPACE.com
Fecha Original: 18 de noviembre de 2008
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