El universo mecánico 15 – Conservación del momento

Si el Universo, en su mecánica, es un reloj perpetuo, ¿Qué mantendrá su marcha hasta el final de los tiempos? Tomando un ejemplo de Descartes, el momento lineal-el producto de masa por velocidad- cantidad de movimiento-siempre se conserva. La “Segunda ley de Newton” materializa el concepto de conservación del momento lineal. Esta ley proporciona un convincente principio para analizar los choques, incluso en una mesa de billar. Objetivos pedagógicos: Reconocer la conservación del momento lineal como una consecuencia de la “Segunda ley de Newton”. Identificar cuándo se conserva el momento lineal de un sistema. Reconocer la conexión entre energía cinética y momento lineal. Resolver problemas con choques elásticos y no elásticos. Interpretar la relación entre impulso y tiempo medio de acción de una fuerza.

Conservación del momento

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Kepler continúa pescando y queda atónito con dos KOI (Objetos de Interés de Kepler)

Por ahora, de lo que probablemente hayas oído hablar acerca de los primeros resultados de la misión Kepler, sea el hallazgo de planetas extrasolares. Recientemente fue anunciado el descubrimiento de cinco nuevos exoplanetas en la reunión de la American Astronomical Society celebrada en Washington. Cuatro de esos cinco exoplanetas son mayores que Júpiter unas 1,4 veces su radio, y todos ellos poseen periodos orbitales de 3-5 días alrededor de la estrella anfitriona. El denominado Kepler 4b, el raro del grupo, viene a ser del tamaño de Neptuno.

Tamaños y temperaturas de los descubrimientos de Kepler comparados a la Tierra y Júpiter.

Todos ellos se encuentran próximos a sus estrellas respectivas, por lo que poseen altas temperaturas en sus superficies, entre 1200 a 1600 ºC. Ninguno de ellos constituye una sorpresa. Sabíamos que Kepler podría detectar tránsitos de planetas extrasolares y los primeros eran susceptibles de ser bastante grandes y cercanos a sus estrellas. Estos son los más fáciles de detectar en el menor tiempo posible.

Lo que resulta más interesante es el descubrimiento de dos de los denominados Kepler Objects of Interest (KOI). ¿Por qué son interesantes los KOI? En primer lugar, fueron descubiertos porque cuando desaparecen detrás de su estrella desde nuestra línea de visión, la luz del sistema se atenúa considerablemente. Quiero decir que se atenúa bastante. Normalmente, esta fase se conoce como eclipse secundario y resulta mucho menos notable que el eclipse principal de la estrella que es cuando el planeta pasa por delante de la misma. El hecho de que la luz se atenúe más por la desaparición de KOIs, significa que están incandescentes y emiten luz propia. Los astrónomos estiman que la temperatura para el KOI 74b puede ser de 12000 ºC y la KOI 81b 13200 ºC. El exoplaneta más caliente conocido hasta ahora es de 2037 ºC.

Ambos KOI son realmente más calientes que sus estrellas anfitrionas. KOI 74b y su estrella anfitriona tipo A1V, tiene una temperatura superficial de 9400 ºK. KOI 81b tiene una compañera tipo B9 A0V con una temperatura superficial de unos 10 000 ºK.

KOI 74b y KOI 81b no son lo suficientemente masivos para ser estrellas, sus masas solares son 0,111 y 0,212 respectivamente. No son lo suficientemente masivas para iniciar la combustión nuclear en su núcleo. No obstante, cada cuerpo es lo suficientemente caliente para brillar únicamente por el calor absorbido de su estrella anfitriona y reemitirlo a continuación al espacio. Esto puede significar que han evolucionado de estrellas calientes hasta su estado actual y se están enfriando lentamente con el tiempo. El problema con esta teoría es que las estrellas acompañantes son relativamente jóvenes del tipo A y B, y no parece que hayan tenido el tiempo suficiente para que estas hayan evolucionado de estrellas masivas calientes hasta el estado en que se encuentran actualmente.

Entonces ¿qué son? Sin lugar a dudas constituyen la primera clase de nuevos objetos recientemente descubiertos por la misión Kepler. Vivimos tiempos emocionantes para la astronomía. Ahora vamos de pesca y no tenemos ni idea acerca de lo que otros KOI nos mostraran con la siguiente ronda de datos.

Fuente: Universe Today

Vía Latinquasar

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La luz apaga las afirmaciones sobre la materia oscura

La luz estelar tiene en cuenta las anómalas señales de electrones.

Invocando los efectos de la luz estelar, los teóricos han creado un modelo de comportamiento de los electrones galácticos, arrojando dudas sobre una señal que algunos habían deseado que apuntase a la detección de materia oscura.

En los últimos dos años, varios experimentos – en el espacio, en tierra y en un globo – han informado de la detección de más electrones de alta energía de los esperados girando alrededor de la galaxia. Muchos teóricos atribuyeron este superávit de electrones al efecto de púlsares cercanos, o, más provocativamente, a la materia oscura – el esquivo material que se cree que forma el 85% de la materia del universo.

Un artículo que se publicará en el ejemplar del 10 de febrero en la revista Astrophysical Journal¹ dice que ambas explicaciones son incorrectas. Los electrones de alta energía pueden producirse de forma natural cuando la luz estelar a través de la que pasan se tiene en cuenta de forma más correcta, dicen uno de los autores del artículo — Vahé Petrosian, teórico en el Instituto Kavlide Astrofísica de Partículas y Cosmología en la Universidad de Stanford en California. “Tenemos que poner la materia oscura de nuevo en la estantería”, dice.

Efecto de dispersión

Los electrones galácticos se cree que se originan en las explosiones de supernova, y los modelos convencionales predicen que pierden energía cuando pasan a través del campo magnético de la Vía Láctea. La aniquilación de las partículas de materia oscura propuestas también crearía electrones, y algunos teóricos habían interpretado las recientes detecciones experimentales de un superávit de electrones de alta energía como prueba de este proceso.

Pero la luz estelar también dispersa los electrones. Petrosian dice que la luz estelar elimina la energía de la mayor parte de los electrones de una forma que hace parecer que hubiese un exceso de ciertos electrones de alta energía. Los modelos del grupo de Stanford muestran un exceso que es similar al que informó el Telescopio Espacial de rayos gamma Fermi de la NASA; El Sistema Esteoroscópico de Alta Energía (HESS), un detector terrestre en Namibia; y el Calorímetro Avanzado de Ionización Fina (ATIC), un detector en un globo que voló sobre la Antártica.

El portavoz de HESS Werner Hofmann dice que los modelos del grupo de Stanford son “bastante posibles” y harían muy difícil que la materia oscura estuviese detrás de la señal de los electrones de alta energía. “Diría que no hay ninguna razón convincente para invocar explicaciones exóticas”, dice Hofmann, astrofísico en el Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg, Alemania.

Necesidad de nuevas ideas

Más desafiante para el grupo fue la explicación de una señal que surge de un satélite italiano, PAMELA (Carga para la Exploración de Materia Antimateria y Astrofísica de Núcleos Ligeros), que mide las proporciones de electrones a positrones, sus compañeros de antimateria. Una proporción mayor de positrones de alta-energía también se ha interpretado como posible señal de materia oscura.

Pero modificando levemente los parámetros de su modelo, el grupo de Stanford también pudo imitar los resultados de PAMELA. Como en los electrones, los positrones también se cree que se originan cerca de las supernovas — aunque a través de colisiones secundarias de protones. Incrementando la densidad del gas y el número de fotones cerca de estas supernovas – ambos escenarios posibles dado que las supernovas tienen lugar en regiones de formación estelar ricas en gas cerca de grandes cantidades de estrellas – el modelo predice positrones de alta energía similares a los que informó PAMELA. “Es una nueva posibilidad a considerar y una nueva forma de lograr positrones de 100 GeV [gigaelectrón-voltios] en nuestro Sistema Solar”, dice Dan Hooper, teórico de materia oscura en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi en Batavia, Illinois. “Necesitamos todas las ideas que podamos conseguir”.

Usar los electrones de alta energía como representantes de la materia oscura es sólo una de las muchas aproximaciones en esta búsqueda. El Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, el laboratorio de física de partículas europeo cerca de Ginbebra, en Suiza, puede crear materia oscura cuando haga impactar protones de alta energía. Y los experimentos subterráneos usan entornos tranquilos para observar los extraños retrocesos de los núcleos atómicos que debería provocar las partículas de materia oscura ocasionalmente. En diciembre, un grupo de detección subterránea informó de que podian haber visto dos eventos de colisiones de materia oscura – suficiente para lograr atención, pero no lo bastante para hacer una detección definitiva.

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Artículo de referencia: 1. Stawarz, Ł. , Petrosian, V. & Blandford, R. D. Astrophys. J. 710, 236-247 (2010); advance online publication doi:10.1088/0004-637X/710/1/236

Autor: Eric Hand
Fecha Original: 28 de enero de 2010
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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Astrónomos descubren estrellas frías en el espacio cercano

Un equipo internacional liderado por astrónomos de la Universidad de Hertfordshire ha descubierto lo que puede ser el cuerpo subestelar más frío jamás encontrado fuera del Sistema Solar. Usando el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido UKIRT en Hawai, se descubrió un objeto que es técnicamente conocido como una enana marrón. Los descubrimientos del equipo han sido aceptados para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Crédito: Subaru telescope

Lo que entusiasmó a los astrónomos son sus colores muy peculiares, que en realidad hacen que aparezca muy azul o muy roja, dependiendo de cuál parte del espectro es usado para mirarla.

El objeto es conocido como SDSS1416+13B y está en una amplia órbita alrededor de una enana marrón algo más brillante y caliente, SDSS1416+13A. El miembro más brillante del par fue detectado en luz visible por el Relevamiento Digital del Cielo Sloan, SDSS. Por el contrario, SDSS1416+13B es sólo vista en luz infrarroja. El par está localizado entre 15 y 50 años luz del Sistema Solar, lo cual es bastante cerca, en términos astronómicos.

“Parece ser la cuarta vez en tres años que UKIRT rompe récords descubriendo la enana marrón más fría conocida, con una temperatura estimada no muy por encima de los 200 Celsius”, dijo el Dr. Philip Lucas, de la Escuela de Física, Astronomía y Matemática, de la Universidad de Hertfordshire.

“Debemos ser cuidadosos con ella porque sus colores, al ser tan diferentes de lo visto anteriormente, en realidad todavía no la entendemos. Aun si se descubre que la baja temperatura en realidad no rompe el récord, los colores son tan extremos que este objeto mantendrá a todos los físicos ocupados tratando de explicar esto”.

SDSS1416+13B fue descubierta primero por el Dr. Ben Burningham de la Universidad de Hertfordshire como parte de una búsqueda de enanas frías marrones en el Relevamiento Digital del Cielo UKIRT (UKIDSS). El objeto aparecía mucho más azulado en longitudes de onda del infrarrojo cercano que cualquier enana marrón antes vista. Un espectro en el  infrarrojo cercano, tomado con el telescopio japonés Subaru, en Hawai, mostró que es un tipo de enana marrón llamada enana T, la cual tiene mucho metano en su atmósfera, pero con rasgos peculiares incluyendo un gran hueco en ciertas longitudes de onda.

El Dr. Burningham pronto descubrió que una estrella más brillante, previamente observada, aparecía cerca (SDSS1416+13A) en una imagen de UKIDSS, era también una enana marrón. El miembro del equipo Dr. Sandy Legett, del Observatorio Gemini,  luego usó el telescopio espacial Spitzer para investigar SDSS1416+13B en longitudes de onda más largas. Ella midió su color en longitudes de onda del infrarrojo medio, el cual se pensaba era el indicador más seguro de temperatura, y encontró que es la enana marrón más roja conocida en estas longitudes de onda, por cierto margen. Una comparación con los modelos teóricos de las atmósferas de las enanas marrones proveyó luego una temperatura estimada de alrededor de 500 Kelvin (227 Celsius).

“El hecho que sea una compañera binaria de una enana marrón más caliente que tiene un espectro inusual está ayudándonos a llenar algunos huecos en nuestro entendimiento”, dice el Dr. Burningham. “Parece como que ambas enanas marrones son algo pobres en elementos pesados. Esto puede ser explicado si ellas son muy viejas, lo cual coincide con la muy baja temperatura de la compañera débil”.

Demasiado pequeñas para ser estrellas, las enanas marrones tienen masas más pequeñas que las estrellas pero más grandes que los gigantescos planetas gaseosos, como Júpiter. Debido a su baja temperatura, estos objetos son muy débiles en luz visible, y son detectados por su brillo en longitudes de onda infrarroja. Ellos fueron originalmente apodados “enanas marrones,” mucho antes que cualquiera de ellas fuera en realidad descubierta, para describir la idea de cuerpos que eran más fríos, más débiles y más rojos que las estrellas enanas rojas, con el color marrón representando la mezcla de rojo y blanco.

Más información en:

http://www.ras.org.uk/

Vía El Mensajero de los Astros

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Astrónomos aficionados descubren explosión estelar

Un descubrimiento por dos astrónomos aficionados en el centro de Florida ayudó a poner en marcha una red mundial telescopios tanto en la superficie terrestre como en el espacio, hoy, 28 de enero de 2010, observando una violenta explosión de una estrella distante en nuestra galaxia. Los dos astrónomos, la Dra. Barbara Harris de New Smyrna Beach, y Shawn Dvorak, de Clermont, son participantes activos en una campaña de investigación global para monitorear la actividad de la estrella U Scorpii. Su detección de esta explosión en horas de la madrugada del 28 de enero sirvió de disparador para una serie de satélites y telescopios basados en tierra que esperaban este importante evento.

Crédito: Barbara Harris

U Sco, un objeto conocido como una nova recurrente, se había previsto que explotase durante una ventana de dos años, a partir de la primavera boreal de 2008. Tanto Harris como Dvorak habían estado realizando un seguimiento a largo plazo como parte de una campaña organizada por la Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables, AAVSO (siglas en inglés de American Association of Variable Star Observers). En esta campaña, organizada por el Dr. Bradley Schaefer, de la Universidad Estatal de Louisiana, participan observadores profesionales y aficionados de todo el mundo, y se trata del seguimiento de esta estrella, cada noche, durante toda esa ventana de dos años.

Su persistencia tuvo su gratificación temprano en la mañana del 28 de enero de 2010. Harris fue la primera en detectar la explosión, poco antes de las 6, hora local, pero, independientemente Dvorak, la detectó poco después. Las dos observaciones casi simultáneas proveyeron todas las pruebas requeridas para alertar a los observadores y observatorios de todo el mundo y en el espacio que el estallido de U Sco, por fin, había ocurrido. En menos de una hora, Schaefer puso en movimiento a la red mundial de observatorios, y hacia el final de la mañana dos satélites de rayos-X (el Rossi X-Ray Timing Observatory y el satélite INTEGRAL) ya habían hecho observaciones. En los próximos meses, los astrónomos monitorearán el avance de esta explosión en casi todas las longitudes de onda de la luz, desde las ondas de radio hasta los rayos X, utilizando una serie de telescopios terrestres y espaciales.

El Dr. Arne Henden, Director de AAVSO, comentó que “esto muestra, nuevamente, la verdadera ventaja de la distribución mundial de los astrónomos aficionados para la detección de eventos transitorios como éste. Harris y Dvorak podían ver a U Sco naciendo sobre el Atlántico, horas antes que los astrónomos profesionales en la parte occidental de los Estados Unidos tuviesen una oportunidad como ésta. Luego, debido al clima de invierno para la mayoría de los observatorios profesionales de los Estados Unidos, los aficionados continuaron el seguimiento de U Sco desde Nueva Zelanda y Australia, capturando la importante primera hora de la explosión”.

El coordinador de la Campaña de Observación de la AAVSO, el Dr. Matthew Templeton, apunta que los astrónomos aficionados juegan un papel importante en los proyectos de tiempo-crítico como éste. “Los aficionados tienen la opción de observar lo que quieren y cuando quieren. A veces, la única fuente de de datos observacionales para proyectos como éste es la comunidad de aficionados. Los observadores de AAVSO han estado trabajando con la comunidad profesional durante décadas para proporcionar este tipo de ayuda. Es una parte clave del proceso de hacer investigación científica, y la labor de la comunidad de aficionados lo hace posible”.

Los astrónomos aficionados de todo el mundo van a continuar participando en la campaña de observación, proveyendo datos para complementar las observaciones realizadas por los telescopios más grandes tanto basados en la Tierra como en el espacio. El progreso del estallido de U Scorpii puede ser seguido a través de Internet; la AAVSO mantiene una página web dedicada al evento, y cualquier usuario puede ver los datos observacionales, a medida que son enviados por los observadores en tiempo real a través del sitio web de AAVSO.

Más información en:

http://www.aavso.org

Vía El Mensajero de los Astros

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La Conquista del Espacio: 14 Proyecto común

El mes de julio de 1975 marcó el primer proyecto común de los dos países inmersos en la Guerra Fría para desarrollar una estación espacial que permitiría que dos naves se conectasen si había que realizar un rescate, o si se producían problemas operativos. Era la primera vez que Estados Unidos y la Unión Soviética utilizaban su ingenio, su confianza y su tecnología, en conjunto para conseguir que el espacio fuera un lugar más seguro para los primeros cosmonautas. Una vez que el anillo de acoplamiento estuvo instalado, los dos países lanzaron cohetes en órbita y tuvieron que esperar casi dos días para ver si las naves se encontraban en el medio y se acoplaban a la estación como estaba previsto. Ninguno de los países se sintió decepcionado, ya que la misión resultó un éxito.

Proyecto común

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Hallan una extraña explosión de supernova utilizando nuevos medios

Por primera vez, los astrónomos han encontrado una explosión de supernova con propiedades similares a un estallido de rayos gamma, pero sin ver los rayos gamma de la misma. El descubrimiento, usando el radio telescopio Very Large Array (VLA) de la Fundación Nacional de Ciencia, promete, dicen los científicos, señalar el camino a la localización de muchos más ejemplos de estas misteriosas explosiones.

Explosión de supernova por colapso del núcleo expulsando una cáscara esférica de escombros.

Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

"Creemos que las observaciones de radio pronto serán una herramienta más poderosa para encontrar este tipo de supernovas en el Universo cercano que con satélites de rayos gamma", dijo Alicia Soderberg, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

La pista reveladora se produjo cuando las observaciones de radio mostraron material expulsado de la explosión de la supernova, llamada SN2009bb, a velocidades cercanas a la de la luz. Esto caracterizó la supernova, vista por primera vez en marzo pasado, como el tipo que produce una especie de estallido de rayos gamma.

"Es notable que la radiación de muy baja energía, las ondas de radio, puede indicar un evento de muy alta energía", dijo Roger Chevalier de la Universidad de Virginia.

Cuando las reacciones de fusión nuclear en los núcleos de estrellas muy masivas ya no pueden proporcionar la energía necesaria para mantener el núcleo contra el peso del resto de la estrella, el núcleo se contrae de manera catastrófica en una estrella de neutrones o un agujero negro súper denso. El resto del material de la estrella es lanzado al espacio en una explosión de supernova. Durante la década pasada, los astrónomos han identificado un tipo particular de supernova con "colapso del núcleo" como la causa de un tipo de estallido de rayos gamma.

No todas las supernovas de este tipo, sin embargo, producen estallidos de rayos gamma. "Sólo una de cada cien hace esto," de acuerdo con Soderberg.

En el tipo más común de las supernovas de este tipo, la explosión expulsa el material de la estrella hacia afuera en un patrón más o menos esférico, a velocidades que, aunque rápidas, son sólo un 3 por ciento de la velocidad de la luz. En las supernovas de rayos gamma que producen estallidos de rayos, algo, pero no todo el material eyectado se acelera a casi la velocidad de la luz.

Las enormes velocidades en estas raras explosiones, según los astrónomos, son causadas por un "motor" en el centro de la explosión de la supernova que se asemeja a una versión reducida de un quasar. El material que cae hacia el núcleo entra en un disco giratorio que rodea la nueva estrella de neutrones o un agujero negro. Este disco de acreción produce jets (chorros) de material impulsado a una velocidads tremendas a través de los polos del disco.

"Esta es la única manera de saber que una explosión de supernova podría acelerar el material a tales velocidades", dijo Soderberg.

Hasta ahora, no se ha encontrado ninguna supernova "accionada por un motor" de otra manera que no sea mediante la detección de rayos gamma emitidos por la misma.

"Descubrir tal clase de supernova, observando su emisión de radio, en lugar de a través de rayos gamma, es un gran avance. Con las nuevas capacidades del VLA listas en breve, pensamos que vamos a encontrar más en el futuro a través de observaciones de radio que con rayos gamma satélites ", dijo Soderberg.

¿Por qué no vio alguien rayos gama de esta explosión? "Sabemos que la emisión de rayos gama es emitida en tales ráfagas, y ésto puede haber sido señalado lejos de la Tierra y así no visto," dijo Soderberg. En aquel caso, encontrar tales ráfagas por observaciones de radio permitirá a los científicos descubrir un porcentaje mucho más grande de ellas en el futuro.

Explosión de supernova "accionada por el motor",
con disco de acreción y chorros de alta velocidad. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

"Otra posibilidad", añade Soderberg," es que los rayos gamma fueran "ahogados" cuando trataban de escapar de la estrella. Esta es quizás la posibilidad más interesante, ya que implica que podemos encontrar e identificar supernovas, accionadas por el motor, a las que les falta rayos gamma detectables y por lo tanto pasan inadvertidas por los satélites de rayos gamma".

Una pregunta importante que los científicos esperan responder es precisamente que es lo que produce la diferencia entre el colapso de supernova "ordinario" y el "accionado por el motor". "Debe haber alguna propiedad física rara que separa las estrellas que producen el tipo "accionado por el motor" de sus primas más normales", dijo Soderberg. "Nos gustaría saber que propiedad es".

Una idea popular es que tales estrellas tienen una concentración inusualmente baja de elementos más pesados que el hidrógeno. Sin embargo, Soderberg señala que no parece ser el caso de esta supernova.

Soderberg y Chevalier trabajaron con Alak Ray y Sayan Chakrabarti del Instituto Tata de Investigación Fundamental en la India; Poonam Chandra, de la Royal Military College de Canadá, y un gran grupo de colaboradores del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica. Los científicos publicaron sus hallazgos en la edición del 28 de enero de la revista Nature.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencia, operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.

Fuente:
Astronomers Find Rare Beast by New Means

Vía Universo a la vista

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La vida en otros planetas es “una posibilidad real”

Las posibilidades de descubrir vida en otros planetas son ahora mayores que nunca y la humanidad tiene que prepararse para las consecuencias de un encuentro por primera vez con formas de vida alienígenas, según pudimos escuchar en una gran conferencia organizada por científicos de St. Andrews.

La conferencia – The Detection of Extra-Terrestrial Life and the Consequences for Science and Society (La detección de vida extraterrestre y las consecuencias para la ciencia y la sociedad) – está teniendo lugar en la Royal Society en Londres durante el 25 y 26 de enero y ha reunido a los principales astrónomos y científicos de todo el mundo.

Uno de los organizadores principales – el Dr. Martin Dominik de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de St. Andrews – dice que los rápidos avances en las técnicas de exploración del espacio profundo, indican que el descubrimiento de vida en otros mundos a lo largo de nuestra vida, es ahora una posibilidad real.

“Los astrónomos son ahora capaces de detectar planetas que orbitan otras estrellas aparte del Sol donde podría haber vida, y las actuales generaciones podrían ver detectadas las firmas de vida extraterrestre”, comenta.

“Podría resultar que no estamos solos en el universo, esto afectaría de forma fundamental a cómo la humanidad se comprende a sí misma – y tenemos que estar preparados para las consecuencias”.

Dominik es uno de los científicos del equipo de St. Andrews que trabaja en la vanguardia de la exploración planetaria. Hace dos años él y sus colegas descubrieron el planeta más parecido a la Tierra hasta la fecha – OGLE-2005-BLG-390Lb – usando la técnica de la microlente gravitatoria.

El nuevo planeta tiene una masa de cinco veces la de la Tierra y está aproximadamente a 20 000 años luz de nosotros cerca del centro de la Vía Láctea donde orbita a su estrella madre, una enana roja unas cinco veces menos masiva que el Sol.

OGLE-2005-BLG-390Lb es un pequeño y frío mundo, demasiado frío para soportar vida, pero su descubrimiento detectando la forma en que la luz se curva y distorsiona ha sido considerado como un resultado innovador en la búsqueda de vida extraterrestre.

Los ponentes en la conferencia de Londres de hoy incluyen a Lord Rees, Presidente de la Royal Society y Astrónomo Real.

Cree que el descubrimiento de vida extraterrestre tiene la capacidad de cambiar a la humanidad para siempre y alteraría la visión de nosotros mismos y nuestro lugar en el cosmos.

“La tecnología ha avanzado tanto que por primera vez podemos tener una esperanza realista de detectar planetas no mayores que la Tierra orbitando otras estrellas”, comenta.

“Seremos capaces de saber si tienen continentes y océanos, sabiendo qué tipo de atmósfera tienen. Aunque hay mucho camino hasta ser capaces de saber más sobre la vida en ellos, es un progreso enorme ser capaces de lograr algún tipo de imagen de otro planeta similar a la Tierra orbitando otra estrella. El reciente despliegue de telescopios espaciales capaces de detectar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas lejanas hace posible ahora centrar la investigación”, señala.

“De encontrar vida, incluso la más simple, en cualquier lugar, eso sería claramente uno de los mayores descubrimientos del siglo XXI. Sospecho que podría haber vida e inteligencia ahí fuera en formas que no podemos concebir. Y podría, por supuesto, haber formas de inteligencia más allá de la capacidad humana, tan lejos como nosotros lo estamos de un chimpancé”.

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Autor: Niall Scott
Fecha Original: 25 de enero de 2010
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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La Luna podría haberse formado de una explosión nuclear natural

Según una nueva teoría sobre su origen, la Luna se formó tras una georeacción nuclear desbocada en el manto de la Tierra.

A la teoría estándar sobre el origen de la Luna se la llama la hipótesis del gran impacto. Supone que en la historia del primitivo Sistema Solar, un objeto masivo dio contra la Tierra, partiéndola en fragmentos que se repartieron de manera desigual. La Luna quedó formada de los desechos menores.

Las mejores simulaciones de este proceso indican que aproximadamente el 80 por ciento de la Luna debe proceder del objeto que impactó y un 20 por ciento de la Tierra.

Esto resulta difícil de reconciliar con la composición que se halló en las rocas lunares, casi idénticas a las de la Tierra en contenido isotópico. Algunos geólogos planetarios dicen que esto podría explicarse si, a poco del impacto, los restos se mezclaron bien antes de formar un cuerpo sólido. Pero otros contraatacan diciendo que esto puede explicar la similitud en las proporciones isotópicas de los elementos ligeros como el oxígeno, pero no explica tan fácil las proporciones idénticas de elementos más pesados como el cromo, neomidio y tungsteno.

Pero existe otra teoría, conocida como la hipótesis de la fisión, que podría dar cuenta del contenido isotópico. Esta idea es que la Tierra y la Luna se formaron a partir de una acumulación de roca fundida girando rápidamente. Esta “gota” espacial de piedra fundida giraba tan rápido que la fuerza de la gravedad sólo era sobrepasada por la fuerza centrífuga que afectaba el sistema.

En este sistema, un ligero impacto habría expulsado una pequeña parte de la roca fundida hacia la órbita. Esta porción eventualmente formó la Luna.

La hipótesis de la fisión ha sido estudiada durante 150 años, pero al final se la rechazó debido a que nadie había podido descubrir de dónde pudo haber venido la energía para poner en órbita un glóbulo de roca del tamaño de la Luna.

Ahora, Rob de Meijer de la Universidad de Western Cape y Wim van Westrenen de la Universidad VU de Amsterdam dicen saber de dónde pudo venir ese golpe.

Su idea es que las fuerzas centrífugas habrían concentrado los elementos más pesados como el uranio y el torio cerca de la superficie de la Tierra, en el plano ecuatorial. Altas concentraciones de estos elementos radiactivos pueden llevar a reacciones nucleares en cadena que pueden hacerse súper-críticas si las concentraciones son suficientemente altas.

La cuestión es cuán concentrados tendrían que haber estado estos elementos. De Miejer y van Westrenen calcularon que es bastante posible que la concentación fuera lo bastante alta para desatar una reacción nuclear.

Su teoría es que la explosión nuclear de un georeactor nuclear natural después de que éste se hizo súper-crítico, expulsó el material que formó la Luna.

También dicen que debería haber evidencias reveladoras de que tuvo lugar una explosión así, en particular en la abundancia lunar de helio-3 y xenón-136, que se habrían producido en grandes cantidades en un georeactor natural.

Mediciones futuras de la superficie podrían aportar las pruebas necesarias para confirmar su teoría, pero el análisis no será fácil. Es bien sabido que el viento solar deposita vastas cantidades de esas sustancias en la superficie lunar, por lo que se las deberá considerar.

Por supuesto, los georeactores no son para nada hipotéticos. El más famoso está en Oklo, Gabón, no muy lejos del ecuador, donde un reactor nuclear natural estuvo claramente en funcionamiento hasta hace aproximadamente 1.500 millones de años, dejando signos reveladores en los depósitos de uranio que se están explotando ahora .

Un corolario interesante de esta discusión se centra en el origen de esta teoría, que se acredita a George Darwin, hijo del más famoso miembro de esta familia. No contento con establecer el debate sobre el origen de las especies, ¿podría ser que la familia Darwin eventualmete también tenga que ser considerada en el origen de la Luna?

Referencia de publicación: arxiv.org/abs/1001.4243: An Alternative Hypothesis For The Origin Of The Moon

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

Vía Axxón

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Buscadores de agujeros negros establecen nuevo récord de distancia

Utilizando el Telescopio VLT o Very Large Telescope de ESO, astrónomos detectaron en otra galaxia un agujero negro de masa estelar mucho más distante que los hasta ahora conocidos. Con una masa de más de quince veces la del Sol, éste es el segundo agujero negro de masa estelar más masivo que se haya encontrado. Está entrelazado con una estrella que pronto se convertirá en un agujero negro en sí misma.

Crédito de la imagen: ESO

Los agujeros negros de masa estelar [1] encontrados en la Vía Láctea pesan hasta diez veces la masa del Sol y ciertamente no son tomados a la ligera, pero fuera de nuestra galaxia pueden ser sólo jugadores de ligas menores ya que los astrónomos han descubierto otro agujero negro con una masa de más de quince veces la del Sol. Este es uno de sólo tres objetos de este tipo descubiertos hasta ahora.

El agujero negro anunciado recientemente está en una galaxia espiral llamada NGC 300 ubicada a seis millones de años-luz de la Tierra. “Es el agujero negro de masa estelar más distante que se haya pesado y es el primero que hemos visto fuera de nuestro propio vecindario galáctico, el Grupo Local”, dice Paul Crowther, Profesor de Astrofísica en la Universidad de Sheffield y autor principal del artículo que dio cuenta del estudio. La curiosa compañera del agujero negro es la estrella Wolf-Rayet, que también tiene una masa unas veinte veces superior a la del Sol. Las estrellas Wolf-Rayet están cerca del fin de sus vidas y expulsan la mayor parte de sus capas exteriores a sus alrededores antes de explotar como supernova, con sus centros implosionando para formar agujeros negros.

En 2007, un instrumento de rayos X a bordo del observatorio Swift de la NASA inspeccionó los alrededores de la fuente más brillante de rayos X en NGC 300, descubierta anteriormente con el observatorio de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. “Registramos emisiones periódicas de rayos X extremadamente intensas, una pista de que el agujero negro podría estar merodeando el área”, explica Stefania Carpano, miembro del grupo de ESA.

Gracias a las nuevas observaciones llevadas a cabo con el instrumento FORS2 instalado en el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han confirmado sus corazonadas iniciales. La nueva información muestra que el agujero negro y la estrella Wolf-Rayet bailan entre sí en un vals diabólico en un período de 32 horas. Los astrónomos también descubrieron que el agujero negro está arrancando materia desde la estrella a medida que se orbitan mutuamente.

“Esta es una pareja realmente ‘intima’”, señala el colaborador Robin Barnard. “Cómo se formó un sistema tan firmemente unido, aún es un misterio”.

Sólo se había visto un sistema de este tipo previamente, pero otros sistemas que incluyeran un agujero negro y una estrella compañera no son desconocidos para los astrónomos. Basados en estos sistemas, los astrónomos ven una conexión entre la masa del agujero negro y la química galáctica. “Nos hemos dado cuenta que los agujeros negros más masivos tienden a encontrarse en galaxias más pequeñas que contienen menos elementos químicos ‘pesados’”, señala Crowther [2]. “La galaxias más grandes que son ricas en elementos pesados, como la vía Láctea, sólo son exitosas en la producción de agujeros negros con masas más pequeñas”. Los astrónomos creen que una concentración más alta de elementos químicos pesados influye en cómo evoluciona una estrella masiva, aumentando la cantidad de materia que desprende y resultando en un agujero negro más pequeño una vez que el vestigio finalmente colapsa.

En menos de un millón de años será el turno de la estrella Wolf-Rayet de transformarse en una supernova y convertirse en agujero negro. “Si el sistema sobrevive a esta segunda explosión, los dos agujeros negros se fusionarán, emitiendo abundante energía en la forma de ondas gravitacionales a medida que se combinen [3],” concluye Crowther. Sin embargo, tomará unos cuantos de miles de millones de años hasta que se fusionen realmente, tiempos mucho más extensos que la escala de tiempo humana.

“No obstante, nuestro estudio muestra que dichos sistemas podrían existir y que aquéllos que ya han evolucionado en agujeros negros binarios pueden ser detectados mediante investigaciones de ondas gravitacionales, tales como LIGO o Virgo [4].”

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Links
Artículo de la investigación

Fuente: ESO

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Spirit es ahora una sonda estacionaria en Marte

Después de seis años el robot de exploración marciana Spirit, de la NASA, ya no será un robot con movilidad. La NASA ha designado el una vez explorador científico circulante en una plataforma científica estacionaria después de que los esfuerzos realizados durante varios meses para liberarlo de la trampa de arena no tuvieran éxito.

NASA/ JPL-Caltech

La primera tarea del venerable robot, en las próximas semanas será posicionarse para combatir el severo invierno marciano. Si Spirit sobrevive, continuará realizando aportes científicos significativos desde su ubicación final. La misión de la sonda podrá continuar por varios meses o hasta años.

"Spirit no está muerto, sino que acaba de entrar en otra etapa de su larga vida", dijo Doug McCuistion, director del Programa de Exploración de Marte en la sede de la NASA en Washington. "Le dijimos al mundo el año pasado que los intentos de establecer el robot podrían no ser exitosos. Parece que la ubicación actual del Spirit en Marte será su última morada."

Hace 10 meses, Spirit estaba avanzando hacia el sur junto al borde occidental de una llanura baja llamaba Home Plate, cuando sus ruedas atravesaron la superficie crujiente del terreno y se hundieron en la parte arenosa que estaba por debajo.

Después de que Spirit quedara atrapado, el equipo del rover desarrolló planes para tratar de conseguir que el vehículo de seis ruedas emplease las cinco ruedas que todavía estaban funcionales (la sexta rueda dejó de funcionar en 2006, limitando la movilidad del robot). Los experimentos incluyeron un rover de prueba y un banco de arena elaborado en el Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, California, además de la realización de modelos, análisis y verificaciones. En noviembre, otra rueda dejó de funcionar, haciendo la situación todavía peor.

Los recientes avances han dado los mejores resultados desde que Spirit resultara atrapado. Sin embargo, el inminente invierno exige un cambio de estrategia. En la localización de Spirit es mitad de otoño y a medida que pasa el tiempo su ración de energía eléctrica solar disminuye y se espera que sea insuficiente como para realizar cualquier intento de movimiento a mitad de febrero. El equipo del rover intentará utilizar los potenciales movimientos para mejorar el ángulo de inclinación del rover. Spirit está actualmente ligeramente inclinado hacia el sur. El sol de invierno aparece en el horizonte norte, por lo que inclinar el vehículo hacia el norte supondrá un incremento en en la captación de luz solar de los paneles del rover.

"Necesitamos levantar la parte trasera del Rover, la parte izquierda, o bien ambas", explicó Ashley Stroupe, conductor del Rover en el JPL. "Al levantar las ruedas traseras fuera de los surcos y moverse hacia atrás subiendo ligeramente la pendiente ayudará a conseguirlo. Si fuera necesario, podemos mover la parte frontal derecha del Rover intentando bajar la parte frontal derecha a en usurpó o hundir la en un nuevo hoyo."

En su ángulo actual, Spirit probablemente no tendrán la suficiente energía como para mantenerse en contacto con la Tierra durante el invierno marciano. Tan sólo unos pocos grados en la mejora de su inclinación podrían ser vitales para permitir el contacto cada varios días.

Pasar el invierno implica un descenso de las temperaturas y someterá a una dura prueba a la electrónica, por lo cual cada vatios de energía producido por los paneles solares de Spirit serán vitales para mantener el calor en el los componentes electrónicos del rover, ya sea manteniendo los equipos encendidos o utilizando los calentadores."

Incluso en un estado estacionario, Spirit continuará su investigación científica.

"Existe un tipo de ciencia que sólo podemos hacer con un vehículo estacionario que hemos pospuesto en un vehículo móvil durante años", declaró Steve Squyres, investigador de la Universidad de Cornell e investigador principal para Spirit y Opportunity. "Una degradación en la movilidad no implica que la misión termine abruptamente. Sido que nos permiten hacer una transición a ciencia estacionaría."

Un experimento estacionario que Spirit ha comenzado es el estudio de las pequeñas oscilaciones de la rotación de Marte para obtener información sobre el núcleo del planeta. Para estos estudios son necesarios meses de rastreo por radio del movimiento en un punto de la superficie de Marte para calcular el movimiento a largo plazo con una precisión de unos centímetros.

"Si consiguiéramos averiguar finalmente si el núcleo de Marte es líquido o sólido, sería algo maravilloso, y muy diferente de los demás descubrimientos que hemos o tenido a través de Spirit", añadió Squyres.

"Las herramientas del brazo robótico de Spirit pueden estudiar variaciones en la composición del suelo cercano, que haya sido afectado por el agua. La ciencia estacionaría incluía también observar cómo el viento mueve las partículas del suelo marciano, así como el seguimiento de la atmósfera de Marte."

Spirit y Opportunity aterrizaron en Marte en enero de 2004. Han estado explorando planeta durante seis años, sobrepasando con creces su misión original de 90 días. Opportunity actualmente está avanzando hacia un gran cráter llamado Endeavour y continúa realizando descubrimientos científicos. Opportunity ha recorrido aproximadamente 19 km y ha retornado más de 133.000 imágenes.

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JPL administra los rovers de Ciencia Espacial de la NASA en Washington. Para obtener más información acerca de Spirit y Opportunity, visite: http://www.nasa.gov/rovers.

Fuente original: JPL

Vía El Mensajero de los Astros

 

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Cómo construir un detector de energía oscura

Todas las pruebas de la energía oscura han llegado procedentes de la observación de galaxias lejanas. Ahora los físicos han descubierto cómo observarla en el laboratorio.

La idea de la energía oscura es peculiar, incluso para los estándares cosmológicos.

Los cosmólogos nos han endilgado la idea de explicar la aparente expansión acelerada del universo. Dicen que esta aceleración está provocada por una energía que llena el espacio a una densidad de 10^-10 joules por metro cúbico.

Lo extraño de esta idea es que conforme se expande el espacio, también lo hace la cantidad de energía. Si ya has observado el fallo de este argumento, no estás solo. Olvidarse de la Ley de Conservación de la Energía no es un descuido cualquiera.

Lo que necesitamos es otra forma de estudiar la energía oscura, idealmente en un laboratorio de la Tierra. Hoy, Martin Perl de la Universidad de Stanford y Holger Mueller en la Universidad de California en Berkeley, sugieren justo ese experimento.

La densidad de la energía oscura podría parecer muy pequeña, pero Perl y Mueller señalan que los físicos miden rutinariamente campos con densidades de energía mucho menores. Por ejemplo, un campo eléctrico de 1 voltio por metro tiene una densidad de energía de 10^-12 joules por metro cúbico. Esto es fácil de medir en la Tierra.

Por supuesto, hay importantes diferencias entre un campo eléctrico y el campo de la energía oscura que hacen complejas las medidas. Y no la menor, es que no puedes apagar la energía oscura. Otra es que no hay una referencia conocida contra la que realizar la medida.

Esto deja la posibilidad de un gradiente en el campo de energía oscura. Si existe tal gradiente, entonces debería ser posible medir su efecto y la mejor forma de hacerlo es con interferometría atómica, dicen Perl y Mueller.

La interfeometría atómica mide los cambios de fase provocados por la diferencia en dos trayectorias de un átomo en el espacio. Por lo que si existe un gradiente en este campo, debería ser posible observarlo cancelando los efectos del resto de fuerzas. Perl y Mueller sugieren apantallar las fuerzas electromagnéticas con escudos convencionales y usar dos interferómetros atómicos para cancelar el efecto de las fuerzas gravitatorias.

Esto debería permitir medidas con una precisión sin precedentes. Los experimentos con un único interferómetro atómico ya han medido el tirón gravitatorio de la Tierra con una precisión de 10^-9. La técnica del doble interferómetro debería incrementar esto al menos hasta 10^-17.

Éste es un experimento realmente apasionante que parece estar al alcance de la tecnología actual.

Hay dos contratiempos en la idea de Perl y Mueller. El primero es que la naturaleza de la energía oscura es completamente desconocida. Si existe y si hay un grandiente, no tiene por qué ser cierto que la energía oscura ejerza una fuerza sobre los átomos. Esto los dejaría con la interminable tarea de colocar unos límites cada vez más estrechos al tamaño de la inexistente fuerza.

El segundo es que alguna otra fuerza desconocida meta su cabeza en este régimen y arruine las medidas. De ser así, es difícil imaginar que Perl y Mueller se disgusten mucho. Este es el tipo de descubrimiento que pondría una sonrisa en la cara de un físico.

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Artículo de referencia: arxiv.org/abs/1001.4061: Exploring The Possibility Of Detecting Dark Energy In A Terrestrial Experiment Using Atom Interferometry

Fecha Original: 26 de enero de 2010
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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Grietas en el campo magnético terrestre

El campo magnético de nuestro planeta nos protege de la mayor parte del flujo de las partículas del viento solar. Pero en este escudo natural, se sabe que existen grietas o fisuras que permiten la penetración del flujo solar en nuestro medio ambiente espacial cercano.

Ahora, un satélite de la ESA denominado Cluster, ha proporcionado una nueva visión de la ubicación y la duración de estas rupturas en el escudo magnético de la Tierra, y revela al mismo tiempo, que nuestra atmósfera nos protege en su mayor parte, de los claros efectos de estas divisiones. A pesar de ello, la atmósfera superior se ve afectada por este flujo, y los científicos han conseguido visualizar estos fenómenos en esta zona y en el área donde orbitan los satélites.

El proceso físico dominante que provoca estas grietas es conocido como reconexión magnética, un proceso mediante el cual las líneas del campo magnético de diversos dominios magnéticos colisionan y vuelven a conectarse. La reconexión magnética es un proceso físico que se produce en todo el Universo, desde la formación de estrellas a las explosiones solares, e incluso en los reactores de fusión experimentales de la Tierra. Sin embargo, las condiciones en que se producen y cuánto tiempo duran siguen siendo inciertas.

Lo que se sabe es que la reconexión magnética es un fenómeno de mezcla de plasmas anteriormente separados, provenientes de dos campos magnéticos diferentes. Uno de ellos es evidentemente el terrestre y el otro es el campo magnético solar. El viento solar no sólo se compone de partículas solares (en su mayoría protones y electrones), sino que también lleva consigo el campo magnético del Sol. Además también entra en juego el campo magnético interplanetario, IMF.

Durante los últimos 700.000 años, la orientación de sur a norte del campo magnético terrestre ha sido bastante constante. En contraste, la orientación del IMF es muy variable, con una inversión total observada con una frecuencia en escalas de tiempos de minutos.

La reconexión entre el IMF y el campo magnético de la Tierra depende del ángulo entre estos campos. Físicos han hecho una distinción entre la reconexión cuando ambos campos se encuentran en direcciones opuestas, o anti-paralelas, y entre la reconexión de componentes, cuando el IMF no es ni paralelo ni anti-paralelo al campo magnético terrestre. La distinción es importante ya que los componentes y la lucha contra la reconexión en paralelo tienen características diferentes en su inicio por lo que darán lugar a una duración distinta de las fisuras en el blindaje magnético. La distinción entre estos dos tipos de reconexión magnética ha sido objeto de acalorados debates entre los científicos durante muchos años.

Más información en el enlace.

Vía Astrofísica y Física

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Qué pasa este mes en el LHC

Durante la actual "parada técnica", los equipos en el CERN están preparando el Gran Colisionador de Hadrones para reiniciarlo a energías más altas en febrero. Se están sustituyendo cerca de 4.000 conectores en el sistema de detección de enfriamiento; se están testeando los componentes del nuevo sistema de protección por enfriamiento para llevarlo a su total funcionalidad; y se está realizando el mantenimiento en el detector CMS.

A finales del año pasado, se realizaron las primeras colisiones de protones en el LHC del CERN en niveles récord de energía. El 16 de diciembre, el colisionador fue cerrado para que los equipos puedan preparar la máquina para correr a energías aún mayores en 2010. Entonces, ¿qué están haciendo científicos, ingenieros y técnicos en el CERN durante esta "parada técnica" de aproximadamente dos meses de duración?

El objetivo de las muchas actividades que tienen lugar durante la parada técnica es preparar el LHC para acelerar haces a una energía de 3,5 TeV (3,5x10¹²eV). Las tres tareas principales son la sustitución de alrededor de 4000 conectores en el sistema de detección de enfriamiento, el testeo de los componentes del nuevo sistema de protección por enfriamiento para llevarlo a su total funcionalidad; y el mantenimiento en el detector CMS.

Los imanes superconductores del LHC se mantienen a una temperatura muy baja, cercana al cero absoluto, de 1,9 K, para poder alcanzar las altas corrientes necesarias para actuar rápido sobre la trayectoria de las partículas. A una energía del haz de 3,5 TeV, fluirá una corriente de 6000 amperios a través de los imanes de flexión principales del LHC, los dipolos. Un enfriamiento se produce cuando parte del cable superconductor dentro de un imán se calienta y ya no puede conducir la electricidad sin resistencia. La primera línea de defensa es la detección mediante un complejo sistema electrónico que monitorea los imanes y la tecnología de los alrededores.

Una de las tareas principales de la parada técnica es la sustitución de algunos conectores en los 250 km de cable de alto voltaje del nuevo sistema de detección de enfriamiento. Los conectores, inicialmente instalados en 2009, están siendo reemplazados después que se descubrió que se dañan fácilmente si los cables están flexionados.

Una vez que se detecta un enfriamiento, la energía almacenada debe ser canalizada de manera segura lejos del imán. El nuevo sistema de protección de enfriamiento, instalado en noviembre, incluye cerca de 10.000 nuevos cables diseñados para desconectar la corriente en sectores específicos del LHC en el evento de extinción. El sistema de actualización también incorpora una mejor programación y la electrónica necesaria para detectar apagados. El software y equipos para este sistema se está probando durante esta parada técnica para asegurar que todo funciona correctamente para las energías máximas con que se trabajará este año.

La principal tarea de la última parada actual consiste en sustituir 272 porciones que se corroen dentro de las tapas del yugo del detector CMS, que estaban causando que las líneas de refrigeración del detector de agua fallaran.

La parada técnica debe ser completada a mediados de febrero, y se espera el regreso del haz en el LHC poco después.

Para más detalles, se pueden leer los artículos en el Boletín de CERN o en el CMS Times, o ver el episodio de hoy del LHC News, que se centra en el sistema de protección de amortiguación.

Fuente:
This month at the LHC (Daisy Yuhas, Symmetry Breaking)

Imagen:
Tunel del acelerador del LHC. Crédito: CERN.

Vía Universo a la vista

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Una "cuna" de estrellas

Un telescopio cósmico ha identificado una pequeña galaxia polvorienta, madre de numerosas estrellas del Universo primitivo, cuando éste tan sólo tenía unos 1.500 millones de años, según informó este lunes el Instituto Nacional de las Ciencias del Universo de Francia (INSU).

Imagen de la galaxia primitiva detectada por astronómos franceses. | INSU

De entre las principales galaxias que producen masivamente estrellas, ésta es la más lejana y más pequeña conocida, según explicó en un comunicado la INSU, dependiente del Centro Nacional francés de Investigación Científica (CNRS) que, junto con científicos alemanes, han dirigido el estudio.

Su tamaño es unas 10 veces más pequeño que el de la Vía Láctea, pero a pesar de ello, forma cien veces más estrellas que la galaxia que alberga la Tierra y el Sistema Solar.

El descubrimiento de esta galaxia primeriza, obra de un equipo de astrónomos dirigido por Jean-Paul Kneib y Kirsten Kraiberg Knudsen, se produjo gracias al fenómeno de la lente gravitatoria, también llamado telescopio cósmico.

Este acontecimiento se produce cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes se curva cerca de una galaxia masiva, deformando el espacio-tiempo, y desviando enormemente la luz de otras galaxias lejanas.

En este sentido, el telescopio cósmico permitió a los astrónomos probar la existencia de esta pequeña galaxia polvorienta, situada detrás del cúmulo estelar de las galaxias 'Abell 2218'.

"Sabemos muy poco de este tipo de galaxias, sobre todo cuando nos remontamos tan lejos como a la edad del Universo", comentó Knudsen.

Por su parte, Kneib admitió que el descubrimiento es "bastante excepcional" porque "pone en cuestión las conclusiones sacadas de las observaciones precedentes que sugerían que la mayoría de las estrellas nacen en el seno de las galaxias más masivas".

Vía El Mundo

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El universo mecánico 14 – Energía potencial

El tema de la estabilidad. La energía potencial da la clave, y un modelo consistente, para entender porqué el mundo ha funcionado de la misma manera desde el comienzo de los tiempos. Objetivos pedagógicos: Calcular la función de energía potencial asociada con una fuerza conservativa. Identificar la fuerza F(x) a partir de la función de energía potencial U(x). Situar los puntos de equilibrio y discutir su estabilidad a partir de un gráfico de la función de energía potencial U(x). Utilizar los conceptos de energía potencial gravitacional y el “Principio de conservación de la energía” para resolver problemas de velocidad de escape.

Energía potencial

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Astrónomos descubren galaxias con extrañas colas

La astrónoma Megan Donahue de la Universidad de Michigan State descubrió dos colas de gas en las imágenes de rayos-X de la galaxia ESO 137-001.

Donahue y sus colegas son parte de un equipo internacional de astrónomos que realizaron las observaciones utilizando el Telescopio Chandra. Sus investigaciones están detalladas en un artículo publicado este mes en la revista Astrophysical Journal.

"La doble cola es muy vistosa, interesante, y ridículamente difícil de explicar", comentó Donahue, profesora del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Michigan State (MSU). Podría tratarse de dos fuentes distintas de gas o de algo o que tenga que ver con campos magnéticos. Todavía no lo sabemos."

Es bastante raro que la cola de gas, de más de 200.000 años-luz de longitud, se extienda hacia afuera de una galaxia. En el interior de objetos como éste es donde se forman nuevas estrellas, pero normalmente están confinados en el interior de la galaxia.

"Este sistema es realmente extraño puesto que la región donde observamos formación estelar está lejos de cualquier galaxia. La formación estelar sucede principalmente en los discos de las galaxias. Lo que estamos viendo es algo bastante inesperado", comenta Donahue.

La cola de gas fue descubierta por astrónomos hace tres años utilizando varios telescopios, entre ellos el Observatorio Chandra de rayos-X de la NASA, y el Telescopio SOAR ubicado en Chile. Para enredar todo este asunto todavía más en estas nuevas observaciones se descubrió una segunda cola, la otra galaxia compañera, ESO 137-002, tiene también una cola cuyo gas caliente que resplandece en rayos-X.

En la imagen que el telescopio de rayos-X. Chandra podemos ver dos espectaculares colas de emisión en rayos-X que se extienden desde la galaxia ESO 137-001. En la imagen compuesta del cúmulo de galaxias Abell 3627 vemos los rayos- X en color azul, la emisión óptica en amarillo, y una emisión de hidrógeno, conocida por los astrónomos como "H-alfa" en color rojo. Las medidas prácticas y de H-alfa se obtuvieron mediante el telescopio Southern Astrophysical Research (SOAR) ubicado en Chile.

En un extremo de la cola vemos la galaxia ESO 137-001. La cola más brillante de las dos había sido detectada anteriormente y se extiende unos 260.000 años-luz. Sin embargo, la observación de una segunda cola más débil, ha sido una sorpresa para los científicos. Las colas de rayos X. se forman cuando el gas frío de ESO 137-001 (con una temperatura de alrededor de 10 kelvin) resulta arrancado por gas caliente (a 100 millones de grados) mientras viajaba hacia el centro del cúmulo de galaxias Abell 3627. Lo que los astrónomos observan en las imágenes de Chandra es básicamente la evaporación del gas frío, que veía a una temperatura de unos 10 millones de grados. La evidencia de las temperaturas de entre 100 y 1000 Kelvin en la cola ha sido obtenida también mediante el Telescopio Espacial Spitzer. 

Conocer cómo estas estrellas recién formadas llegaron a su lugar actual resulta también un misterio. Los astrónomos teorizan que esta cola de gas podría haber "empujado" material de formación estelar a partir de los gases cercanos, creando lo que algunos han llamado" estrellas huérfanas".

"Este sistema continuará sorprendiéndonos a medida de que obtenemos mejores observaciones de él", añadió Donahue.

La cola de gas está situada en las cercanías de la constelación del Triángulo Austral, visible en el hemisferio sur, en un cúmulo gigante de galaxias llamado Abell 3627. La cola está asociada a una galaxia conocida como ESO 137-001 que está a unos 219 millones de años-luz de nuestra Galaxia.

La formación estelar es un proceso continuo en todo el universo. Se estima que existen miles de millones de galaxias, y que cada una con tiene cientos de miles de millones estrellas. Las estrellas se forman en densas nubes frías ricas en polvo, con abundancia de gas molecular. Las nubes de gas molecular se hayan normalmente en las galaxias, particularmente en los discos de galaxias, como la nuestra.

El Sol situado en la Galaxia de la Vía Láctea, es una estrella promedio cuya edad se estima en 4.600 millones de años.

Crédito de la imagen: rayos-X: NASA/CXC/UVa/M. Sun, et al; H-alpha/Optico: SOAR (UVa/NOAO/UNC/CNPq-Brazil)/M.Sun et al.

Fuente original
Publicado hoy en Odisea cósmica

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La colisión de partículas SÍ puede crear agujeros negros

Habrán oído algo sobre esta controversia. Los físicos de partículas predicen que el nuevo impactador de átomos de máxima energía del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider , LHC) ubicado cerca de Ginebra, Suiza, podría crear pequeños agujeros negros que, dicen, serían un fantástico descubrimiento

Algunos apocalípticos temen que estos agujeros negros puedan tragarse la Tierra —aunque los físicos dicen que esto es imposible— y han pedido a las Naciones Unidas que detengan el uso del LHC, que ha costado 5.500 millones de dólares. Curiosamente, sin embargo, nadie había demostrado nunca que la predominante teoría de la gravedad, la Teoría de la Relatividad General de Einstein, en verdad predice que se puede crear un agujero negro de esta manera. Ahora un modelo por computadora mostró de modo concluyente, por primera vez, que una colisión de partículas sí puede crear un agujero negro.

“Me habría sorprendido mucho si hubiese sido de otra forma”, dice Joseph Lykken, físico en el Laboratorio de Acelerador Nacional Fermi en Batavia, Illinois. “Pero es importante tener gente que sabe cómo se forman los agujeros negros observando esto en detalle”.

La clave para formar un agujero negro es poner suficiente masa o energía atestada en un volumen lo bastante pequeño, como sucede cuando colapsa una estrella masiva. De acuerdo con la Teoría de la Relatividad General de Einstein, la masa y la energía curvan el espacio y el tiempo, o espacio-tiempo, para crear el efecto que percibimos como gravedad. Si se junta una gran masa o energía en un espacio suficientemente pequeño, esa curvatura se vuelve tan severa que nada puede escapar, ni siquiera la luz. Así que el objeto se convierte en un agujero negro. Y dos partículas pueden crear un minúsculo agujero negro de esta manera si chocan con una energía por encima de un límite fundamental al que se le llama energía de Planck.

O bueno, esto es lo que habían supuesto los físicos. Los investigadores han basado esta predicción en la conocida como Conjetura de Anillo (o “de aro”, Hoop Conjecture), una regla general que indica cuánto debe comprimirse un objeto de cierta masa para crear un agujero negro, dice Matthew Choptuik de la Universidad de British Columbia en Vancouver, Canadá. Un cálculo de la década de 1970 también dice que una colisión de partículas podría crear un agujero negro, señala Choptuik, pero este cálculo modelaba las propias partículas como agujeros negros y, por tanto, puede haber sido ajustado para producir el resultado que se deseaba.

Ahora Choptuik y Frans Pretorius, de la Universidad de Princeton, simularon estas colisiones, incluyendo todos los detalles matemáticos extremadamente complejos de la relatividad general. Para simplificar y hacer genéricas las simulaciones, modelaron las dos partículas como objetos hipotéticos conocidos como estrellas de bosones, que son similares a los modelos que describen a las estrellas como esferas de fluidos. Utilizando cientos de computadoras, Choptuik y Pretorius calcularon las interacciones gravitatorias entre las partículas en colisión y encontraron que se formaba un agujero negro si las dos partículas chocaban con una energía total de alrededor de un tercio de la energía de Planck, ligeramente menor de la energía predicha por la conjetura del aro, como reportan en un artículo en la revista Physical Review Letters.

¿Significa esto que el LHC va a crear agujeros negros? No necesariamente, dice Choptuik. La energía de Planck es un 10¹⁸ veces (un trillón) el máximo del LHC. Así que la única forma para que el LHC pueda crear agujeros negros es si en lugar de ser un espacio tridimensional, en realidad tuviese más dimensiones curvadas en minúsculos bucles demasiado pequeños para detectarse, excepto en una colisión de partículas de alta energía. Estas dimensiones extra, previstas por ciertas teorías, efectivamente podrían disminuir la energía de Planck en un factor muy grande. “Me sorprendería mucho si hubiese una detección positiva de la formación de un agujero negro en el acelerador”, dice Choptuik. Los físicos dicen que esos agujeros negros se desintegrarían, sin peligro, en partículas comunes.

“Es un verdadero homenaje a sus habilidades que ellos fueran capaces de llevar a cabo esta simulación por ordenador”, dice Steve Giddings, teórico de la gravedad en la Universidad de California en Santa Bárbara. Simulaciones así podrían ser importantes para estudiar las colisiones de partículas y la formación de agujeros negros en mayor detalle, opinó. Es más, puede que sea la única forma de estudiar el fenómeno si el espacio no tiene dimensiones extra y la energía de Planck sigue estando deseperanzadoramente fuera de nuestro alcance.

Fuente: Science.

Vía Axxón

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El primero de los muchos asteroides que encontrará WISE

El Explorador para el Estudio Infrarrojo de Gran Angular de la NASA, o WISE, ha observado su primer asteroide cercano a la Tierra nunca antes visto, el primero de los cientos que se espera que encuentre durante su misión de cartografiar el todo el cielo en luz infrarroja.

 

El punto rojo en el centro de la imagen es el primer asteroide cercano a la Tierra descubierto por WISE. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/UCLA

El Objeto Cercano a la Tierra (NEO), designado como 2010 AB78, fue descubierto por WISE el 12 de enero. Después de que el sofisticado software de la misión captara el movimiento de un objeto contra el fondo de estrellas estacionarias, los investigadores lo siguieron y confirmaron el descubrimiento con el telescopio de luz visible de 2,2 metros de la Universidad de Hawai cerca de la cima de Mauna Kea.

El asteroide está actualmente a unos 158 millones de kilómetros de la Tierra. Su tamaño estimado es de aproximadamente 1 kilómetro de diámetro y orbita al Sol en una órbita elíptica inclinada respecto al plano del Sistema Solar. El objeto se acerca tanto al Sol como a la Tierra, pero debido a su órbita inclinada, no se espera que pase cerca de nuestro planeta. Este asteroide no supone ninguna amenaza previsible de impacto para la Tierra, pero los científicos seguirán monitorizándolo.

WISE, que empezó el 14 de enero su estudio de todo el cielo, se espera que encuentre 100 mil asteroides anteriormente desconocidos en el Cinturón Principal entre Marte y Júpiter, y cientos de nuevos asteroides cercanos a la Tierra. También observará millones de nuevas estrellas y galaxias.

Más información on-line en http://www.nasa.gov/wise , http://wise.astro.ucla.edu y http://jpl.nasa.gov/wise.

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Autor: Whitney Clavin
Fecha Original: 22 de enero de 2010
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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La Conquista del Espacio: 13 Estaciones espaciales

Los conceptos de los viajes espaciales de los antiguos pioneros de la ingeniería aeroespacial tenían dos aspectos. Ellos soñaban no sólo con lograr un medio para llegar al espacio, sino también con tener un lugar al que ir, en el que hacer una parada mientras se encontraban allí fuera. Así surgió la idea de una estación espacial, un hogar lejos del hogar, y los soviéticos fueron los primeros que pusieron esa idea en práctica. La primera estación fue un rotundo éxito, por lo menos hasta que los astronautas perdieron la vida al intentar abandonar la estación para volver a la Tierra. Los siguientes proyectos, incluido el mundialmente famoso Mir, han tenido mucho más éxito e incluso han inspirado el diseño de las estaciones espaciales estadounidenses.

Estaciones espaciales

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Intento de contactar con la nave Phoenix, congelada en Marte

La sonda espacial Mars Odyssey de la NASA comprobará a partir del próximo lunes, día 18, si el robot Phoenix «sigue con vida».

La sonda cesó en noviembre de 2008 sus comunicaciones con la Tierra, después de completar con éxito cinco meses de misión y enviar «sorprendentes datos» del planeta rojo, además de superar el frío invierno marciano, según ha informado el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la agencia espacial norteamericana.

Los investigadores intentarán «escuchar» a Phoenix, que fue la encargada de descubrir el hielo en Marte, aunque no esperan que esto realmente suceda, ya que el «hardware» de la nave no fue diseñado para sobrevivir a temperaturas extremas y congelaciones.

En el caso poco probable de que ésta todavía esté activa se espera que siga las instrucciones de su ordenador interno, de forma que si el sistema funciona, una vez que los paneles solares acumulen la energía necesaria para ponerse en marcha, Phoenix podría intentar de nuevo la comunicación con la Tierra.

En su momento, la nave completó una misión dos meses superior a lo previsto y si en este caso consigue «resucitar» emplearía alternativamente, durante la toma de contacto, sus dos radios y sus dos antenas. En concreto, Odyssey sobrevolará Phoenix en torno a diez veces por día, durante tres jornadas consecutivas, y en febrero y marzo de este año retomará las campañas de «escucha».

Malos pronósticos«No esperamos que Phoenix haya sobrevivido, y por tanto no creemos que vayamos a escucharla. No obstante, si está transmitiendo, Odyssey la escuchará», ha destacado el jefe de telecomunicaciones del programa de exploración marciana del JPL de la NASA, Chad Edwards.

La cantidad de luz solar que se registra sobre Phoenix en la actualidad es la misma que tuvo lugar en el momento de cese de comunicación el pasado 2 de noviembre de 2008, con 17 horas de sol diarias. Los intentos de escucha se prolongarán hasta cuando el Sol esté sobre el horizonte del planeta con las 24,7 horas del día marciano.

Si finalmente Odyssey no la escucha, el orbitador intentará adentrarse en su señal para obtener más información sobre el estado de la nave. De hecho, uno de los objetivos principales de esta «reconexión» es ver cuál es el estado de las capacidades que todavía retiene Phoenix y determinar qué oportunidades le brinda a la NASA para futuros experimentos.

Desde el pasado 26 de octubre el hemisferio norte marciano, donde se encuentra Phoenix, se encuentra en primavera, por lo que la luz y las temperaturas son más favorables para esta nueva toma de contacto con la Tierra.

Las últimas noticias que se disponen de Phoenix proceden de la sonda de la NASA Mars Reconnaissance Orbiter, que fotografió en dos ocasiones, el pasado 30 de julio y el 22 de agosto, en plena etapa invernal del planeta rojo, a la nave «congelada» en Marte.

Fuente: ABC.

Vía Axxón

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Los astrónomos explican la Secuencia de Hubble, sobre cómo las galaxias llegaron a ser lo que son

Por primera vez, dos astrónomos han explicado la diversidad de formas que tienen las galaxias en el universo. Los científicos, el Dr. Andrew Benson, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y el Dr. Nick Devereux, de la Universidad Embry-Riddle, en Arizona, han hecho un seguimiento de la evolución de las galaxias a través de más de trece mil millones de años de historia cósmica, desde el universo temprano hasta el día de hoy. Sus resultados aparecen en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

La Secuencia de Hubble: A la izquierda están las galaxias elípticas, con sus formas que van desde esférica (E0) hasta alargada (E7). El tipo S0 intermedio entre galaxias elípticas y espirales. La línea superior derecha de los objetos se extiende desde Sa (enrollada en espiral cerrada) a SC (enrollada en espiral abierta). La línea inferior derecha muestra las espirales barradas, que van desde la SBa (enrollada cerrada) a la SBc (enrollada abierta). Imagen: Ville Koistinen.

Las galaxias son colecciones de estrellas, planetas, gas y polvo que constituyen la mayor parte de los componentes visibles del cosmos. Las más pequeñas tienen un millón de estrellas y las más grandes hasta un millón de millones de estrellas.

El astrónomo norteamericano Edwin Hubble desarrolló por primera vez una clasificación de las galaxias en la década de 1930, que desde entonces se conoce como la "Secuencia de Hubble". Hay tres formas básicas: espiral, donde los brazos de viento material se extienden hacia afuera en un disco desde un pequeño bulto central, espiral barrada, donde los brazos de viento se extienden hacia afuera en un disco desde una gran barra de material y elíptica, donde las estrellas de la galaxia se distribuyen más uniformemente en un bulto sin brazos ni disco. En comparación, la galaxia en que vivimos, la Vía Láctea, tiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas y está clasificada como una espiral barrada.

Explicar la secuencia de Hubble es complejo. Los diferentes tipos son claramente el resultado de diferentes caminos evolutivos, pero hasta ahora ha sido eludida una explicación detallada por parte de los científicos.

GALFORM es el estado-del-arte del modelo de formación de galaxias desarrollado por Andrew Benson en Caltech y el grupo Formación de Galaxia en la Universidad de Durham, Reino Unido.

Benson y Devereux combinaron datos del Two Micron All Sky Survey (2MASS) infrarrojo, con GALFORM, su sofisticado modelo de computadora, para reproducir la historia de la evolución del Universo a lo largo de más de trece mil millones de años. Para su sorpresa, sus cálculos no sólo reproducen las diferentes formas de las galaxias, sino también sus números relativos.

"Estábamos completamente sorprendidos de que nuestro modelo predijera tanto la abundancia como la diversidad de tipos de galaxias de manera tan precisa", dice Devereux. "Realmente me da confianza en el modelo", añadió Benson.

La imagen muestra algunas de las galaxias generadas por el modelo de computadora. Los objetos amarillos son más distantes, por lo que aparecen como eran hace 13.000 millones de años, mientras que las más cercanas se ven como eran más recientemente. Imagen: A. Benson (Universidad de Durham), la NASA/STScI.

El modelo de los astrónomos se basa y respalda en el modelo Lambda-CDM ("Lambda-Materia Oscura Fría") del Universo. Aquí, Lambda, "es el componente de la misteriosa energía oscura", que se cree que representa alrededor del 72% del cosmos, con la materia oscura fría constituyendo otro 23%. Apenas el 4% del Universo está formado por la conocida materia visible o "materia bariónica", que forma las estrellas y los planetas, de las cuales están compuestas las galaxias.

Las galaxias se piensa que estan integradas en grandes halos de materia oscura y Benson y Devereux creen que eso es crucial para su evolución. Su modelo sugiere que el número de fusiones entre estos halos y sus galaxias determina el resultado final; las galaxias elípticas son el resultado de las fusiones múltiples mientras que en las galaxias de disco no se ha visto ninguna en absoluto. Nuestra galaxia espiral, la Vía Láctea, sugiere que ha sido testigo de una historia evolutiva compleja, con sólo unas pocas colisiones menores y al menos un episodio donde el disco interno colapsado se contrajo para formar la gran barra central.

"Estos nuevos hallazgos establecen una clara dirección para futuras investigaciones. Nuestro objetivo ahora es comparar las predicciones del modelo con las observaciones de las galaxias más lejanas vistas en las imágenes obtenidas con el Hubble y las que pronto se verán cuando sea lanzado el Telescopio Espacial James Webb (JWST)", dice Devereux.

Fuente:
How Galaxies came to be: Astronomers explain Hubble Sequence. Por Robert Massey, para la Royal Astronomical Society

Datos útiles:
• Imagen de la Evolución de las galaxias en su fuente original
• Ilustración de la Secuencia de Hubble en su fuente original

Vía Universo a la Vista

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