Category: Ciencia



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  • El descubrimiento es un paso importante en la búsqueda de vida en otros mundos

La ciencia acaba de dar un nuevo e importante paso en la búsqueda de vida fuera de la Tierra. Se trata de la detección de una atmósfera en un mundo muy similar al nuestro, una Super Tierra llamada GJ 1132b con apenas 1,6 veces la masa terrestre y un tamaño solo 1,4 veces mayor. De hecho, se trata del exoplaneta más parecido al nuestro en el que se ha podido detectar hasta ahora la presencia de una atmósfera. El trabajo acaba de publicarse en The Astronomical Journal.

El equipo, que incluye investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía, utilizó para su hallazgo el telescopio de 2,2 metros ESO/MPG, en Chile, para obtener imágenes de la estrella anfitriona (GJ 1132) y medir los sutiles cambios de brillo causados por la absorción de luz tanto del planeta como de su atmósfera cada vez que pasa frente a ella.

Aunque no estamos hablando aún de una detección directa de vida en otro mundo, se trata de un importante paso en esa dirección. En efecto, la detección de una atmósfera alrededor de GJ 1132b marca todo un hito: es la primera vez que se consigue detectar una atmósfera en un planeta de masa y radio similares a los de la Tierra.

Precisamente, la estrategia que siguen actualmente los astrónomos para detectar signos de vida extraterrestre pasa por estudiar la composición química de las atmósferas planetarias, en busca de ciertos desequilibrios químicos que, para producirse, requieren de la presencia de organismos vivos. En la Tierra, la pista la da la presencia de grandes cantidades de oxígeno.

Aún estamos lejos de lograr una detección así, aunque este estudio nos coloca un poco más cerca del objetivo. Hasta ahora, en efecto, las escasas observaciones de atmósferas en exoplanetas se llevaron a cabo en mundos mucho más grandes y muy diferentes a la Tierra: gigantes gaseosos similares a Júpiter o mundos rocosos, pero muchas veces mayores que el nuestro. Por lo tanto, esta será la primera vez que se pueda analizar con detalle la atmósfera de un planeta similar en masa y tamaño al que nosotros habitamos.

GJ 1132b orbita alrededor de una enana roja en la constelación de Vela, a 39 años luz de distancia. Los científicos se fijaron en él precisamente porque, desde la perspectiva de la Tierra, pasa regularmente por delante de su estrella (cada 1,6 días), bloqueando una pequeña parte de su luz. Es decir, que lleva a cabo un tránsito cada poco más de día y medio.

A partir de la cantidad de luz bloqueada por el planeta cada vez que cruza por delante de su estrella, los investigadores pueden deducir su tamaño, que en este caso es de 1,4 veces el de la Tierra. Las observaciones, además, mostraron que el planeta parecía ser más grande en una de las longitudes de onda del infrarrojo que en las demás. Lo cual sugiere la presencia de una atmósfera opaca a esa luz infrarroja específica (lo que hace que el planeta parezca mayor), pero transparente en todas las demás longitudes de onda.

Los diferentes modelos atmosféricos llevados a cabo a partir de estos datos sugieren que la atmósfera de GJ 1132b es rica en agua y metano, lo cual encaja a la perfección con las observaciones realizadas.

A pesar de que aún no tenemos suficiente información para determinar si estamos, o no, ante un mundo con vida, sí que bastan para que los astrónomos se sientan optimistas. Las enanas rojas son la clase de estrellas más comunes y abundantes de nuestra galaxia (cerca del 75%) y si bien es cierto que suelen ser mucho más activas que el Sol, lo que significa que son capaces de “barrer” las atmósferas de sus mundos, los que consiguen conservarlas durante el tiempo suficiente se convierten en excelentes candidatos para albergar alguna forma de vida.

Los planes, ahora, son seguir muy de cerca las evoluciones de GJ 1132b con los mejores telescopios disponibles, como el Hubble y, a partir del año próximo, el James Webb, cien veces más potente y que permitirá analizar esa esperanzadora atmósfera con un detalle sin precedentes. Hasta ese momento, no queda más que mantener los dedos cruzados.


El Mundo

Recreación de un asteroide acercándose a la Tierra. NASA

Fue bautizado como 2014 JO25, tiene 650 metros de diámetro y fue descubierto por el Mount Lemmon Survey en mayo de 2014.

Se trata del asteroide de este tamaño que más se acerca al planeta Tierra en los últimos 13 años ya que se aproximará a la Tierra a una distancia aproximada de 4,6 distancias lunares el próximo 19 de abril. Cada distancia lunar corresponde a algo más de 384.000 kilómetros, la distancia entre la Tierra y su satélite, por lo que el asteroide pasará a unos 1,8 millones de kilómetros del planeta azul.

Este acercamiento es el más próximo de un asteroide, al menos de este tamaño o similar, desde el encuentro con 4179 Toutatis, que pasó a cuatro distancias lunares en septiembre de 2004, según el radar Goldstone de la NASA. El siguiente acercamiento previsto de un objeto con un diámetro mayor o igual a éste tendrá lugar cuando el asteroide 1999 AN10, de 800 metros de diámetro, se aproxime a una distancia lunar en agosto de este año.

El asteroide 2014 JO25 estará cerca del Sol hasta el próximo 19 de abril, momento en que se encontrará en una situación favorable para las observaciones y, a partir de entonces, se convertirá en uno de los principales objetivos del radar de asteroides durante este año. Debido a su cercanía al Sol, no se espera conocer su periodo de rotación antes de las observaciones del radar.

Los astrónomos calculan que este asteroide no se ha aproximado tanto a la Tierra desde hace, al menos, 400 años. Y no hay conocimiento de futuras aproximaciones tan cercanas como ésta hasta el año 2500.

A pesar de haber sido clasificado como un “Asteroide Potencialmente Peligroso” por el Minor Planet Center, no hay motivos para la alarma porque no hay riesgo de choque con la Tierra. Y es que este centro estadounidense califica bajo este nombre a todos los cometas o asteroides cercanos a la Tierra con una órbita tal que tiene potencial para acercarse a ésta y un tamaño suficiente como para causar daños significativos en caso de impacto. Además, se considera que los asteroides pertenecientes a esta lista no suponen una amenaza para la Tierra en los próximos 100 años o más. La última actualización de esta lista, en marzo de 2017, incluye a 1.786 asteroides.


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  • Un misterioso y potentísimo «flashazo» de rayos X acaba de ser detectado por el equipo de investigadores que opera el observatorio Chandra

Localización de la enigmática fuente de rayos X – NASA/CXC/F. Bauer et al

El Universo está lleno de señales que los científicos, sencillamente, no alcanzan a comprender. Señales tan energéticas y potentes que pueden ser captadas desde la Tierra incluso a distancias de miles de millones de años luz, pero cuyo origen, naturaleza y localización exacta se desconocen. Pueden llegar en las más diversas longitudes de onda, desde los rayos gamma a los rayos X o incluso en las frecuencias de radio, pero con una intensidad tal que resulta imposible atribuirlas a fenómenos naturales conocidos.

Astrónomos del mundo entero intentan captar estos repentinos estallidos que a menudo liberan, en menos de un segundo, más energía que el Sol en varios millones de años. Para ello se han construido poderosos telescopios que peinan el cielo cada uno en una longitud de onda concreta. Los brotes de rayos gamma, por ejemplo (GRBs por sus siglas en ingles), son los eventos más luminosos de todo el Universo y se cree, aunque no se sabe con certeza, que podrían estar producidos por la explosión de supernovas muy lejanas, o deberse quizá a fenómenos extremadamente violentos que aún no hemos sido capaces de identificar. Lo que sí sabemos es que es tal el brillo que producen que, por un instante, eclipsan a los miles de millones de estrellas que forman la galaxia a la que pertenecen.

Hace pocos días (otro ejemplo diferente) astrónomos del Instituto Harvard-Smithsonian se declaraban incapaces de explicar otro tipo de señal, esta vez un destello rápido de radio (FRB o Fast Radio Burst), de apenas unos nanosegundos de duración pero con una intensidad tal que los investigadores llegaron a preguntarse si no estaríamos ante el alarde tecnológico de una civilización extragaláctica muy avanzada. El primer FRB se descubrió en 2007, y hasta ahora solo se han detectado 18, sin que nadie haya logrado ofrecer una explicación lógica o coherente que justifique su existencia.

Y ahora le ha tocado el turno a los rayos X. Un misterioso, y también potentísimo «flashazo» de rayos X, en efecto, acaba de ser detectado por el equipo de investigadores que opera el Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA. Y lo han localizado mientras estudiaban la que es, hasta ahora, la imagen más profunda del Universo obtenida en esa longitud de onda. En un artículo que se publicará en junio en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, los científicos sostienen que es posible que la fuente de esta emisión sea algún tipo de evento sumamente destructivo, aunque de un tipo que nunca se había visto antes.

Una «fuente en llamas»

Esta misteriosa emisión de rayos X fue descubierta en octubre de 2014, y desde entonces el equipo de científicos trata de buscarle, sin éxito, una explicación. «Esta fuente en llamas -afirma Niel Brandt, uno de los autores del estudio- fue una maravillosa sorpresa que descubrimos de forma accidental durante un trabajo en el que tratábamos de explorar el Universo en el mal comprendido ámbito de los rayos X. Definitivamente, tuvimos suerte con este hallazgo, y ahora disponemos de un nuevo fenómeno transitorio que tendremos que tratar de explicar durante los próximos años».

Localizada en una región del cielo conocida como »Campo profundo Sur de Chandra» (Chandra Deep Field-South, o CDF-S), la fuente de rayos X tiene toda una serie de propiedades únicas. Por ejemplo, antes de octubre de 2014 no había ni rastro de ella en esa región de cielo estudiada por Chandra, pero de pronto apareció y en apenas unas horas multiplicó su brillo más de mil veces. La emisión duró todo un día, para ir debilitándose después hasta caer por debajo de la sensibilidad de los instrumentos del Chandra y desaparecer por completo.

Fueron necesarias miles de horas de trabajo de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer para determinar que el suceso provenía de una débil y pequeña galaxia situada a unos 10.700 millones de años luz de la Tierra. Durante unos minutos, la fuente de rayos X produjo mil veces más energía que todas las estrellas de esa lejana galaxia.

«Desde que descubrimos esa fuente -explica por su parte Franz Bauer, otro de los firmantes del artículo- hemos estado luchando por entender su origen. Es como si tuviéramos delante un rompecabezas, pero sin disponer de todas las piezas».

¿Qué es lo que han visto?

Durante los más de dos meses y medio que el Observatorio espacial Chandra estuvo observando la región CDF-S, la misteriosa fuente de rayos X no volvió a aparecer. Y tampoco se han encontrado señales similares en otras partes del cielo, que Chandra lleva observando desde hace ya 17 años. Y si bien es cierto que se han observado fuentes de rayos X en otras ocasiones, ninguna de ellas se aproxima siquiera a las características y propiedades de esta señal en concreto.

Para Kevin Schawinski, otro de los autores del artículo, »es posible que hayamos sido testigos de un tipo completamente nuevo de evento cataclísmico. Pero sea lo que sea, necesitaremos llevar a cabo muchas más observaciones para poder comprender qué es exactamente lo que hemos visto».


El Mundo

  • La nueva clasificación desafía muchas ideas sobre la relación entre las diferentes familias
  • Un mismo antecesor, originario del hemisferio norte, habría dado origen a todas las especies

Esqueleto real de un dinosaurio expuesto en Dinópolis. SERGIO ENRIQUEZ-NISTAL

El árbol genealógico de los dinosaurios se tambalea. Un nuevo estudio presenta una propuesta revolucionaria sobre su origen y evolución, que implicaría la reorganización completa de las actuales clasificaciones. Esta nueva teoría, desarrollada por investigadores de la Universidad de Cambridge y publicada en el último número de la revista Nature, cuestiona también aspectos fundamentales sobre la naturaleza de los primeros saurios.

Desde hace más de un siglo los dinosaurios se han clasificado en dos clados o grupos principales: los ornitisquios, caracterizados por una estructura pélvica similar a la de las aves, y los saurisquios, cuya pelvis se asemeja más a la de los reptiles. En el primer clado se incluyen los ornitópodos, como el Iguanodon, y los dinosaurios con coraza, como el triceratos o el estegosaurio. Los saurisquios, por su parte, agrupan a los grandes carnívoros terópodos, como el tiranosaurio, y a los saurópodos gigantes, como el diplodocus y el brontosaurio.

Sin embargo, la nueva clasificación propuesta por los investigadores de Cambridge establece una relación directa entre los ornitisquios y los terópodos, de manera que los dos quedan dentro de un nuevo clado, llamado Ornithoscelida. Por otro lado, en el grupo de los saurisquios permanecerían los grandes saurópodos, que los paleontólogos británicos agrupan con una de las especies más antiguas, los herrerasaurios.

La reconstrucción de las líneas evolutivas de cualquier orden biológico se realiza estableciendo relaciones de parentesco entre diferentes especies, en base a rasgos comunes compartidos por todos sus miembros. Los investigadores de Cambridge han seguido estos mismos principios para construir su clasificación. “Como los autores han usado métodos estándar, los resultados no pueden ser descartados sin más, como si fueran una mera opinión o especulación”, explica Kevin Padian, profesor de Biología en la Universidad de California, “sino que los análisis de rasgos que han realizado tendrán que ser examinados minuciosamente por otros investigadores”.

El antecesor común

Según sus autores, esta nueva clasificación implicaría también la redefinición y reorganización de diferentes subgrupos, además de obligar a realizar nuevas evaluaciones sobre el origen común de los dinosaurios y la evolución de sus rasgos. “El descubrimiento de nuevos especímenes nos ayudará a entender más y a llenar los vacíos en nuestro modelo”, señala Baron.

Baron sugiere que el origen de los dinosaurios se situaría en el hemisferio norte, en contra de lo que se creía hasta ahora, ya que la mayoría de sus miembros basales -es decir, las especies fundadoras- habrían habitado tierras septentrionales. La presencia de herrerasaurios y otros fósiles antiguos en Sudamérica y África ha hecho que muchos especialistas miren al sur como punto de partida, pero los investigadores británicos sostienen que estas especies podrían tener su origen en un antepasado común anterior que vivió en el norte, una teoría que apoyan en recientes descubrimientos de fósiles.

El equipo de Cambridge también afirma que estas especies basales eran omnívoras, ya que sus dientes tienen formas diversas, características tanto de herbívoros como de carnívoros. “Esta idea parece razonable, ya que muchos animales pequeños con dientes de varios tipos son omnívoros, pero esta condición no se cumple siempre, por lo que esta asunción podría no ser definitiva”, opina Paidan.

Recomponiendo las familias

Ya existían especulaciones sobre la posibilidad de que los ornitisquios pudieran haber evolucionado a partir de otro grupo preexistente. “Siempre han sido el grupo comodín”, explica Padian, “desde que aparecieron por primera vez, han sido los raros“. Este orden de dinosaurios tiene un extraño hueso adicional en la barbilla, sus incisivos son más pequeños, los dientes laterales son regulares y muy espaciados y los huesos de su cadera tienen una estructura particular.

A diferencia de la mayoría de saurios, los ornitisquios eran herbívoros, lo que en principio descartaba su parentesco con los terópodos. Sin embargo, la nueva clasificación se ha basado en el hallazgo de hasta 21 características anatómicas comunes entre ambos, que implicarían la existencia de un ancestro común.

En el otro orden, los herrerasaurios se convertirían en el pariente más cercano de los saurópodos, a pesar de que los primeros son carnívoros y los segundos herbívoros. El trabajo de Baron sugiere que terópodos y herrerasaurios desarrollaron la condición de carnívoros de forma independiente. “Será interesante ver cómo los paleontólogos acogen esta original y provocadora reevaluación de los orígenes y las relaciones entre los dinosaurios”, declara Padian.


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  • Un equipo de científicos españoles publicará cada dos meses un detallado informe meteorológico accesible al público

El vehículo ‘Curiosity’ en el Monte Sharp, que forma el pico central del cráter Gale NASA

El verano acaba de comenzar en el hemisferio sur de Marte pero, si hubiera algún ser humano viviendo allí, el tiempo no invitaría precisamente a dar un paseo. Una tormenta local de arena, 40 grados bajo cero de temperatura media con un pico máximo de -14ºC, 60 grados de diferencia entre el día y la noche, los vientos más fuertes del año… Son algunos de los datos meteorológicos recogidos en el parte del tiempo que acaba de publicar un equipo de científicos españoles del Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) a partir de la información recopilada por Curiosity, el vehículo robótico de la NASA que aterrizó en el planeta rojo en agosto de 2012. De momento, el rover es el único que tiene hacer frente a las inclemencias del tiempo marciano.

Se trata del primero de una serie de detallados informes meteorológicos dirigidos al público general que, a partir de ahora, serán publicados “cada mes marciano, es decir, cada dos meses terrestres“, según explica uno de sus autores, el investigador del CAB Jorge Pla García.

La estación meteorológica que Curiosity lleva a bordo, denominada REMS (Rover Environmental Monitoring Station), ha sido diseñada por los científicos españoles del CAB y lleva sensores para medir la temperatura del aire, del suelo, la radiación ultravioleta, la presión, la humedad y el viento. El rover se encuentra en el cráter Gale, una zona que según, explica Pla, no es muy representativa del resto del planeta: “Está en el ecuador de Marte y al igual que ocurre en la Tierra, los fenómenos meteorológicos en el ecuador son muy diferentes a los de las latitudes medias y altas. Suelen ser fenómenos muy repetitivos, mientras que en las zonas más cercanas a los polos o en latitudes altas, el tiempo es más cambiante”, señala en conversación telefónica.

Hasta ahora, los datos recopilados por REMS se cargaban en una aplicación para dispositivos móviles destinada a la comunidad científica. “Son, sobre todo, datos numéricos que no cuentan lo que está pasando en Marte. Cuáles son los frentes, las temperaturas, las oscilaciones entre el día y la noche y, sobre todo, qué tipo de circulación atmosférica hay en cada parte del año”, enumera Pla. La NASA difunde la evolución anual de los datos recabados por su rover, pero no de forma continuada.

“Normalmente se publican artículos científicos sobre los análisis de los resultados, pero queremos que el gran público conozca lo que estamos haciendo y cómo va evolucionando la atmósfera de Marte cada dos meses”, apunta Javier Gómez-Elvira, investigador principal del instrumento REMS y coautor del informe, junto con Jorge Pla y Antonio Molina.

Fenómenos parecidos en la Tierra

Para que el parte pueda ser entendido más fácilmente, añade Pla, están incluyendo ejemplos de lo que ocurre en nuestro planeta: “Por ejemplo, este mes hemos visto un fenómeno meteorológico prácticamente igual que el que se da en algunos lugares de la Tierra, comparable a los vientos Foehn de Los Alpes o los vientos Chinook en las Montañas Rocosas. Es la primera vez que se incluyen en un parte meteorológico marciano”, señala Pla. Las denominan ondas de montaña y tienen tanta fuerza que son capaces de hundir masas de aire que son más calientes que las del cráter hacia su interior. “Las masas de aire caliente deberían ascender en lugar de descender, pero estos vientos lo que hacen es hundirlas. Las temperaturas del interior del cráter suben por tanto muy rápidamente”, explica.

Por lo que respecta a las temperaturas, el equipo del CAB hace hincapié en la importancia de distinguir entre la temperatura del aire y del suelo. La del aire suele estar todo el año por debajo de los 0ºC mientras que la temperatura del suelo suele ser más alta. “Si camináramos por Marte, podrías tener los pies a 10ºC y la cabeza a 0ºC”, señala.

Así, la temperatura media del aire ha sido de -40ºC (la media mínima de -70ºC, y la media máxima, -12ºC). Por lo que respecta a la temperatura del suelo, la media ha sido de -33ºC.

60 grados de diferencia entre el día y la noche

“Lo más destacado es la diferencia entre el día y la noche, que este mes ha sido de 60 grados”, dice Jorge Pla. Y es que en una noche de verano marciana en esa región, pueden alcanzarse fácilmente los 80 grados bajo cero.

Durante la pasada primavera, se registraron las temperaturas más altas del año en esa zona, alcanzando los 4ºC de máxima al mediodía. También la radiación solar alcanzó su registro máximo anual en el cráter Gale.

¿Por qué hace tanto frío en Marte? Además de estar 1,52 veces más lejos del Sol que la Tierra (lo que hace que reciba un 43% de la luz solar que nos llega a nosotros), su tenue atmósfera (100 veces más liviana que la nuestra) es incapaz de retener el calor que entra.

De la lluvia nos olvidamos porque como recuerda Pla, “hace miles de millones de años que no llueve en Marte“. Más controvertido es el asunto de la nieve, pues ha habido algún investigador que ha propuesto que es posible que en los casquetes polares pueda nevar hielo de CO2, aunque esta teoría no ha sido demostrada.

Tormentas de arena

Las tormentas de arena son uno de los fenómenos más interesantes que ocurren en Marte. “Las tormentas locales se producen todos los años al llegar la primavera porque es cuando más pega el Sol en el hemisferio sur. La radiación solar calienta el suelo y levanta el polvo. Duran meses, por eso la tormenta que empezó en primavera continúa ahora”, detalla Pla.

Por otro lado, en Marte se forman tormentas globales de polvo, que son las que cubren totalmente el planeta. “Desde que aterrizó Curiosity no ha habido ninguna tormenta de arena global. Se sabe que se producen periódicamente, pero no con una cadencia exacta. Este año se esperaba una que no se ha producido finalmente. Habrá que esperar dos años terrestres (un año marciano) en estas mismas fechas para ver si se produce”, señala Gómez-Elvira.

En principio, una gran tormenta de arena no debería afectar al funcionamiento de Curiosity: “El rover se quedaría estático y las cámaras se cerrarían. El problema que podría causar es que la arena cubriera los paneles solares que suministran energía pero Curiosity lleva una pila radiactiva. Los rovers gemelos Opportunity y Spirit [llegaron a Marte en 2004] sí tenían paneles solares, pero después hubo tormentas de viento que limpió la arena”, señala Javier Gómez.

Fallo en los sensores de viento

Tras cuatro años y medio de exposición al hostil ambiente marciano, el estado de la estación meteorológica REMS es bueno con la excepción de los dos sensores de viento. Según explica Gómez-Elvira, uno de ellos nunca llegó a funcionar, pues se cree que se estropeó durante el aterrizaje, y el segundo ha tenido problemas debido al propio ambiente marciano, por lo que las mediciones del viento no han sido precisas.

El equipo español también se encargará de suministrar a la NASA la estación meteorológica que llevará su próximo rover , Mars2020, y que será una versión mejorada de la que lleva Curiosity , con modificaciones para evitar los problemas detectados en el sensor de viento y ofrecer nueva información sobre el clima marciano, por ejemplo, cómo es el contenido de polvo en la atmósfera.

“Necesitamos conocer el tiempo de Marte para saber qué nos vamos a encontrar cuando mandemos las siguientes futuras misiones robóticas y también misiones humanas. Conocemos muy poco sobre la atmósfera de Marte y necesitamos muchas más estaciones”, dice Pla.


El Mundo

  • El hallazgo podría aplicarse para mejorar sistemas de almacenamiento o transferencia de información en ordenadores cuánticos
  • “Esto abre la puerta a un nuevo mundo de fases de no equilibrio”, afirman los investigadores

Recreación artística del cristal de tiempo. E. Edwards/JQI

Desde que en 2012 el ganador del premio Nobel Frank Wilczek aventurase por primera vez la posibilidad de crear una nueva fase de la materia -a la que bautizó como cristales de tiempo-, este concepto sólo había sido debatido como posibilidad matemática. Ahora, dos grupos de científicos de las universidades de Harvard y Maryland han conseguido observar por primera vez estos elementos en un laboratorio. Los resultados de sus investigaciones acaban de ser publicados en el último número de la revista Nature.

 

Los cristales de tiempo son en realidad sistemas de átomos cuyos patrones se repiten no sólo en el espacio -como ocurre con cualquier otro tipo de cristal- sino también en el tiempo. Los experimentos suponen la confirmación de la existencia de lo que podría ser un nuevo tipo de materiales constantemente fuera de equilibrio; incapaces por naturaleza de encontrar una estabilidad.

“Esperamos que éste sea sólo un primer ejemplo y que puedan llegar muchos más”, afirma Andrew Potter, profesor asociado de Física en la Universidad de Texas y coautor de uno de los estudios. De acuerdo con los investigadores, algunas de estas nuevas formas de material podrían tener aplicaciones prácticas en el almacenamiento o transferencia de información en ordenadores cuánticos. “Esto abre la puerta a un nuevo mundo de fases de no equilibrio”, asegura Potter.

El equipo al que pertenece Potter, coordinado por físicos de la Universidad de Maryland, ha utilizado como base para sus experimentos átomos de iterbio cargados eléctricamente. Situándolos en el campo eléctrico correcto, los autores consiguieron que 10 de estos iones se elevasen por encima de la superficie. Posteriormente, aplicando un pulso de láser a intervalos regulares sobre los átomos en suspensión, lograron que girasen sobre sí mismos hasta establecer un patrón de movimientos repetido.

Sin embargo, los científicos observaron que la repetición de este patrón en iones no se producía con cada pulsión del láser, sino sólo con la mitad de frecuencia. En palabras de los investigadores, este efecto es similar al que se produciría pulsando dos veces la tecla del piano y logrando un único sonido. Este comportamiento cuántico anormal es el que anticipaban los físicos y el que les ha permitido confirmar que se encuentran ante un cristal de tiempo.

De la teoría a la práctica

El año pasado investigadores de la Universidad de California-Santa Bárbara (UCSB) afirmaron que los cristales de tiempo podían ser una realidad física y no sólo una teoría matemática. Para demostrarlo desarrollaron el concepto de “ruptura espontánea en la simetría de la traslación temporal”, con el que explicaban el comportamiento de esta nueva fase de material que nunca se equilibra. Y para verificar sus teorías, propusieron un experimento con iones atrapados, como los que se han llevado a cabo en los estudios que aparecen publicados en Nature.

En un artículo publicado el mes pasado en la revista Physical Review Letters, el profesor asistente de física de UC Berkeley, Norman Yao, describió los pasos a seguir para conseguir la creación de estos cristales e incluso predijo las diferentes etapas que rodean el cristal de tiempo, similares a los estados líquido y gaseoso del hielo.

Yao aventuró que los átomos en un cristal de tiempo nunca se establecen en lo que se conoce como equilibrio térmico, un estado en el que todos tienen la misma cantidad de calor. “A lo largo del último medio siglo, hemos estado explorando la materia de equilibrio, como metales y aislantes”, escribió Yao entonces, “ahora estamos empezando ahora a explorar un nuevo campo de materia no equilibrada”.


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  • Treinta años después de su explosión, la supernova más cercana a la Tierra sigue planteando dudas a los científicos
 Imagen de la supernova SN 1987A, en la Gran Nube de Magallanes - Archivo

Imagen de la supernova SN 1987A, en la Gran Nube de Magallanes – Archivo

El 23 de febrero de 1987, una supergigante azul llamada Sanduleak -69º 202 estalló como supernova en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea, a 169.000 años luz de distancia. El evento fue bautizado como SN 1987A, y fue la primera supernova desde el año 1604 distinguible a simple vista desde la Tierra.

Se trata, sin duda alguna, de un objeto único ya que, debido a su proximidad, se ha convertido en la supernova mejor estudiada en toda la Edad Moderna. Ahora, treinta años después del estallido, los científicos están en condiciones de detallar con bastante exactitud lo que le sucedió a la estrella Sanduleak -69º 202. Y también de decir, comparando la luz que nos llega de 1987A con la de otras supernovas lejanas, cuál es la historia de sus estrellas progenitoras. Sin embargo, no todos los misterios que rodean a SN 1987A han podido ser resueltos.

El fogonazo de luz de 1987A fue precedido por una ráfaga de neutrinos que llegaron a la Tierra tres horas antes que la propia luz de la explosión, que iluminó profusamente tres anillos de gas que rodeaban a la supernova. Los dos anillos exteriores son más débiles y distantes, pero el interior, el más cercano a la estrella, es grueso y denso, con un diámetro aproximado de un año luz. Los tres anillos están hechos de materiales emitidos por la propia estrella, que empezó a experimentar pulsaciones en sus capas más externas decenas de miles de años antes de explotar, toda una “ventana temporal” que nos permite estudiar el comportamiento de la estrella en el periodo anterior a su destrucción.

Tras el primer destello de luz de la supernova, los anillos se desvanecieron, aunque el más interior de los tres volvió a iluminarse cuando la onda de choque de la explosión lo alcanzó en el año 2001, provocando su calentamiento y la emisión de una gran cantidad de rayos X, que pudieron ser detectados por el Observatorio Chandra, de la NASA. El anillo siguió brillando hasta el año 2013, y a partír de ahí se fue desvaneciendo como consecuencia del “efecto de triturado” de la onda expansiva, que lo golpeó a más de 1.800 km/s.

La cuestión es que no todo el anillo se desvanece al mismo tiempo, sino que lo hace de manera desigual, algo que lleva años intrigando a los investigadores. ¿Es el propio anillo el que no es regular o es que la explosión de la supernova fue asimétrica? Para Kari Frank, de la Penn State University, que ha llevado a cabo las observaciones más recientes de 1987A con el Observatorio Chandra, si el anillo estaba desequilibrado en origen, podría significar que Sanduleak -69º 202 formaba parte de un sistema binario, es decir, que tenía una compañera invisible pero cuya gravedad estaba influyendo en la geometría del anillo. No lo sabemos todavía

El pulsar perdido

Otra cuestión intrigante es averiguar qué es exactamente lo que la supernova dejó tras de sí después de la explosión. Sanduleak -69º 202 tenía, antes de estallar, una masa 20 veces mayor que la de nuestro Sol, y tras convertirse en supernova podría haber dejado una densa estrella de neutrones en rápida rotación (esto es, un pulsar) cuando su núcleo se colapsó y emitió la primera ráfaga de neutrinos. Sin embargo, los astrónomos no han encontrado hasta ahora evidencia alguna de la existencia de ese supuesto pulsar.

“La razón más probable de que no hayamos visto nada todavía -explica Frank- es que hay aún un montón de gas frío y de polvo muy cerca del anillo”. Un gas que estáría actuando igual que un espeso banco de niebla, bloqueando las emisiones del pulsar y haciéndolo invisible a nuestros instrumentos. Sin embargo, ya que esa niebla se está disipando junto con los demás restos de la supernova, no hay más que esperar a que se diluya por completo para que revele, si es que existe, el pulsar que esconde en su interior. Algo que, según Frank, sucederá durante los próximos 30 años.

Los restos de una supernova se caracterizan por la enorme cantidad de polvo arrojado por la estrella al espacio interestelar. Un polvo que se enfría poco a poco y que contiene elementos como carbono, oxígeno, nitrógeno, silicio y hierro, todos ellos forjados en el interior de la estrella muerta y que servirán, eventualmente, como “materia prima” para la formación de una nueva generación de estrellas, planetas, e incluso vida.

Por lo tanto, los próximos treinta años serán, como lo han sido ya las tres décadas transcurridas desde la explosión, un nuevo periodo de aprendizaje y datos sorprendentes. SN 1987A tiene aún muchos secretos guardados y, para Frank, nos depara aún más de una sorpresa. Por ejemplo, la onda de choque, una vez superado el anillo interior, empezará a moverse por el espacio en nuevos territorios. “¿Qué encontraremos allí? -se pregunta el científico-. Sea lo que sea, estamos a punto de averiguarlo“.


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  • Probablemente, un cascarón cubría toda la superficie antes de que hubiera tectónica de placas
Las placas tectónicas, en la actualidad - USGS

Las placas tectónicas, en la actualidad – USGS

En la actualidad, los continentes de la Tierra están a la deriva sobre las placas tectónicas, unos bloques inmensos y perezosos que se deslizan lentamente por el globo. Su movimiento genera terremotos y cordilleras, amplía la extensión de los fondos marinos y permite el nacimiento de volcanes. Pero desde hace muchos años los geólogos se preguntan cómo empezó todo. Si desde que la Tierra nació estuvo recorrida por placas, o si hubo un periodo de calma en el que la superficie era más rígida que hoy.

Es difícil obtener una respuesta clara 4.500 millones de años después de la formación del planeta. Pero los geólogos han podido estudiar en Australia algunas de las rocas más antiguas que existen, con una edad de 3.500 millones de años, para tratar de encontrar pistas sobre qué ocurrió en los orígenes. En un artículo publicado en Nature este lunes, los científicos han concluido que, probablemente, al principio no había placas tectónicas. En primer lugar se formó un caparazón rígido que cubrió todo el planeta, pero después este se fragmentó y permitió el nacimiento de la tectónica.

«Nuestra investigación apoya la hipótesis de que la corteza continental se formó a partir de un “techo inactivo” al comienzo de la historia de la Tierra», ha explicado en un comunicado Michael Brown, profesor de geología en la Universidad de Maryland (Estados Unidos) y coautor del estudio.

Esta investigación no cierra el interrogante sobre los orígenes de la tectónica de placas, pero refuerza la hipótesis de que hubo un gran escudo de corteza cubriendo todo el planeta.

Para llegar a esas conclusiones, los investigadores fueron al cratón de Pilbara, uno de los dos lugares del mundo donde se pueden encontrar las rocas más antiguas. La región se encuentra al noroeste de Australia, y junto al cratón de Kaapvaal, permite obtener muestras de rocas que pertenecen al eón Arcaico, con una antigüedad de hasta 3.600 millones de años.

Allí recogieron unos granitos que pueden servir como un registro de la actividad tectónica, porque se suelen formar en arcos volcánicos, unos alineamientos de volcanes que se forman en los límites de las placas tectónicas. Además, analizaron unos basaltos de la formación de Coucal, junto al cratón de Pilbara. Estas rocas se forman en las erupciones de los volcanes y en los suelos oceánicos, que son a su vez las regiones donde la corteza de la Tierra crece bajo el océano gracias a la actividad de las dorsales oceánicas.

El motivo por el que estudiaron ambos tipos de rocas es que se suele considerar que ambos tipos de rocas están relacionados, y que se generan a causa de la tectónica de placas. Pero Brown y su equipo trataron de encontrar alguna explicación alternativa, para así sugerir la posibilidad de que en una etapa temprana de la vida del planeta no hubiera actividad tectónica.

Los investigadores analizaron los basaltos, y averiguaron cómo se comportarían a unas temperaturas y presiones muy elevadas, teniendo en cuenta su composición química. Gracias a esto, averiguaron que los granitos de Pilbara podrían haberse formado perfectamente a partir de los basaltos de Coucal, en un escenario donde en vez de placas, la Tierra completa hubiera estado cubierta por un caparazón de roca.

En ese escenario, la corteza habría estado muy caliente y a baja presión a pocas profundidades. Pues bien, al analizar los granitos y los basaltos, los científicos observaron que ambos parecían haberse formado justo bajo esas condiciones.

Por eso, han concluido que los granitos de Pilbara se formaron tras la fusión de los basaltos de Coucal en un entorno donde la temperatura aumentaba mucho con pocas diferencias de profundidad. Por eso, Brown y su equipo han concluido que los primeros continentes se formaron después de que se fracturase una gran coraza global de corteza.


El Mundo

  • Pensaban que estos animales se reproducían poniendo huevos
  • Hallan en China un embrión en el abdomen de un reptil marino
  • El primer reptil marino anfibio
Reconstrucción de 'Dinocephalosaurus' cazando y del embrión en su abdomen DINGHUA YANG/JUN LIU

Reconstrucción de ‘Dinocephalosaurus’ cazando y del embrión en su abdomen DINGHUA YANG/JUN LIU

El reptil marino Dinocephalosaurus vivió hace unos 245 millones de años en el territorio que hoy es China. Pariente lejano de los cocodrilos y aves actuales, tenía un larguísimo cuello y se alimentaba básicamente de peces. Los científicos pensaban que estos animales se reproducían poniendo huevos. Por eso, cuando examinaron por primera vez un fósil hallado en el sur del gigante asiático y vieron que tenía otro animal en su interior, creyeron que quizás se trataba de su última comida.

Sin embargo, ese animal que encontraron en su abdomen es, en realidad, un embrión porque, para su sorpresa, el reptil estaba preñado. El análisis detallado de este individuo, realizado por un equipo internacional de China, EEUU, Reino Unido y Australia, se publica esta semana Nature Communications.

Los investigadores, liderados por el chino Jun Liu, de la Universidad de Tecnología de Hefei, están seguros de que se trata de un embrión porque no hay duda de que el reptil que hay en su abdomen es de la misma especie que la madre. El tamaño del embrión es de un 12% del de la madre.

El fósil fue descubierto en 2008 en el yacimiento de Luoping, en la provincia de Yunnan, donde se han encontrado miles de fósiles excepcionalmente preservados. Pertenece a un tipo de animales denominados arcosauromorfos (Archosauromorpha) que surgieron hace unos 260 millones de años. El fósil de Dinocephalosaurus pertenece al mismo grupo que los dinosaurios, las aves y los cocodrilos, y los científicos creían que estos animales se reproducían exclusivamente poniendo huevos, pues hasta ahora no habían encontrado ningún fósil que indicara que podían dar a luz a sus crías.

El hallazgo de este fósil sirve, además, para llenar un importante hueco de 70 millones de años en la historia evolutiva de los arcosauromorfos en lo que concierne a su forma de reproducirse. Y es que, aunque se originaron hace 260 millones de años -a finales del periodo Pérmico-, las primeras pruebas que dan pistas sobre su sistema reproductivo son del Jurásico inferior. Se trata de embriones de dinosaurios asociados con huevos calcificados encontradas en China y Sudáfrica.

Evolución de los sistemas reproductivos

“Hasta nuestro descubrimiento no había información sobre cómo se reproducían los arcosauromorfos antes del periodo Jurásico”, señala Jun Liu, que considera que su hallazgo reescribe lo que se sabía hasta ahora sobre la evolución de los sistemas reproductivos.

Dinocephalosaurus era por tanto, un animal vivíparo. El embrión se desarrollaba dentro del vientre de la hembra tras la fecundación. Este proceso se conoce bien en los mamíferos, donde la madre tiene una placenta que sirve para nutrir al feto mientras se desarrolla. Algunas especies de serpientes o de lagartos dan a luz a sus crías, bien porque generan placentas que dan soporte vital a los fetos hasta que nacen o porque los huevos crecen en el interior del cuerpo de la madre y eclosionan poco antes del parto.

Los investigadores han descubierto además que en estos animales el sexo se determinaba por la genética (al igual que ocurre con los mamíferos y las aves) y no por la temperatura ambiental durante la incubación, como sucede con algunos reptiles actuales, como los cocodrilos, las tortugas o algunas especies de lagartos que carecen de cromosomas sexuales.

Los autores creen también que la combinación del parto y de la determinación del sexo por la genética fue necesaria para que animales como Dinocephalosaurus pudieran ser acuáticos.


ABC.es

  • Situado en el centro de un cúmulo, tiene una masa de 2.200 soles y puede ser el primero de tamaño intermedio descubierto
 Los agujeros negros de tamaño medio tienen una masa entre 100 y 10.000 soles - CfA / M. Weiss

Los agujeros negros de tamaño medio tienen una masa entre 100 y 10.000 soles – CfA / M. Weiss

El tamaño importa. Al menos en el caso de los agujeros negros, uno de los objetos más extraños y fascinantes de todo el Universo. Desde hace tiempo se conocen dos tipos extremos de estos devoradores de materia: los pequeños, que tienen el peso de varios soles; y los supermasivos, unos gigantes inconmensurables con la masa de millones o miles de millones de soles que suelen estar situados en el centro de las galaxias. Pero los astrónomos llevan mucho tiempo barruntando la existencia de una tercera categoría, una intermedia, con una masa de entre 100 y 10.000 soles. Quizás ya tengan la respuesta. Un equipo del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) ha encontrado pruebas de un agujero negro de tamaño mediano, con una masa de 2.200 soles, que se esconde en el centro de un cúmulo globular llamado 47 Tucanae, a 13.000 años luz de la Tierra.

¿Y qué tiene esto de particular? «Queremos encontrar agujeros negros de masa intermedia porque son el ‘eslabón perdido’ entre los de masa estelar y los supermasivos. Pueden ser las semillas primordiales que se convirtieron en los monstruos que vemos hoy en los centros de las galaxias», explica Bulent Kiziltan, autor principal del estudio.

La caza de este tipo de agujeros ha estado llena de contradicciones y sinsabores. En 2005, los astrónomos creyeron detectar uno intermedio en un cúmulo de la galaxia vecina Andrómeda, pero modelos alternativos demostraron que los datos podían ser explicados sin ese objeto. En 2014, el candidato M82 X-2 resultó no ser un agujero negro, sino una estrella de neutrones. Y otros propuestos tenía una masa demasiado pequeña. En resumen, que ese «eslabón perdido» seguía perdido.

Así que los astrónomos de Harvard se fijaron en 47 Tucanae, un cúmulo globular de 12.000 millones de años que se encuentra en la constelación austral de Tucana, el tucán. Denso y poblado, contiene miles de estrellas y dos docenas de púlsares en un globo de solamente 120 años luz de diámetro.

En realidad, no es la primera vez que este cúmulo es examinado en busca de un agujero negro central, pero los intentos anteriores no tuvieron éxito. En la mayoría de los casos, estas regiones del espacio se encuentran por la pista de los rayos X procedentes de un disco de material caliente que gira alrededor de ellas. Pero este método sólo funciona si el agujero se está alimentando activamente del gas cercano. El centro de 47 Tucanae no tiene gas, dejando hambriento a cualquier agujero negro que pueda estar al acecho allí.

El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea también revela su presencia por su influencia en las estrellas cercanas. Años de observaciones infrarrojas han mostrado un puñado de estrellas en nuestro centro galáctico girando alrededor de un objeto invisible con un fuerte tirón gravitacional. Pero el concurrido centro de 47 Tucanae hace que sea imposible ver los movimientos de las estrellas individuales.

Estrellas disparadas

Así que, en este caso, los investigadores tuvieron que arreglárselas y buscar otras evidencias. La primera fueron los movimientos de estrellas de todo el cluster. El ambiente de un cúmulo globular es tan denso que las estrellas más pesadas tienden a caer hacia el centro de la agrupación. Un agujero negro de tamaño mediano en el centro del cúmulo actúa como una «cuchara» cósmica y revuelve la olla, causando que esas estrellas sean catapultadas a velocidades más altas y mayores distancias. Esto imparte una señal sutil que los astrónomos sí pueden medir.

En efecto, mediante el empleo de simulaciones por ordenador de movimientos estelares y distancias, y comparándolas con las observaciones en luz visible, el equipo encontró que un agujero negro intermedio era la única explicación para semejante agitación gravitacional.

Los púlsares, restos compactos de estrellas muertas cuyas señales de radio son fácilmente detectables, también pusieron sobre aviso a los investigadores. Estos objetos también son impulsados por la gravedad del agujero central, haciendo que se encuentren a una mayor distancia del centro del cúmulo de lo que se esperaría si no existiera ningún agujero negro.

En conjunto, para los astrónomos estas pistas sugieren la presencia de un agujero negro de alrededor de 2.200 masas solares dentro de 47 Tucanae. Como este agujero ha eludido ser detectado durante tanto tiempo, los astrónomos creen posible que existan otros parecidos escondidos en otros cúmulos globulares. Habrá que continuar la búsqueda.

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