Detectan por primera vez un óxido metálico fuera del Sistema Solar


El Mundo

Recreación artística del planeta WASP-19b y de su estrella madre, WASP-19 ESO/M.KORNMESSER

El planeta extrasolar WASP-19b fue descubierto en 2009 y, desde el principio, llamó la atención de los científicos debido a lo cerca que está de su estrella. Tan próximo está que sólo tarda 19 horas en orbitarla, lo que lo convierte en el planeta con el periodo orbital más corto observado hasta ahora fuera del Sistema Solar. La proximidad con su estrella hace que se trate de un mundo infernal, con temperaturas de unos 1.700º C.

En 2013 las observaciones realizadas con el telescopio Hubble permitieron detectar moléculas de agua en este gigante gaseoso, situado a unos 1.000 años luz de la Tierra. Los científicos han seguido investigando su composición química y, ahora, este planeta vuelve a ser noticia porque en él han detectado por primera vez un óxido metálico en su atmósfera. En concreto, óxido de titanio. También han encontrado pequeñas cantidades de sodio y han confirmado la presencia de agua, además de detectar una especie de neblina que lo envuelve.

El estudio, en el que participa Antonio Claret, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), se publica esta semana en la revista Nature y, según sus autores, abre la puerta al estudio en detalle de la química atmosférica en planetas extrasolares, es decir, aquellos que están fuera del Sistema Solar. “Este estudio abre un nuevo camino porque pensábamos que la detección de estos óxidos metálicos era prácticamente imposible, pero hemos demostrado que podemos hacerlo”, explica Claret en conversación telefónica.

En esta ocasión han utilizado el Telescopio Muy Grande (Very Large Telescope) que el Observatorio Europeo Austral (ESO) tiene en Chile. El instrumento empleado para las observaciones realizadas entre noviembre de 2014 y febrero de 2016 se llama FORS2 y permite obtener información sobre la composición química, la temperatura y la presión atmosférica. “Es un instrumento muy versátil”, afirma Claret.

WASP-19b pertenece a una categoría de planetas denominada júpiter caliente porque sus tamaños son comparables al de Júpiter pero están mucho más cerca de su estrella que Júpiter del Sol. “La estrella madre, WASP-19, es de tipo solar. Tiene el 90% de la masa solar y la temperatura de sus capas exteriores es de 5.600º Kelvin, muy parecida a la del Sol, que es de 5.800ºK. Sin embargo, tiene una peculiaridad. Y es que la estrella madre rota tres veces más rápido que el Sol“, detalla el investigador del IAA.

“Mientras que la Tierra tarda 365 días en orbitar el sol, el planeta WASP-19b sólo tarda 19 horas. Está muy cerca de lo que llamamos el limite de Roche, que es la distancia mínima a la que un planeta puede acercarse a su estrella madre sin romperse“, explica el físico teórico. Las fuerzas de la marea también actúan sobre los gases que componen este exoplaneta: “Sabemos que está muy achapado”, señala.

Un componente de los filtros solares

El óxido de titanio es un ingrediente frecuente en los filtros solares porque bloquea la radiación ultravioleta, pero en las atmósferas de planetas tipo júpiter caliente, también absorbe el calor. Y en cantidades suficientemente grandes, estas moléculas impiden que el calor se disperse a través de la atmósfera, dando lugar a una inversión térmica. Es decir, la temperatura es más alta en la atmósfera superior, lo opuesto a la situación normal.

No sabemos qué cantidad de óxido de titanio hay en WASP-19b, sólo podemos decir que está presente“, señala Claret. “Muchas veces tienes un determinado elemento o molécula en una región pero no necesariamente la ves porque tiene que haber unas determinadas condiciones físicas para que se haga visible”. Lo explica con el siguiente ejemplo: “Si al cocinar dejas caer un poco de sal en el fogón, verás que la llama azul se vuelve un poco amarilla debido a la presencia de sodio en la sal, pero cuando la tienes en una cuchara no pasa nada”, compara.

Según aseguran los autores del estudio, liderados por Elyar Sedaghatiel, el hallazgo de este óxido metálico permitirá mejorar los modelos teóricos que se usan para analizar las atmósferas de los mundos potencialmente habitables.

Guillem Anglada Escudé, astrofísico de la Universidad Queen Mary de Londres, considera que “la detección de óxido de titanio es ciertamente interesante porque es un material que se sabe que existe en las atmósferas estelares (estrellas con temperaturas entre 2.500 y 4.000 K; el Sol tiene 5.800K pero se detecta en las manchas que son típicamente más frías). En este sentido, el planeta tiene que ser bastante caliente y, su superficie, más parecida a la de una estrella que a la de un planeta”, señala el científico, sin relación con este estudio.

“El hecho de que se detecte y sea estable en la superficie de un planeta como éste, un júpiter caliente, probablemente implica que hay fuertes vientos y turbulencia en la atmósfera”, añade el astrofísico.

El enigmático mensaje con 2.000 años que podría autodestruirse antes de ser descifrado


ABC.es

  • Varios arqueólogos han hallado una pintada en un antiguo baño de Israel que podría acabar desapareciendo por su contacto con los elementos
Israel Antiquities Authority Se cree que las pintadas podrían haber sido por un bromista de la época

Israel Antiquities Authority
Se cree que las pintadas podrían haber sido por un bromista de la época

Desde varios buques, hasta diferentes especies de palmeras. Estos son los símbolos que, hace aproximadamente dos meses, fueron descubiertos en una cueva subterránea de Israel. En principio, podría parecer que no son más que ilustraciones realizadas por judíos de hace 2.000 años. Sin embargo, forman parte de un extraño mensaje que los científicos luchan a contrarreloj por descifrar. Y es que, tal y como ha informado la versión digital de «Live Science», al ser expuesta a los elementos, la pintura ha empezado a deshacerse por causas naturales.

El mensaje está formado por una serie de símbolos y letras dibujadas y talladas en la ladera de un «mikve», un antiguo baño ritual judío cuya finalidad era purificar el cuerpo y alma de aquel que se introdujera en él. El hallazgo fue realizado hace aproximadamente dos meses en Armona (Jerusalén) por miembros de la Autoridad de Antigüedades de Israel (IAA). Estos realizaban una inspección rutinaria de una antigua construcción de la zona cuando se percataron de que incluía una instalación subterránea con una sala de baño.

Un curioso mensaje

Los símbolos que adornan las paredes de yeso del baño incluyen, entre otras cosas, barcos, palmeras, varios tipos de plantas y, posiblemente, una menorah (una lámpara de aceite de siete brazos típica de esta religión). Según los expertos, una parte de estas marcas habrían sido realizadas con la mano mediante hollín y barro, mientras que el resto fueron talladas en la pared. Además de los susodichos dibujos, también han podido encontrarse varias palabras escritas en arameo que, según el grupo, están fechados entre el siglo 538 a.C. y el 70 d.C. (el denominado período del Segundo Templo).

«Esta concentración de inscripciones y símbolos de la época del Segundo Templo en un mismo lugar, y en un estado de conservación tal, es rara, única e intrigante», han explicado Greenwald Royee y Alexander Wiegmann, los directores de la excavación y pertenecientes a la Autoridad de Antigüedades de Israel (IAA), en un comunicado.

De momento, los investigadores trabajan a marchas forzadas para descifrar las inscripciones. Y es que, aunque están familiarizados con la mayoría de lo símbolos (destacando la vegetación y los navíos, que son muy habituales en los baños de construcciones similares), no sucede lo mismo con la menorá, la cual les ha dejado desconcertados. ¿La razón? Es la primera vez que la ven en un lugar como este, pues los antiguos judíos evitaban dibujarla por ser un objeto sagrado. De hecho, los investigadores han señalado qu la presencia de este símbolo podría cambiar radicalmente la esencia del mensaje.

La Autoridad de Antigüedades de Israel aún no ha adelantado una primera traducción, pero ya han afirmado que las palabras halladas están escritas en arameo y que podrían ser desde las marcas de un antiguo bromista, hasta una persona profundamente religiosa. Con todo, están teniendo que trabajar con rapidez, pues, desde que los símbolos han sido expuestos a los elementos (la luz, el aire y el agua) están desapareciendo poco a poco. Por ello, la rapidez es clave para poder preservarlos.

Los planetas podrían influir sobre la actividad magnética del Sol


La Vanguardia

  • “Nuestro estudio podría contribuir a entender mejor los intervalos de tiempo en los que el Sol no presenta manchas”, dice el físico Ferriz-Mas, miembro del equipo que ha efectuado este hallazgo
Imagen que muestra líneas de campo magnético del Sol GYI

Imagen que muestra líneas de campo magnético del Sol GYI

Es conocido que el Sol presenta un ciclo de once años, a lo largo del cual su actividad magnética (que se manifiesta en forma de manchas, explosiones que liberan energía y eyecciones de materia al espacio interplanetario) varía entre un mínimo y un máximo. Pero, además de este ciclo de once años, basado en el número de manchas que aparecen en la superficie del Sol, también se ha observado la existencia de otros ciclos de actividad magnética con periodos más largos de 88, 104, 150, 208 y 506 años.

Ahora un grupo de físicos, entre los que se encuentra Antonio Ferriz-Mas, miembro del Grupo de Física Solar del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y profesor titular en la Universidad de Vigo, ha encontrado una coincidencia excelente entre los ciclos de periodo largo de actividad solar y los efectos de marea debidos a los planetas. Los resultados aparecen este miércoles destacados en la versión digital de la revista Astronomy & Astrophysics.

Se trata, cabe remarcarlo, de un artículo atrevido porque intenta contrarrestar la concepción clásica de que lo que ocurre en el interior del Sol lo determina exclusivamente el propio Sol.

“Nosotros no decimos que el periodo de las manchas de once años del Sol las cause Júpiter. De hecho, nadie sabe por qué el periodo de las manchas tiene 11 años”, dice a LaVanguardia.com Ferriz-Mas. “Nuestro estudio se refiere a la modulación de la actividad magnética solar a largo plazo (como, por ejemplo, la aparición de los llamados Mínimos de Maunder)”, añade.

Los Mínimos de Maunder son prolongados intervalos de tiempo en los que el Sol, prácticamente, no presenta manchas. Poco después de que Galileo Galilei observara las manchas solares, éstas dejaron de apreciarse. En concreto, entre aproximadamente 1645 y 1715 (Galileo murió en 1642) apenas se detectaron manchas solares. Eso coincidió -con un pequeño desfase temporal- con un periodo de enfriamiento de la Tierra (al menos en el hemisferio norte) que se conoce como la pequeña edad de hielo.

Esta pequeña edad de hielo comenzó poco después de que dejara de haber manchas. “Pero no dejó de haberlas durante un mes o dos, sino alrededor de 75 años. Y esos periodos de ausencia de manchas de entre 75 y 100 años o más es lo que se denomina Mínimos de Maunder”, aclara este profesor de Física de la Universidad de Vigo. “Nuestro estudio podría contribuir a entender mejor los Mínimos de Maunder y la distribución temporal de éstos”, añade.

Este equipo internacional (Suiza, España y Australia) ha reconstruido minuciosamente la actividad magnética solar de los últimos diez mil años analizando para ello la concentración de isótopos cosmogénicos (los isótopos berilio-10 y carbono-14) en testigos de hielo de la Antártida y de Groenlandia. La serie temporal obtenida muestra unas periodicidades, aparte del conocido ciclo solar de once años, para las cuales no existía hasta ahora ninguna explicación en el marco de la teoría dinamo (es decir, la teoría que intenta dar cuenta de cómo se generan los campos magnéticos solares y estelares).

La capa donde se almacena el flujo magnético

El Sol no rota rígidamente, sino que posee una rotación diferencial en latitud y en profundidad; en particular, las regiones en el ecuador rotan más rápido que las de los polos. Pero esta rotación diferencial se da tan solo en el 30% más externo del Sol, en la llamada zona de convección. Bajo esta zona se encuentra la zona radiativa, en la que la energía se transporta por radiación (fotones) y donde la rotación es casi rígida.

Justo entre las zonas convectiva y radiativa existe una delgada capa, la tacoclina, donde se produce una transición muy marcada entre ambas zonas. Esta capa es crucial para el almacenamiento y amplificación del campo magnético solar, puesto que en ella se localizarían inicialmente los intensos tubos de flujo magnético que en algún momento originarán las manchas solares que se observan en la superficie.

Si la tacoclina estuviera un poco achatada y se desviase ligeramente de la simetría axial -por ejemplo, porque rotase alrededor de un eje ligeramente inclinado con respecto al eje de rotación del Sol-, los planetas podrían ejercer pares de fuerzas sobre la tacoclina por efecto marea (similar al que la Luna ejerce sobre los océanos terrestres). El efecto de marea, aunque pequeño, y hasta ahora despreciado, podría ser suficiente para afectar la capacidad de la tacoclina para almacenar los tubos de flujo magnético, precursores de las manchas.

El efecto de los planetas, a través de las fuerzas de marea, podría modificar ligeramente la estabilidad de la estratificación del gas en la tacoclina. “Esta modificación podría ser de una parte en 10.000 a una parte en 100.000. Es como si a una persona que tiene 100.000 euros le quitamos uno, no se da cuenta. Pues esta modificación tan pequeña podría ser suficiente para modificar la capacidad de almacenamiento de tubos de flujo magnético dentro de esa capa”, relata Ferriz-Mas.

Muchos científicos suponen, desde los años 80, que las manchas solares son simplemente grandes tubos de flujo magnético que ascienden desde esa tacoclina hasta la superficie del Sol, atravesando unos 200.000 km de zona convectiva.

“Si la estabilidad de la estratificación del gas en la tacoclina fuese distinta, esos tubos, cuando entraran en la zona de convección para ascender, serían demasiado débiles. Eso quiere decir que la convección los destrozaría por el camino y a la superficie sólo llegaría campo magnético difuso, no estructurado en manchas”, argumenta este científico.

Este grupo de físicos supone que cuando hay un Mínimo de Maunder no significa que no llegue campo magnético a la superficie, sino que ese campo no llega en forma de manchas. “El origen de todo está en la tacoclina”, señala Ferriz-Mas. “Si no hay en esta capa solar tubos de flujo del orden de 100.000 Gauss que entren en la zona de convección y empiecen a ascender, no hay manchas”, agrega.

“El campo magnético en la superficie terrestre, que ponemos de manifiesto con una brújula, puede tener una intensidad de entre 0,25 y 0,65 Gauss. Si los tubos de flujo no llegan a alcanzar los aproximadamente 100.000 Gauss, porque la estabilidad de la estratificación del gas en la tacoclina ha sido perturbada por el efecto de marea de los planetas, entonces éstos no mantendrían su identidad al atravesar la zona de convección y no podrían llegar a la superficie en forma de estructura coherente que diese lugar a manchas solares”, explica Ferriz- Mas.

Si todo lo relatado aquí se cumpliera, deberían encontrarse los mismos periodos en la actividad solar que en el torque [fuerza que se le ejerce a algo para hacerlo girar] ejercido por los planetas, como precisamente ha descubierto el equipo en el que participa el investigador Antonio Ferriz-Mas (IAA-CSIC).

Como indican los doctores J. A. Abreu y J. Beer del ETH de Zurich (Instituto Politécnico Federal), coautores del artículo, la influencia de los planetas sobre el magnetismo solar a larga escala temporal es una hipótesis interesante, que daría una explicación natural a los periodos de entre ochenta y ocho y dos mil doscientos años presentes en el registro de la actividad magnética solar. Si esto fuese así, este estudio puede tener implicaciones muy importantes para entender mejor cómo funciona el Sol y, en particular, la actividad magnética solar.