lunes, 9 de noviembre de 2009
el 15 de Octubre de 2009 @ 12:50 
Se necesitaron dos satélites para tomar esta foto del Sol
¿Cómo se ve una prominencia solar en 3 dimensiones? para tener una idea más clara, la NASA lanzó dos satélites al espacio que están en órbita con el Sol a una distancia cercana a la de la Tierra.
Estos dos satélites se llaman como STEREO, uno se lo conoce como Ahead (por estar adelante de la Tierra ) y al otro Behind (porque está detrás o sigue a la Tierra). Hace tres semanas una prominencia erupcionó durante treinta horas, resultando en esta espectacular foto.
Pero la NASA también ha publicado un video del evento que es posible ver en Alta Resolución que vale la pena ver, por supuesto:
Vía: APOD
La primera imagen de la Tierra desde la Luna, restaurada
La imagen que acompaña este post fue calificada por los periodistas de la época como “la imagen del siglo”, título que ocho años más tarde le fue revocado y para dárselo a una foto a colores muchísimo más conocida.
La imagen original se ve muchísimo peor, pero por medio de la tecnología disponible hoy, fue posible restaurarla y mejorarla drásticamente. El proyecto fue iniciado hace 20 años por Nancy Evans y completado hace un poco más de un año por Dennis Wingo y Keith Cowing del Lunar Orbiter Image Recovery Project.
¿Te apetece un viaje simulado a Marte? La ESA busca voluntarios
el 22 de Octubre de 2009 @ 9:30 
En el 2010 la Agencia Espacial Europea pondrá en marcha un interesante proyecto-experimento (ya hicieron uno similar este año), bautizado como Mars500, en el que seis personas normales y corrientes participarán durante 520 días en una misión simulada a Marte. Si te ves capaz de aguantar 18 meses con cinco extraños en un entorno nada agradable, puedes postularte como voluntario.
Las instalaciones para el proyecto están en Moscú donde los seis voluntarios se pasarán 520 días, 250 corresponderían a el viaje de ida hasta Marte, 30 de fase de exploración y 240 de viaje de vuelta a la Tierra. El objetivo de todo esto no es otro que estudiar aspectos médicos y psicológicos de la tripulación, tener más pistas de lo que le podría pasar a futuras misiones espaciales tripuladas de larga duración.
Si quieres participar tendrás que enviar solicitud (el plazo se cierra el 5 de Noviembre) y cumplir algunos requisitos mínimos; tener entre 20 y 50 años, buena salud, no medir más de 1.82, hablar ruso o inglés y contar con experiencia en alguno de estos campos: medicina, biología, ingeniería de sistemas, informática, electrónica o mecánica. Finalmente el candidato tendrá que ser y residir en alguno de estos países: Irlanda, Canadá, Austria, Bélgica, Suiza, República Checa, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Grecia, Italia, Noruega, Países Bajos y Suecia.
Seguro que la experiencia es inolvidable, aunque también extremadamente dura. Son 520 días que los candidatos se pasarán encerrados (con salidas en los 30 días de la fase de exploración) en unas instalaciones más bien poco acogedoras. Personalmente dudo aceptara aunque me lo propusieran directamente, y eso que me apasiona la carrera espacial.
Vía: Mail Online
lunes, 16 de marzo de 2009
Concurso para «cazar» la Estación Espacial Internacional desde España
La Estación Espacial Internacional en su configuración actual - NASA
A partir de hoy y hasta finales de mayo la Estación Espacial Internacional podrá ser observada a simple vista desde España en varias ocasiones al atardecer, e incluso, si se produce el lanzamiento del Discovery en la misión STS-119 de la NASA durante esas ventanas, se podrían observar ambas naves a la vez.
La primera de estas ventanas, que dura una semana, comienza hoy mismo, con estas fechas y horas (todas las horas son locales de España (UTC +1) salvo que que se indique lo contrario):
- 13 de Marzo: Sólo en Canarias, 20:26 hora local, en condiciones excepcionalmente buenas.
- 14 de Marzo: La trayectoria de la Estación discurrirá frente a la costa SE Mediterránea a las 20:22, y será visible desde todo el SE peninsular, aunque en condiciones no optimas.
- 15 de Marzo: La trayectoria de la ISS la llevará sobre Faro, Badajoz y Madrid a las 20:49. El mejor sitio serán el suroeste peninsular y zona centro. También se podrá ver desde Canarias a las 19:45 hora local.
- 16 de Marzo: Frente a la costa mediterránea a las 19:42 con visibilidad idónea desde el suereste peninsular. También pasara frente a las costas gallegas a las 21:16 de tal modo que los habitantes del noroeste peninsular le podrán echar un ojo si las nubes lo permiten.
- 17 de Marzo: Faro-Cáceres-Burgos-Pamplona a las 20:08. Ideal para observar desde toda la zona central de la península en la franja que va del extremo suroeste al noreste peninsular.
- 18 de Marzo: La trayectoria pasa este día de nuevo frente a las costas gallegas a las 20:35, con condiciones adecuadas de observación para el noroeste peninsular.
- 19 de Marzo: Lisboa-Salamanca-San Sebastian a las 19:27, con visibilidad favorable desde el noroeste peninsular y zona centro.
- 20 de Marzo: Otra vez pasará frente a las costas gallegas a las 19:54 y será visible en buenas condiciones desde el NW peninsular.
La Red de Astrofísica de la Comunidad de Madrid (Astrocam) propone, con motivo de la celebración del Año Internacional de la Astronomía, convoca la realización de una actividad dirigida a habitantes de toda España para intentar obtener la imagen más espectacular, atractiva o sorprendente de la Estación Espacial Internacional, o aquella que permita distinguir el mayor número de detalles en su órbita alrededor de la Tierra, a 350 km de altura. Los detalles, junto con los de algunas ventanas de observación más, están en Capta una imagen de la Estación Espacial Internacional.
Por cierto que, según se puede leer en International Space Station Will Be the Second Brightest Object in the Night Sky, en cuanto termine la misión del Discovery, durante la que se instalará el cuarto y último juego de paneles solares de la Estación Espacial Internacional, esta se convertirá en el segundo objeto más brillante del cielo nocturno, superado sólo por la Luna.
viernes, 27 de febrero de 2009
Una estrella lanza llamaradas de rayos gamma
Una estrella de neutrones puede emitir intensas llamaradas capaces de ionizar la capa superior de la atmósfera terrestre incluso a larga distancia. | |
Febrero 10, 2009: Las naves Fermi y Swift, de la NASA, se encuentran monitorizando una estrella neutrónica localizada a 30.000 años luz de la Tierra, la cual ha llamado la atención porque emite poderosas llamaradas de rayos gamma.
Derecha: Concepto artístico de la centelleante estrella en acción. Crédito: Laboratorio de Imágenes Conceptuales del Centro Goddard para Vuelos Espaciales de la NASA [Más información]
La estrella, conocida como SGR J1550-5418, se encuentra ubicada en la constelación sur denominada Norma. Dicha estrella experimentó una serie de erupciones el 3 de octubre de 2008, se tranquilizó por un tiempo y luego volvió a rugir el 22 de enero de 2009, en lo que fue considerado un epidosio intenso.
Debido a sus rápidos estallidos de fuego y a su espectro de rayos gamma, los astrónomos han clasificado al objeto como un "repetidor de rayos gamma suaves" (es sólo el sexto objeto que se conoce de ese tipo). En 2004, una gigantesca llamarada que provino de otro repetidor de rayos gamma suaves resultó ser tan intensa que ionizó la atmósfera superior de la Tierra desde una distancia de 50.000 años luz: más información.
Utilizando datos recopilados mediante un telescopio de rayos-X ubicado en la nave Swift, Jules Halpern, de la Universidad de Columbia, captó los primeros "ecos de luz" que se han visto de un repetidor de rayos gamma suaves. Las imágenes, obtenidas al momento de comenzar el episodio de llamaradas más reciente, muestran lo que parecen ser halos en expansión alrededor de la fuente. Múltiples anillos toman forma a medida que los rayos-X interactúan con las nubes de polvo a diferentes distancias. Haga clic sobre la imagen para ver el video tomado durante 6 días:
Arriba: El telescopio de rayos-X Swift (XRT, por su sigla en idioma inglés) captó un halo que parece haber estado expandiéndose alrededor de la centelleante estrella de neutrones SGR J1550-5418. El halo se formó durante la dispersión de los rayos-X que provenían de las llamaradas más brillantes de las nubes de polvo involucradas. Crédito: NASA/Swift/Jules Halpern, Universidad de Columbia. [Más información]
Los científicos creen que la fuente de estas llamaradas es una estrella de neutrones giratoria (los restos superdensos de una supernova, del tamaño de una ciudad). A pesar de tener apenas 19 kilómetros (12 millas) de diámetro, una estrella neutrónica contiene más masa que el Sol. Se cree que esta estrella de neutrones en particular es una "magnetar" (o magnetoestrella), una estrella neutrónica con un campo magnético increíblemente intenso.
Una teoría muy popular sobre los repetidores de rayos gamma suaves sostiene que las llamaradas son causadas por "terremotos estelares" que tienen lugar en la rígida cubierta externa de la magnetar. A medida que cambia el colosal campo magnético de la magnetar, sus monstruosas fuerzas magnéticas van lastimando la cubierta y, en ocasiones, la rompen. Cuando la cubierta se rompe, produce vibraciones de onda sísmica, que se asemejan a lo que sucede cuando se produce un terremoto, y emite un destello de luz de rayos gamma.
No obstante, todavía no hay nadie que esté seguro de los detalles y queda mucho trabajo por hacer para lograr entender estas hiperactivas y poderosas estrellas.
El telescopio de rayos gamma Fermi, de la NASA, que fue lanzado en junio de 2008, es ideal para este trabajo. "La capacidad que tiene el monitor de llamaradas de rayos gamma del telescopio Fermi para detectar en detalle la estructura de estos eventos nos ayudará a entender mejor la manera en que las magnetares liberan su energía", dijo Chryssa Kouveliotou, una astrofísica del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA, en Huntsville, Alabama. El objeto ha activado el monitor de llamaradas de rayos gamma del telescopio Fermi en más de 95 ocasiones desde el 22 de enero.
El satélite Wind (Viento), de la NASA, la misión conjunta que llevan a cabo la NASA y Suzaku de Japón, y el satélite INTEGRAL, de la Agencia Espacial Europea, también han detectado llamaradas que provienen de SGR J1550-5418.
¡Los destellos de luz continúan! Permanezca "sintonizado" con Ciencia@NASA para enterarse de las actualizaciones.
martes, 10 de febrero de 2009
Emisiones de metano en Marte revelan que el planeta está vivo
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| Esta imagen representa las concentraciones del metano hallado en Marte. Créditos: NASA (pulse en la imagen para ampliarla). |
por Bill Steigerwald, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
15 de enero de 2009
Hoy en día Marte es un mundo desértico, frío y desolado, aparentemente desprovisto de cualquier tipo de vida, al menos en la superficie. Incluso peor que eso, parece que Marte ha permanecido frío y seco durante miles de millones de años, con una atmósfera tan tenue que el agua líquida se evapora rápidamente de la superficie y la radiación ultravioleta del sol achicharra el suelo.
Pero hay evidencias de un pasado más cálido y húmedo; la existencia de rasgos del terreno semejantes a cauces fluviales y de minerales que sólo se forman en presencia de agua nos indican que el agua fluyó una vez a través de las arenas marcianas. Dado que el agua líquida es necesaria para todas las formas conocidas de vida, los científicos se preguntan si la vida pudo haberse desarrollado en Marte, y si lo hizo, qué fue de ella a medida que el clima marciano cambiaba.
Nuevas investigaciones nos revelan que aún hay esperanzas para Marte. La primera detección confirmada de metano en la atmósfera de Marte indica que el planeta está aún vivo, ya sea en un sentido biológico o geológico, según un equipo de científicos universitarios y de la NASA.
El metano se destruye con gran rapidez en la atmósfera marciana, a través de diversos mecanismos, así que nuestro descubrimiento de importantes surtidores de gas metano en el hemisferio norte de Marte en 2003 indica que algún proceso está siendo capaz de liberar el gas, declaró el Dr. Michael Mumma, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. En pleno verano boreal, el metano es liberado a un ritmo comparable al de las masivas filtraciones de hidrocarburos de Coal Oil Point en Santa Bárbara, California.
El metano, formado por cuatro átomos de hidrógeno unidos a uno de carbono, es el componente principal del gas natural en la Tierra. Resulta de gran interés para los astrobiólogos, ya que gran parte del metano terrestre es liberado por los seres vivos al digerir diferentes nutrientes. Sin embargo, también existen procesos puramente geológicos capaces de producir metano, como la oxidación del hierro. Ahora mismo no tenemos suficiente información para decir si el metano producido en Marte tiene su origen en la biología, la geología, o en una combinación de ambas, afirma Mumma. Pero este metano nos dice que el planeta está aún vivo, al menos en un sentido geológico. Es como si Marte nos estuviera retando, diciéndonos, ¡eh!, intentad averiguar qué significa esto. Mumma es el autor principal del artículo científico que informa de estos datos, publicado el 15 de Enero de 2009 en Science Express.
Si fuera vida microscópica marciana la que estuviera produciendo el metano, viviría probablemente a gran profundidad, donde la temperatura es aún lo suficientemente alta como para que exista agua líquida. Todas las formas conocidas de vida requieren agua líquida, una fuente de carbono y energía para poder subsistir.
En la Tierra hay microorganismos capaces de prosperar a 2 o 3 km de profundidad, como los que se encuentran bajo la cuenca de Witwatersrand en Sudáfrica, donde la radioactividad natural es capaz de romper las moléculas de agua en hidrógeno molecular y oxígeno. Estos organismos usan el hidrógeno para producir energía. Es posible que organismos similares fueran capaces de sobrevivir durante miles de millones de años bajo la capa de permafrost marciano, allí donde el agua es líquida, la radiación proporciona energía y el dióxido de carbono constituya una fuente de carbono, declaró Mumma.
Gases como el metano, acumulados en estas zonas subterráneas, podrían haberse liberado a la atmósfera si durante la estación cálida se hubieran abierto poros y fisuras en lugares como paredes de cráteres o cañones, conectando las profundidades de Marte con la atmósfera, dijo Mumma.
Los microbios que producen metano a partir de hidrógeno y dióxido de carbono fueron una de las formas de vida de la Tierra primitiva, señaló el Dr. Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA, que financia una parte de esta investigación. Si existió vida alguna vez en Marte, es razonable pensar que su metabolismo podría haber incluido la producción de metano a partir del dióxido de carbono de la atmósfera de Marte.
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| Los científicos aún no tienen suficientes datos para decir con seguridad cuál es la fuente del metano marciano, pero esta ilustración muestra una de las posibilidades. En la imagen el artista representa cómo las aguas subterráneas, el dióxido de carbono y el calor interno del planeta se combinan para producir y liberar metano. Aunque no tenemos evidencia de actividad volcánica actual en Marte, podría tratarse de metano antiguo que quedó atrapado en jaulas de hielo y es liberado ahora. Créditos: NASA / Susan Twardy (pulse en la imagen para ampliarla). |
Sin embargo, es posible que el metano marciano fuera producido por un proceso geológico, ya sea en la actualidad o hace eones. En la Tierra, la conversión del óxido de hierro (herrumbre) en minerales del grupo de las serpentinas (silicatos de magnesio y hierro) produce metano, y en Marte podría darse este proceso empleando agua, dióxido de carbono y el calor interno del planeta. Aunque no tenemos pruebas de que los volcanes de Marte se encuentren activos hoy en día, se podría estar ahora liberando el antiguo metano atrapado en unas jaulas de hielo denominadas clatratos.
El equipo encontró metano en la atmósfera de Marte mediante la cuidadosa observación del planeta durante varios años marcianos, a lo largo de todas sus estaciones. Utilizaron para ello las instalaciones del Telescopio de Infrarrojos de la NASA, gestionado por la Universidad de Hawai, así como el Telescopio W. M. Keck, también en Mauna Kea, Hawai.
Para la detección del metano el equipo usó los espectrómetros de los cuales están provistos estos telescopios. Un espectrómetro dispersa la luz en los colores que la componen, al igual que un prisma separa la luz blanca para formar un arco iris. El equipo buscó zonas oscuras en lugares específicos a lo largo de ese arco iris al que denominamos espectro, allí donde el metano marciano estaba absorbiendo la luz solar reflejada por la superficie del planeta rojo. Encontraron tres de esas áreas, denominadas líneas de absorción, que juntas configuran la firma inequívoca del metano, según el equipo de investigación. Las líneas de absorción producidas por el metano marciano se pueden distinguir de las causadas por el metano atmosférico terrestre, debido a que el movimiento del planeta rojo produce un desplazamiento de la posición de las líneas marcianas, de un modo muy parecido a como el movimiento de una ambulancia provoca que el tono de su sirena cambie al pasar a nuestro lado.
Hemos observado y cartografiado múltiples surtidores de gas metano en Marte, uno de los cuales liberó unas 19.000 toneladas métricas de metano, señaló Gerónimo Villanueva, de la Universidad Católica de América en Washington DC. Villanueva es coautor del artículo y lleva a cabo sus investigaciones en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Los surtidores de gas metano fueron liberados durante las estaciones más cálidas, primavera y verano, quizá debido a que el permafrost que bloquea las grietas y fisuras se evaporó, permitiendo que el metano se filtrara hacia el aire marciano. Curiosamente, algunos surtidores de gas contenían vapor de agua además de metano y otros no, declaró Villanueva.
De acuerdo con el equipo, los surtidores fueron vistos en áreas que muestran indicios de la existencia en el pasado de hielos superficiales o de corrientes de agua. Por ejemplo, los surtidores aparecieron en regiones del hemisferio norte tales como Arabia Terra, la región de Nili Fossae, y el cuadrante sudeste de Syrtis Major, un antiguo volcán de 1.200 km de diámetro.
El descubrimiento del origen del metano marciano necesitará de futuras misiones, como el Laboratorio de Ciencia en Marte de la NASA. Una manera de discernir si el gas metano tiene un origen biológico sería medir la proporción de los diferentes isótopos presentes en el mismo. Los isótopos son versiones más pesadas de un mismo elemento; por ejemplo, el deuterio es una versión más pesada del hidrógeno. En las moléculas que contienen hidrógeno, como el agua o el metano, el raro deuterio a veces reemplaza al átomo de hidrógeno. Debido a que la vida prefiere el uso de isótopos más ligeros, si el metano tuviera menos deuterio que el agua liberada junto a él en Marte, sería un signo de que es la vida quien está produciendo el metano.
Esta investigación ha sido financiada por el Programa de Astronomía Planetaria de la NASA y por el Instituto de Astrobiología de la NASA.
Más información
- Methane on Mars, vídeo explicativo con Michael J. Mumma, en inglés (Fuente:NASA).
- Strong Release of Methane on Mars in Northern Summer 2003. Michael J. Mumma, Geronimo L. Villanueva, Robert E. Novak, Tilak Hewagama, Boncho P. Bonev, Michael A. DiSanti, Avi M. Mandell, and Michael D. Smith (15 January 2009) doi:10.1126/science.1165243 , artículo publicado en Science, en inglés (requiere subscripción). (Fuente:Science).
Un Universo por descubrir
Traducido y editado por Carlos M. Luque y Jorge A. Vázquez
Gracias a todos los traductores y colaboradores de Astroseti.
El LHC no arrancará de nuevo hasta septiembre de 2009
Vista del detector CMS del LHC (2007). Foto © Maximilien Brice / CERN
A finales del pasado mes de septiembre una fuga de helio líquido causada por un cortocircuito obligó a parar el apenas arrancado Gran Colisionador de Hadrones, y aunque al principio se pensaba que podría estar en funcionamiento de nuevo antes de fin de año al final no fue posible llevar a cabo las pertinentes reparaciones antes de la parada de mantenimiento que se hace todos los inviernos en el CERN.
Así, se esperaba que el instrumento pudiera volver a estar en marcha de nuevo en la primavera de 2009, pero según se acaba de publicar en CERN management confirms new LHC restart schedule al final no será hasta finales de septiembre cuando el LHC vuelva a funcionar.
La idea es realizar las primeras inyecciones de haces en ese momento, seguidas de las primeras colisiones a finales de octubre, realizar la parada de mantenimiento de estas navidades, y volver a empezar a trabajar justo después para mantenerlo en marcha ya hasta octubre de 2010.
Con esto es de esperar que los distintos experimentos que utilizan el Colisionador consigan los suficientes datos como para empezar a publicar resultados en 2010, e incluso es posible que se lleguen a producir las primeras colisiones de iones de plomo en ese mismo año.
El tiempo extra hasta la nueva puesta en marcha se utilizará para instalar un sistema de protección mejor en la parte eléctrica del LHC, válvulas que permitan reducir los daños colaterales en caso de que se vuelva a producir un fallo como este o similar, y mejorar en general las condiciones de seguridad.
La disponibilidad de helio para enfriar el LHC, que debe funcionar a una temperatura muy cercana al cero absoluto, también influye en este retraso.
Una vez puesto en marcha se espera que el Colisionador pueda ayudarnos a responder a preguntas como qué es la masa, cómo funciona la gravedad, o si existe y qué es la materia oscura, que según lo que sabemos hasta el momento podría formar hasta un 95% del universo aunque no podamos verla ni, al menos por el momento, detectarla.
Hay más información sobre esto en español en ¿Habrá LHC en 2009? La respuesta es sí, una entrada del interesante y recomendable blog sobre el LHC 
martes, 16 de diciembre de 2008
El telescopio Hubble observa directamente un planeta en órbita alrededor de otra estrella
El Telescopio Espacial Hubble, de la NASA, tomó la primera imagen, en luz visible, de un planeta en órbita alrededor de otra estrella. |
Nov. 13, 2008: El telescopio Hubble, de la NASA, ha tomado la primera imagen, en luz visible, de un planeta que gira alrededor de otra estrella. El planeta, llamado Formalhaut b, posee una masa que, se estima, no es más grande que tres veces la de Júpiter y orbita la brillante estrella Fomalhaut en el hemisferio sur del cielo. Dicha estrella se localiza a 25 años luz de distancia en la constelación Piscis Australis, o "Pez del Sur".
Arriba: Concepto artístico de la estrella Fomalhaut y el planeta de clase joviana que fue observado con el Telescopio Espacial Hubble. El planeta, llamado Fomalhaut b, orbita la estrella de 200 millones de años de edad cada 872 años terrestres. Crédito: ESA, NASA y L. Calcada (ESO para STScI)
Fomalhaut ha sido una buena candidata para la caza de planetas desde que se halló un exceso de polvo alrededor de la estrella (señal inequívoca de formación planetaria) a principios de la década de 1980. Este hallazgo se produjo utilizando el Satélite para Astronomía Infrarroja o IRAS (sigla que en idioma inglés significa: Infrared Astronomy Satellite), de la NASA.
En 2004, el coronógrafo de la Cámara de Alta Resolución (High Resolution Camera), instalado en la Cámara Avanzada para Sondeos (Advanced Camera for Surveys) del telescopio Hubble, produjo la primera imagen resuelta, en luz visible, de la región que rodea a Fomalhaut. (Nota: un coronógrafo es un aparato que puede bloquear la luz brillante de una estrella central para revelar objetos tenues que se encuentren a su alrededor). La imagen mostró claramente un anillo de residuos protoplanetarios de aproximadamente 34.600 millones de kilómetros de diámetro (21.500 millones de millas) con una orilla interna claramente definida.
El astrónomo que utiliza el telescopio Hubble, Paul Kalas, de la Universidad de California, en Berkeley, y los miembros de su equipo, propusieron en 2005 una hipótesis que establece que el anillo de polvo estaba siendo gravitacionalmente modificado o, en la jerga astronómica, "pastoreado" por un planeta localizado entre la estrella y la orilla interna del anillo.
Ahora, el telescopio Hubble ha fotografiado directamente un punto que actúa como fuente de luz, el cual se localiza a 2.900 millones de kilómetros (1.800 millones de millas) de la orilla interna del anillo. Los resultados están informados en la edición de la revista científica Science, del 14 de noviembre.
"Nuestras observaciones con el telescopio Hubble fueron increíblemente demandantes. Fomalhaut b es mil millones de veces más tenue que la estrella. Comenzamos este programa en el año 2001 y nuestra perseverancia finalmente dio sus frutos", dice Kalas.
Las observaciones, llevadas a cabo con un intervalo de 21 meses, realizadas con el coronógrafo de la Cámara Avanzada para Sondeos, muestran que el objeto se está moviendo en una trayectoria alrededor de la estrella y, por lo tanto, está gravitacionalmente ligado a ella. El planeta orbita a una distancia de 17.200 millones de kilómetros (10.700 millones de millas) de la estrella, o lo que equivale a aproximadamente 10 veces la distancia de Saturno al Sol.
Derecha: Esta imagen en luz visible tomada con el telescopio Hubble muestra al recientemente descubierto planeta Fomalhaut b en órbita alrededor de su estrella materna. [Imagen ampliada]
Kalas y su equipo inicialmente usaron el telescopio Hubble para fotografiar a la estrella Fomalhaut, en 2004, y de este modo hicieron el descubrimiento inesperado del anillo de residuos. En esa ocasión, notaron algunas fuentes brillantes en la imagen que podrían ser planetas. Una imagen de seguimiento, en 2006, mostró que uno de los objetos había cambiado de posición respecto de la que tenía en 2004. El tamaño del desplazamiento entre las dos fotografías corresponde a una órbita con un período de 872 años, calculado mediante las leyes de Kepler del movimiento planetario.
Se planean ya futuras observaciones en las que se intentará ver al planeta en luz infrarroja y se buscará evidencia de nubes de vapor de agua en su atmósfera. Esto dará pistas sobre la evolución de un planeta relativamente nuevo, de 100 millones de años de edad. Las mediciones astrométricas de la órbita del planeta permitirán lograr una precisión suficiente para determinar una masa exacta.
El Telescopio Espacial James Webb, de la NASA, cuyo lanzamiento se encuentra programado para el año 2013, podrá llevar a cabo observaciones coronográficas de Fomalhaut en el infrarrojo cercano y medio. Asimismo, el telescopio Webb podrá "cazar" nuevos planetas en el sistema y examinar la región interna del anillo de polvo en busca de estructuras tales como un cinturón de asteroides interno.
Para obtener mayor información acerca de esta historia y del Telescopio Espacial Hubble, visite: http://www.nasa.gov/hubble
jueves, 4 de diciembre de 2008
Se descubrieron rayos cósmicos de un misterioso objeto cercano
Investigadores descubrieron un enigmático exceso de electrones de alta energía que bombardean la Tierra desde el espacio. Aún se desconoce cuál es la fuente de estos rayos cósmicos. |
Nov. 19, 2008: Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un enigmático exceso de electrones que bombardean la Tierra desde el espacio. Se desconoce cuál es la fuente de estos rayos cósmicos, pero debe de estar cerca del sistema solar y podría estar hecha de materia oscura. Los resultados del descubrimiento se informan en el ejemplar del 20 de noviembre de la revista Nature.
Derecha: Concepto artístico de rayos cósmicos que golpean contra la atmósfera superior de la Tierra. Crédito de la imagen: Simon Swordy, Universidad de Chicago. [Imagen ampliada]
Los rayos cósmicos galácticos son partículas subatómicas aceleradas a casi la velocidad de la luz por explosiones de supernovas distantes y por otros sucesos violentos. Dichos rayos viajan por toda la Vía Láctea, formando una nube de partículas de alta energía que ingresa al sistema solar desde todas direcciones. Los rayos cósmicos están compuestos principalmente por protones y núcleos atómicos más pesados con una "pizca" de electrones y fotones que "condimentan" la mezcla.
Wefel compara esto con conducir por una carretera entre sedanes, furgonetas y camiones, cuando de repente una gran cantidad de Lamborghini irrumpen en el tránsito normal. "Uno no espera ver tantos automóviles de carrera en el camino, o tantos electrones de alta energía en la mezcla de rayos cósmicos". Durante cinco semanas, en las cuales se lanzaron globos, en 2000 y 2003, el ATIC contó 70 electrones en exceso en el rango de energía de 300-800 GeV. ("Exceso" significa sobre y por arriba de la cantidad usual esperada del fondo galáctico.) Setenta electrones puede no sonar como una gran cantidad pero, al igual que setenta Lamborghini en la carretera, es un exceso significativo.
Arriba: Cuentas de electrones de alta energía realizada por el ATIC. La curva triangular ajustada a los datos proviene de un modelo de aniquilación de materia oscura que presenta una partícula Kaluza-Klein con una masa cercana a los 620 GeV. Los detalles se pueden encontrar en la edición de Nature del 20 de noviembre de 2008: "Un exceso de electrones de rayos cósmicos a energías de 300-800 GeV" ("An excess of cosmic ray electrons at energies of 300-800 Gev"), por J. Chang y colaboradores. [Imagen ampliada]
"La fuente de estos exóticos electrones debe de estar relativamente cerca del sistema solar —a no más de un kiloparsec de distancia", dice el coautor de la investigación, Jim Adams, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA.
¿Por qué debe de estar cerca la fuente? Adams explica: "Los electrones de alta energía pierden energía rápidamente conforme vuelan a través de la galaxia. Se desprenden de la energía principalmente de dos maneras: (1) cuando colisionan con protones de menor energía, en un proceso llamado dispersión inversa de Compton y (2) cuando irradian parte de su energía moviéndose en forma de espiral a través del campo magnético de la galaxia". Para cuando un electrón ha viajado un kiloparsec completo, ya no es de tan 'alta energía'.
Por lo tanto, los electrones de alta energía son locales. Algunos miembros del equipo de investigación creen que la fuente podría estar a menos de unos cientos de parsecs de distancia. A modo de comparación, el disco de la galaxia espiral denominada Vía Láctea mide cerca de treinta mil parsecs de ancho. (Un parsec es equivale a aproximadamente tres años luz.)
Derecha: El detector de rayos cósmicos del ATIC asciende hacia la estratosfera amarrado a un globo de investigación de gran altitud. Más imágenes del lanzamiento: #1, #2, #3.
Esta inexactitud da rienda suelta a la imaginación. Las posibilidades menos exóticas incluyen, por ejemplo, un pulsar cercano, un 'microcuasar' o un agujero negro de masa estelar (todos ellos son capaces de acelerar electrones a estas energías). Es posible que una fuente de este tipo merodee no muy lejos sin ser detectada. El recientemente lanzado Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA, está apenas comenzando a examinar el cielo con suficiente sensibilidad como para revelar algunos de estos objetos.
Una posibilidad aún más tentadora es la materia oscura.
Existe una clase de teorías físicas llamadas "teorías de Kaluza-Klein" que busca conciliar la gravedad con otras fuerzas fundamentales, y lo hace proponiendo dimensiones extra. Además de la familiar tridimensión de la experiencia humana, podría haber hasta ocho dimensiones más tejidas en el espacio que nos rodea. Una explicación popular sobre la materia oscura, que todavía no ha sido demostrada, es que las partículas que la forman habitan las dimensiones extra. Nosotros sentimos su presencia mediante la fuerza de gravedad, pero no las detectamos de ninguna otra manera.
¿Cómo es que esto produce rayos cósmicos en exceso? Las partículas de Kaluza-Klein tienen la curiosa propiedad (una de muchas) de ser sus propias antipartículas. Cuando dos de ellas colisionan, se aniquilan mutuamente, produciendo de este modo un rocío de fotones y electrones de alta energía. Sin embargo, los electrones no se pierden en dimensiones escondidas sino que se materializan en las 3 dimensiones del mundo real donde el ATIC puede detectarlas como "rayos cósmicos".
"Nuestros datos podrían ser explicados por una nube o grumo de materia oscura en los alrededores del sistema solar", dice Wefel. "En particular, existe una hipotética partícula Kaluza-Klein con una masa cercana a los 620 GeV que, al ser aniquilada, debería producir electrones con el mismo espectro de las energías que observamos".
El hecho de poner a prueba esta posibilidad no es menor porque la materia oscura es muy, bueno, oscura. Pero puede ser posible encontrar la nube buscando otros productos de la aniquilación, tales como los rayos gamma. De nuevo, el Telescopio Espacial Fermi puede tener la mejor oportunidad de ubicar la fuente.
"Sea lo que sea", dice Adams, "va a ser increíble".
Para obtener más información acerca de esta investigación, consultar "Un exceso de electrones de rayos cósmicos a energías de 300-800 GeV" ("An excess of cosmic ray electrons at energies of 300-800 Gev"), por J. Chang y colaboradores, en el ejemplar del 20 de noviembre de 2008, de Nature.
viernes, 21 de noviembre de 2008
El espectáculo celestial de la noche de brujas
El 31 de octubre, los planetas convergerán y ofrecerán un espectáculo espeluznante al atardecer. Lea la historia de hoy para saber dónde observar. |
Octubre 28, 2008: ¡Alto! Quite el dedo del timbre de la puerta. Algo espeluznante está sucediendo detrás. Gire, quítese la máscara y contemple la puesta del Sol.
Es el espectáculo celestial de la noche de brujas (Halloween, en idioma inglés).
El 31 de octubre la Luna creciente se transportará hacia Venus y así se producirá un encuentro cercano de extraordinaria belleza. Ambos se verán mejor justo después del atardecer, cuando el crepúsculo se asemeje a una calabaza anaranjada y los timbres de las puertas suenen de verdad durante la noche de brujas. Venus, la luz más brillante del cielo, estará ubicado justo arriba en el horizonte del Sudoeste, mientras que la sumamente esbelta Luna se aproximará apenas algunos grados por debajo: mapa del cielo.
Arriba: Venus y la Luna creciente fotografiados en el mes de julio de 2007 por Dan Bush, de Albany, Missouri. La escena será muy parecida en la noche de brujas de 2008. [Imagen ampliada]
Muy bien, deje de mirar. Hay que recoger los dulces.Una noche después, usted podrá continuar observando. El 1 de noviembre, Venus y la Luna emergerán desde el crepúsculo uno al lado del otro, Venus a la derecha, la Luna a la izquierda: mapa del cielo . Mire cuidadosamente la Luna. ¿Puede ver una fantasmal imagen de la Luna llena dentro de los cuernos brillantes de la parte creciente? A esto se lo denomina "brillo de la Tierra" o, algunas veces, el "resplandor de da Vinci" debido a que Leonardo da Vinci fue la primera persona en explicarlo: la luz del Sol golpea la Tierra y rebota hacia la Luna, proyectándose así una luz brillante sobre el terreno lunar oscuro. La Luna creciente con brillo de la Tierra es una de las más hermosas escenas que se pueden apreciar en el cielo.
El espectáculo continúa el 2 de noviembre con Venus, la aún esbelta Luna creciente y Júpiter dispuestos en una línea ancha a través del cielo del Sudoeste: mapa del cielo. Esta disposición lineal llama la atención casi tanto como la luminosidad de sus puntos: Venus, la Luna y Júpiter son los objetos más brillantes del cielo, visibles desde las ciudades contaminadas luminícamente incluso antes de que el crepúsculo se torne negro.
Deslice el dedo levantado a lo largo de la línea —allí es hacia donde está yendo la Luna. En el anochecer del 3 de noviembre se verá la Luna transportándose hacia Júpiter: mapa del cielo. Los dos forman un par tan cercano y llamativo que podrían dejarlo con la boca abierta.
Aunque sea difícil de creer, estas noches de oscura belleza son sólo una muestra de las cosas que vendrán. El verdadero espectáculo comenzará un mes después de la noche de brujas cuando Venus, la Luna y Júpiter converjan en un pequeño sector del cielo, no más grande que la punta de su pulgar al extender el brazo : mapa del cielo . La noche del 1 de diciembre será la mejor para observar, incluso mejor que la noche de brujas.
Ahora, eso da miedo.
jueves, 30 de octubre de 2008
Un "diminuto" misterio: ¿Qué son las explosiones breves de rayos gamma?
| Los científicos se han reunido para discutir las posibles causas de las explosiones más energéticas del universo y para determinar cómo comprobarlas. |
Octubre 20, 2008: Durante décadas fue un asunto desconcertante. De repente, los astrónomos que observaban con sus telescopios veían emerger ocasionalmente en el oscuro cielo nocturno rápidas explosiones luminosas de alta energía, que parecían bombillas de luz, al otro lado del universo.
Derecha: Concepto artístico de una explosión de rayos gamma.
En la actualidad, los astrónomos ya saben cuáles son las causas de las GRB de larga duración: el colapso y la posterior explosión de una estrella ultramasiva que forma un agujero negro en su núcleo (una explicación que inicialmente propuso Stan Woosley, de la Universidad de California, en San Diego). Pero hay una segunda categoría de GRBs cuyo origen aún es un misterio.
"Las explosiones breves (o de corta duración) no se entienden demasiado. Allí es donde está la frontera [de la investigación] en la actualidad", dice Neil Gehrels, investigador principal a cargo del satélite Swift de detección de GRBs, de la NASA, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales.
"Habíamos tenido buenas evidencias desde la década de 1990 de que las explosiones de corta duración eran de una clase distinta a las de larga duración", explica Gehrels. "Tenía que ver con las propiedades de sus rayos gamma". Las explosiones breves, además de durar menos de aproximadamente 2 segundos, tienen un espectro de emisión distinto. Los rayos gamma de las explosiones de corta duración se inclinan hacia el extremo de muy alta energía del espectro, mientras que las explosiones de larga duración emiten rayos gamma de más baja energía.
Las diferencias se manifestaron en 2005, cuando, por primera vez, los telescopios pudieron captar las luminiscencias de las GRB de corta duración. Los residuos que se volvían tenues no mostraban evidencias de provenir de una supernova, lo cual era un argumento en contra respecto de su origen en el colapso de una estrella masiva. George Ricker, del Instituto Tecnológico de Massachussets, investigador principal del satélite HETE (sigla en idioma inglés de High Energy and Transient Explorer, en español: Satélite Explorador Transitorio de Alta Energía), se hizo famoso por comparar la explosión breve del 9 de julio de 2005 con un "perro que no ladraba".
En última instancia, la causa de las explosiones breves aún se desconoce. Pero los científicos tienen ya algunas buenas hipótesis.
Arriba: Concepto artístico de la colisión de dos estrellas de neutrones.
La teoría con más aceptación es que estas explosiones se originan en colisiones extremadamente violentas entre pares de estrellas de neutrones. Estas estrellas no son gigantescos globos gaseosos con penachos como las que originan las otras explosiones —una estrella de neutrones se parece más a un núcleo atómico de 12 kilómetros de diámetro. Como los átomos que componen la materia "sólida" normal son casi enteramente espacio vacío, una estrella que está compuesta casi completamente por neutrones apilados unos contra otros es extraordinariamente densa: una pizca de materia de una estrella de neutrones tendría una masa de más de un billón de kilogramos. La densidad y la gravedad de una estrella de neutrones son apenas menores que las de un agujero negro. "Cuando dos de estas estrellas duras chocan una contra la otra, el resultado es una feroz y muy breve explosión. Es como una especie de choque estrepitoso".
Entonces, ¿cómo podrían los científicos saber si esta explicación es cierta?
Una manera podría ser detectar ondas gravitatorias. Antes de que dos estrellas de neutrones colisionen, una giraría en torno a la otra como un sistema binario. Debido a que sus campos gravitatorios son tan intensos, las estrellas generarían ondas que se propagarían hacia afuera en el tejido del espacio-tiempo: ondas gravitatorias. Conforme las estrellas de neutrones cayeran en espiral una hacia la otra, la frecuencia de estas ondas se incrementaría rápidamente en un patrón característico que se conoce como señal de gorjeo (en idioma inglés: chirp signal).
"Los científicos están tratando de detectar eso ahora mismo", dice Gehrels. "Es, en última instancia, la mejor manera de verificar el modelo".
Los científicos del simposio que se realiza en Huntsville discuten acerca del progreso de los detectores de ondas gravitatorias, como el Observatorio Láser de Ondas Gravitatorias por Interferometría (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory o LIGO, en idioma inglés), el cual está ubicado en Hanford, Washington, y en Livingston, Louisiana. Usando rayos láser para medir cuidadosamente las distancias entre pares de espejos montados en los observatorios, los científicos del LIGO pueden llegar a notar pequeños cambios en tales distancias, que solamente se pueden dar si las sutiles ondas gravitatorias atravesaran la Tierra.
También existen otras explicaciones posibles para las GRB de corta duración, pero solamente los datos de experimentos como el LIGO podrían determinar cuál es la verdadera causa de estas misteriosas explosiones celestes.
El Sexto Simposio sobre Explosiones de Rayos Gamma de Huntsville 2008 está patrocinado por los proyectos Fermi y Swift de la NASA y es presentado por el Equipo Fermi GBM, cuya base se encuentra en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ubicado en Huntsville.
martes, 28 de octubre de 2008
Explosiones de rayos gamma: el misterio continúa
Octubre 16, 2008: A las personas del Sureste de Estados Unidos les agradan las buenas historias y están a punto de enterarse de una muy buena. Dicha historia comienza la próxima semana cuando investigadores de 25 países se reúnan en Huntsville, Alabana, en Estados Unidos, para compartir los últimos hallazgos sobre las más grandes explosiones que han ocurrido desde el mismo Big Bang (Gran Explosión). El Sexto Simposio sobre Explosiones de Rayos Gamma de Huntsville, en 2008, comienza el 20 de octubre y las conversaciones no se detendrán durante cuatro días consecutivos.
Los conferenciantes, uno tras otro, llevarán a los participantes a dar un paseo salvaje desde el borde del universo observable, donde las explosiones de rayos gamma ocurren muy a menudo, hasta nuestro propio patio trasero en la Vía Láctea, donde unas pocas estrellas supermasivas podrían ser bombas listas para producir explosiones, peligrosamente cerca. Las causas subyacentes de las explosiones de rayos gamma, sus "espasmódicos cadáveres" y las raras galaxias que a menudo albergan las explosiones... esos son sólo algunos de los temas que figuran en la orden del día del simposio.
Derecha: Una explosión de rayos gamma anuncia el nacimiento de un agujero negro —concepto artístico. [Más información]
Las explosiones de rayos gamma fueron descubiertas en los años '60 durante la Guerra Fría. Satélites estadounidenses, que vigilaban las pruebas nucleares soviéticas, detectaron intensas explosiones de radiación gamma. Las explosiones no provenían de la Unión Soviética, sino del espacio.
Inmediatamente, los astrónomos tuvieron un gran misterio entre sus manos. Las explosiones parecían contener más energía que una supernova y eran totalmente impredecibles, provenían de cualquier parte del cielo, al azar, y en cualquier momento. Además, eran breves, algunas duraban menos de un segundo. Para cuando los observadores movían sus telescopios en la dirección de un estallido, ¡ya se había ido! En 1990, una historieta publicada un domingo por la mañana, mostraba a un astrónomo mareado, sosteniéndose de su telescopio, mientras una explosión de rayos gamma ocurría sobre su cabeza.
Eran tiempos de humor. Mientras muchos investigadores estaban convencidos de que las explosiones de rayos gamma provenían de las partes más lejanas del espacio, de millones a miles de millones de años luz de distancia, otros sostenían que las explosiones estaban sucediendo justo aquí, en el sistema solar. ¡Y nadie podía probar que estaban equivocados! Los expertos gozaban de libertad para sostener las más descabelladas teorías que sus mentes pudieran inventar.
Los astrónomos necesitaban más datos. La primera oleada de información provino de un instrumento llamado "BATSE", ubicado a bordo del Observatorio Espacial Compton de Rayos Gamma, de la NASA. A mediados de la década de 1990, BATSE captó miles de explosiones y realizó un mapa de su distribución en el cielo. Las explosiones no estaban limitadas al plano del sistema solar; ni al plano de la Vía Láctea. Lo que sea que fueran, las explosiones de rayos gamma no eran locales.
Arriba: El Observatorio Espacial Compton de Rayos Gamma y sus sensores BATSE demostraron que las explosiones de rayos gamma ocurrían muy por afuera del sistema solar. [Más información]
Mientras tanto, la NASA y otras agencias espaciales estuvieron trabajando en una nueva generación de satélites capaces de localizar los primeros destellos de rayos gamma y transmitir las coordenadas a la Tierra lo suficientemente rápido como para poder seguir las observaciones con telescopios terrestres. Esto, esperaban los astrónomos, revelaría qué tipo de galaxias hospedaban a las feroces explosiones (si en verdad las explosiones ocurrían dentro de las galaxias) y cuán lejos se ubicaban.
El 28 de febrero de 1997, el BeppoSAX hizo un gran avance. El satélite ítalo-holandés ubicó una explosión y orientó a los astrónomos hacia ella con suficiente tiempo como para fotografiar una luminiscencia residual óptica. El telescopio espacial Hubble fue apuntado hacia la explosión que se tornaba cada vez más tenue y allí estaba, una galaxia apenas visible… muy, muy lejana.
Después vino la nave espacial Swift, de la NASA, que podía no solamente precisar la ubicación de los rayos gamma y transmitir sus coordenadas en pocos segundos, sino que también estaba equipada con sus propios detectores de rayos-X y UV, además de detectores ópticos. ¡La nave Swift era un ejército de telescopios espaciales en un solo satélite! Swift fue lanzada en 2004 y ha detectado cientos de explosiones, ha monitoreado sus luminicencias residuales en múltiples longitudes de onda y ha medido sus distancias (el récord actual: 12.800 millones de años luz; o sea, prácticamente el borde del universo observable). Estos eran los tipos de datos que todos estaban esperando.
Derecha: Un ejemplo de explosión larga de rayos gamma.
Se cree que las más largas son "supernovas con esteorides", explosiones catastróficas que señalan el fin de estrellas que son entre 50 a 100 veces más masivas que el Sol. Cuando tales estrellas monstruosas explotan dejan detrás un agujero negro y transmiten la "noticia" a través del cosmos en forma de onda de rayos gamma. Las bases físicas fueron presentadas y desarrolladas por el físico de la Universidad de California, el Dr. Stan Woosley, y su "modelo de colapso" es ahora considerado como la mejor explicación para las explosiones de rayos gamma de larga duración.
Las explosiones más breves son más desconcertantes. Se encienden y se apagan con demasiada rapidez como para ser supernovas y las energías que están involucradas no llegan a provocar la explosión de una estrella. Muchos investigadores, en cambio, consideran que tienen origen en colisiones que se producen entre estrellas de neutrones ultradensas o, quizás, estrellas de neutrones que chocan con agujeros negros. En cualquier caso, el resultado es otro agujero negro. No obstante, el jurado todavía no participa y los debates del simposio serán bastante acalorados.
Hay otros misterios también. Por ejemplo, todos los tipos de galaxias contienen al menos una mínima cantidad de estrellas supermasivas que podrían explotar. Así que los astrónomos esperan ver explosiones de rayos gamma que provienen de galaxias espirales, elípticas, con barras —de toda la gama. Sin embargo, las explosiones parecen preferir a las raras galaxias irregulares antes que al resto de las galaxias. Nadie sabe por qué. Otro ejemplo: la primera oleada de formación estelar después del Big Bang debería haber producido una abundante cantidad de estrellas supermasivas de la categoría ideal para ocasionar explosiones de rayos gamma. Pero parece haber escasez de explosiones en los corrimientos al rojo (distancias) correspondientes a esas épocas tempranas. ¿Dónde están las explosiones de rayos gamma extraviadas?
El más reciente observatorio de la NASA, el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, lanzado en 2008, se encuentra en una misión destinada a responder éstas y otras preguntas. Quizás en el simposio se revelen resultados importantes.
Para obtener cobertura diaria sobre el tema, manténgase sintonizado con Ciencia@NASA del 20 al 23 de octubre.
El Sexto Simposio sobre Explosiones de Rayos Gamma de Huntsville 2008 está patrocinado por los proyectos Fermi y Swift de la NASA y es presentado por el Equipo Fermi GBM, cuya base se encuentra en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ubicado en Huntsville.
sábado, 18 de octubre de 2008
El día que no se acabó el mundo
Hay varias razones de peso para no creer en las noticias sensacionalistas que afirman que el Gran Colisionador de Hadrones podría crear agujeros negros que causarían el fin del mundo. | |
Octubre 10, 2008: Esto es lo que no sucedió el 10 de septiembre:
El mundo no se acabó. La puesta en marcha del más grande y poderoso acelerador de partículas del mundo, cerca de Ginebra, Suiza, no desató la creación de un agujero negro microscópico. Y ese agujero negro no comenzó a succionar rápidamente la materia a su alrededor cada vez más velozmente hasta devorar por completo al planeta Tierra, como las noticias sensacionalistas sugirieron que sucedería.
Desde luego, dado que usted está vivo y leyendo este artículo hoy, ya lo sabía. Actualmente, el acelerador, un anillo subterráneo de 8 kilómetros (5 millas) de diámetro, llamado Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider o LHC, en idioma inglés), se encuentra apagado por reparaciones. Pero una vez que la inmensamente poderosa máquina se encienda de nuevo, ¿existe alguna posibilidad de que el escenario apocalíptico descripto anteriormente pudiese ocurrir?
Calma. Como hubiese dicho Mark Twain, los informes sobre la muerte del planera Tierra han sido absolutamente exagerados.
Arriba: Una vista aérea de la CERN (sigla que en idioma francés significa: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire u Organización Europea para la Investigación Nuclear, en idioma español). El anillo de 8 kilómetros (5 millas) de diámetro demarca el sitio que ocupa el Gran Colisionador de Hadrones. Crédito de la imagen: CERN
"En realidad, nunca hubo peligro alguno por el acelerador, pero ¡es claro que eso no logró que la gente dejara de especular sobre lo que hubiera pasado!", dice Robert Johnson, un físico del Instituto de Física de Partículas de Santa Cruz (Santa Cruz Particle Physics Institute, en idioma inglés) y miembro del equipo científico del Telescopio Fermi de Rayos Gamma de la NASA, el cual fue lanzado al espacio en junio para estudiar la radiación gamma de varios fenómenos, incluyendo posibles agujeros negros en evaporación.
Hay varias razones que pueden explicar por qué el mundo no se acabó el 10 de septiembre y por qué el Gran Colisionador de Hadrones no es capaz de causar tal calamidad.
En primer lugar, sí, es cierto que el LHC podría crear agujeros negros microscópicos. Pero, en verdad, no pudo haber creado uno en su primer día de funcionamiento. Esto se debe a que los físicos de la CERN no comenzaron a lanzar haces de protones unos contra otros para crear colisiones de alta energía. El 10 de septiembre fue solamente un operativo de calentamiento. Hasta la fecha, el colisionador todavía no ha producido ningún choque de partículas y, en realidad, no son las partículas sino la extrema energía de las colisiones —hasta 14 teraelectronvoltios— la que podría crear un agujero negro microscópico.
De hecho, una vez que el LHC comience a funcionar de nuevo y a producir colisiones, los físicos estarían fascinados si dicho instrumento creara un agujero negro en miniatura. Esta sería la primera evidencia experimental que apoyaría una teoría elegante pero que aún no ha sido probada y que, hasta la fecha, sigue causando algunas controversias. Es la llamada "teoría del todo", más conocida como Teoría de Cuerdas.
En la teoría de cuerdas, los electrones, los protones, los quarks y todas las demás partículas fundamentales son representadas como diferentes vibraciones de cuerdas infinitesimales que existen en 10 dimensiones: 9 dimensiones espaciales y una dimensión temporal. (Las otras seis dimensiones espaciales están escondidas por una u otra razón, por ejemplo porque se "enrollan" a una escala extremadamente pequeña). Algunos físicos promocionan la elegancia matemática de la teoría de cuerdas y su capacidad de integrar la gravedad con las otras fuerzas de la naturaleza. El ampliamente aceptado Modelo Estándar de la física de partículas no incluye a la gravedad, razón por la cual no predice que el LHC pueda crear un punto gravitacionalmente colapsado —un agujero negro— mientras que la teoría de cuerdas sí lo hace.
Muchos físicos han comenzado a cuestionar la veracidad de la teoría de cuerdas. Pero suponiendo por un momento que es verdadera, ¿qué sucedería cuando nazca un agujero negro en el interior del LHC? La sorprendente respuesta es: "no sucedería demasiado". Aun cuando el agujero negro sobreviviera por más de una fracción de segundo (lo cual muy probablemente no sucedería), es casi seguro que saldría disparado hacia el espacio. "Tendría apenas la masa de aproximadamente cien protones y se movería a una velocidad cercana a la de la luz; de modo que alcanzaría la velocidad de escape con facilidad", explica Johnson. Debido a que el agujero negro en miniatura tendría un tamaño menor que una milésima parte de un protón, su atracción gravitacional sería extremadamente débil, lo que lo haría capaz de filtrarse fácilmente a través de la roca sólida sin que siquiera pudiese llegar a tocar —o a succionar— materia alguna. Desde la perspectiva de algo tan pequeño, los átomos que conforman la roca "sólida" son casi enteramente espacio vacío: el vasto espacio entre los núcleos atómicos y los electrones que los orbitan. De modo que un agujero negro microscópico podría atravesar el centro de la Tierra y salir por el otro lado sin causar daño alguno, con la misma facilidad que podría atravesar algo más de 90 metros (300 pies) de terreno suizo. De cualquier modo, acabaría en el vacío casi absoluto del espacio, donde las probabilidades de tocar y succionar materia que lo hiciera crecer hasta convertirlo en una amenaza son todavía más pequeñas.
En consecuencia, la primera cosa que haría un agujero negro diminuto sería abandonar de manera segura el planeta. Pero hay otras razones, aún más poderosas, por las cuales los científicos creen que el LHC no representa ninguna amenaza para la Tierra. En primer lugar, la mayoría de los científicos considera que un agujero negro creado en el LHC se evaporaría casi con seguridad antes de llegar muy lejos. Stephen Hawking, el físico que escribió Una Breve Historia del Tiempo (A Brief History of Time), predijo que los agujeros negros producen radiación, un fenómeno conocido como Radiación de Hawking. Debido a esta pérdida constante de energía, los agujeros negros finalmente se evaporan. Cuanto más pequeño es el agujero negro, más intensa es la radiación de Hawking, y más rápidamente desaparecerá el agujero negro. Así que un agujero negro mil veces más pequeño que un protón debería desaparecer casi instantáneamente en un rápido estallido de radiación.
"La predicción de Hawking no está basada en la especulativa teoría de cuerdas, sino en principios bien entendidos de la mecánica cuántica y de la física de partículas", dice Johnson.
A pesar de sus fuertes fundamentos teóricos, la radiación de Hawking nunca ha sido observada directamente. Sin embargo, los científicos confían en que un agujero negro creado por el LHC no representaría ninguna amenaza. ¿Cómo pueden estar tan seguros? Gracias a los rayos cósmicos. Miles de veces por día, rayos cósmicos de alta energía colisionan contra las moléculas del aire de la atmósfera terrestre con una energía, al menos, 20 veces mayor que las colisiones más poderosas que pueda producir el LHC. En consecuencia, si este nuevo acelerador pudiese crear agujeros negros que devoraran la Tierra, los rayos cósmicos ya lo hubieran hecho miles de millones de veces a lo largo de la historia de la Tierra.
Y, sin embargo, aquí estamos. ¡Que comiencen las colisiones!
Telescopios de espejo líquido en la Luna
En un futuro no muy lejano, podríamos tener telescopios gigantescos en la Luna. Esto sería así gracias a un equipo de astrónomos y ópticos que ha encontrado la manera de construirlos utilizando espejos líquidos. | |
Octubre 9, 2008: Un equipo de astrónomos y ópticos conocidos en todo el mundo podría haber encontrado la manera de construir telescopios "increíblemente grandes" en la Luna.
"Es muy simple", dice Ermanno F. Borra, profesor de física en el Laboratorio de Óptica (Optics Laboratory, en idioma inglés), de la Universidad Laval, en Quebec, Canadá. "Isaac Newton sabía que cualquier líquido, si se lo hace girar en un receptáculo poco profundo, adopta naturalmente una forma parabólica —la misma forma que necesita el espejo de un telescopio para atraer la luz de las estrellas hacia un foco. Esta podría ser la clave para fabricar un observatorio lunar gigante".
Derecha: Concepto artístico de un telescopio de espejo líquido giratorio en la Luna. Crédito de la imagen: Universidad de la Columbia Británica (University of British Columbia, en idioma inglés).
En la Tierra, se puede construir un espejo líquido bastante liso y perfecto si se mantiene su receptáculo en posición exactamente horizontal y si se lo apoya sobre un soporte de aire de baja fricción y de baja vibración, el cual gira mediante un motor síncrono, a una velocidad única y estable. "No es necesario que gire muy rápidamente", dice Borra. "El borde de un espejo de 4 metros de diámetro—el más grande que he hecho en mi laboratorio— viaja a sólo 4,8 km/h (3 millas por hora); o sea, a aproximadamente la velocidad de una caminata rápida. En la gravedad baja de la Luna, giraría aún más lentamente".
Para fabricar la mayoría de los telescopios de espejo líquido en la Tierra se ha utilizado mercurio. El mercurio permanece derretido a temperatura ambiente y refleja cerca del 75 por ciento de la luz que recibe; es prácticamente tan bueno como la plata. El telescopio de espejo líquido más grande en la Tierra, el Gran Telescopio Cenital (Large Zenith Telescope, en idioma inglés), operado por la Universidad de la Columbia Británica (University of British Columbia, en idioma inglés), en Canadá, mide 6 metros de un lado a otro —un diámetro 20 por ciento mayor que el famoso espejo de 5 metros (200 pulgadas) del telescopio Hale, en el Observatorio Palomar, ubicado en California. Sin embargo, cuando se lo terminó de construir en 2005, el telescopio de espejo líquido canadiense, similar al del Palomar, costó menos de un millón de dólares, lo cual constituye un bajo porcentaje del costo de un telescopio de espejo sólido del mismo diámetro y sólo una sexta parte del costo original del telescopio del Palomar, en 1948.
"Nuestro estudio [con Borra] comenzó cuando yo aún era profesor de astronomía en la Universidad de Arizona, antes de que viniera a la NASA, en 2006", recuerda Worden. "El verdadero atractivo de esta propuesta es que podemos tener un telescopio increíblemente grande en la Luna".
No se puede trabajar el mercurio en la Luna: es muy denso y por lo tanto pesado para lanzar; además, es muy costoso y se evaporaría rápidamente cuando quedara expuesto al vacío lunar. Sin embargo, en los últimos años, Borra y sus colegas han estado experimentando con una clase de compuestos orgánicos conocidos como líquidos iónicos. "Los líquidos iónicos son básicamente sales derretidas", explica Borra. "Su tasa de evaporación es casi cero, así que no se evaporarían en el vacío lunar. También pueden permanecer en estado líquido a muy bajas temperaturas". Borra y sus colegas ahora están intentando sintetizar los líquidos iónicos que permanecen derretidos incluso a las temperaturas del nitrógeno líquido.
Abajo: El Gran Telescopio Cenital, de 6 metros, de la Universidad de la Columbia Británica, usa un espejo líquido para explorar el cielo. [Más información]
Mucho menos densos que el mercurio, los líquidos iónicos son apenas levemente más densos que el agua. Si bien no son altamente reflectantes por sí mismos, un espejo giratorio de un líquido iónico puede ser recubierto con una capa ultradelgada de plata como si fuera un espejo sólido. Lo más extraño de todo es que la capa de plata es tan delgada —sólo de 50 a 100 nanómetros— que en realidad se solidifica. En el vacío del espacio, un espejo líquido cubierto con una delgada capa sólida de plata no se evaporaría ni se empañaría.
No se puede inclinar un espejo líquido (es decir, moverlo de su posición horizontal) porque el líquido se derramaría, destruyendo de este modo el espejo. Pero eso no significa que un telescopio de espejo líquido no pueda ser enfocado. Diseñadores dedicados a la óptica están ahora experimentando con diferentes maneras de deformar electromecánicamente los espejos secundarios suspendidos sobre un espejo líquido —o incluso están probando diferentes maneras de deformar levemente el espejo líquido mismo— para apuntar hacia ángulos no verticales. Se utilizan técnicas similares para apuntar el gran radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico.
"Además", dice Borra, "si el telescopio está ubicado en cualquier lugar que no sean los polos exactamente, con cada rotación de la Tierra o de la Luna exploraría una banda circular de cielo. Y la rotación del eje de la Luna se mueve en un período de 18,6 años; de modo que en dicho período, el telescopio de hecho 'miraría' una región del cielo de buen tamaño".
Colocar un gran telescopio de espejo líquido cerca de los polos de la Luna resulta atractivo. El telescopio mismo podría estar ubicado cerca del fondo de un cráter que se encuentre permanentemente a oscuras, donde estaría a temperaturas criogénicas, lo cual resulta deseable para la mejor astronomía infrarroja. Sin embargo, se podrían colocar paneles solares en los picos de las montañas cercanas que están continuamente iluminadas con el fin de generar energía para mantener la rotación del espejo.
El hecho de que un telescopio de espejo líquido siempre "mira" directamente hacia arriba simplifica mucho su construcción y reduce la masa eliminando de este modo soportes pesados, engranajes y sistemas de control de enfoque, los cuales son necesarios para los telescopios orientables. "Todo lo que se necesita es el receptáculo para el espejo líquido mismo, el cual podría ser un dispositivo parecido a una sombrilla que se autodespliegue, con un soporte superconductor que prácticamente no tenga fricción, y un motor", dice Borra. Worden estima que todos los materiales para un telescopio lunar completo de 20 metros de diámetro pesarían "solamente unas pocas toneladas, de manera que podrían ser impulsados hacia la Luna en una misión sencilla del Ares 5, en la década de 2020". Los telescopios futuros podrían tener espejos de hasta 100 metros de diámetro —más grandes que un campo de fútbol.
"Un telescopio tan grande podría 'mirar' hacia atrás en el tiempo y remontarse al momento en el cual el universo era muy joven, hace apenas quinientos millones de años, cuando la primera generación de galaxias y estrellas se estaba formando", exclamó Borra. "Posiblemente lo fortuito sea más excitante: las cosas nuevas que podríamos descubrir y que simplemente no esperamos".
Worden dice: "Colocar un telescopio gigante en la Luna ha sido siempre una idea de ciencia ficción, pero pronto podría convertirse en realidad".
