¿Está la materia oscura mayormente hecha de ‘átomos oscuros’?

Los físicos actualmente creen que la mayor parte de la materia oscura del universo está hecha de partículas individuales, y el reto es descubrir qué tipo de partículas son. Una nueva investigación, no obstante, da un vuelco a esta suposición y dice que los datos observacionales y experimentales se explican mejor si la materia oscura existe como un compuesto de partículas – átomos de protones oscuros y electrones oscuros que actúan como el equivalente de materia oscura de la fuerza electromagnética.

Crédito de la imagen: NASA/ESA/M J Jee and H Ford, Johns Hopkins University

Se piensa que la materia oscura forma más del 80% de la materia del universo. Como sugiere su nombre, la materia oscura no se revela a sí misma emitiendo luz debido a que no interactúa mediante el electromagnetismo. Se deduce su existencia a través de sus efectos gravitatorios sobre la materia normal.

El candidato favorito de los físicos para la materia oscura es una amplia clase de lo que se conoce como partículas masivas de interacción débil, o WIMPs, las cuales interactúan a través de la fuerza nuclear débil. Las WIMPs están en la línea de gran parte de las pruebas observacionales de materia oscura, pero aún quedan dos anomalías. Uno es el hecho de que el modelo WIMP predice que la materia oscura debería acumularse gravitatoriamente a todas las escalas de longitud, desde galaxias a estructuras sub-galácticas mucho menores. No obstante, esto no es lo que se observa – no se ha encontrado por parte de los astrónomos ninguna estructura de materia oscura menor de 400 años luz.

Y entonces llegó DAMA

El otro problema concierne al resultado de experimentos terrestres diseñados para detectar partículas de materia oscura directamente a través de su colisión con núcleos de materia común. Una de tales colaboraciones experimentales, ha generado cierta controversia afirmando que ha recopilado una prueba extremadamente sólida de materia oscura dentro de su detector. Por desgracia, los resultados de DAMA no pueden interpretarse como colisiones de WIMPs sin parecer fuertemente contradictorias con un número de otros experimentos de todo el mundo.

Ahora, David Kaplan y sus colegas de la Universidad Johns Hopkins en los Estados Unidos dicen que estos dos problemas podrían solventarse si la materia oscura no consta de partículas fundamentales individuales sino de compuestos de compuestos de “átomos” más grandes. Estos átomos estarían hechos del equivalente en materia oscura a los protones y electrones unidos por el equivalente a la fuerza electromagnética, y estarían acompañados de una cierta fracción de átomos ionizados – en otras palabras, electrones y protones libres.

Los investigadores señalan que la existencia de estas partículas cargadas habría alterado la evolución de la materia oscura en los inicios del universo. Las WIMPs, sin carga, se habrían desacoplado de la radiación normal menos de un segundo después del Big Bang, mientras que la materia oscura atómica, con su racción ionizada, habría permanecido en equilibrio térmico sin radiación oscura durante aproximadamente los primeros 20 minutos. El universo, por tanto, podría haberse expandido hasta un cierto tamaño antes de que ocurriese el agrupamiento gravitatorio, dictando el tamaño de las menores estructuras de materia oscura que vemos hoy.

Colisiones inelásticas

Para explicar la discrepancia entre DAMA y otros experimentos, Kaplan y sus colegas se basaron en una idea propuesta por Neal Weiner y David Tucker-Smith en 2001. Weiner y Tucker-Smith propusieron que las colisiones detectadas en DAMA eran inelásticas, que algún tipo de energía cinética se perdía debido a que en la colisión, las partículas de materia oscura absorben energía para hacerse ligeramente más masivas, y esas colisiones que rebajan la energía son mucho más probables de ocurrir con el relativamente pesado ioduro de sodio de los detectores de DAMA respecto a, digamos, los detectores de silicio y germanio del CDMS de los Estados Unidos. El grupo de Kaplan, por otra parte, dice que esta pérdida de energía puede explicarse mediante la entrada de átomos de materia oscura saltando a un nivel superior de energía cuando colisionan, más que debido a la creación de nuevas partículas que se postulan específicamente para este proceso.

Los investigadores admiten que hay una “tensión” dentro del modelo debido a que la explicación de la estructura perdida en el universo requiere que se ionice una fracción mayor de átomos oscuros lo que hace que no encaje con los resultados experimentales. Pero comentan que esta diferencia puede resolverse si se suponen distintas formas de halos para la materia oscura ionizada y atómica dentro de las galaxias.

El colega de Kaplan, Christopher Wells, admite que sus propuestas son especulativas pero que tienen el beneficio adicional de llevar a la materia oscura a una línea más cercana a la materia común que nos es familiar. Es más, dicen que los átomos de hidrógeno oscuro podrían unirse para formar moléculas de hidrógeno oscuro podrían unirse para formar moléculas de hidrógeno y que la formación de estas moléculas podrían llevar entonces a la creación de “estrellas oscuras” y otros objetos compactos. Añaden que la interacción de fotones oscuros con los fotones comunes podría llevar a líneas de emisión en los espectros de rayos gamma cósmicos.

¿Sin verdaderos problemas?

Daniel Hooper, astrofísico en el Fermilab en los Estados Unidos, no cree que los problemas que se abordan en el modelo dela materia oscura atómica sean problemas en absoluto – el problema de la formación de estructura está esencialmente resuelto mientras que los resultados de DAMA “no son convincentes”. “Dicho esto”, añade, “esos científicos que creen que estos problemas que necesitan soluciones, la idea de la ‘materia oscura atómica’ presentada aquí parece resolver los problemas con bastante facilidad”.

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Autor: Edwin Cartlidge
Fecha Original: 21 de septiembre de 2009
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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Se observa un fuerte pico en los rayos cósmicos que llegan a la Tierra

Podría significar que haya que reconsiderar la protección contra la radiación que han de llevar consigo los astronautas en las misiones al espacio profundo.

¿Planeando un viaje a Marte? Llévese muchos escudos. Según los sensores de la nave ACE (Advanced Composition Explorer) de NASA, los rayos cósmicos galácticos acaban de alcanzar un máximo en la era espacial.

“En 2009, las intensidad de los rayos cósmicos ha crecido un 19% más de lo que habíamos visto en los últimos 50 años”, afirma Richard Mewaldt de Caltech. “El incremento es significativo, y podría significar que tenemos que reconsiderar cuánta protección contra la radiación han de llevar consigo los astronautas en las misiones de espacio profundo”.

La causa del incremento es el mínimo solar, un profundo momento de calma en la actividad solar que tuvo su inicio alrededor de 2007 y continúa hoy en día.

Los investigadores saben desde hace tiempo que los rayos cósmicos aumentan cuando desciende la actividad solar. Ahora mismo la actividad solar es la más débil de los tiempos modernos, permitiendo lo que Mewaldt llama “una tormenta perfecta de rayos cósmicos”.

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

Vía Axxón

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LCROSS cambia su objetivo de impacto

La misión de la NASA Lunar Crater Observation and Sensing Satellite mission (LCROSS) ha cambiado su objetivo para impacto del cráter Cabeus A al cráter Cabeus. La decisión se tomó basándose en nuevos análisis de los datos disponibles.

El equipo de LCROSS concluyó que Cabeus es la mejor opción para que la misión cumpla sus objetivos científicos.

Tras evaluar los datos disponibles por el equipo científico de LCROSS y la comunidad científica, se optado por este cambio. En estos análisis se han examinado datos de las sondas Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), Lunar Prospector (LP), Chandrayaan-1 y la japonesa Kaguya. Al tener una mejor comprensióin de los datos disponibles de las concentraciones de hidrógeno en la región Cabeus spacecraft.

Existe un consenso general en los miembros del equipo científico de LCROSS de que Cabeus tiene con el mayor nivel de certidumbre, las concentraciones de hidrógeno más altas del polo sur lunar. El análisis detallado de los actuales modelos de terreno aportados por la sonda Kaguya y el altímetro LOLA de la misión LRO han sido importantes para esta decisión. Los modelos muestran un pequeño valle en una sierra alta del perímetro del cráter Cabeus. Puesto que la eyecta debe ascender a altitudes apropiadas para que la luz solar pueda iluminarla durante el impacto del próximo día 9 de octubre, y de esa forma los telescopios terrestres puedan estudiarla, la sombra proyectada en la sierra de Cabeus proporciona un lugar de alto contraste para las mediciones de la eyecta y el vapor de agua.

La misión LCROSS en imágenes

Durante los últimos días de misión el equipo de LCROSS continuará refinando el punto exacto de impacto en el cráter Cabeus para evitar los lugares abruptos y maximizar la iluminación de la pluma de escombros para las observaciones desde la Tierra.

Fuente original

Vía Odisea Cósmica

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Los agujeros negros no existen en la última teoría de gravedad cuántica

Un físico ganador del Premio Nobel dice que los agujeros negros y las singularidades espacio-temporales no pueden existir en su último modelo del universo.

Uno de los grandes retos de la ciencia moderna es unificar nuestras ideas sobre el universo a su mayor escala con nuestras nociones de cómo funciona a la menor; en otras palabras, combinar la relatividad y la mecánica cuántica en una única teoría.

El mejor esfuerzo actual es una idea conocida como Teoría de Cuerdas, una idea nacida del pensamiento cuántico y en la que la gravedad es un subproducto de la complejidad, uno de los conocidos como fenómenos emergentes.

El problema con este proceso de emergencia es que es un apoyo de boquilla a nuestras ideas intuitivas sobre la causalidad: que un efecto debe ser precedido por su causa. Al menos, así es como el ganador del Premio Nobel de física Gerard ‘t Hooft ve las cosas.

Para aclararlo, ha construido un modelo de la realidad diferente que conserva la causalidad y tiene algunos efectos colaterales interesantes. El cambio fundamental en su idea es aceptar un nuevo tipo de simetría en el universo.

Una simetría es una propiedad de un sistema que lo deja sin cambios bajo una cierta transformación. Por lo que, por ejemplo, nuestras leyes de la física están derivadas de la idea de que deben mantenerse constantes bajo cualquier cambio en la posición o dirección en el espacio. Es una idea enormemente poderosa.

Ahora, ‘t Hooft dice que para conservar la idea de causalidad en una Teoría de la Gravedad Cuántica tenemos que aceptar la idea de una simetría de escala. En otras palabras, las leyes de la física son las mismas independientemente de la escala. También introduce una idea conocida como “complementariedad de agujeros negros” en la cual un observador dentro de un agujero negro ve el universo de una forma distinta a un observador fuera del agujero.

Las consecuencias de esta idea son profundas. t’ Hooft lo explica así:

“Si añadimos esto a nuestro conjunto de transformaciones de simetrías, agujeros negros, singularidades espacio temporales, y horizontes desaparecen”.

A cambio, mantenemos intacta la idea de causalidad.

Se puede debatir sobre los méritos de tal intercambio pero la pregunta importante es si el nuevo universo de ‘t Hooft guarda alguna relación con el que vivimos nosotros.

En respuesta podemos decir que la existencia de los agujeros negros está bien aceptada. Los astrónomos pueden ver sus efectos gravitatorios. Y aunque nadie ha observado directamente un agujero negro o la radiación de Hawking que los físicos suponen que emiten, pocos dudan de que se acumularán las pruebas a favor.

Un problema más serio es la propia idea de invarianza de escala. Aquí hay un experimento mental para ‘t Hooft. Imagina que fueses súbitamente encogido o agrandado en un factor desconocido dentro de una caja cerrada, ¿qué experimento podrías realizar para determinar tu nueva escala?

Si las leyes de la física fuesen invariantes en escala, sería imposible determinar tu escala con un experimento.

Pero supón que fueses a medir la posición de una bola. Seguramente, en nuestro universo, la precisión de tu medida sería una buena indicación de tu escala, dado que los efectos cuánticos serían fácilmente distinguibles de los Newtonianos.

‘t Hooft parece reconocer esta limitación admitiendo que “la constante G de Newton no es invariante en escala en absoluto”.

Pero ese es un problema de su propia confección. En respuesta a la pregunta de cómo unir la física de lo muy grande con la física de lo muy pequeño, dice ‘t Hooft que no hay diferencias entre ellos.

Esto puede que no sea tan loco como suena. Las diferencias que vemos podrían ser el resultado de algún proceso de ruptura de simetría, un tipo de ilusión. Pero, ¿cómo sucede esto?

Dice que la respuesta puede llegar de una mejor comprensión de la forma en que la información fluye por este universo. “Obviamente, esto nos deja con el problema de definir qué es exactamente la información, y cómo se vincula con las ecuaciones de movimiento”, comenta.

‘t Hooft no es el primero en tropezar con la información. Cuando se empuja hasta el limite, toda teoría fundamental de la física adolece de una pobre comprensión de la información.

Puede que no sea quedarse corto si decimos que el mayor avance de la física debe llegar desde la teoría de la información más que de la mecánica cuántica o la relatividad.

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Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/0909.3426: Quantum Gravity without Space-time Singularities or Horizons

Fecha Original: 22 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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Bola de fuego causa conmoción en la Pampa argentina

Los vecinos de un tranquilo pueblo de la Pampa, resultaron sorprendidos el pasado domingo por la tarde con la caída de un meteorito en la localidad General Alvear, Mendoza. Sus pobladores escucharon un tremendo estruendo y vieron una bola de fuego en pleno día.

Una extraña bola de fuego fue vista ayer. Crédito de la imagen: Diario de los Andes

"Desde las 18:30 hubo una nube y una explosión que se sintió en casi todo el pueblo", comentó el comisario Julio Alcaraz, de Santa Isabel localidad situada a 320 km al oeste de Santa Rosa a 40 km al sur de límite de la provincia de Mendoza.

Vídeo tomado desde General Pico

Roberto Trigues, jefe de Defensa Civil de General Alvear declaró por su parte al diario MDZ: "efectivamente se trataría de un meteorito. Hemos realizado una triangulación de radios y determinado que el punto de impacto está dentro del triángulo formado al norte por Punta del Agua, al suroeste por Agua Escondida y al sureste por Cochi-Co".

Los testigos relataron que vieron caer un objeto del cielo. "Era totalmente de día y se veía en el horizonte una bola de fuego, como si fuera un reflector que caía. Antes de llegar al suelo, se vio una explosión que formó nubes. Algo más siguió cayendo y en unos segundos sólo quedó el humo", relató José Luis Cuadrado al Diario Textual, de La Pampa.

El objeto cayó en pleno campo, en una zona de 300.000 hectáreas deshabitada.

Trigues explicó al respecto: "descartamos el peligro de incendios porque ha estado nevando todo el día y hay mucha humedad".

Fuentes de la Comisaría de Carmensa (a 20 km al sur de Alvear) señalaron que la explosión escuchada "hizo temblar los vidrios". En lo primero en lo que se pensó fue en un terremoto, pero posteriormente se descartó esa posibilidad.

No hay denuncias de víctimas ni daños materiales. La fuerza del impacto hizo que en algunas localidades pampeanas se sintiera un pequeño movimiento sísmico.

Compárese la imagen del comienzo de esta entrada con la imagen de 2008TC3 que cayó sobre el desierto de Sudán.

Estaremos atentos a las actualizaciones de este suceso.

Fuente original

Vía Odisea Cósmica

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Mitos Lunares: La verdad sobre el efecto lunar en ti

La Luna tiene un lugar místico en la historia de la cultura humana, por lo que no sorprende que tantos mitos – desde los hombres-lobo a la locura o ataques epilépticos — se hayan acumulado respecto a su supuesto efecto sobre nosotros.

“Debe ser Luna llena”, es una frase escuchada cada vez que tiene lugar alguna locura y dicen los investigadores que a menudo es murmurada por policías en su ronda nocturna, personal psiquiátrico y personal de la sala de emergencias.

Ha pasado mucho tiempo desde que el ‘Gran Queso’ revelara algún nuevo secreto importante como el anuncio de esta semana de que hay rastros de agua por toda su superficie. Casualmente, un estudio de esta semana encontró una conexión cero entre la Luna llena y el resultado de las intervenciones quirúrgicas.

De hecho, una gran cantidad de estudios a lo largo de los años han tenido como objetivo evaluar cualquier conexión estadística entre la Luna – particularmente la Luna llena — y la biología o comportamiento humano. La gran mayoría de estudios sólidos no encontraron conexión, mientras que algunos se han mostrado inconcluyentes, y muchos que proponían revelar conexiones resultaron tener métodos fallidos o no han podido reproducirse.

Estudios fiables que comparan los nacimientos, ataques al corazón, muertes, suicidios, violencia, admisión en hospitales psiquiátricos o ataques epilécticos, entre otras cosas, con las fases de la Luna, han mostrado encontrar poca o ninguna conexión.

Un posible vínculo indirecto: Antes de la luz moderna, la luz de la Luna llena ha mantenido a la gente despierta durante la noche, llevando a privación del sueño que podría haber provocado otros problemas psicológicos, de acuerdo con una hipótesis que espera datos que la apoyen.

Más abajo revisaré varios estudios – buenos, malos e intermedios — pero primero, un poco de física básica:

La Luna, las mareas y tú

El cuerpo humano es aproximadamente un 75% agua, por lo que la gente a menudo se pregunta si hay mareas en nuestro interior.

La Luna y el Sol se combinan para crear mareas en los océanos de la Tierra (de hecho, el efecto gravitatorio es tan grande que la corteza de nuestro planeta se estira diariamente debido a este mismo efecto de marea).

Pero las mareas son eventos a gran escala. Tiene lugar debido a la diferencia en el efecto gravitatorio en un lado de un objeto (como la Tierra) en comparación con el otro. Aquí tienes cómo funcionan:

El océano en el lado de la Tierra que mira a la Luna sufre un tirón hacia la misma mayor que el centro del planeta. Esto crea una gran marea. En el otro lado de la Tierra, tiene lugar otra gran marea, debido a que el centro de la Tierra está siendo arrastrado hacia la Luna más que el extremo alejado del océano. El resultado básicamente arranca al planeta del océano (una fuerza negativa que desplaza el océano del planeta).

No obstante, no existe una diferencia medible en el efecto gravitatorio lunar en un lado de tu cuerpo con respecto al otro. Incluso en un gran lago, las mareas son extremadamente pequeñas. En los Grandes Lagos, por ejemplo, las mareas nunca superan los 5 centímetros, de acuerdo con NOAA, que añade: “Estas variaciones menores están enmascaradas por las fluctuaciones mayores en el nivel de los lagos producidas por el viento y los cambios de presión barométrica. Por consiguiente, los Grandes Lagos puede considerarse que no tienen mareas”.

Eso no significa que las mareas no existan a escalas menores.

El efecto de la gravedad disminuye con la distancia, pero nunca desaparece. Por lo que en teoría, todo el universo está tirando de todo. Pero: “Los investigadores han calculado que una madre ejerce sobre su bebé una fuerza de marea 12 millones de veces superior que la Luna, simplemente por el hecho de estar más cerca”, de acuerdo con Straightdope.com, un sitio web que aplica la lógica y la razón sobre los mitos y leyendas urbanas.

Ten en cuenta también que las mareas en los océanos de la Tierra tienen lugar dos veces al día, conforme la Tierra gira sobre su eje cada 24 horas, llevando a la luna a salir y ponerse del cielo. Si el tirón de la Luna afectase al cuerpo humano, se supondría que estaríamos desequilibrados al menos dos veces al día (y tal vez lo estemos).

Estudios sobre los efectos de la Luna llena

Aquí tenemos algunos de los estudios acreditados en revistas revisadas por pares que han fallado al encontrar conexiones:

Epilepsia: Un estudio en la revista Epilepsy & Behavior en 2004 no encontró conexión entre los ataques epilépticos y la Luna llena, incluso aunque algunos pacientes creían que sus ataques se ven disparados por ésta. Los investigadores señalaron que los ataques epilépticos en un tiempo se achacaron a la brujería y posesiones demoníacas, contribuyendo a la propensión humana de encontrar explicaciones míticas más que médicas.

Visitas psiquiátricas: Un estudio de 2005 por parte de investigadores de la Clínica Mayo, del que se informó en la revista Psychiatric Services, observó cuántos pacientes ingresaban en el departamento de emergencias psiquiátricas entre las 6 de la tarde y 6 de la mañana a lo largo de varios años. No encontraron diferencia estadística en el número de visitas en las tres noches alrededor de la Luna llena respecto a las otras noches.

Visitas a emergencias: Los investigadores examinaron 150 999 registros de las visitas a emergencias a un hospital suburbano. Su estudio, del que se informó en la revista American Journal of Emergency Medicine en 1996, no encontró diferencias entre la Luna llena respecto a otras noches.

Resultado de cirugías: ¿Se equivocan más los doctores y enfermeras durante la Luna llena? No, de acuerdo con un estudio que se publica en el ejemplar de octubre de 2009 en la revista Anesthesiology. De hecho, los investigadores encontraron que los riesgos son los mismos sin importar el día de la semana o del mes en el que planifiques tu intervención cardiaca.

No todos los estudios descartan la influencia lunar.

Lesiones en mascotas: Al estudiar 11 940 casos en el Centro Médico Veterinario de la Universidad Estatal de Colorado, los investigadores encontraron que el riesgo de visitas a emergencias era un 23 por ciento mayor en gatos y 28 por ciento mayor en perros en los días alrededor de la Luna llena. Podría ser que la gente tiende a dejar salir más a sus mascotas durante la Luna llena, aumentando las posibilidades de una lesión, o tal vez haya algo en funcionamiento — el estudio no determinó una causa.

Menstruación: Este es uno de esos temas en los que encontrarás mucha especulación (alguna de la cual suena firme y convincente) y pocas pruebas. La idea es que cada mes hay Luna llena y las mujeres menstrúan una vez al mes. Aquí están los hechos: El ciclo menstrual de la mujer en realidad varía en longitud y sincronismo — en algunos casos mucho – con la media en 28 días, mientras que el ciclo lunar está más cerca de los 29,5 días. Aún así, existe un estudio (de sólo 312 mujeres), por parte de Winnifred B. Cutler en 1980, publicado en American Journal of Obstetrics & Gynecology, que afirma una conexión. Cutler encontró que el 40 por ciento de las participantes tenían la llegada de la menstruación en un plazo de 2 semanas alrededor de la Luna llena (lo que significa que el 60 por ciento no). Si alguien puede decirme cómo este estudio tan a menudo citado demuestra algo, soy todo oídos. Además, uno debería ser escéptico de que en los 29 años siguientes nadie parezca haner generado un estudio que apoye las afirmaciones de Cutler.

Los animales se vuelven salvajes: Un par de estudios en conflicto en la revista British Medical Journal en 2001 deja espacio para mayor investigación. En un estudio, se encontró que la mordedura de animales había enviado a emergencias a casi el doble de británicos durante la Luna llena en comparación con el resto de días. Pero en el otro estudio, en Australia, se encontró que los perros mordían a la gente con una frecuencia similar en cuaqluier noche.

Privación del sueño: En la revista Journal of Affective Disorders en 1999, los investigadores sugerían que antes de la iluminación moderna, “la Luna era una fuente significativa de iluminación nocturna que afectaba al ciclo circadiano, lo que tendía a la privación del sueño alrededor de la Luna llena”. Especularon que “esta privación parcial del suelo habría sido suficiente para inducir manía/hipomanía en pacientes bipolares susceptibles y ataques en pacientes con desórdenes”. Lo más que puedo discernir, no obstante, es que estas sugerencias citadas a menudo nunca han sido comprobadas o verificadas por un número de estudios rigurosos de ningún tipo.

El mito persiste

Si se supone que la iluminación moderna y las persianas han eliminado en gran parte la única fuente plausible de locura humana relacionada con la Luna, ¿por qué persisten tantos mitos?

Varios investigadores señalan una respuesta probable: Cuando suceden cosas extrañas durante la Luna llena, la gente nota el “coincidente” orbe brillante en el cielo y se asombran. Cuando pasan cosas extrañas durante el resto del mes, bueno, simplemente se consideran extrañas y la gente no lo vincula a eventos celestes.

“Si la policía y los doctores esperan que las noches de Luna llena sean más frenéticas, pueden interpretar los traumas y crisis de las noches comunes como más extremas de lo normal”, explica nuestro columnista de Bad Science Benjamin Radford. “Nuestras expectativas influyen en nuestras percepciones, y buscamos pruebas que confirmen nuestras creencias”.

Y esto lleva a una nota final, la cual tal vez sea el mayor clavo lógico en el ataud de los mitos de la locura lunar:

Las mareas más altas no tienen lugar sólo en la Luna llena, sino también en la Luna nueva, cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol (y no podemos verla) y nuestro planeta siente el efecto gravitatorio combinado de estos dos objetos. Aunque nunca nadie ha afirmado nada divertido respecto a la Luna nueva (excepto por el hecho de que hay más contaminación en la playa en la Luna nueva y llena…).

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Autor: Robert Roy Britt
Fecha Original: 25 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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¿Cómo podemos saber si el universo choca con otro?

Por lo que podemos decir, el universo tiene 93.000 millones de años luz de extensión y alrededor de 14.000 millones de años de edad.

Esto es un problema para los cosmólogos. 14.000 millones de años, la luz puede viajar… errr… 14.000 millones de años luz. Entonces, ¿cómo es que el universo se hizo tan grande tan rápidamente?

La mejor explicación es un proceso misterioso llamado inflación. La idea general es que poco después de que nació, el universo aumentó rápidamente su tamaño en muchos órdenes de magnitud en un instante.

A los cosmólogos les gusta reflexionar sobre la forma en que se disparó la inflación. Nadie tiene, realmente, un respuesta sencilla, aunque no falta la especulación.

Un problema menos conocido es qué podría haber detenido la inflación. ¿Por qué el cosmos no continúa expandiéndose a un ritmo exponencial?

Esta es un de las respuestas más curiosas: que el universo sigue expandiéndose y que nosotros estamos en una pequeña región de estabilidad, una burbuja cósmica dentro de una vorágine poderosa.

Por supuesto, nuestra burbuja cósmica sería sólo una entre muchas otras.

Pero, ¿cómo podemos ver esas otras burbujas, dado que deben estar más allá del borde del universo visible?

Hoy, Antonio Aguirre de la Universidad de California, Santa Cruz, y su compañero Matthew Johnson en Caltech, revisan esta situación y dan una respuesta.

Ellos dicen que la única manera de que podamos ver evidencias de otra burbuja cósmica es si ésta hubiese chocado con nuestro universo en un pasado lejano.

Idea interesante, pero no carente de problemas. El problema principal es que en la mayoría de los casos una colisión destruiría el espaciotiempo en ambas burbujas, asegurando que no podamos estar aquí para observar las consecuencias.

Sin embargo, Aguirre y Johnson identificaron una clase de colisiones cósmicas que mantienen las tres dimensiones del espacio y una de tiempo que necesitamos para existir. Más que colisiones cósmicas, son más bien roces.

Entonces, ¿qué quedaría después de un roce cósmico? Aguirre y Johnson dicen que la evidencia de una curvatura negativa en el universo sería compatible con la idea de que existimos en una burbuja cósmica, y quedaría descartada una curvatura positiva.

Más allá de eso, un roce cósmico habría dejado huellas en forma de distintas características simétricas en el fondo de microondas. Esto es algo que podemos ver en los datos que nos aportan los telescopios como el Planck.

Todo esto es muy tentador. Pero el problema es que nada de esto aportaría una evidencia definitiva e inequívoca de una colisión, y esto significa que probablemente nunca lo sabremos con certeza.

Sin embargo, no es fácil disuadir a los cosmólogos en este es el tipo de especulaciones que ellos adoran.

Aguirre y Johnson concluyen con esta declaración: “Con un poco de suerte, el descubrimiento de “otros universos “, un concepto que parece de ciencia ficción, ¡puede estar a la vuelta de la esquina!”

Si crees algo así, tienes una fructífera carrera por delante en cosmología

Referencia de publicación arxiv.org/abs/0908.4105 : A Status Report on the Observability of Cosmic Bubble Collisions

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

Vía Axxón

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Flotando libremente en el espacio

Ese día, Bruce McCandless II se alejó aproximadamente 100 m de la bodega de carga del transbordador espacial Challenger, más lejos de lo que un ser humano había estado alguna vez.

(Clic en la imagen para ampliarla a 900 x 600 píxeles o aquí verla aún más grande)

Conducido por una Unidad de Maniobra Tripulada —o MMU, por sus iniciales en inglés— el astronauta McCandless, fotografiado en la imagen mostrada arriba, flotaba libremente en el espacio. McCandless y Robert Stewart, otro astronauta de la NASA, fueron los primeros en experimentar "una caminata espacial sin anclajes" durante la misión del Transbordador Espacial 41-B, llevada a cabo en 1984 (descargar). El MMU funciona por medio de propulsores de nitrógeno y con posterioridad fue utilizado para lanzar y recuperar satélites. Dicha unidad de propulsión tiene una masa de más de 140 kg y es muy pesada para ser utilizada en la superficie de la Tierra, pero no tiene peso en el espacio, como cualquier otra cosa. Años después, el MMU fue sustituido por la mochila de propulsión SAFER.

Primera caminata espacial de la NASA, narrada por Ed White (Gemini 4, lanzada el 3 de junio de 1965).

Vía Foto astronómica del día correspondiente al 27 de septiembre de 2009. Esta página ofrece todos los días una imagen o fotografía del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Crédito: STS-41B, NASA (en inglés).

Vía El Sofista SEGUIR LEYENDO...

Las manchas vuelven al Sol

Por primera vez en más de un año, la superficie del Sol vuelve a tener manchas. Se han identificado dos manchas en la fotosfera solar, los astrónomos dicen que este puede ser un indicador de que el ciclo solar se está intensificando. Aunque teóricamente debería estar cerca del máximo del ciclo actual, el Sol se ha comportado muy perezosamente durante los últimos dos años, mostrando tan sólo mínimas manchas, y menos actividad de lo normal.

Imagen de las 2 manchas en la superficie solar (1026 y 1027)

Se desarrollaron estudios sobre nuestra estrella durante los pasados años, dirigidos todos a comprender exactamente porque experimentaba esta pausa en su actividad. En un momento dado hubo astrónomos que decían que él Sólo exhibiría de nuevo su actividad al máximo en 2008, cosa que obviamente no sucedió. Además durante la mayor parte de 2009, las cosas permanecieron sin cambios, únicamente los débiles signos de un retorno a la actividad se han registrado este año.

Según las estadísticas oficiales, no se observaron manchas desarrollándose en el Sol durante el 80% de los días de este año. Mientras se registraban pocas emisiones solares debido a esto, los astrónomos comenzaron a preocuparse cada vez más sobre esta situación, la semana es transcurrían y nada sucedía. La cantidad de manchas solares se ha ligado a la cantidad total de la energía que recibe la Tierra.

Algunos científicos planetarios creen que, si el Sol está experimentando un súbito incremento de actividad, las consiguientes emisiones de fulguraciones solares podrían tener una considerable influencia sobre los patrones globales de clima de la Tierra. Los registros históricos muestran que este mínimo solar ha sido el más largo en más de un siglo registrado hasta la fecha. La correlación del ciclo solar con el clima se ha estudiado extensamente (ver artículo relacionado).

Una gran mancha solar fue registrada en mayo, dando esperanzas de que la estrella retornara a su nivel normal de actividad. Sin embargo, esto demostró ser un evento aislado, que no se iba a repetir en los siguientes días o semanas. El mínimo actual era, sin embargo ralgo, "no fuera de lo ordinario", declaró a comienzos de año el antiguo jefe de la NASA para las manchas solares Michael Kaiser. Las variaciones de actividad han sido registradas anteriormente, en la larga serie de ciclos solares observados ininterrumpidamente.

Fuente original Wired Science

Vía Odisea Cósmica

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Sin hogar en los suburbios galácticos exteriores

Si el Sol hubiese nacido cerca del borde de la galaxia, es probable que ni la Tierra ni la vida hubiesen existido. Esta es la implicación de la primera búsqueda de discos de formación planetaria en las afueras de la Vía Láctea.

Las estrellas de la periferia de nuestra galaxia tienen poco oxígeno, silicio o hierro —componentes principales de los planetas como la Tierra— por lo cual los astrónomos desde hace mucho tiempo pusieron en duda que pudiera existir vida allí. Ahora tienen pruebas sólidas para esta predicción pesimista. Chikako Yasui y Naoto Kobayashi de la Universidad de Tokio, Japón, y sus colegas, observaron dos grupos de estrellas muy jóvenes en Casiopea, a 62.000 años luz del centro de la Vía Láctea —aproximadamente dos veces más lejos que el Sol— en una nube de gas y polvo llamada Digel Cloud 2.

Las estrellas sólo tienen medio millón de años de edad. La mayoría de estas estrellas jóvenes suelen tener a su alrededor discos de gas y polvo que pueden generar planetas. Pero las observaciones de infrarrojos del equipo revelaron que sólo en 1 de cada 5 de las 111 estrellas observadas había discos.

Yasui y sus colegas culpan a la escasez de elementos presentes en estas partículas de polvo. Normalmente, el polvo bloquea la dañina luz ultravioleta de las estrellas, prolongando la existencia de los discos. Con tan poco polvo, los discos rápidamente se desintegran.

Los hallazgos del equipo aparecerán en The Astrophysical Journal.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

Vía Axxón

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El Universo (T3) 4: Cometas y meteoritos letales

En este mismo momento, las fuerzas celestes merodean por el universo y amenazan la propia existencia del ser humano. Se trata de asteroides y cometas que ya han dejado literalmente su huella en el planeta Tierra. Al principio, ayudaron a construir los planetas mediante violentas colisiones. Durante este periodo de bombardeo, puede que incluso sembrasen la Tierra con el agua y los elementos de la vida. Desde la turbulenta formación del Sistema Solar, estas rocas del espacio han continuado chocando contra la Tierra. Algunos choques han sido tan violentos que han producido extinciones masivas, incluida la que acabó con los dinosaurios. Nuevas y radicales teorías sugieren que el polvo de asteroides y cometas alberga virus mortales que podrían haber desencadenado algunas de nuestras peores pandemias. La posibilidad de futuras colisiones cósmicas sigue siendo una amenaza. Aún así, a pesar de los peligros, los asteroides y cometas pueden contener recursos naturales vitales, que podrían de hecho preservar a la humanidad.

Cometas y asteroides mortales

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Recientes cráteres marcianos dejan expuesto el hielo del subsuelo

Los impactos son accidentes geológicos presentes en todos los lugares de nuestro sistema solar. Aproximadamente existen 1600 cráteres con nombre (e incontables cráteres menores) sobre las superficies más antiguas de la Luna. En la Tierra, donde el viento y el agua están continuamente en contacto con el terreno, el censo de cráteres de impacto confirmados es de sólo 176.

MRO tomó esas imágenes en e reciente de de 6 m de diámetro en Marte el pasado 18 de octubre de 2008 izquierda, y el 14 de enero del 2009. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Marte, resulta que ser una mezcla de terrenos antiguos y nuevos, es un intermedio. Durante años las ondas han podido observar rasgos cada vez más finos en el paisaje marciano. Actualmente, la cámara HiRISE a bordo del Orbitador Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) puede identificar objetos de tan sólo 30 cm de tamaño, la cámara High Resolution Stereo Camera del Orbitador europeo Mars Express no llega a tanto, con una resolución máxima de 2 m.

Por lo que los investigadores de HiRISE resultaron sorprendidos hasta cierto punto, al descubrir algunos cráteres de impactos recientes en imágenes tomadas en 2008. Los impactos fueran vistos en cinco lugares cuya latitud varía desde 43° a 56° norte, los tamaños son de entre 3 y 6 metros de ancho y entre 30 y 60 cm de profundidad. Un enjambre de impactos debe haber aparecido entre julio y agosto, y otro algo más grande entre enero y septiembre.

Anteriormente y posteriormente las imágenes de HiRISE muestran un reciente cráter de impacto de 12 m de ancho situado en ARcadia Planitia. Las imágenes muestran cómo el hielo de agua que puede excavado al formarse el carácter se debilitaba con el tiempo. Las imágenes tienen cada 135 m, y fueron tomadas en noviembre de 2008 y enero del 2009. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Pero ¿qué fue lo que realmente sorprendió al equipo? fueron unas manchas blancas que se veían alrededor de un puñado de estos pequeños cráteres. ¿Podría ser agua de hielo? Los colegas que operaban en el instrumento CRISM de la nave pronto se lo confirmaron, en un o de los casos era lo suficientemente grande como para permitir un espectro, y efectivamente era hielo de agua. Aparentemente los cuerpos impactadores del tamaño de un puño habían penetrado en una capa de hielo oculta cubierta por polvo y de alrededor de 30 cm de profundidad.

La Cámara HiRISE del Orbitador tomó esta imagen de un carácter de impacto de 8 m de diámetro en las oscuras planicies de Vastitas Borealis en Marte, el 1 de noviembre de 2008. El cráter se produjo un poco antes del 26 de enero del 2008. El hielo de agua brillante puede excavado y ahora rodea el cráter. Esta imagen entera tiene 50 m de ancho diámetro. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

En los meses que siguieron, estas manchas de nieve se debilitaron gradualmente. El hielo de agua no es estable en los cráteres de latitudes HiRISE en la Universidad de Arizona, medias, por lo que se sublima gradualmente, o se vaporiza, en la atmósfera, dejando un rastro del polvo en el que estaba mezclado.

Esto desaparición fue de deberse también en parte a la deposición de polvo de la atmósfera. De cualquier forma, Shane Byrne investigador de abandonado por la atmósfera de la atmósfera advierte que los depósitos helados tuvieron que tener al menos 5 cm de espesor y no pudieron haber sido desenterrados a más de 30 o 60 cm de profundidad.

Byrne anunció estos descubrimientos el pasado viernes durante la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias de The Woodlands, Texas. Byrne señala que los sondeos previos, particularmente uno realizado mediante el espectómetro de neutrones de la sonda Mars Odyssey de la NASA mostraron que las vastas reservas de hierro permanecen enterradas en la mayor parte de las regiones de latitudes polares y medias.

Pero los científicos se están dando cuenta ahora lo cerca que está el hielo de la superficie, y cuán fácilmente puede ser alcanzado. Cuando el aterrizador de la NASA Phoenix tomó tierra en una llanura polar del norte de Marte el pasado mayo, su motor de frenado arrancó unos centímetros de polvo suelto y descubrió trozos de hielo casi puro.

La ironía de todo esto es que el aterrizador de la NASA Viking 2 lander, que tomó tierra en Marte en septiembre de 1976 está a apenas 800 km al sureste de los pequeños cráteres con salpicaduras de hielo que vemos en estas imágenes, y los científicos no se dieron cuenta de que una capa de hielo de agua estaba casi seguro por debajo de sus pies de apoyo.

Este mapa muestra los cinco lugares donde impactos recientes han excavado hasta el hielo de agua presente por debajo de la superficie de Marte (lugares uno al cinco) y en lugar de aterrizaje de la sonda Viking 2. El código de colores de la imagen indica la profundidad estimada hasta el hielo. Crédito de la imagen: NASA/JPL/University of Arizona

"Está probablemente a unas decenas de centímetros de profundidad. Si la Viking hubiera excavado algo más hondo se hubiera topado con el hielo en Marte hace más de 30 años." Señala el líder del equipo de HiRISE Alfred McEwen.

Fuente original New Scientist

Vía Odisea Cósmica

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Desarrollan un prototipo para detectar materia oscura

Un equipo de investigadores de la Universidad de Zaragoza (UNIZAR) y del Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS, en Francia) ha desarrollado un “bolómetro centelleador”, un dispositivo con el que los científicos tratarán de detectar la materia oscura del Universo y que se ha probado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca).

Cristal centelleador de BGO (derecha, en azul) y disco de germanio (izquierda) utilizado para la detección de la luz emitida por el cristal

“Uno de los desafíos de la Física actual es averiguar la naturaleza de la materia oscura, que aunque parece constituir la cuarta parte de la materia del Universo, no se puede observar directamente; por lo que tratamos de detectarla con prototipos como el que hemos desarrollado”, explica a SINC Eduardo García Abancéns, investigador del Laboratorio de Física Nuclear y Astropartículas de la UNIZAR.

García Abancéns es uno de los científicos del proyecto ROSEBUD (acrónimo de Rare Objects SEarch with Bolometers UndergrounD), una colaboración internacional entre el Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS-Universidad de París-Sur, en Francia) y la Universidad de Zaragoza, dedicada a la búsqueda de materia oscura en la Vía Láctea.

Para esta misión los científicos trabajan desde hace una década en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca), donde han desarrollado varios detectores criogénicos (operan a temperaturas próximas al 0 absoluto: -273,15° C). El último es un “bolómetro centelleador”, un dispositivo de 46 gramos que, en este caso, incorpora un cristal “centelleador” compuesto de bismuto, germanio y oxígeno (BGO: Bi₄Ge₃O₁₂) que actúa como detector de la materia oscura.

“Esta técnica de detección está basada en la medida simultánea de la luz y el calor producidos en la interacción con el detector de las hipotéticas partículas WIMP (Weakly Interacting Massive Particles: partículas masivas débilmente interactivas que según diversos modelos teóricos explicarían la existencia de la materia oscura)”, indica García Abancéns.

El investigador explica que debido a la diferencia en el centelleo de las distintas partículas, este método permite discriminar las señales que producirían las partículas WIMP de otras producidas por diversos componentes del fondo radioactivo (como las partículas alfa, beta o gamma).

Para medir la minúscula cantidad de calor producido se requiere enfriar el detector a temperaturas próximas al 0 absoluto y para ello se ha instalado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc una instalación criogénica, blindada con ladrillos de plomo y polietileno, y protegida de la radiación cósmica por su situación bajo el monte Tobazo.

“Las prestaciones del nuevo bolómetro centelleador han sido excelentes, lo que demuestra su viabilidad como detector en experimentos de detección de materia oscura, además de como espectrómetro gamma (aparato que mide ese tipo de radiación) para monitorizar el fondo radiactivo en estos experimentos”, señala García Abancéns.

Actualmente el bolómetro centelleador se encuentra en el Centro Universitario de Orsay (Francia), donde el equipo trabaja en la optimización de la recogida de luz en el dispositivo y realizando pruebas con otros cristales de BGO.

Este trabajo, publicado recientemente en la revista Optical Materials, se enmarca dentro del proyecto europeo EURECA (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Con esta iniciativa, en la que participan 16 instituciones europeas (entre ellas la Universidad de Zaragoza y el IAS), se pretende construir un detector criogénico de una tonelada y dedicarlo en la próxima década a la búsqueda de la materia oscura del Universo.

Métodos de detección de materia oscura

Para detectar la materia oscura, que no puede ser observada directamente debido a que no emite radiación, se utilizan métodos de detección directa e indirecta. Dentro de los primeros se incluye la detección simultánea de luz y calor (como la técnica de los bolómetros centelleadores), la detección simultánea de calor e ionización y la detección simultánea de luz e ionización, así como la investigación de señales distintivas (el caso más notable es la búsqueda de una modulación anual en la señal de la materia oscura debida al movimiento de traslación de la Tierra).

También existen métodos de detección indirecta, donde en lugar de buscar directamente las partículas de materia oscura, los investigadores tratan de detectar otras partículas (neutrinos, fotones,…) producidas como consecuencia de la aniquilación de las propias partículas de materia

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

Vía Axxón

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Estudiante de instituto descubre un extraño objeto astronómico

Un estudiante de instituto de Virginia Occidental, analizando datos de un radiotelescopio gigante, ha descubierto un nuevo objeto astronómico — un extraño tipo de estrella de neutrones conocida como radio transitoria de rotación.

Lucas Bolyard, estudiante de segundo año en el Instituto South Harrison en Clarksburg, Virginia Occidental, realizó el descubrimiento mientras participaba en un proyecto en el cual se enseñaba a los estudiantes a escrutar datos para el Telescopio Gigante Robert C. Byrd Green Bank (GBT) de la Fundación Nacional de Ciencia.

El proyecto, conocido como Búsqueda Colaborativa de Púlsares (PSC), es un proyecto conjunto del Observatorio Nacional de Radio Astronomía (NRAO) y la Universidad de Virginia Occidental (WVU), patrocinado por una beca de la Fundación Nacional de Ciencia.

Bolyard hizo el descubrimiento en marzo, después de que hubiese estudiado ya más de 2000 gráficos de datos procedentes del GBT y no encontrase nada.

“Estaba en casa un fin de semana y no tenía nada que hacer, por lo que decidí mirar unos gráficos más del GBT”, dijo. “Vi un gráfico con un pulso, pero había mucha interferencia de radio también. El pulso quedaba casi difuminado por la interferencia”, añadió.

Sin embargo, informó de ello, y entró en una lista de candidatas para que los astrónomos de la Universidad de Virginia Occidental Maura McLaughlin y Duncan Lorimer lo re-examinaran, programando nuevas observaciones de la región del cielo de la que procedía el pulso. Desgraciadamente, las observaciones posteriores no mostraron nada, indicando que el objeto no era un púlsar normal. No obstante, los astrónomos explicaron a Bolyard que su pulso aún podría proceder de una radio transitoria de rotación.

La confirmación no llegó hasta julio. Bolyard estaba en el Observatorio Green Bank de NRAO con sus compañeros estudiantes de PSC. La noche anterior, el grupo había estado observando con el GBT durante la madrugada, y todos estaban cansados. Entonces Lorimer mostró a Bolyard un nuevo gráfico de su pulso, reprocesado a partir de datos básicos, indicando que es real, no una interferencia, y que Bolyard es probablemente el descubridor de una de las 30 radio transitorias de rotación conocidas.

De pronto, dijo Bolyard, se me pasó el agotamiento. “Las noticias me llenaron de energía”, exclama.

Las radio transitorias de rotación se cree que son similares a los púlsares, estrellas de neutrones superdensas que son los cadáveres de estrellas masivas que explotaron como supernova. Los púlsares son conocidos por su uso como ondas de radio similares a las de un faro que barren el espacio conforme rota la estrella, creando un pulso cuando el rayo pasa por un radiotelescopio. Aunque los púlsares emiten ondas de radio continuamente, las radio transitorias de rotación emiten sólo esporádicamente, un estallido cada vez, con hasta varias horas de distancia entre estallidos. Debido a esto, son difíciles de descubrir y observar, descubriéndose el primero en 2006.

“Estos objetos son muy interesantes, tanto por sí mismos como por lo que nos dicen sobre las estrellas de neutrones y las supernovas”, dijo McLaughlin. “No sabemos qué las hace distintas de los púlsares — por qué se encienden y apagan. Si contestamos esa pregunta, es posible que nos diga algo sobre el entorno de los púlsares y cómo se generan sus ondas de radio”, añade.

“También nos dirán más sobre las estrellas de neutrones de lo que ya sabíamos, y esto significa saber más sobre las explosiones de supernovas. De hecho, ahora tenemos casi más estrellas de neutrones que pueden tenerse en cuenta mediante las supernovas que podemos detectar”, explica McLaughlin.

El PSC, liderado por la Funcionaria de Educación de NRAO Sue Ann Heatherly y la Directora del Proyecto Rachel Rosen, incluye enseñanza a profesores y estudiantes destacados, y proporciona parcelas de datos del GBT a equipos de estudiantes. El proyecto implica a profesores y estudiantes ayudando a los astrónomos a analizar datos de 1500 horas de observación del GBT. Los 120 terabytes de datos fueron generados por 20 000 orientaciones individuales del gigantesco telescopio. Se reservaron unas 300 horas de datos de observación para análisis por parte de los estudiantes.

Los equipos de estudiantes usaron software de análisis para revelar pruebas de púlsares. Cada porción de datos es analizada por múltiples equipos. Además de aprender a usar el software de análisis, los equipos de estudiantes también aprender a reconocer las interferencias de radio humanas que contaminan los datos. El proyecto continuará a través de 2011.

“Los estudiantes realmente escrutan datos que nunca antes habían sido analizados”, dijo Rosen. Gracias a la formación, añade “los estudiantes logran una maravillosa comprensión de lo que están observando, y comprender la ciencia que hay tras esos puntos que miran”.

Para al menos un estudiantes, el PSC ha llevado a su vida la emoción del descubrimiento. “La ciencia es mucho más emocionante para mi ahora que he realizado este descubrimiento”, dijo Bolyard. La investigación científica, según aprendió “es un trabajo muy duro, ¡pero merece la pena!”

Hace un año, no habría contemplado la astronomía como una carrera, pero la experiencia del descubrimiento hizo que la astronomía sea ahora al menos una posibilidad. No obstante, añade: “Aún espero ser médico”.

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Autor: Dave Finley
Fecha Original: 22 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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¿Cómo de lejos puedes viajar en una nave espacial?

¿Cómo de lejos puede viajar un astronauta a lo largo de su vida? Miles de millones de años luz, parece ser. Pero tienen que ser muy cuidadosos cuando apliquen los frenos en el viaje de vuelta.

Desde que los cosmólogos descubrieron que la expansión del universo se está acelerando, muchos se han preguntado cuánto restringe esto lo que podríamos ver con nuestros telescopios en el futuro. Las regiones lejanas del universo finalmente se expandirán tan rápido que la luz de esos objetos nunca nos alcanzará.

De la misma forma, la energía oscura – la misteriosa fuerza tras la aceleración – coloca un límite a la exploración humana del universo, dice Juliana Kwan de la Universidad de Sydney en Nueva Gales del Sur, Australia, que ahora ha refinado estos límites en nuestros viajes. Incluso con cohetes que nos llevasen a rozar la velocidad de la luz, la expansión nos dejaría atrás finalmente.

Lo más lejos que podría llegar la luz emitida por nuestro Sol hoy, dado que mantiene una vana carrera contra la expansión acelerada, actualmente está en 15 mil millones de años luz de distancia. De acuerdo con cálculos anteriores de Jeremy Heyl de la Universidad de British Columbia en Vancouver, un cohete súper-avanzado podría lograr recorrer la mayor parte de este camino en una vida humana. Acelerando a unos 9 metros por segundo – lo que daría una sensación similar a una confortable 1 g – una nave podría llegar al 99 por ciento del camino al “horizonte” de expansión. A pesar de la vasta distancia, esto le llevaría apenas 50 años en el marco de referencia del astronauta, debido a que el tiempo pasaría más lento que en la Tierra debido a la relatividad (Physical Review D, DOI: 10.1103/PhysRevD.72.107302).

Ahora, en un artículo que aparece en Publications of the Astronomical Society of Australia, Kwan y sus colegas han encontrado que el viaje podría llevar incluso menos tiempo. Basándose en los últimos valores cosmológicos para la energía oscura y otros parámetros, demostraron que un astronauta podría hacer el viaje en apenas 30 años.

Pero sus cálculos también sugieren que el retorno a casa presenta sus propios retos. Incluso las ligeras incertidumbres en la fuerza de la energía oscura o en la densidad total de materia en el universo podría provocar que una nave no encontrase la Tierra por millones de años luz. Comenzar el frenado justo un segundo demasiado tarde podría provocar que te pasases de largo de la Vía Láctea, dice Kwan. “Estarías efectivamente perdido en el espacio”.

Aún parando en el lugar adecuado, podrías quedar disgustado. Habrían pasado 70 mil millones de años al volver a casa, por lo que el Sol habría expirado muchísimo tiempo antes, llevándose a la Tierra con él y la visión de los alrededores aparecería mayormente oscura.

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Autor: Rachel Courtland
Fecha Original: 23 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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Hay agua en la Luna

Se han encontrado grandes cantidades de agua en la Luna durante la primera misión india a la Luna, según se ha hecho público.

Los datos de la nave Chandrayaan-1 también sugieren que el agua aún se está formando en su superficie. Se cree que el agua se concentra en los polos y posiblemente se forma gracias al viento solar. El hallazgo se realizó después de que los investigadores examinaran los datos de tres misiones distintas a la Luna.

Los informes, que se publicarán el viernes en la revista Science, demuestran que el agua puede estar moviéndose, formándose y reformándose conforme las partículas se mezclan con el polvo de la superficie de la Luna.

El Dr. Mylswamy Annadurai, director de proyecto de la misión en la Organización de Investigación Espacial India en Bangalore, comentó a The Times: “Es muy satisfactorio. Este era uno de los principales objetivos de la misión Chandrayaan-1, encontrar pruebas de agua en la Luna”.

La nave no tripulada se equipó con el cartografiados Mineralógico de la Luna de la NASA, diseñado específicamente para buscar agua obteniendo la radiación electromagnética emitida por los minerales.

El M3, un espectrómetro de imagen, se diseñó para buscar agua detectando la radiación electromagnética emitida por distintos minerales sobre y justo bajo la superficie de la Luna.

Al contrario que anteriores espectrómetros lunares, era lo bastante sensible para detectar la presencia de pequeñas cantidades de agua.

M3 era uno de los dos instrumentos de la NASA entre las 11 piezas del equipo de todo el mundo a bordo de Chandrayaan-1, que se lanzó a la órbita de la Luna en octubre del año pasado.

Carle Pieters de la Universidad Brown en Rhode Island y sus colegas revisaron los datos de Chandrayaan-1 y encontraron pruebas espectrográficas de agua. El agua parece más gruesa en las zonas más cerca de los polos, según informan.

“Cuando decimos ‘agua en la Luna’, no estamos hablando de lagos, océanos, ni siquiera charcos. Agua en la Luna significa que las moléculas de agua e hidroxilo (hidrógeno y oxígeno) interactúan con las moléculas de rocas y polvo específicamente en los milímetros superiores de la superficie de la Luna”, dijo Pieters en un comunicado.

Los científicos dijeron que este avance cambiaría la exploración lunar.

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Fecha Original: 24 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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En busca de los orígenes del Big Bang

Investigadores del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid están dedicando sus esfuerzos al desarrollo de un modelo que permita la comprensión del fenómeno que dio lugar al Big Bang.

La teoría del Big Bang describe correctamente la evolución del Universo desde una pequeña fracción de segundo hasta la actualidad. Sin embargo, no es capaz en sí misma de explicar el propio Big Bang, el origen de toda la radiación y la materia que permean el Universo. Las modernas teorías cosmológicas proponen que el Universo primitivo se expandió aceleradamente gracias a un proceso conocido como inflación cósmica, un período en el que una enorme densidad de energía actuó como motor de la expansión.

Al finalizar el proceso inflacionario, el Universo quedó vacío de partículas, y la única energía remanente era la del campo responsable de la propia inflación. Pues bien, se denomina recalentamiento al proceso que ocurre justo al finalizar la etapa inflacionaria, en el que la energía responsable de la inflación se convierte en toda clase de partículas elementales, las cuales constituyen la materia y la radiación que observamos en el Universo. El problema es que aún se desconoce la naturaleza del inflatón – el campo responsable del proceso inflacionario – y, desafortunadamente, el recalentamiento depende crucialmente de conocer los detalles de dicho campo.

Aunque se desconocen las características del inflatón, se supone que su dinámica está determinada por procesos de altas energías descritos por la física de partículas. En estos momentos se están realizando experimentos de colisiones de partículas a altas energías en grandes aceleradores como el LHC en el CERN (Ginebra), en búsqueda de los constituyentes fundamentales de la naturaleza y, en particular, del último eslabón del Modelo Estándar de Partículas, el bosón de Higgs.

El Higgs es un campo escalar cuya existencia es una suposición de la teoría que aún no ha sido confirmada y, en particular, se desconoce si su interacción gravitacional es igual a la del resto de las partículas. Utilizando dicha libertad, recientemente un grupo de la Universidad de Lausanne (Suiza) propuso un modelo en el que el Higgs podría ser responsable de generar la Inflación cósmica, siempre que éste poseyera un acoplo gravitacional no estándar. De esta manera, encontraron una correspondencia entre las recientes observaciones cosmológicas y los inminentes experimentos del CERN. En concreto, las propiedades estadísticas de las anisotropías observadas en el fondo de radiación imponen restricciones sobre la masa del bosón de Higgs, lo que podría ser testado en el LHC. Las conexiones entre el Universo primitivo y los experimentos de partículas son muy valiosas pues permiten acotar mejor las teorías físicas sobre el origen del Universo.

En un trabajo reciente, publicado en la revista americana Physical Review D, el grupo de investigación compuesto por Daniel G. Figueroa, Javier Rubio y Juan García-Bellido, del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, estudió las consecuencias que dicho modelo tendría para el origen de la radiación y la materia en el Big Bang. Al final del proceso inflacionario, el campo del Inflatón – el Higgs en este caso -, terminaría convirtiendo su enorme densidad de energía en radiación y materia, la cuál alcanzaría más tarde el equilibrio térmico. Dicho proceso de creación de partículas, es muy complejo de tratar matemáticamente y, a partir de un cierto momento, el problema debe ser introducido en un ordenador.

La investigación llevada a cabo por este grupo ha consistido precisamente en desarrollar el formalismo matemático y la fenomenología física del proceso, hasta el momento, en el cuál la evolución del plasma de partículas creado se vuelve demasiado complicada como para seguir tratándola analíticamente. Estos investigadores han sido capaces de calcular cuál es la distribución de energía de todas las partículas del Modelo Estándar creadas en este proceso. Pero aún queda por saber cómo ese plasma de partículas, que está fuera del equilibrio, evoluciona en el tiempo hasta que las distribuciones de todas las partículas adquieren una temperatura común. Cuando se alcanzase dicha temperatura, ese momento representaría el comienzo de la evolución térmica del Universo descrita por la teoría del Big Bang.

Puesto que se conocen todas las interacciones del Higgs con el resto de partículas elementales, en principio se debería ser capaz de entender dicho fenómeno de termalización, y predecir así el instante en la evolución del Universo en el que éste adquirió una temperatura común por primera vez. Si se consigue entender dicho proceso, se habrá comprendido de dónde ha salido toda la materia y la radiación del Universo. Lo impresionante de este nuevo modelo es que, al proponer que el campo del inflatón es el bosón de Higgs, se pueden contrastar las predicciones que hace el modelo sobre el recalentamiento del Universo primitivo, con las observaciones cosmológicas y los datos de los aceleradores de partículas.

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Fecha Original: 21 de septiembre de 2009
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Vía Ciencia Kanija

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En busca de asteroides oscuros (y otros objetos furtivos)

Los ninjas sabían cómo ser furtivos: vistiéndose de color oscuro. Emitiendo muy poca luz. Moviéndose entre las sombras en sitios iluminados.

En las guerras modernas, sin embargo, los ninjas serían una presa fácil. Su vestimenta de color negro puede llegar a ser difícil de ver por las noches a simple vista, pero el calor de sus cuerpos podría ser observado por un soldado que use anteojos infrarrojos.

Derecha: Concepto artístico del Explorador Infrarrojo de Campo Amplio (WISE, por su sigla en idioma inglés). [Más información]

Para la caza de los "ninjas" del cosmos (objetos oscuros que merodean en los vastos y negros espacios que existen entre planetas y estrellas), los científicos están construyendo el par de anteojos infrarrojos de ángulo amplio más sensible, por mucho, que jamás se haya creado: un telescopio espacial llamado Explorador Infrarrojo de Campo Amplio (Widefield Infrared Survey Explorer, o WISE, en idioma inglés).

El telescopio WISE explorará todo el cielo a longitudes de onda infrarroja, creando de este modo el catálogo más completo que exista de objetos oscuros del cosmos: grandes nubes de polvo, estrellas enanas de color marrón, asteroides (incluso grandes asteroides cercanos que podrían constituir una amenaza para la Tierra).

Las exploraciones de asteroides cercanos, basadas en telescopios que detectan la luz visible, podrían tender a describir asteroides con superficies más reflectoras. "Si hay cerca una importante población de asteroides muy oscuros, las exploraciones previas no la han detectado", dice Edward Wright, quien es el investigador principal del WISE y trabaja como físico en la Universidad de California, en Los Ángeles.

El mapa infrarrojo de todo el cielo, producido por el telescopio WISE, revelará incluso estos asteroides más oscuros, detallará la ubicación y el tamaño de aproximadamente 200.000 asteroides, y proporcionará a los científicos una idea más clara de cuántos asteroides grandes y potencialmente peligrosos hay cerca de la Tierra. El WISE también ayudará a responder algunas preguntas sobre la formación de estrellas y sobre la evolución y estructura de las galaxias, incluyendo a nuestra Vía Láctea.

Y es probable que los descubrimientos no se detengan allí.

"Cuando miras el cielo con una nueva sensibilidad y una nueva banda de longitud de onda, como lo hará el telescopio WISE, hallas cosas nuevas que no sabías que estaban allí", relata Wright.

Las estrellas emiten luz visible en parte porque son muy calientes. Pero los objetos más fríos, como los asteroides, también emiten luz en longitudes de onda infrarroja más largas, las cuales son invisibles al ojo humano. De hecho, cualquier objeto más caliente que el cero absoluto emitirá, al menos, alguna luz infrarroja.

Lamentablemente, esto hace que sea algo difícil construir un telescopio infrarrojo. Sin un refrigerante, el telescopio mismo emitiría incandescencia en luz infrarroja, precisamente de la misma manera en que lo hacen todos los demás objetos calientes. Sería como construir un telescopio común, para luz visible, utilizando las luces de las carteleras de Times Square: el telescopio se cegaría por su propio resplandor.

Para resolver este problema, el telescopio WISE enfriará sus componentes hasta que alcancen aproximadamente los 15°C sobre el cero absoluto (o -258°C) utilizando un bloque de hidrógeno sólido. Los científicos de la misión eligieron hidrógeno sólido en vez de helio líquido (el cual se usa con frecuencia en el área de las investigaciones con el fin de enfriar materiales hasta que alcanzan temperaturas cercanas al cero absoluto) porque un volumen menor de hidrógeno sólido puede cumplir esa función. "El poder de enfriamiento es mucho mayor en el hidrógeno que en el helio", explica Wright. Cuando se lanza un telescopio al espacio, todo lo que sea más pequeño y más liviano permite ahorrar dinero.

Derecha: El dispositivo de hidrógeno sólido de dos etapas (criostato) del telescopio WISE se asemeja a R2D2 de la Guerra de las Galaxias (Star Wars, en idioma inglés). [Más información]

Anteriormente, otros telescopios espaciales, tales como el Satélite de Astronomía Infrarroja (Infrared Astronomical Satellite, o IRAS, en idioma inglés) han creado mapas del cielo en longitudes de onda infrarroja, pero el telescopio WISE será cientos de veces más sensible. Mientras que otras misiones solamente pudieron observar fuentes difusas de luz infrarroja, tales como grandes nubes de polvo, el WISE podrá ver asteroides y otras fuentes puntuales.

Luego de su lanzamiento a órbita, el próximo mes de diciembre, el WISE pasará 6 meses trazando mapas del cielo. Durante ese tiempo, enviará datos a estaciones ubicadas en la Tierra 4 veces al día. El análisis de estos datos debería permitir a los científicos comprender un poco más el cosmos.

Por ejemplo, una teoría propone que la mayoría de las estrellas del universo se formó debido al choque de galaxias. Cuando las galaxias chocan, nubes interestelares de gas y polvo colisionan; entonces, las nubes se comprimen y dan inicio a un ciclo de colapso gravitacional que se auto-perpetúa. El resultado es un aluvión de estrellas en nacimiento. Las estrellas recién nacidas generalmente son ocultadas por las nubes de polvo de las cuales nacen. La luz común no puede escapar, pero sí puede hacerlo la luz infrarroja.

Arriba: Galaxias espirales NGC 2207 e IC 2163 que colisionan. Crédito de la imagen: Telescopio Espacial Hubble [Más información]

El telescopio WISE podrá detectar emisiones infrarrojas que provienen de las regiones más activas donde se forman estrellas. Esto ayudará a los científicos a saber con qué velocidad se forman las estrellas durante las colisiones galácticas, lo cual podría indicar cuántas de las estrellas del universo se formaron de esta manera.

Asimismo, el telescopio WISE tendrá como objetivo oscuras "estrellas fallidas", llamadas enanas marrones, las cuales son muchas más que las estrellas comunes. El trazado de mapas de las enanas marrones de la Vía Láctea puede revelar mucho acerca de la estructura y de la evolución de nuestra propia galaxia.

Y esto podría ser apenas el inicio de los descubrimientos que los científicos harán una vez que el telescopio WISE centre su atención en furtivos habitantes de la oscuridad.

Más información (en inglés)

• Datos sobre la misión WISE --(pdf)
• Portal de la misión WISE
• El futuro de la NASA: Política de Exploración Espacial de Estados Unidos

Vía Ciencia@NASA

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Buscando vida en formatos desconocidos

Cuando discutimos la posibilidad de encontrar vida en otros mundos, es normal que usemos la frase “vida, tal como la conocemos”, pero…

Pero nos hemos sorprendido por algunas formas exóticas de vida en nuestro propio mundo, y debemos descubrir cómo podría evolucionar la vida en otras partes con una bioquímica distinta y en ambientes alienígenas. Los científicos de un nuevo instituto de investigación interdisciplinario de Austria están trabajando para comprender la vida exótica y cómo será posible encontrarla.

Es tradicional que se busquen planetas que podrían sostener vida en las “zonas habitables”, regiones alrededor de una estrella en la que los planetas similares a la Tierra, con atmósferas de dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno, pueden mantener agua líquida en sus superficies. En consecuencia, los científicos han buscado biomarcadores producidos por vida extraterrestre con metabolismos que recuerdan a los de la Tierra, donde el agua se usa como disolvente y los bloques básicos de la vida, los aminoácidos, se basan en el carbono y el oxígeno. No obstante, puede ser que éstas no sean las únicas condiciones bajo las que evoluciona la vida.

La Universidad de Viena estableció un grupo de investigación llamado Alternative Solvents as a Basis for Life Supporting Zones in (Exo-)Planetary Systems (Disolventes Alternativos como Base para Soporte de la Vida en Sistemas (Exo-)Planetarios) en mayo de 2009, bajo la dirección de Maria Firneis.

“Es el momento de hacer un cambio radical en nuestra visión geocéntrica de la vida como la que conocemos en la Tierra”, dijo el Dr. Johannes Leitner, del grupo de investigación. “Aún cuando éste es el único tipo de vida que conocemos, no se puede descartar que las formas de vida hayan evolucionado en algún lugar que no dependa del agua ni del metabolismo basado en el oxígeno y el carbono”.

Un requisito para los disolventes de soporte de la vida es que permanezcan líquidos a lo largo de un amplio rango de temperatura. El agua es líquida entre 0° C y 100° C, pero existen otros disolventes que son líquidos a más de 200 ° C. Estos disolventes permitirían un océano en un planeta ubicado más cerca de su estrella. También es posible un escenario inverso. Un océano líquido de amoniaco podría existir mucho más lejos de una estrella. Además, se puede encontrar ácido sulfúrico dentro de las capas de nubes de Venus y ahora sabemos que parte de la superficie del satélite de Saturno Titán está cubierta de lagos de metano/etano.

En consecuencia, está en marcha una discusión sobre la vida potencial y las mejores estrategias para su detección. sin limitarse a exoplanetas en zonas habitables. El grupo de investigación que se ha formado en la Universidad de Viena, junto con otros colaboradores internacionales, investigarán las propiedades de una gama de disolventes distintos del agua, además de estudiar cuál es su abundancia en el espacio, sus características térmicas y bioquímicas, y también su capacidad para ser soprte del origen y evolución de metabolismos favorables para la vida.

“Además, aunque la mayor parte de los exoplanetas que hemos descubierto hasta el momento son probablemente planetas gaseosos, es cuestión de tiempo que se descubran exoplanetas del tamaño de la Tierra”, dijo Leitner.

El grupo de investigación ha discutido sus primeras ideas en la Conferencia Europea de Ciencias Planetarias en Potsdam, Alemania.

Fuente: Univserse Today

Vía Axxón

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Venus Express aporta nuevas evidencias de la pérdida de agua de Venus

Las observaciones realizadas por la misión europea Venus Express han aportado nuevas y fuertes evidencias de que el viento solar ha arrancado cantidades significativas de agua de nuestro planeta vecino.

Los datos también arrojan luz sobre la transferencia de los gases traza en la atmósfera de Venus y en sus patrones de viento. Los resultados fueron presentados en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias de Postdam, Alemania.

Los instrumentos SPICAV y VIRTIS abordo de la sonda se han empleado para medir las concentraciones de vapor de agua en la atmósfera de Venus a altitudes que varían entre 10 y los 110 km, muy por encima de las cimas de nubes. Los estudios desarrollados por los científicos de Bélgica y Rusia han descubierto que la relación de agua pesada, que contiene el isótopo deuterio el lugar del hidrógeno, tiene una abundancia doble por encima de las nubes comparado con su valor en la baja atmósfera.

"El vapor de agua es una especie muy rara en la atmósfera de Venus: si estuviera en forma líquida ahora, apenas cubrirían la superficie de Venus con unos pocos centímetros de agua. Sin embargo, creemos que Venus tuvo una red de grandes volúmenes de agua y que desde entonces se han escapado al espacio o han sido arrancados por el viento solar. Estos resultados de Venus Express que muestran que el agua pesada que contiene deuterio no ha podido escapar de la gravedad de Venus tan fácilmente como el agua normal. Este enriquecimiento y agua pesada aporta una fuerte evidencia de que la pérdida de agua está sucediendo en la alta atmósfera y de que Venus fue probablemente más húmedo y más parecido a la Tierra en el pasado distante", explicó que el Dr Emmanuel Marcq del Laboratorio LATMOS en Francia.

Un equipo dirigido por él Dr Marcq ha empleado SPICAV para estudiar la variación de dióxido de azufre con la latitud y ha descubierto que existe una disminución gradual de las concentraciones del gas hacia los polos.

Marcq declaró al respecto: "Esto se ajusta bien con nuestro conocimiento de la circulación global. La energía procedente del Sol se redistribuye de forma que la atmósfera se levanta cerca del ecuador y de subsecuentemente se hunde hacia los polos. También vemos una disminución de las cantidades de dióxido de azufre en la alta atmósfera, donde es destruido por la radiación ultravioleta. Globalmente, nuestras medidas confirman la tendencia a la baja de las concentraciones de dióxido de azufre desde las primeras mediciones realizadas en la década de los 70, lo que indica que puede haber un mecanismo activo en Venus, aunque nunca ha sido observados directamente hasta ahora."

El equipo VIRTIS y VMC ha podido medir la velocidad del viento a distintas altitudes de la atmósfera de Venus analizando observaciones obtenidas en diferentes longitudes de onda. Las cimas de nubes a una altitud de 70 km reflejan la luz visible y ultravioleta en la cara diurna. La baja atmósfera puede verse en el lado nocturno en longitudes de onda infrarroja, a través de unas ventanas estrechas del espectro (llamadas ventanas de transparencia) en las cuales la radiación escapa de la baja atmósfera y la superficie."

Las observaciones de la capa inferior de nubes en un periodo de dos años muestran que el viento es bastante constante en el tiempo y que no existen efectos estacionales u observaciones ligadas a la posición del sol en el cielo de Venus. Un estudio dirigido por él Dr Ricardo Hueso de la Universidad del País Vasco, ha descubierto que las variaciones en la intensidad del viento ocurren de vez en cuando, especialmente en las regiones son polares cercanas a 65° sur de latitud.

"Las variaciones parecen estar conectadas con el vórtice polar, que puede afectar latitudes más allá de su situación promedio, sin embargo no tenemos todavía una explicación de por qué ocurre esto", explicó el doctor Hueso.

Los estudios previos habían mostrado que las velocidades de los vientos Este-Oeste son muy altos, alcanzando unos 400 km/hora en las nubes altas en latitudes ecuatoriales, y 230 km/hora en las nubes bajas en latitudes tropicales. Sin embargo, el nuevo análisis muestra también que casi no existe viento en dirección meridional (Norte-Sur) entre la regiones tropicales y latitudes subpolares en las nubes bajas, lo cual está en contraste con las velocidades del viento de alrededor de 35 km/hora de las nubes altas que fluyen de los trópicos a los polos transportando calor. Extrañamente, existen estructuras particulares en las nubes bajas que pueden viajar a un al norte y al sur en esta región con velocidades apreciables de hasta 40 km/hora.

Hueso concluye: "la mayoría de las estructuras nubosas en las nubes bajas no viajan en dirección meridional, pero a veces algunas viajan hacia el norte y otras hacia el sur. El promedio de todos estos movimientos turbulentos y caóticos se acerca mucho a cero, pero en ocasiones algunas estructuras pueden viajar a velocidades relativamente altas de 40 km/hora hacia el norte o al sur. Cuando hayamos podido analizar mejor esto es movimientos turbulentos en las nubes bajas, podríamos descubrir importantes pistas sobre el origen de la super-rotación atmosférica y finalmente resolver el gran misterio de por qué los vientos de Venus viaja más rápido que en la rotación del planeta."

Crédito de la imagen: equipos ESA/VIRTIS y VMC

Fuente original

Vía Odisea Cósmica

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