Nevada en Marte

Incluso cuando su misión se aletarga, el Aterrizador de Marte Phoenix de la NASA, ha observado nieve cayendo del cielo marciano.

La cámara de Phoenix y el equipo meteorológico ha mostrado nubes y niebla que se forman durante la noche conforme el aire se hace más frío.

Esta imagen, de aproximadamente 2 milímetros de diámetro, del Microscopio Óptico del Aterrizador Marciano Phoenix de la NASA muestra partículas recogidas en una superficie magnética dentro del microscopio del aterrizador. Las partículas son mayores que los granos que vemos dentro del fino polvo naranja que cubre la mayor parte del lugar de aterrizaje marciano. Las partículas varían en color, pero son de tamaño similar, de aproximadamente una décima de milíetro. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Imperial College London

“Actualmente sucede cada noche”, dijo Jim Whiteway de la Universidad de York en Toronto y principal científico de la Estación Meteorológica de Phoenix.

Un instrumento láser que apunta directamente hacia la atmósfera marciana también ha detectado la nieve procedente de nubes aproximadamente a 4 kilómetros por encima del lugar de aterrizaje de la nave. Los datos demuestran que la nieve se evapora antes de tocar el suelo. No hay imágenes convencionales de la nevada. Los científicos sabían por estudios anteriores que nieva en Marte. Pero nunca han podido verlo desde el terreno.

“Jamás se ha visto algo como esto en Marte”, dijo Whiteway. “Estamos buscando signos de que la nieve pueda haber llegado al suelo”.

La nave también ha observado indicios de agua pasada en el planeta. Mientras tanto, los científicos de la misión tratan de exprimir toda la ciencia que pueden antes de que el Sol marciano se ponga para el invierno, incluyendo un sorprendente intento de conectar el micrófono aún no usado de Phoenix.

Los científicos de la misión anunciaron los planes para las restantes semanas de actividad de Phoenix en una conferencia de prensa el lunes.

También revelaron información que les ayudará a “comenzar a rescribir el libro de la química marciana”, dijo Michael Hecht, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y científico principal del Analizador de Microscopía, Electroquímica y Conductividad de Phoenix (MECA).

Phoenix aterrizó en las llanuras del norte de Marte el 25 de mayo y ha estado usando sus instrumentos de a bordo para analizar el polvo marciano y la capa de hielo subsuperficial en su lugar de aterrizaje sobre el círculo ártico marciano. La misión, extendida una vez por la NASA a lo largo de septiembre, fue extendida de nuevo a principios de este mes hasta finales de diciembre.

Pero es improbable que Phoenix duré tanto.

¿Qué es lo siguiente?

Conforme se acerca el invierno en el hemisferio Norte de Marte, el Sol se sumerge en el horizonte, proporcionando cada vez menos luz solar a los paneles de Phoenix para que la conviertan en electricidad para mantener en funcionamiento sus instrumentos. Finalmente el Sol se pondrá sobre el círculo ártico por completo.

Dado que esto sucederá, el equipo de Phoenix está intentando “obtener lo máximo de estos instrumentos científicos en los últimos días”, dijo Barry Goldstein, director del proyecto Phoenix, también del JPL.

Los científicos que trabajan en el Analizador Térmico y de Gas Evolucionado de Phoenix (TEGA) están planeando llenar cuatro hornos restantes del instrumento (de ocho en total) con muestras de polvo y hielo marciano. El equipo quiere particularmente obtener una muestra de hielo puro o rica en hielo, dijo el científico líder de TEGA William Boynton de la Universidad de Arizona en Tucson.

El equipo ha tenido problemas al recoger las muestras de hielo, con el “hielo casi soldado en el interior de la pala” en el extremo del brazo robótico de Phoenix, dijo Boynton, aunque añadió que: “Aún somos optimistas en que podremos llenar los cuatro antes de agotar la energía”.

Phoenix también buscará signos de compuestos orgánicos en las muestras recogidas por TEGA, comparándolas con una de muestra llevada para descartar cualquier contaminación llevada desde la Tierra. Aunque sería un hallazgo apasionante, los compuestos orgánicos no indicarían necesariamente vida — podrían depositarse mediante comentas y conservarse en el hielo, dijo el investigador principal de Peter Smith, también de la Universidad de Arizona.

El aterrizador también observará los distintos isótopos (o tipos de un elementos con distinto número de neutrones) en el hielo de la subsuperficie y en el vapor de agua marciano para ver si las dos fuentes interactúan, dijo Smith.

Como bonus, los científicos de la misión van a intentar conectar el micrófono que se instaló originalmente en Phoenix para usarse durante el descenso del aterrizador. Aunque su uso estaba desechado, los científicos de Phoenix han decidido ahora “intentar escuchar Marte por primera vez”, dijo Smith.

“No estamos seguros de si va a funcionar, pero vamos a hacer un intento”, añadió.

Phoenix también intentará tomar muestras del polvo bajo las roca, conocida como “Headless” (sin cabeza), que movió con éxito con su brazo robótico de 2,4 metros de largo la semana pasada. Las imágenes ya han demostrado algunas diferencias de color en el polvo bajo la roca.

“Esperamos encontrar una química diferente debajo de la roja que cerca de la roca”, dijo Smith.

Nueva química marciana

Hasta ahora, la química de las capas de superficie cerca del lugar de aterrizaje de Phoenix ha sido un poco distinto de lo que habían anticipado.

TEGA ha identificado varios minerales que sugieren que la superficie ha interactuado con el agua varias veces en el pasado marciano. Esto incluye silicatos similares en estructura a la mica, pero más blandos, y carbonatos cálcicos. Ejemplos de carbonatos en la Tierra son las tizas y las tabletas antiácido.

El conjunto de instrumentos de MECA han demostrado que el pH del terreno cerca de Phoenix es aproximadamente de 8,3 — o ligeramente básico — “casi exactamente el pH del agua oceánica de la Tierra”, dijo Hecht.

MECA también ha encontrado pruebas de percloratos, los cuales podrían actuar como fuentes de energía para algún potencial microbio marciano pasado y podría tener un impacto significativo en la química del agua de Marte.

Por una parte, podrían explicar por qué la sonda Phoenix ha encontrado que “el suelo de nuestro pequeño rincón de Marte es muy, muy seco”, dijo Hecht. El perclorato podría estar absorbiendo el agua del terreno por encima de la capa de hielo, explicó.

Basándose en los modelos de bajada de energía de Phoenix, los ingenieros de la misión no esperan que Phoenix dure mucho más de finales de noviembre. Finalmente, el Sol se pondrá completamente para Phoenix, y el hielo de dióxido de carbono se depositará sobre él. Esto combinado con las temperaturas cada vez más bajas del invierno destruirá los componentes de la nave.

“Nadie prevé que el vehículo sobreviva al hostil invierno”, dijo Goldstein.

---

Autor: Andrea Thompson
Fecha Original: 29 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Una semana para el segundo sobrevuelo de Mercurio

Queda tan sólo una semana para que MESSENGER sobrevuele Mercurio por segunda vez.

A las 08:45 GMT del 6 de octubre la nave sobrevolará el planeta a 200 kilómetros de altura y consiguiendo una asistencia gravitatoria que estrechará su órbita y la mantendrá en el rumbo para pasar el planeta una última vez el próximo año antes de ser la primera nave en orbitar Mercurio a comienzos de 2.011.

A por ese 30% que falta por conocer de Mercurio

Un detallado conjunto de observaciones de Mercurio y su ambiente han sido diseñadas para este próximo encuentro, desplegando sus siete instrumentos científicos y su sistema de comunicaciones para continuar la investigación iniciada en el primer encuentro en el pasado mes de enero.

Durante los pasados seis meses, los ingenieros han estado desarrollando los comandos necesarios para llevar a cabo las observaciones y lograr una única secuencia que será cargada en la nave para funcionar automáticamente durante el encuentro. El desarrollo de esta secuencia incluye muchos niveles de revisión y pruebas. Hace unos días los ingenieros completaron con éxito las pruebas finales de los comandos en el simulador de hardware y ayer (29 de septiembre) se enviaron las instrucciones a Messenger para saber que observaciones realizará en cada punto de la trayectoria de sobrevuelo.

Cuando MESSENGER sobrevoló Mercurio el pasado 14 de enero, sus instrumentos observaron un 20% de la superficie que jamás había sido vista por una nave. La sonda hizo mediciones del campo magnético del planeta, la exosfera, la cola de sodio, la superficie en color y su composición, así como el campo gravitatorio. En su segunda visita la nave tomará imágenes de un 30% adicional de la superficie que jamás ha sido vista por ninguna nave.

"El primer sobrevuelo de Messenger produjo muchas sorpresas", dijo Sean Solomon, principal investigador de la misión. "El segundo sobrevuelo no llevará muy cerca en la cara opuesta del planeta a la que visitamos en enero y la superficie que veremos de cerca por primera vez es un área mayor que Sudamérica. La única predicción segura en esta etapa de la exploración del planeta más interior es que haremos nuevos descubrimientos".

· Noticia original Messenger

Vía: Sondas Espaciales

SEGUIR LEYENDO...

Mini agujeros negros en el LHC: aprendamos a conocerlos (y IV)

Entrevista a Aurélien Barrau (2ª parte).

Segunda y última parte de la entrevista realizada por Futura-Sciences a Aurélien Barrau, con la que concluimos la serie dedicada a conocer un poco más el funcionamiento y los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Futura-Sciences: ¿Cómo se realizará la detección de estos mini agujeros negros en los detectores del LHC como el Atlas?

Aurélien Barrau: En primer lugar el hecho que cuanto más se aumenta la energía más se ve favorecida la producción de mini agujeros negros y esta se volverá importante, hasta convertirse en el proceso dominante.

Es fácil de entender. Cuando se aumenta la energía, podemos crear mini agujeros negros cada vez más y más masivos pero eso quiere decir que el radio de estos agujeros negros, el radio de Schwarzschild R_s, se vuelve cada vez más grande. La energía de colisión de dos partículas E puede ser convertida en una masa M=E / c² la cual nos da un radio R_s=2GM / c².

Dos partículas que entran una zona definida por el radio de Schwarzschild de la energía asociada en el momento de una colisión en el LHC. El horizonte (en gris) de un agujero negro se forma en seguida.

Si imaginamos dos quarks en los haces del LHC chocando y que son separados por una distancia inferior a dos veces este radio, se formará en seguida un agujero negro. Comprendemos bien que, cuanto más grande es esta distancia, menos necesita crear haces muy luminosos y concentrados para tener una posibilidad de producir un mini agujero negro. La paradoja es que cuanto más se aumenta en energía por encima de la masa de Planck, más los agujeros negros creados se comportan como objetos clásicos descritos por la relatividad general de Einstein. Es un ejemplo simple de una propiedad asombrosa de la teoría de las cuerdas, la conexión entre el régimen infrarrojo (baja energía y gran longitud de ondas) y la radiación ultravioleta (alta energía y pequeña longitud de ondas).

Luego, durante las colisiones entre protones en el LHC, se producirán sobre todo mayoritariamente hadrones así como mesones y protones. Serán más numerosos que los leptones, como los electrones o los muones, y dominarán también por su número los fotones.

Además, a causa de estas colisiones, las partículas creadas tendrán tendencia a escaparse más bien en direcciones paralelas a los haces que en direcciones perpendiculares. Entonces, en el caso de producción de mini agujeros negros, estos últimos se evaporan de modo esférico en sus últimos estadios y con un índice importante de fotones y leptones. Aunque si se tiene en cuenta el movimiento del agujero negro creado con relación a la superficie del laboratorio donde se encuentra el detector, obtenemos un exceso muy significativo de leptones, de fotones y de partículas según las direcciones perpendiculares a los haces, señales fáciles que hay que detectar y analizar.

Un quark y un antiquark chocan en el LHC dando un agujero negro, el cual al evaporarse emite fotones, electrones y chorros de quarks (entre otros), en todas direcciones.

© Sabine Hossenfelder

F-S: ¿Que podemos aprender del análisis del espectro de las partículas emitidas por estos mini agujeros negros?

A. B.: En principio, muchísimas cosas. En primer lugar, que el espacio no está limitado a 3 dimensiones, sino que posee otras. El espectro de la radiación Hawking es similar a la de un cuerpo negro de temperatura T. Midiendo este espectro y su temperatura asociada, nos remonta en el número de dimensiones extra y su tamaño. Esto sucede porque algunos debe ser mayores de lo que pensábamos antes, a finales de los años 1990, que la masa de Planck puede ser sólo de unos pocos TeV. Luego, la evaporación de un agujero negro tiende a ser lo suficientemente democrático para los tipos de partículas emitidas. Reacciones que son raras en el modelo estándar, o de sus extensiones supersimétricas, lo son menos y es así más fácil producir y detectar estas partículas como el Bosón de Higgs y las partículas supersimétricas.

En forma general, es toda la física de partículas la que está presente de una forma u otra en este espectro, como por ejemplo los gravitinos de la supergravedad o el valor de la constante de acoplamiento en la teoría de cuerdas. En realidad existe una pequeña desviación en la ley de cuerpo negro durante la evaporación. Hemos demostrado que el estudio detallado de esta desviación (que proviene principalmente de que las partículas emitidas en las cercanías del horizonte ven una métrica muy perturbada) conserva la huella de la teoría gravitacional subyacente. Es básicamente por esta razón que el espectro evaporado por los agujeros negro codifica probablemente un gran número de sutiles efectos de nueva física y puede ser muy rico en información.
Obviamente, todas estas ideas que acabamos de mencionar, teoría de las cuerdas, supersimetría, teorías con una masa de Planck baja, etc., son bastante especulativas. La Naturaleza podría completamente funcionar según un plan completamente diferente pero las perspectivas abiertas son tan fascinantes que la exploración de estos modelos parece completamente justificada. ¡Es en cualquier caso un motivo inagotable de alegría para el investigador!

Sir Roger Penrose explicando el puente de Einstein-Rosen con la teoría de los espinores en 1988 en la Universidad de Durham. Fue uno de los primeros en estudiar la formación de un agujero negro en el momento de la colisión de partículas de alta energía.

© Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach

(pulsar sobre la imagen para ampliarla)

F-S:¿Qué piensa de los que temen ver la Tierra destruida por la posible creación de mini agujeros negros en el LHC?

A. B.: Creo que no se basan en ningún fundamento.

Puedo decirle que yo mismo estoy bastante preocupado por los problemas de destrucción del planeta y de la Naturaleza (como uno todavía se atreve a llamarla antes de que la rebajaran a nombrarla medio ambiente) y tomo muy en serio la cuestión de este riesgo en el LHC, lo cual estudié con mis colegas Pierre Salati y Michel Cassé.

Hace algunos meses, un nuevo informe de expertos, pedido por el Cern, ha publicado los riesgos que podía acarrear para la Tierra el LHC, creando objetos tan exóticos como monopolos magnéticos o, precisamente, mini agujeros negros. El informe de John Ellis, Gian Giudice, Michelangelo Mangano, Igor Tkachev y Urs Wiedemann acaba con las mismas conclusiones que el que ya había sido publicado en 2003: la ausencia total de riesgos con el LHC.
No es muy difícil el comprender por qué. Algunos cálculos elementales al alcance del profano son suficientes.

Para empezar, recordemos que los temores expuestos a propósito de los mini agujeros negros son los siguientes. Primero, comenzamos por suponer que un mini agujero negro, que pueda posiblemente ser creado en el LHC, será animado sólo por una velocidad muy débil con relación a la superficie de la Tierra. Es muy poco probable pero por qué no, el mini agujero negro caerá luego hacia el centro de la Tierra y la cuestión es entonces saber si no va a ponerse a absorber la materia para crecer más o menos rápidamente y destruir el planeta entero.

Si se cree en el proceso de evaporación por radiación Hawking, los cálculos indican que son suficientes 10^-27 segundos para que el mini agujero negro se evapore, un tiempo demasiado corto para que pueda crecer acrecionando materia. El escéptico dirá, y con razón, que nada nos prueba que estos cálculos sean exactos.

Esa es la razón por la que los expertos del Cern no se basaron en teorías para llegar a sus conclusiones, sino en hechos experimentales. Este es un punto importante ya que invalida todos los argumentos de personas como Otto Rössler, el cual afirma que no sólo un agujero negro no se evapora, sino que un mini agujero negro dentro de la Tierra se pondrá a crecer mucho más rápidamente que lo que los cálculos indican.

Aurélien Barrau en pleno cálculo

© Aurélien Barrau

(pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Volvámonos hacia los rayos cósmicos que caen sobre la Tierra y comparemos la situación con los experimentos que serán efectuadas en el Cern con el LHC, durante varios años. En el LHC, tratamos con dos haces de protones que giran en sentido contrario para acabar chocando con energías de 7 TeV, es decir 7.000 GeV. Si imaginamos un protón proveniente de la radiación cósmica que choca con un núcleo de la atmósfera terrestre, como se trata de una colisión con blanco fijo, este último deberá tener una energía de 10⁸ GeV, es decir 10¹⁷ eV, para producir el mismo tipo de reacción que en el LHC. Ahora bien, observamos que sobre la Tierra los rayos cósmicos pueden alcanzar por lo menos 10²⁰eV con los detectores en tierra como el Auger.

El programa de investigación en el LHC va a durar varios años y están previstas cerca de 10¹⁷ colisiones de protones a esta energía de 10¹⁷ eV. Ahora, sabemos que el flujo de rayos cósmicos con energías superiores a 10¹⁷ eV está cayendo sobre cada centímetro cuadrado de la superficie de la Tierra aproximadamente a 5x10^-14 por segundo. El aire del globo terráqueo tiene una superficie de aproximadamente 5x10¹⁸ centímetros cuadrados, y la edad de la Tierra es de 4,5 miles de millones de años, por consiguiente más de 3x10²² rayos cósmicos de energías superiores a 10¹⁷ eV han golpeado pues la superficie del globo desde su formación. ¡Esto significa que la naturaleza ya ha realizado el equivalente a aproximadamente 100.000 programas completos del LHC y el planeta sigue existiendo todavía!.

Pasemos al Sol, su superficie representa cerca de 10.000 veces la de la Tierra. Son pues mil millones de experimentos equivalentes al tiempo completo de explotación del LHC que han sido realizados por la naturaleza desde la creación del sistema solar. Para terminar, la Galaxia cuenta con cerca de 10¹¹ estrellas con un tamaño comparables al del Sol y el Universo observable 10¹¹ galaxias similares a la nuestra. ¡Continuando con está progresión de valores, y teniendo en cuenta nuestras estimaciones, esto quiere decir que el Universo ya ha realizado 10³¹ experimentos del LHC!

Se puede objetar todavía que se trata de colisiones sobre blancos fijos pero existen en el Universo los objetos increíblemente densos, como las enanas blancas y las estrellas de neutrones, que son capaces de parar rápidamente un mini agujero negro estable que se hubiera formado. Observamos estas estrellas y tienen vidas particularmente largas. Vemos que no hay entonces ninguna observación que sostenga la idea que un mini agujero negro pueda engullir a la Tierra.

¡Tal vez simplemente porque la masa de Planck es de 10¹⁹ GeV y, por tanto, no es posible crear tal agujero negro hoy!.

Representación artística de algo que no va a suceder, la Tierra engullida en su propio agujero negro.

(pulsar sobre la imagen para ampliarla)

F-S; ¿Estos estudios sobre los mini agujeros negros son aislados? ¿Le han conducido hacia otros horizontes?.

A. B.: ¡Es una física que precisamente está conectada con casi todas las demás! Han sido de interés para mí por algunos aspectos sobre la gravitación cuántica para comprender la muerte de los agujeros negros que se evaporaba, y quise comprender también lo que otros enfoques proponen sobre esta materia.

Esencialmente, dos grandes clases de teorías permiten abordar la gravitación cuántica. De una parte, hay una teoría de las cuerdas o más bien las teorías de las cuerdas ya que se sabe desde los trabajos de Bousso y Polchinski que existe un verdadero "paisaje" de leyes asociadas a las cuerdas. En este enfoque todas las interacciones están unificadas y los aspectos clásicos del campo de gravitación aparecen sólo en un cierto límite donde las fuerzas se desacoplan. Por otra parte, hay lo que se podría llamar la "relatividad general cuántica" que se escinde en enfoques covariantes (por ejemplo las teorías de campo efectivas, el grupo de renormalización, las integrales de camino, etc.) y enfoques ortodoxos (por ejemplo la geometrodinámica cuántica o la gravedad cuántica de bucles).

Como contrapunto a las cuerdas, tengo debilidad por la gravedad cuántica de bucles. Esto se debe en parte a la personalidad de los que la inventaron (Rovelli y algunos otros me fascinan por su profundidad de visión) y en parte a la elegancia del planteamiento. ¡Explícitamente incorporar la invarianza de fondo, es decir no tener ninguna estructura absoluta, no es nada! Para la evaporación de los agujeros negros, las predicciones de la gravedad cuántica de bucles son claras y emanan directamente de la naturaleza discreta de las áreas. Esta fenomenología es esencialmente conocida. Con mi colega Julien Grain, nos interesamos ahora por las consecuencias cosmológicas de la gravedad cuántica de bucles. Estoy persuadido que la cosmología es, con los agujeros negros, el mejor medio de sondear estos modelos.

Nos parece que el espectro de las fluctuaciones primordiales debe ser modificado por las correcciones debidas a la gravedad cuántica de bucles. Esto podría dejar rastros observables que no se traducirían como una "inclinación" inhabitual del espectro. ¡Pero todavía quedan muchos cálculos para efectuar y no nos encontramos aún en situación de dar los resultados en números!

Página recomendada:
- La hora cero. Un blog redactado por científicos españoles que trabajan en el LHC, muy recomendable.

Todos los capítulos:

1. Intentando aclarar dudas
2. En el camino hacia nuevas dimensiones
3. Entrevista a Aurélien Barrau (1ª parte)
4. Entrevista a Aurélien Barrau (2ª parte)
   

Crédito de las imágenes (para toda la serie): Futura-Sciences. AIP. CERN. TASI. Matthew J. Lee. Richard Harris, NPR. Aurélien Barrau. Sabine Hossenfelder. Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach.

Agradecimientos (para toda la serie): Wikipedia. IIEH. Eduardo J. Carletti.

Traducido para Astroseti.org por Xavier Civit

Enlace: http://www.futura-sciences.com/

Vía: Astroseti

SEGUIR LEYENDO...

Explicado el misterio del campo magnético de Marte

Físico de la Universidad de Toronto explora los campos magnéticos.

Se ha puesto tanta atención en las similitudes y diferencias entre la Tierra y Marte que a menudo miramos al antiguo planeta rojo buscando indicadores del futuro de nuestro propio planeta. Un físico de la Universidad de Toronto (UT), cuyo trabajo se publicó esta semana en la prestigiosa revista internacional Science, puede haber explicado algunas diferencias claves en los campos magnéticos de ambos planetas.

En Marte, los campos magnéticos congelados en la superficie de las rocas de aproximadamente 4000 millones de años de antigüedad proporcionan una visión de una antigua era en la que el planeta poseía un campo magnético global generado por el movimiento de su núcleo fluido.

“Si el proceso de generación del antiguo campo magnético de Marte – un proceso llamado dinamo – funciona como el actual de la Tierra, entonces esperaríamos unas fuerzas de campo magnético similares en ambos hemisferios”, dijo la profesora Sabine Stanley, autora principal del estudio.

“Pero los campos magnéticos de la corteza de Marte son más potentes en el hemisferio sur”, apunta.

Esta asimetría en la fuerza del campo magnético está correlacionada con otra extraña característica de la corteza de Marte. La corteza del hemisferio norte es más delgada y menor que en el hemisferio sur. Una posible explicación para esta dicotomía incluye un gigantesco impacto en un ángulo bajo en el hemisferio norte, o un patrón de circulación hemisférica a gran escala en el manto de Marte a partir del cual se forma la corteza. Ambos escenarios tienen implicaciones para la temperatura del límite núcleo-manto de Marte, haciendo que el límite norte sea más cálido que el límite sur.

Stanley y sus colegas del MIT y la Universidad Brown se preguntaron su la formación de la dicotomía en la corteza podría también explicar las diferencias en la intensidad magnética hemisférica. Para investigarlo, crearon una simulación por ordenador del dinamo antiguo de Marte que tiene en cuenta las diferencias de temperatura impuestas por el manto de Marte en el núcleo. En la simulación resultante, sólo se generaron potentes campos magnéticos en el hemisferio sur.

“Es muy alentador cuando la solución a un problema resuelve a su vez otro”, dijo Stanley. Las anteriores hipótesis para la asimetría del campo magnético dependían de procesos que alteraban la corteza del hemisferio norte después de que muriera el dinamo de Marte. “En nuestro modelo, el mecanismo de formación propuesto para la dicotomía de la corteza también explica los extraños campos magnéticos congelados en las rocas en esa época”.

El patrón del antiguo campo magnético también tiene implicaciones para la antigua atmósfera de Marte. Es difícil explicar la rápida pérdida de la antigua atmósfera de Marte si el planeta poseía un potente campo magnético en esa época.

“Nuestro modelo del antiguo dinamo de Marte puede ayudar dado que el campo magnético solo sería potente en el hemisferio sur. La eliminación atmosférica podría aún ser eficiente en el hemisferio norte”, explicó Stanley.

---

Autor: Kim Luke
Fecha Original: 25 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Remolinos en el Sol

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de Valencia han descubierto remolinos en el Sol semejantes al que forma el agua alrededor del desagüe al quitar el tapón de la bañera de casa.

Tienen el tamaño de los huracanes terrestres y, hasta la fecha, nadie los había observado. Su detección confirma una predicción específica de los modelos teóricos de convección solar.

El fenómeno había sido buscado sin éxito a lo largo de los últimos 20 años y, según el investigador del IAC José Antonio Bonet, “lo encontramos por casualidad”. Bonet explica que “contábamos el número de puntos brillantes magnéticos que tiene el Sol y descubrimos que algunos giran en espiral antes de desaparecer. Inmediatamente nos dimos cuenta de que se trataba de los remolinos que predecían los modelos de convección”.

Las capas superficiales del Sol están en continuo movimiento, con material caliente que flota y sube, se enfría y cae nuevamente hacia el interior solar por el efecto de la gravedad. El regreso al interior se produce en zonas muy localizadas y sucede exactamente lo mismo que en una bañera: el agua originalmente gira de forma imperceptible y, al acercarse al sumidero, se acelera girando más y más rápidamente hasta desaparecer.

En las imágenes se aprecia, de acuerdo con la investigadora Inés Márquez, “cómo el material parece seguir una espiral logarítmica antes de desaparecer, es decir, una espiral con la forma de las conchas de caracol. Durante un tiempo pensamos que eran espirales aúreas, lo que daba un inquietante tinte esotérico al descubrimiento. No es así y parece haber espirales de todos los tipos”.

El descubrimiento fue posible gracias a las observaciones con el Telescopio Solar Sueco, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos de La Palma. Este telescopio es único por su capacidad de captar las estructuras solares con detalle sin precedentes.

Los astrofísicos destacan la importancia científica del hallazgo que afianza la teoría de convección solar, usada como herramienta dentro y fuera del ámbito de la física solar. Jorge Sánchez Almeida, investigador del IAC, destaca que “este curioso descubrimiento pone fin a una situación incómoda: los remolinos debían existir, pero hasta ahora nadie los había descubierto”.

Video del descubrimiento

---

Fecha Original: 26 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

El salvaje y oculto primo de SN 1987A

Potente supernova cercana captada por la red de telescopios.

Hace aproximadamente una década que explotó una de las supernovas más cercanas que se ha identificado en los últimos 25 años. Este resultado fue posible por la combinación de datos procedentes de los vastos archivos on-line de muchos de los principales telescopios del mundo.

SN 1996cr en la Galaxia Circinus

La supernova, llamada SN 1996cr, fue observado por primera vez en 2001 por Franz Bauer. Bauer notó una fuente brillante variable en la galaxia espiral Circinus, usando el Observatorio de rayos-X Chandra de la NASA. Aunque la fuente mostró algunas propiedades excepcionales Bauer y sus colegas de la Universidad Estatal de Pennsylvania no pudieron identificar su naturaleza con precisión en ese momento.

No fue hasta años después que Bauer y su equipo fueron capaces de confirmar que este objeto era una supernova. Las pistas de un espectro obtenido por el Telescopio Muy Grande de ESO llevó al equipo a comenzar el verdadero trabajo de detectives de buscar a través de los datos de 18 telescopios distintos, tanto espaciales como terrestres, casi todos los que existían. Debido a que el objeto se encontró en una galaxia cercana interesantes, los archivos públicos de estos telescopios contenían abundantes observaciones.

Los datos demuestran que SN 1996cr está entre las supernovas más brillantes jamás vistas en radio y rayos-X. También guarda muchas sorprendentes similitudes con la famosa supernova SN 1987A, la cual tuvo lugar en una galaxia vecina a sólo 160 000 años luz de la Tierra.

“Esta supernova parece ser un primo salvaje de SN 1987A”, dice Bauer. “Las dos parecen similares en muchos aspectos, excepto que esta supernova más nueva es intrínsecamente mil veces más brillante en radio y rayos-X”.

Las imágenes en luz visible procedentes de los archivos del Telescopio Anglo-Australiano en Australia muestran que SN 1996cr explotó en algún momento entre el 28 de febrero de 1995 y el 15 de marzo de 1996, pero ésta es sólo una de las cinco supernovas más cercanas de los últimos 25 años que no se vio poco después de su explosión.

Otros grandes observatorios de rayos-X orbitales como ROSAT y ASCA no detectaron a SN 1996cr, pero desde que se detectó por primera vez por Chandra en 2001 se ha ido haciendo regularmente más brillante. Anteriormente, SN 1987A era la única supernova con una emisión de rayos-X que se incrementaba con el tiempo.

“Fue un golpe de suerte encontrar a SN 1996cr, y nunca podríamos haberla encontrado sin los datos casuales tomados de todos estos telescopios. Realmente hemos entrado en una nueva era de la ‘astronomía de Internet’”, dijo Bauer.

Los datos combinados, junto con el trabajo teórico, ha llevado al equipo a desarrollar un modelo para la explosión. Antes de que la estrella padre estallase, limpió una gran cavidad del gas de alrededor, ya fuese a través de potentes vientos o de un estallido procedente del final de la vida de la estrella. De esta forma la onda del estallido procedente de la explosión podría expandirse relativamente sin impedimentos en esta cavidad. Una vez que la onda del estallido golpeó el denso material alrededor de SN1996cr, el impacto provocó que el sistema brillase intensamente en emisiones de radio y de rayos-X. La emisión de radio y de rayos-X procedente de SN 1987A es probablemente más débil debido a que el material que la rodea es menos compacto.

Los astrónomos piensan que tanto SN 1987A como SN 1996cr muestran evidencias de estas limpiezas anteriores a la explosión de una estrella condenada a estallar. Tener dos ejemplos cercanos sugiere que este tipo de actividad podría ser relativamente común durante la muerte de las estrellas masivas.

“No sólo nuestro trabajo sugiere que SN 1987A no es tan inusual como se pensaba anteriormente, sino que también nos enseña más sobre las tremendas agitaciones que sufren las estrellas masivas al final de sus vidas”, dijo el coautor Vikram Dwarkadas de la Universidad de Chicago.

---

Fecha Original: 25 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

No hay riesgo de explosión asociado con el helio superfluido del LHC

Se ha sugerido que podría haber cierto riesgo asociado con el sistema criogénico de helio líquido del LHC.

El tema en discusión en si es posible que ocurriese o no un tipo de evento relacionado con un fenómeno conocido como “Bosenova” dentro del helio líquido, dado que el líquido superfluido ⁴He es un tipo de condensado Bose. Ha habido distintas sugerencias de que los eventos de Bose-nova son en realidad señales de un nuevo tipo de fusión nuclear fría.

El helio líquido es una sustancia con una larga historia de uso, y absolutamente ninguna explosión espontánea en la historia. El único peligro listado por la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos es que es un “asfixiante simple”. Se licuó por primera vez en 1908, y se usa rutinariamente en todos los departamentos de física del mundo en experimentos de materia condensada. Además se ha usado en física de alta energía como diana en cámaras de burbujas por lo que el ejercicio de un rayo impactando en helio líquido se ha repetido millones de veces sin ningún incidente. Un ejemplo reciente es el uso de helio líquido como diana en el Laboratorio Japonés RIKEN.

Un condensado Bose-Einstein (BEC) puede formarse cuando las longitudes de onda de de Broglie de las partículas individuales se hacen más grandes que su separación típica, y los átomos se condensan en una entidad que muestra una dinámica colectiva. Desde la primera producción de un BEC a mediados de la década de 1990, se han hecho considerables progresos en el control y manipulación de las fuerzas interatómicas entre los átomos que forman los condensados usando campos magnéticos. En particular, los campos magnéticos cercanos a una resonancia de Feshbach de los átomos en cuestión pueden llevar a grandes cambios en la cantidad de repulsión o atracción entre los átomos.

Una resonancia de Feshbach tiene lugar cuando la energía cinética asociada con el estado de dispersión entre dos átomos es degenerada por la energía de un estado molecular ligado de esos dos átomos. La fuerza de los campos magnéticos puede ser ajustada de forma que esta degeneración tenga lugar en sistemas atómicos en los que los estados ligados y no ligados posean distintos desplazamientos de Zeeman. Por tanto, ajustar la interacción interatómica de repulsiva a atractiva requiere una resonancia de Feshbach, la cual sólo tiene lugar si el átomo tiene una estructura hiperfina.

En 2001, unos investigadores usaron la resonancia de Feshbach para controlar la atracción interatómica entre los átomos de un condensado Bose-Einstein de átomos de rubidio y fueron capaces de inducir una implosión del condensado con el resultado de tener los átomos abandonando rápidamente la conglomeración, apodada “Bose-nova” por los autores.

Posteriores estudios investigaron la dinámica de las explosiones como una función de la velocidad de la variación del campo magnético. Colapsos similares tuvieron lugar en un condensado Bose-Einstein formado a partir de átomos de litio donde las fuerzas interatómicas son atractivas de forma natural con un campo magnético de fuerza cero.

El origen del estallido se comprende bien así como que se debe a la liberación de energía cinética de picos locales en la densidad atómica que se forma durante el colapso. Un componente adicional de los átomos liberado durante un colapse surge a partir de las colisiones inelásticas entre las moléculas formadas en la resonancia de Feshbach y otros átomos y moléculas, que se hacen más importantes conforme la densidad incrementa en un colapso. No existen reacciones nucleares implicadas en esta explicación generalmente aceptada.

El fenómeno del colapso no es relevante para el caso del ⁴He. El ⁴He no tiene una estructura hiperfina dado que los electrones están en las órbitas de ondas ‘s’ y no tienen electrones desemparejados, y además tiene un espín nuclear cero. Ajustando la división hiperfina es como se pueden cambiar las propiedades de los átomos con campos magnéticos, por lo que la configuración de los electrones y el espín nuclear cero en el ⁴He indica que no existe efecto Zeeman y por tanto tampoco resonancia Feshbach. La longitud de dispersión del ⁴He se mantiene positiva en todas las fuerzas de campos magnéticos, mientras que la longitud de dispersión negativa sería requerida para crear una Bose-Nova.

La liberación de energía de enlace químico asociada con la formación de moléculas en las interacciones de 3 cuerpos no es posible debido a la inactividad química del ⁴He. Los estados ligados del ⁴He se mantienen unidos por las fuerzas débiles de Van der Waals, pero la energía de enlace que podría ser liberada en la formación de tales enlaces correspondería a menos de una milésima parte de la energía térmica del helio a 1,9 K.

Incluso si algo desconocido para la ciencia provocase que el helio colapsara o formase moléculas, esto simplemente calentaría el helio hasta que no fuese un superfluido.

El sistema de helio del LHC está específicamente diseñado para disipar el calor. Los imanes y criogenia del LHC están bien preparados para una situación similar en la que el imán se convierta de pronto en un no superconductor, liberando la energía del campo magnético almacenado. El ⁴He líquido a 1,9K tiene un calor y conductividad térmica muy específicas (entre 10⁵ y 10⁴ veces la del cobre respectivamente) por lo que cualquier energía calórica será rápidamente disipada. Una entrada de energía procedente del rayo en el refrigerante de helio líquido calentaría el helio, obviando la posibilidad de que se forme ningún estado condensado como se requeriría para instigar una Bose-Nova. Los imanes del acelerador Tevatron en el Fermilab de los Estados Unidos son superconductores y también emplean helio líquido. Estos imanes han estado funcionando durante más de una década sin problemas, así como otros muchos aceleradores superconductores.

Al contrario que las supernovas astrofísicas, el resultado final de una Bose-Nova no puede ser un agujero negro. Los agujeros negros con masas mejores que la escala de Planck observada se han propuesto como posibilidades en teorías que contienen dimensiones extra. Las implicaciones de seguridad de este tipo de agujeros se consideró en J. Ellis, G. Giudice, M. L. Mangano, I. Tkachev and U.Wiedemann, “Review of the Safety of LHC Collisions (Revisión de la seguridad de las colisiones del LHC)”.

Para ser consistentes con la no observación de tales objetos, la escala de Planck fundamental debe estar en o por encima de la escala de energía de TeV. La energía del colapso de una Bose-Nova es demasiado pequeño por al menos 14 órdenes de magnitud para crear un agujero negro incluso en estas especulativas teorías de escala de Planck baja. Finalmente, abordamos la especulación de que los eventos de Bose-nova son en realidad señales de un tipo de fusión nuclear fría. La fusión a bajas temperaturas ha sido convincentemente refutada por la comunidad física debido a la repulsión de Coulomb de los núcleos cargados. Estos argumentos se aplican igualmente a cualquier fenómeno que tenga lugar en el helio líquido o en el ⁸⁵Rb en el experimento original de Bose-Nova. No existe una reacción sostenible posible en ninguno de los componentes del LHC (ninguno de los componentes de la línea de rayo del LHC son fisibles). Simplemente no hay forma de que un rayo perdido pueda “encender” el helio.

Incluso si alguna fantástica violación física en la Mecánica Cuántica de alguna forma permitiese que las moléculas de helio pasaran por un colapso del tipo Bose-nova con un resultado de reacción nuclear, el helio no tiene productos nucleares permitidos en ninguna fusión de dos cuerpos o modo de dispersión exotérmico. La única reacción nuclear pura que puede sufrir el helio es la de tres cuerpos, 3 ⁴He à ¹²C, un proceso que es proporciona al cubo de la densidad, y que sólo tiene lugar en el interior de los densos núcleos de las viejas y masivas estrellas. No puede tener lugar una combustión nuclear mantenida a las presiones y densidades usadas en el CERN.

En conclusión, no existe sugerencia, ya sea científica, especulativa o de otro tipo, de que algo peligroso pueda tener lugar en el sistema de refrigeración de helio del LHC. La experiencia de cien años de uso en todo tipo de experimentos físicos, así como en la física de partículas de alta energía, indican más allá de toda duda razonable que el helio es seguro y no puede sufrir ningún tipo de explosión catastrófica imprevista.

---

Autor: Malcolm Fairbairn y Bob McElrath
Fecha Original: 23 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Pruebas de meteoritos asestan un golpe a la panspermia

Un nuevo experimento ha asestado un golpe a la teoría de que la vida en la Tierra puedo estar desencadenada por bacterias que hicieron autostop en rocas espaciales.

La hipótesis de la ‘panspermia’ es que las células fueron transportadas a la joven Tierra a bordo de rocas que fueron expulsadas de otros planetas o que procedían de otro sistema estelar.

Fritura de bacterias: Muestras fósiles y vivas de bacterias fueran adheridas al escudo térmico de la nave Foton M3 de la ESA. Crédito: ESA

La teoría ganó notoriedad en 1996 cuando un grupo de científicos de los Estados Unidos propusieron que un famoso meteorito de la Antártica tenía restos de bacterias fosilizadas que una vez vivieron en Marte.

Meteoritos artificiales

Buscando para aprender más, la Agencia Espacial Europea (ESA) ideó meteoritos artificiales para ver qué sucedía cuando las rocas que portan fósiles y bacterias vivas son expuestos al feroz calor de la entrada en la atmósfera de la Tierra.

En la investigación revelado hoy, en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias en Muenster, Alemania, el equipo informa que han unido pequeñas rocas, de dos centímetros de grosor, a la cápsula no tripulada Foton M3 de la ESA. Fue lanzada en septiembre de 2007 y volvió a la Tierra 12 días más tarde.

Las muestras fueron incrustadas en el escudo térmico de la cápsula, la cual alcanzó un pico de velocidad de 27 200 km/h durante el descenso controlado. Una muestra comprendía una pieza de roca sedimentaria de 3500 millones de años procedente de Pilbara, Australia, que contenía microfósiles carbonáceos.

La otra fue un trozo de roca sedimentaria lacustre procedente de las Islas Orkney, en Escocia, que contenía rastros químicos de organismos pasados.

Gérmenes resistentes

El parte posterior de ambas rocas fue embadurnado con una bacteria viva conocida como Chroococcidiopsis – una especie primitiva resistente que vive bajo las rocas del desierto, sobreviviendo en diminutas gotas de humedad. Algunos científicos lo han considerado, o a algún pariente de los mismos, como un buen candidato para ser un germen marciano.

Recuperada y analizada tras el retorno, la muestra de Pilbara se encontró que estaba cubierta con una “corteza de fusión” blanca cremosa de aproximadamente medio milímetro de grosor, pero, bajo la misma, los microfósiles estaban intactos.

La muestra de Orkney perdió casi un tercio de su masa, pero el resto sobrevivió, así como sus biomoléculas.

Pero hubo malas noticias para la Chroococcidiopsis. Los bichos quedaron reducidos a cenizas, aunque su contorno carbonizado quedó intacto.

“El experimento STONE-6 sugiere que, si meteoritos sedimentarios trajeron trazas de vida pasada, estas trazas podrían haber sido transportadas sanas y salvas a la Tierra”, dijo la investigadora Frances Westall, del Centro Molecular de Biofísica en Orleans, Francia.

Rocas marcianas

“No obstante, los resultados son más problemáticos cuando los aplicamos a la panspermia”, dijo. “STONE-6 demostró que al menos dos centímetros de roca no son suficientes para proteger a los organismos durante la entrada atmosférica”.

Hasta ahora se han encontrado 39 meteoritos en la Tierra a los que se ha atribuido, a través de su firma química, un origen marciano.

La idea es que fueron arrancados del planeta en un pasado lejano por un impacto de asteroide. Vagaron por el espacio antes de aterrizar aquí. Pero todos estos meteoritos son de origen basáltico o volcánico.

Hallazgo sorprendente

Ninguno es sedimentario, un término que se aplica a las rocas que son depositadas en lechos o estratos como resultado de la acción del viento, el agua o la gravedad. Esto ha dejado perplejos a los científicos, dado que hay una evidencia de abundantes sedimentos en el Planeta Rojo.

Los resultados del experimento STONE-6, sin embargo, muestran que las rocas sedimentarias marcianas podrían sobrevivir a una entrada a través de la atmósfera de la Tierra.

La cápsula Foton M3 generó temperaturas de alrededor de 1700 ºC, aunque su velocidad era algo más lenta que la de un meteorito. Los meteoritos alcanzan una velocidad de entre 42 800 a 53 600 km/h, dependiendo de su ángulo de descenso. Un tercer trozo de roca, una muestra de control de basalto, se perdió durante el descenso.

---

Fecha Original: 25 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

La nave Kepler, de la NASA, horneada y lista para más pruebas

Sigue adelante la batería de pruebas necesarias para que la nave sea lanzada en 2009.

La misión Kepler de la NASA, dirigida a la búsqueda de planetas, y programada para 2009, ha sobrevivido al test de temperaturas extremas.

La prueba de vacío térmico es parte de una serie de pruebas ambientales que la nave tiene que soportar antes de ser lanzada a bordo de un cohete Delta II desde la base aérea de Cabo Cañaveral, en Florida.

La nave Kepler de la NASA en una sala limpia en Ball Aerospace & Technologies Corporation en Boulder, Colorado. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Ball

`La Kepler funcionaría extremadamente bien bajo temperaturas intensas que pudiera encontrar en el espacio` --dijo James Fanson, director del proyecto Kepler en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) en Pasadena, California--.

La prueba, que fue realizada en Ball Aerospace & Technologies Corporation en Boulder, Colorado, simula el vacío del espacio y las temperaturas extremas a las que la Kepler tendrá que enfrentarse una vez sea lanzada. La nave es introducida en una cámara de vacío y rodeada por frio que simula el espacio profundo. Un lado de la nave --la cara que tiene paneles solares-- es calentada como si estuviera recibiendo radiación del Sol.

El objetivo es asegurarse de que la nave y sus detectores trabajan adecuadamente en un entorno parecido al espacio. A éste le seguirá una prueba de compatibilidad electromagnética.

La Kepler comprobará 100.000 estrellas, en busca de rastros de planetas --incluyendo aquellos tan pequeños o menores que la Tierra--. Hasta la fecha no ha sido descubierto ningún planeta de tamaño similar al terrestre.

`Los resultados de estas pruebas están siendo utilizados para preparar las operaciones científicas que comenzarán después de que la nave sea lanzada y pase las comprobaciones en órbita` --dijo Bill Borucki, del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Moffett Field, California, principal investigador científico de la Misión Kepler--.

Kepler es una misión de descubrimiento de la NASA. Además de ser la organización a la que pertenece el investigador principal, el Centro Ames es responsable del desarrollo de sistemas de tierra, operaciones de la misión y análisis de datos científicos. El desarrollo de la misión es gestionado por el JPL, mientras que Ball Aerospace & Technologies Corporation es responsable del desarrollo de sistemas de vuelo y soporte a las operaciones de la misión.

Pueden encontrar más información sobre la Misión Kepler en: http://kepler.nasa.gov/. Más información sobre planetas extrasolares y el programa de descubrimiento de la NASA en: http://planetquest.jpl.nasa.gov

Crédito de la noticia: NASA

Vía: Astroseti

SEGUIR LEYENDO...

Mundos en colisión

Dos planetas orbitando una madura estrella similar a nuestro Sol, pero a 300 años luz de la Tierra, sufrieron recientemente una violenta colisión, de acuerdo a una nueva investigación.

"Es como si Venus y la Tierra chocaran entre sí", dice Benjamin Zuckerman, profesor de física y astronomía de la UCLA y co-autor del reporte que aparecerá en la edición de diciembre de Astrophysical Journal. "Los astrónomos no han visto como esto antes. Aparentemente, las catastróficas colisiones pueden tener lugar en sistemas planetarias completamente maduros".

Impresión artística de Lynette Cook

"Si alguna vida estuvo presente en cualquiera de los planetas, la masiva colisión habría borrado todo en materia de minutos, un evento de extinción masiva", añade Gregory Henry, un astrónomo de la Universidad de Tennessee y también co-autor del reporte. Y agrega:"Un masivo disco de polvo alrededor de la estrella provee un silencioso testimonio de este triste destino".

Zuckerman y Henry, junto a Michael Muno, astrónomo de Caltech en el momento de la investigación, estaban estudiando una estrella conocida como BD+20 307, que está rodeada de polvo. Mucho polvo. Un millón de veces más de polvo que el que orbita a nuestro Sol. La estrella está localizada en la constelación de Aries. Los astrónomos reunieron datos de rayos-X al usar el Observatorio Chandra y datos obtenidos con los telescopios automatizados del sur de Arizona, para tratar de medir la edad de la estrella.

"Esperábamos encontrar que BD+20 307 fuera relativamente joven, unos pocos cientos de millones de edad como mucho, con el masivo disco de polvo señalando las etapas finales en al formación del sistema planetario de la estrella", señala Muno.

Esas expectativas mostraron ser prematuras, sin embargo, cuando la astrónoma Alycia Weinberger de la Institución Carnegie de Washington anunció en la edición del 20 de mayo de este año de Astrophysical Journal [1] que BD+20 307 es, en realidad, un sistema binario, dos estrellas orbitándose, muy cerca, alrededor de un centro de masas en común.

Ese descubrimiento obligó a una revisión radical de los datos y transformó a la estrella en un sistema único e intrigante, según indica Francis Fekel quien, junto a Michael Williamson de Tennessee colaboraron con datos espectroscópicos adicionales para ayudar en la comprensión del sistema.

Los nuevos datos confirmaron que se trata de dos estrellas, ambas muy similares en masa, temperatura y tamaño a nuestro propio Sol. Orbitan alrededor de su centro común de masa cada 3.42 días.

"Los patrones de las abundancias de los elementos en las estrellas muestran que son mucho más viejas que unos pocos cientos de millones de años, como se pensaba originalmente", dice Fekel. "Por el contrario, el sistema parece tener una edad de varios miles de millones de años, comparable a nuestro sistema solar".

Según explica Henry, "la colisión planetaria en BD+20 307 no fue observada directamente sino que se infirió de la extraordinaria cantidad de partículas de polvo que orbita al par binario a una distancia similar a la que están la Tierra y Venus de nuestro Sol". Y agrega que si el polvo indicara de hecho a la presencia de planetas terrestres, esto representaría el primer ejemplo conocido de planetas de cualquier masa en órbita alrededor de un sistema binario, con sus componentes muy cercanos.

Zuckerman y colegas reportaron en la revista Nature de julio de 2005 que BD+20 307, que en aquel momento se pensaba que era una sola estrella, estaba rodeada de más polvo que cualquier otra estrella similar al Sol conocida por los astrónomos. El polvo está orbitando al sistema en forma muy cercana, donde planetas como el nuestro tienen mayor probabilidad de estar y donde el polvo no suele sobrevivir mucho tiempo. Las pequeñas partículas de polvo son expulsadas por la radiación estelar, mientras las partículas mayores so reducidas en colisiones dentro del disco y luego expelidas. Así, la supuesta colisión que habría formado el disco de polvo cerca de este sistema debe haber tenido lugar hace poco tiempo, probablemente en los últimos cientos de miles de años y quizás más recientemente, según los investigadores.

De lo que se desprenden dos preguntas muy interesantes, dice Fekel: "¿Cómo las órbitas planetarias se vuelven inestables en un sistema tan viejo y maduro, y si puede una colisión así ocurrir en nuestro sistema solar?"

"La estabilidad de las órbitas planetarias en nuestro sistema solar ha sido considerada por cerca de dos décadas por el astrónomo Jacques Laskar en Francia y, más recientemente, por Konstantin Batygin y Greg Laughlin, en Estados Unidos", informa Henry. "Sus modelos computacionales predicen movimientos planetarios en el futuro distante y encontrar una pequeña probabilidad para colisiones de Mercurio con la Tierra o Venus en algún momento en los próximos miles de millones de años. La pequeña probabilidad podría estar relacionada con la rareza de sistemas planetarios muy polvorientos como BD+20 307".

"No hay duda, sin embargo, de que grandes colisiones han ocurrido en el pasado de nuestro sistema solar. Muchos astrónomos creen que nuestra Luna fue formada por la colisión de dos embriones planetarios: la joven Tierra y un cuerpo del tamaño de Marte, un choque que creó tremendos escombros, algunos de los cuales se condensaron para formar la Luna", señala Zuckerman. Y agrega que en contraste con el masivo choque en el sistema BD+20 307, la colisión de un asteroide con la Tierra, hace 65 millones de años, la explicación más favorable para la extinción de los dinosaurios, fue "apenas insignificante".

---

Fuentes y links relacionados

• Eurekalert:Worlds in collision
• UCLA:Worlds in collision
• Automated Astronomy Group:Worlds in Collision
• Planetary systems around close binary stars: the case of the very
  dusty, Sun-like, spectroscopic binary BD+20 307
  B. Zuckerman, Francis C. Fekel, Michael H. Williamson, Gregory W. Henry, M. P. Muno
  De próxima aparición en The Astrophysical Journal
  (Resumen en pdf)
• [1]:On the Binary Nature of Dust-encircled BD +20 307
  A. J. Weinberger
  The Astrophysical Journal Letters, 679:L41–L44, 20 mayo 2008
  DOI: 10.1086/589180

Vía: Noticias del Cosmos

SEGUIR LEYENDO...

Nuevo y misterioso "flujo oscuro" descubierto en el espacio

Como si no fuesen suficientemente desconcertantes los misterios de la energía y materia oscuras, se ha descubierto un nuevo e incomprensible puzzle cósmico.

Los trozos de materia del universo parecen estar moviéndose a muy altas velocidades y en una dirección uniforme que no puede ser explicada por ninguna de las otras fuerzas gravitatorias del universo observable. Los astrónomos llaman al fenómeno “flujo oscuro”.

El cúmulo galáctico 1E 0657-56 (conocido como Cúmulo Bala) está a 3800 millones de años luz de distancia. Es uno de los cientos que parecen estar arrastrados por un misterioso flujo cósmico. Crédito: NASA/STScI/Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Lo que esté tirando de la materia debe estar fuera del universo observable, concluyen los investigadores.

Cuando los científicos hablan del universo observable no quieren simplemente decir tan lejos como los ojos, o incluso los más potentes telescopios, puedan ver. De hecho existe un límite fundamental a lo lejos que podemos observar en el universo, no importa lo avanzados que sean nuestro instrumentos visuales. El universo se piensa que se ha formado aproximadamente hace 13 700 millones de años. Por lo que incluso si la luz comenzó a viajar hacia nosotros inmediatamente después del Big Bang, los más lejos que ha podido llegar es a 13 700 millones de años luz de distancia. Puede haber partes del universo aún más alejadas (no podemos saber cómo de grande es todo el universo), pero no podemos ver más lejos de lo que la luz pudo viajar a lo largo de toda la edad del universo.
Movimientos misteriosos
Los científicos descubrieron el flujo estudiando algunas de las mayores estructuras del cosmos: los cúmulos gigantes de galaxias. Estos cúmulos son conglomerados de aproximadamente miles de galaxias, así como de gas muy caliente que emite rayos-X. Observando la interacción de los rayos-X con el fondo de microondas cósmico (CMB), que es el resto de radiación dejado por el Big Bang, los científicos pueden estudiar el movimiento de los cúmulos.

El gas caliente en un cúmulo de galaxias en movimiento (puntos blancos) desplaza la temperatura de las microondas cósmicas. Cientos de cúmulos distantes parecen estar moviéndose hacia una zona del cielo (elipse púrpura). Crédito: NASA/WMAP/A. Kashlinsky et al.

Los rayos-X dispersan fotones en el CMB, cambiando su temperatura en un efecto conocido como efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich (SZ). Este efecto no había sido observado anteriormente como resultado en cúmulos galácticos, pero un equipo de investigadores liderados por Alexander Kashlinsky, astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, lo encontró cuando estudiaba un enorme catálogo de 700 cúmulos, llegando hasta los 6000 millones de años luz, o la mitad de la distancia del universo. Compararon este catálogo con el mapa del CMB tomado por el satélite Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA (WMAP).
Descubrieron que los cúmulos se estaban moviendo casi a 3,2 millones de kilómetros por hora hacia la región del cielo entre las constelaciones de Centauro y Vela. Este movimiento es distinto de la expansión del universo (la cual es acelerada por la fuerza conocida como energía oscura).
“Encontramos una velocidad muy significativa, y además, esta velocidad no se decrementa con la distancia, hasta donde hemos podido medir”, dijo Kashlinsky a SPACE.com. “La materia del universo observable simplemente no puede producir el flujo medido”.
Burbuja inflacionaria
Los científicos dedujeron que sea lo que sea que está dirigiendo los movimientos del cúmulos debe estar más allá del universo conocido.
Una teoría llamada inflación propone que el universo que vemos es sólo una pequeña burbuja de espacio-tiempo que se expandió rápidamente tras el Big Bang. Podría haber partes del cosmos más allá de esta burbuja que no podemos ver.
En estas regiones, el espacio tiempo podría ser muy distinto, y probablemente no contiene estrellas y galaxias (que sólo se forman debido a los patrones de densidad particular de masa en nuestra burbuja). Podría incluir estructuras masivas gigantes mucho mayores que ninguna de nuestro universo observable. Estas estructuras son lo que los investigadores sospechan que está tirando de los cúmulos galácticos, causando el flujo oscuro.
“Las estructuras responsables de este movimiento han sido empujadas tan lejos por la inflación, estimaría que pueden estar a cientos de miles de millones de años luz de distancia, que no podemos ver ni siquiera con nuestros mejores telescopios debido a que la luz emitida no nos ha llegado en la edad del universo”, dijo Kashlinsky en una entrevista por teléfono. “Lo más probable es que para crear tal flujo coherente tendría que tener algunas estructuras muy extrañas, tal vez algo de espacio-tiempo curvado. Pero esto es sólo pura especulación”.
Hallazgo sorprendente
Aunque la teoría de la inflación predice muchas facetas extrañas del universo lejano, no muchos científicos predijeron el flujo oscuro.
“Fue una enrome sorpresa para nosotros y sospecho que para todo el mundo”, dijo Kashlinsky. “Para algunos modelos particulares de inflación se esperaría este tipo de estructuras, y hubo algunas sugerencias en la literatura que no fueron tomadas en serio creo que hasta ahora”.
El descubrimiento pudo ayudar a los científicos a estudiar lo que sucedió en el universo antes de la inflación, y qué está pasando en esos inaccesibles dominios que no podemos ver.
Los investigadores detallan sus hallazgos en el ejemplar del 20 de octubre de la revista Astrophysical Journal Letters.

---

Autor: Clara Moskowitz
Fecha Original: 23 de septiembre de 2008
Enlace Original
Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Descubren en la Vía Láctea un cuerpo celeste de extraño comportamiento

El objeto hallado experimentó, en tres días, cuarenta erupciones visibles en el óptico y después se desvaneció. Sospechan que podría tratarse de un eslabón perdido en la familia de las estrellas de neutrones.

Un equipo de astrónomos ha descubierto en la Vía Láctea un extraño objeto, denominado SWIFT J195509+261406, con un comportamiento único. En apenas tres días, tras detectarse una emisión en rayos gamma, se observó en el óptico un total de cuarenta erupciones y once días después, una pequeña erupción visible en el infrarrojo antes de desaparecer.

Concepción artística de un proceso eruptivo en un magnetar. Créditos: L.Calcada (ESO)

“Estamos ante un objeto en estado de hibernación e inactivo durante años para después entrar en actividad durante unos pocos días; de ahí la dificultad de estudiar este objeto, que muy probablemente sea un magnetar en nuestra propia galaxia”, explica Alberto J. Castro-Tirado, científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) que figura como primer autor del artículo de Nature donde mañana se publican los resultados.

Los magnetares son estrellas de neutrones jóvenes con un campo magnético cientos de veces superior a la media. Las estrellas de neutrones o púlsares se originan cuando, tras la explosión de una estrella muy masiva, ésta queda contraída en un objeto esférico de unos pocos kilómetros de diámetro que gira muy rápidamente en torno a sí mismo. Como un imán en rotación, genera un poderoso campo magnético. Los magnetares pueden permanecer inactivos durante décadas hasta que, debido a su actividad magnética, generan de forma regular fugaces erupciones muy energéticas, llegando a emitir tanta energía como el Sol a lo largo de mil años.

Los modelos teóricos predecían que conforme estos objetos envejecen, pierden energía haciéndose las erupciones más esporádicas . Esto significa que probabilísticamente son más difíciles de detectar. El actual descubrimiento supone la comprobación observacional del fenómeno, lo que convierte al J195509+261406 en un eslabón perdido de la secuencia evolutiva de las estrellas de neutrones, al situarse entre los dos estadios conocidos: los jóvenes magnetares y las ancianas estrellas de neutrones sin actividad.

En el descubrimiento, liderado por el IAA, ha intervenido un grupo de 42 investigadores, tres de ellos -Martín Durant, José Miguel González Pérez y Tariq Shabbaz-, pertenecientes al Instituto de Astrofísica de Canarias. Los resultados se han basado en observaciones realizadas con ocho telescopios, entre los que se encuentra el IAC80 del Observatorio del Teide, donde se detectó por primera vez en el óptico una gran variabilidad del brillo debida a rápidas y fuertes erupciones, y el Mercator del Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

“Desde el IAC80 detectamos en el óptico que algo extraño para este tipo de objetos estaba pasando, lo que desató la colaboración con otros telescopios para el estudio en los demás rangos”, explica el investigador del IAC José Miguel González Pérez, que destaca la importancia del trabajo en equipo cuando se producen este tipo de alarmas relacionadas con fenómenos muy breves e inusuales.

El grupo investigador cree necesaria una observación detallada tanto en rayos X como en el óptico de J195509+261406 para esclarecer definitivamente su naturaleza. Tras el insólito comportamiento del objeto, con sus fugaces erupciones, los expertos sospechan que habrá que esperar años hasta que se produzca un nuevo periodo de actividad.

Animación:
Secuencia temporal que muestra varias de las erupciones deSWIFT J195509+261406, obtenida con el telescopio IAC80 desde el Observatorio del Teide.

Vía: Instituto de Astrofísica de Canarias

SEGUIR LEYENDO...

Los sitios principales elegidos para la búsqueda de vida en Marte

Un grupo de 150 astrónomos, geólogos y biólogos han seleccionado los que consideran tres mejores sitios para buscar vida en Marte.

Usando nuevos datos del Orbitador de Reconocimiento de Marte, el cual puede detectar la composición de la superficie del planeta, los participantes del Tercer Taller del Laboratorio Científico de Marte (MSL), que ha tenido lugar en Monrovia, California la semana pasada, votaron sobre los tres sitios que piensan que tienen más posibilidades de mostrar signos de habitabilidad.

El Cráter Holden es uno de los tres sitios posibles elegidos para la nave Laboratorio Científico de Marte (Imagen: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))

Sus recomendaciones, que ayudarán a guiar la selección de la NASA del lugar de aterrizaje del MSL, todos son cráteres que se piensa que una vez contuvieron antiguos cuerpos de agua.

La misión MSL tiene previsto lanzar un róver de seis ruedas sobre el Planeta Rojo en octubre de 2010.

Bichos de agua

El conjunto multimillonario de instrumentos fotografiará la superficie, detectará radiación que pueda ser dañina a futuros exploradores humanos, y recolectará muestras de suelo y rocas. Su objetivo principal será comprobar las muestras suelo y rocas buscando signos químicos de vida, tales como átomos de carbono y moléculas orgánicas que podrían formar proteínas.

La discusión de dónde es mejor llevar a cabo estas tareas se centra en los lugares que tienen asociación con el agua. Los sitios candidatos incluyen zanjas con profundas fumarolas hidrotermales que podrían haber protegido organismos subterráneos de la radiación de superficie.

No obstante, al final, la idea de buscar restos de bacterias fotosintéticas en lagos y ríos llevó todo el día. “El punto de vista mayoritario fue que buscar señales de vida en la superficie es la forma más productiva de hacerlo”, dice Roger Buick de la Universidad de Washington en Seattle.

Las imágenes de la superficie de Mars muestran muchos caminos de erosión creados por antiguos flujos de agua. Los tres sitios principales elegidos – Cráter Gale, Cráter Holden y Cráter Eberswalde – parecen haber sido lagos aislados, un lago conectado a un sistema de ríos, y un delta, respectivamente.

Lugares seguros

Dado que detectar signos de vida incluso en un entorno alguna vez acuoso podría ser difícil, los investigadores creen que deberían ir a los sitios con mayor probabilidad de ser refugios de microorganismos.

Los lugares elegidos son ricos en arcillas, conocidas como filosilicatos, que se depositaron en el agua. Estas rocas sedimentarias de depósito lento podrían cubrir y servir de escudo a microorganismos. El Cráter Gale también contiene depósitos de sulfatos – usados como alimento por algunos organismos en la Tierra y que se piensa que pueden conservar especímenes.

Incluso así, la detección requerirá un alto grado de fortuna. “Las posibilidades de que se conserven especímenes son realmente pequeñas, igual que el la Tierra”, dice John Grotzinger del Instituto Tecnológico de California en Pasadena.

Los tres sitios están considerados seguros en un 95% para la navegación de los róvers, pero simulaciones adicionales pueden demostrar que algunos sitios en las latitudes del sur son demasiado fríos. Si esto es así, uno o más de los otros candidatos pueden quedar escalonados.

Las recomendaciones finales serán pasados al equipo de ingeniería de la NASA y posiblemente reducidas a una única opción en abril.

---

Autor: Devin Powell
Fecha Original: 23 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Saturno magnetiza a su luna Titán

Titán, la luna de Saturno, está temporalmente magnetizada por su encuentro con su planeta padre, según muestra un reciente sobrevuelo de Cassini.

El nuevo hallazgo podría ayudar a los investigadores a comprender el destino final de la atmósfera de Titán. También puede ayudar a revelar si Titán oculta océanos salados bajo su superficie.

Cassini fotografió las variadas capas de la atmósfera superior de Titán en esta imagen ultravioleta, que ha sido ajustada para que aparezca como colores verdaderos (Imagen: NASA/JPL/SSI)

La atmósfera de Titán es una gruesa sopa de nitrógeno, así como de hidrocarburos como el metano. Se cree que es muy similar a la de la joven Tierra.

Pero los investigadores no saben cuánto de esta atmósfera escapa gradualmente al espacio. Al igual que Marte, Titán parece carecer de un campo magnético intrínseco que proteja su atmósfera de ser destrozada por el viento solar – un flujo de partículas cargadas procedentes del Sol.

Sin embargo, pasa el 95% de su tiempo dentro de la magnetosfera de Saturno, una alargada región de gas ionizado, o plasma, alrededor del Planeta Anillado. El plasma está hecho de material expulsado de la luna Encelado, la cual expele géiseres helados al espacio.

La magnetosfera de Saturno puede ayudar a escudar a Titán del viento solar. Pero también influye fuertemente en los campos magnéticos de la atmósfera de la luna, haciendo difícil discernir si Titán tiene su propio campo intrínseco.

Por lo que los investigadores han estado esperando estudiar Titán cuando su órbita salga fuera de la magnetosfera, cuyos límites ondean en el espacio.

Memoria magnética

Tras 31 sobrevuelos de la luna, la nave Cassini por fin voló a través de la atmósfera superior de Titán en un momento en que la luna había salido de la influencia del campo magnético de Saturno.

Un sobrevuelo de Cassini ha demostrado que la atmósfera de Titán está magnetizada por Saturno. En esta imagen, Titán es la luna de color marrón sobre los anillos (Imagen: NASA/JPL/Space Science Institute)

El encuentro, que tuvo lugar el 13 de junio de 2007, demostró que la atmósfera de Titán mantiene en realidad una memoria magnética del plasma que rodea a Saturno. Esta memoria podría durar hasta 3 horas.

“Es sorprendente que dure tanto”, dice el miembro del equipo Andrew Coates del Colegio Universitario de Londres. “A lo largo de grandes escalas de tiempo, esto podría en verdad ayudarnos a comprender cómo evolucionan las atmósferas planetarias”.

La salida temporal de Titán expone completamente a la luna al viento solar. Pero la magnetización temporal de la atmósfera de la luna, la cual produce una funda protectora de líneas de campo magnético que podrían protegerla de pérdidas sustanciales.

Océano interior

El nuevo trabajo podría ayudar en futuros esfuerzos por discernir el campo magnético interior de Titán, dice Christopher Russell de la Universidad de California en Los Ángeles, quien no estuvo asociado al estudio.

Tal investigación podría comenzar tan pronto como en agosto de 2009, cuando Saturno alcanzará el equinoccio en su órbita alrededor del Sol, y sus anillos aparecerán de lado para los observadores de la Tierra.

El viento solar entonces fluirá hacia el planeta desde un ángulo distinto. Y esto invertirá la dirección de los campos magnéticos inducidos en la atmósfera de Titán por la magnetosfera de Saturno, dijo Russell a New Scientist.

Restando los datos del sobrevuelo obtenidos de los datos anteriores, los investigadores podrían ser capaces de determinar la fuerza del campo magnético intrínseco de Titán – suponiendo que la misión extendida de Cassini dure otro año.

Esto podría revelar más información sobre la composición del interior de Titán. Podría, por ejemplo, revelar su Titán oculta océanos salados conductores de la electricidad bajo su superficie helada – una posibilidad sugerida por recientes medidas del índice de giro de la luna.

---

Autor: Rachel Courtland
Fecha Original: 11 de septiembre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

SEGUIR LEYENDO...

Ideas vigentes en la Cosmología contemporánea

Un artículo de Stephen Battersby para NewScientist, en el que el autor presenta las últimas ideas en la disciplina.

Cosmología

Los cosmólogos estudian el universo como un todo: su nacimiento, crecimiento, forma, tamaño y destino final. La vasta escala del universo se hizo patente en la década de 1920 cuando Edwin Hubble demostró que las "nebulosas espirales" eran, en realidad, otras galaxias como la nuestra, a millones o miles de millones de años-luz de distancia.

Hubble descubrió que la mayoría de las galaxias están corridas al rojo: su espectro de luz se mueve hacia longitudes de onda más largas y más rojas. Esto puede explicarse como un efecto Doppler si las galaxias se alejaran de nosotros. Las galaxias más tenues y más distantes tienen un corrimiento al rojo más pronunciado, y eso implica que se alejan más rápido, en una relación establecida por la constante de Hubble.

El descubrimiento de que el universo en su conjunto se expande lleva a la teoría del Big Bang. Dicha teoría sostiene que si ahora todo se está separando, es de suponer que alguna vez estuvo mucho más unido, en un estado denso y caliente. Una idea rival, la teoría del universo estacionario, sostiene que constantemente se crea materia nueva para tapar los huecos generados por la expansión. Sin embargo, el Big Bang obtuvo un amplio triunfo en 1965 cuando Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron la radiación del fondo cósmico de microondas. Es el remanente de la radiación de calor emitida por la materia caliente en la etapa inicial del universo, 380 mil años después del primer instante del Big Bang.

La curva del espacio-tiempo

Un modelo del crecimiento del universo lo proporciona la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, que describe cómo la materia y la energía curvan el espacio-tiempo. Sentimos esa curvatura como la fuerza de gravedad. Si aceptamos el principio cosmológico —el universo es uniforme en las grandes escalas—, la relatividad general presenta ecuaciones bastante simples, denominadas modelos de Friedmann, para describir cómo se curva y se expande el espacio.

La forma del universo podría ser, según estos modelos, como la superficie de una esfera o curvada como la superficie de una silla de montar. Pero las observaciones sugieren que en realidad está entre ambas superficies, casi exactamente plano. La teoría de la inflación explica esa propiedad diciendo que durante la primera fracción de segundo de existencia el espacio se expandió a una velocidad terrorífica con lo que aplanó cualquier curvatura que hubiere. Luego el universo observable de hoy creció a partir de un punto microscópico de la bola de fuego originaria. Esta hipótesis también explicaría el problema del horizonte: el porqué un lado del universo tiene casi la misma densidad y temperatura que el otro.

Sin embargo el universo no es totalmente plano y en 1990 el satélite COBE detectó ondas en el fondo cósmico de microondas, la firma de las fluctuaciones de densidad originarias. Estas leves ondas en el universo primigenio pudieron haberse generado a partir de fluctuaciones cuánticas aleatorias en el campo de energía que impulsó la inflación. También defectos topológicos en el espacio podrían haber causado las fluctuaciones, pero esta propuesta no se ajusta bien al modelo.

Tales fluctuaciones de densidad forman las semillas de galaxias y cúmulos de galaxias, que se esparcen por todo el universo con una estructura espumosa a gran escala, en escalas de hasta mil millones de años-luz. Todas estas estructuras se forman porque la gravedad amplifica las fluctuaciones originales, de manera que los trozos más densos de materia se juntan.

Materia oscura

Sin embargo, la materia visible no proporciona en las simulaciones la suficiente gravedad para crear la estructura que observamos: necesita la ayuda de alguna forma de materia oscura (ver el 7mo. apartado). Otra prueba de la materia oscura la proporcionan las galaxias que giran demasiado rápido para mantenerse unidas sin un pegamento extra gravitatorio.

La materia oscura no puede ser como la materia corriente, porque habría producido demasiado deuterio en la nucleosíntesis del Big Bang. Cuando el universo tenía menos de 3 minutos de existencia, algunos protones y neutrones se fusionaron para hacer elementos ligeros, y los cosmólogos calculan que si hubiera habido mucha más materia ordinaria que la observada, entonces el denso caldero habría cocinado mucho más deuterio que el que se observa.

Por el contario, la materia oscura tiene que ser algo exótico, una materia probablemente generada en los primeros momentos calientes del Big Bang: quizá partículas como los WIMP —partículas masivas con interacción débil— o axones más livianos o, también, aunque es menos probable, agujeros negros primigenios. Una alternativa para la materia oscura es la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND, por MOdified Newtonian Dynamics), una teoría en la cual la gravedad es relativamente fuerte a gran escala.

Energía oscura

Otro misterio oscuro apareció en los '90, cuando los astrónomos descubrieron que las supernovas lejanas son sorprendentemente débiles, lo que indica que la expansión del universo no está perdiendo velocidad como todos esperaban, sino que se acelera. El universo parece estar dominado por alguna fuerza repulsiva, o anti-gravedad, a la que se ha llamado energía oscura. Quizá sea una constante cosmológica —o energía del vacío— o un campo de energía cambiante como la quintaesencia. Podría derivarse de las extrañas propiedades de los neutrinos o podría ser otra modificación de la gravedad.

La nave espacial WMAP suministró la imagen estándar de la cosmología al medir con precisión el espectro de las fluctuaciones en el fondo de microondas, el cual se ajusta a un universo de 13700 millones de años de antigüedad, compuesto por un 4 % de materia común, un 22 % de materia oscura y un 74 % de energía oscura. La imagen de la WMAP también concuerda con la teoría inflacionaria. Sin embargo, una prueba más severa de la inflación espera por la detección de ondas gravitatorias cósmicas que los movimientos rápidos de la inflación deben crear y que dejarían marcas casi imperceptibles en el fondo de microondas.

La densidad de la energía oscura es mucho menor que la energía del vacío prevista por la teoría cuántica, lo que es visto como un ejemplo extremo del estrecho ajuste cosmológico, por cuanto un valor mucho más grande habría desgarrado las nubes de gas e impedido la formación de las estrellas. En respuesta a esta situación, algunos cosmólogos aceptaron el principio antrópico, una teoría que sostiene que las características de nuestro universo tienen que ser las adecuadas para la vida, de otro modo no estaríamos aquí para observarlo.

Preguntas sin respuesta

Aún no tenemos respuestas para las preguntas más importantes. Desconocemos el verdadero tamaño del universo, ni siquiera sabemos si es infinito o no. Tampoco conocemos su topología, o sea, si el espacio se cierra sobre sí mismo. Desconocemos la causa de la inflación o si ésta ha creado una pluralidad de universos paralelos alejados del nuestro, tantos como implican las teorías inflacionarias.

Y no está claro porqué el universo prefiere la materia a la antimateria. A comienzos del Big Bang, cuando las partículas se crearon, debió haber habido un fuerte desvío hacia la materia, algo inexplicable a la luz del modelo estándar de la física de partículas. De no haber sido así, la materia y la antimateria se habrían aniquilado mutuamente y, además de la radiación, no quedaría casi nada.

El destino del universo depende de la ignota naturaleza de la energía oscura y de su comportamiento futuro, ya que la aceleración podrían aislar a las galaxias o una gran explosión podría destruir toda la materia. Otra posibilidad es que el universo colapse con un gran crujido o big crunch, quizás para re-expandirse a la manera de un universo cíclico. Incluso un gigantesco agujero de gusano podría devorar al universo.

Y el verdadero comienzo, si es que lo hubo, todavía nos es desconocido, porque todas las teorías físicas conocidas se detienen ante la singularidad inicial. Es probable que una teoría cuántica de la gravedad sea necesaria para que podamos comprender el origen del universo.

Fuente: Stephen Battersby para NewScientist (en inglés). Para quienes deseen mayor información, el artículo original contiene numerosos enlaces a otros artículos de la misma página web y en inglés.

Nota: Otro punto de interés en la cosmología actual —y no tratado en el artículo— se manifiesta cuando con cierta perspectiva histórica se la compara con la visión presentada en La revolución copernicana, un libro de Thomas S. Kuhn editado en 1957, en el que se define a la cosmología como el estudio de la estructura del universo, esto es, una visión sincrónica de la naturaleza en su conjunto. En los '80 Carl Sagan señalaba la ruptura con esa concepción de la cosmología cuando en su conocido Cosmos definía el concepto como "El Cosmos es todo lo que es o lo que fue o lo que será alguna vez". En este sentido, la cosmología actual es marcadamente diacrónica, ya que la descripción del estado actual del universo es el punto de partida para inferir el origen y la evolución del universo. Llama la atención que, luego de un largo rodeo histórico, la cosmología se convierta nuevamente en una cosmogonía.

De todas maneras, no es un movimiento circular, a la manera de las viejas revoluciones de los astros, como si fuera un simple regreso al punto de partida. Más bien, lo entiendo como un movimiento helicoidal, ya que el aspecto cosmogónico está subordinado a la tarea permanente de la astronomía: Salvar los fenómenos.

El final de la cosmología es una entrada que desarrolla con mayor amplitud la hipótesis de la energía oscura.

Vía: El Sofista

SEGUIR LEYENDO...