El estado de los ecosistemas marinos al final de este siglo

Un nuevo y ambicioso estudio describe la cadena completa de eventos capaz de causar que los océanos experimenten cambios biogeoquímicos importantes como consecuencia de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a las actividades humanas. Dichos cambios biogeoquímicos afectarían a virtualmente todos los ecosistemas marinos, e indirectamente a muchas comunidades humanas cuya economía depende en buena parte de la pesca.

Los futuros cambios biogeoquímicos del mar afectarán afectarían a virtualmente todos los ecosistemas marinos, pero sobre todo a los arrecifes de coral, las "praderas" de algas, y otros hábitats costeros. (Foto: NOAA CCMA Biogeography Team)

Los análisis anteriores sobre el futuro medioambiental de los océanos se han centrado primordialmente en el calentamiento de las aguas y su acidificación, perdiendo de vista las consecuencias biológicas y sociales del cambio climático, o abarcando solo las más obvias e inmediatas. Considerando la sinergia que puede darse entre diferentes fenómenos como el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua de mar y un declive en la productividad de los ecosistemas oceánicos, el nuevo estudio muestra que, si bien en algunas zonas marítimas los efectos serán mayores y en otras menores, no habrá rincón alguno del conjunto de todos los mares del mundo que pueda permanecer ajeno a los impactos del cambio climático cuando el presente siglo toque a su fin.

"La mayor parte de las zonas sufrirá los efectos simultáneos del calentamiento, la acidificación, y el declive en los niveles de oxígeno y en la productividad", explica Camilo Mora, del equipo de investigación y profesor en la Universidad de Hawái en Manoa, Estados Unidos. Las consecuencias de estos cambios simultáneos en la biogeoquímica oceánica, tal como argumenta Mora, afectarán a innumerables aspectos de la biología marina, incluyendo la supervivencia de especies, su abundancia, su área de distribución geográfica, el tamaño de los organismos, la biodiversidad, y el funcionamiento mismo de los ecosistemas.

Los efectos de estos cambios sobre la civilización humana presumiblemente serán muy graves. La pesca y el turismo estarán entre los principales sectores afectados. El estudio muestra que entre 470 y 870 millones de personas de entre las más pobres del mundo dependen para su subsistencia de los océanos, de los cuales obtienen de manera directa comida, trabajo, y por ende ingresos económicos, o viven en comunidades donde mucha gente subsiste gracias a los recursos marítimos.

Mora y Craig Smith, de la misma universidad, trabajaron con cerca de 30 científicos de instituciones de varios países, incluyendo a Chih-Lin Wei de la Universidad Conmemorativa de Terranova en Canadá, Lisa Levin del Instituto Scripps de Oceanografía, adscrito a la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, y Andrew Thurber de la Universidad Estatal de Oregón en el mismo país, para realizar el estudio.

Para el año 2100, la temperatura promedio global de la capa más superficial del mar podría experimentar un aumento de entre 1,2 y 2,6 grados centígrados, una reducción aproximada de la concentración de oxígeno disuelto de entre un 2 y un 4 por ciento respecto a sus valores actuales, un declive del pH de entre 0,15 y 0,31 (o sea un aumento de la acidez), y una disminución de la producción de fitoplancton de entre un 4 y un 10 por ciento con respecto a los valores observados en nuestros días. En cuanto al fondo del mar, se prevé que sus cambios en temperatura y pH serán menores, pero sus reducciones en el oxígeno disuelto serán similares a las de la capa más superficial del mar.

De los muchos hábitats marinos analizados en el estudio, los investigadores han determinado que serán los arrecifes de coral, las "praderas" de algas, y otros hábitats costeros los que experimentarán los mayores cambios en la biogeoquímica oceánica, mientras que los hábitats de aguas más profundas experimentarán cambios más pequeños.

La misión Planck llega a su final

El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea fue apagado el 23 de octubre tras pasar casi 4.5 años estudiando los restos de la radiación del Big Bang y la evolución de las estrellas y de las galaxias a lo largo de la historia del Universo.

Jan Tauber, científico del proyecto, fue el encargado de enviar el último comando al satélite, a las 12:10:27 UT, acto que marcó oficialmente el fin de las operaciones de la ‘máquina del tiempo’ de la ESA. 

Este satélite, puesto en órbita en el año 2009, estaba diseñado para analizar los débiles restos de la radiación del Big Bang – la Radiación Cósmica de Fondo (CMB, por sus siglas en inglés). La señal CMB nos muestra el Universo tal y como era unos 380.000 años después del Big Bang, y describe las condiciones iniciales a partir de las cuales se formó el Universo que conocemos hoy en día. 

“Planck nos ha ayudado más que ninguna otra misión a comprender mejor la evolución del Universo”, explica Álvaro Giménez, Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA. 

“El mapa de la señal CMB obtenido por Planck es el retrato más preciso de la infancia del Universo, pero nuestros cosmólogos continúan analizando la gran cantidad de datos recogidos por esta misión, con los que pronto se alcanzará un nivel de detalle incluso mayor”.

Planck y la radiación cósmica de fondo. (Foto: ESA and the Planck Collaboration - D. Ducros)

El final de esta misión empezó a prepararse el pasado mes de agosto, cuando el satélite se apartó de su órbita operacional, en torno al punto ‘L2’ del sistema Sol-Tierra, para situarse en una órbita heliocéntrica de estacionamiento a largo plazo, más estable y remota. 

A lo largo de las últimas semanas se llevó a cabo una serie de tareas para poner al satélite en modo de hibernación permanente, durante las que se agotaron sus últimas reservas de combustible y, finalmente, se apagó su transmisor. 

Nos llenó de tristeza realizar las últimas operaciones de Planck, aunque también ha llegado el momento de celebrar que esta extraordinaria misión haya concluido con éxito”, confiesa Steve Foley, Responsable de las Operaciones del Satélite Planck en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA. 

“Planck era un satélite muy sofisticado con una misión muy compleja, pero gracias al magnífico trabajo en equipo de los controladores de la misión, los especialistas en dinámica del vuelo, las estaciones de seguimiento y nuestros socios de la industria, Europa ha obtenido un excelente retorno científico de la inversión realizada”, añade Paolo Ferri, Responsable de las Operaciones de la Misión.

Los Estados miembros de la ESA aportaron tecnologías clave para la misión, entre las que destaca el innovador sistema de refrigeración que permitía mantener los instrumentos de Planck a tan sólo una décima de grado por encima de la temperatura más baja que se puede alcanzar en el Universo, -273.15°C, evitando que el calor emitido por el propio satélite enmascarase la señal del firmamento. Gracias a este sistema, la misión fue capaz de detectar fluctuaciones en la temperatura de la señal CMB de tan sólo unas pocas millonésimas de grado. 

Pero estas temperaturas tan extremas no se pueden mantener de forma indefinida, y el Instrumento de Alta Frecuencia (HFI) agotó sus reservas de helio líquido en enero de 2012, tal y como estaba previsto. 

El Instrumento de Baja Frecuencia (LFI) era capaz de seguir trabajando a una temperatura ligeramente superior gracias a los dos sistemas de refrigeración que seguían operativos, por lo que continuó realizando observaciones científicas hasta el pasado día 3 de octubre. Tras completar sus últimas actividades, se apagó de forma manual el día 19 de este mismo mes. 

El objetivo original de la misión era realizar dos observaciones del cielo completo, pero al final fue capaz de completar un total de cinco con los dos instrumentos, mientras que LFI terminó su octava a mediados de agosto.

“Planck continuó utilizando LFI hasta la semana pasada, superando todas las expectativas y proporcionándonos una gran cantidad de datos con los que seguiremos trabajando en el futuro”, explica Jan Tauber, científico del proyecto Planck para la ESA. 

El primer mapa de la tenue señal CMB obtenido por Planck se presentó a principios de este año, tras eliminar las interferencias provocadas por nuestra propia galaxia y por otros objetos en primer plano. Este proceso de filtrado dio como resultado un nuevo catálogo de objetos en el que destacan múltiples cúmulos de galaxias desconocidos hasta la fecha. 

Esta publicación también refinó los datos sobre las proporciones relativas de los distintos ingredientes que conforman el Universo, es decir, de la materia normal de la que están formadas las estrellas y las galaxias, de la materia oscura, que hasta ahora sólo se ha podido detectar de forma indirecta a través de sus efectos gravitatorios, y de la energía oscura, una fuerza misteriosa que podría ser la responsable de acelerar la expansión del Universo. 

“Planck nos presenta una nueva forma de ver la materia que compone el Universo y su proceso evolutivo, pero todavía seguimos trabajando para comprender mejor cómo se expandió el Universo desde algo infinitesimalmente pequeño a las extraordinarias proporciones que presenta en la actualidad, una cuestión sobre la que esperamos publicar más detalles el año que viene”, concluye Tauber. (Fuente: ESA)

Descubrimiento de la galaxia más densa conocida

En un espacio tan pequeño a escala cósmica como el que nos separa de Alfa Centauri, la estrella más cercana al Sol, poco más de 4 años-luz, se hace difícil imaginar que pueda haber más estrellas. Sin embargo, en otra región del cosmos, hay un espacio de las mismas dimensiones que acoge nada menos que a unas 10.000 estrellas.

Esta situación, que para nosotros sería del todo anómala, es la densidad normal de población de estrellas dentro de una galaxia a la que se considera ahora como la más densa conocida y que fue recientemente descubierta por un equipo internacional de astrónomos dirigido por Jay Strader, profesor de Física y Astronomía en la Universidad Estatal de Michigan en Estados Unidos.

Esta galaxia ultracompacta, aunque enana, se encuentra en lo que se conoce como el cúmulo de galaxias de Virgo, un grupo de galaxias ubicadas a unos 54 millones de años-luz de nuestra Vía Láctea.

Lo que hace tan especial a esta galaxia, llamada M60-UCD1, es que aproximadamente la mitad de su masa está concentrada en un volumen de espacio con un radio de tan sólo unos 80 años-luz. Esto implica que la densidad de estrellas en esa zona sea unas 15.000 veces mayor que la del vecindario interestelar de la Tierra en la Vía Láctea.

La pequeña galaxia amarillenta podría ser la más densa del universo. La foto grande fue tomada con el Telescopio Espacial Chandra de Rayos X. La foto pequeña del recuadro fue tomada con el Telescopio Espacial Hubble. (Imágenes: NASA)

Viajar de una estrella a otra sería mucho más fácil en M60-UCD1 que en nuestra galaxia. Dado que las estrellas están mucho más cerca unas de otras en esta galaxia, se necesitaría sólo una pequeña fracción del tiempo que en nuestro vecindario cósmico tardaríamos en completar un viaje desde nuestro sistema solar a la estrella más próxima después del Sol, Próxima Centauri, situada a unos 4,2 años-luz de la Tierra.
Otro aspecto interesante de esta galaxia es la presencia de una brillante fuente de rayos X en su centro. Una explicación para esto es un agujero negro gigante con una masa de unos 10 millones de veces la de nuestro Sol.

Los astrónomos están tratando de determinar si M60-UCD1 y otras galaxias enanas ultracompactas nacen como cúmulos de estrellas muy densos o si son galaxias que se vuelven más pequeñas porque sus estrellas periféricas, más dispersas, son arrancadas y arrastradas lejos, dejando solo la parte central de la galaxia original, una parte que siempre tiene una gran densidad de estrellas. El posible agujero negro masivo, combinado con la gran masa de la galaxia y otros rasgos favorecen esta última idea.

La galaxia fue descubierta usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). Las observaciones de seguimiento se realizaron con el Telescopio Espacial Chandra de Rayos X de la NASA, así como con telescopios ópticos terrestres, entre ellos el telescopio Keck de 10 metros en Hawái.

Otra estrella enlazada gravitacionalmente al sistema de Fomalhaut

Una investigación revela la existencia de un vínculo gravitatorio hasta ahora desconocido, aunque sospechado por algunos científicos, entre Fomalhaut y una estrella situada a 2,5 años-luz de distancia de ella.

En el universo, las estrellas pueden tener, girando a su alrededor, planetas, enanas marrones (astros mayores que un planeta normal pero con masa inferior a la necesaria para convertirse en estrellas), otros astros menores e incluso otras estrellas, aunque los respectivos campos gravitatorios influyen en la ubicación del centro de gravedad como en un tira y afloja cósmico. Si hay un objeto de gran masa y el resto son de masa muy inferior, como en el caso de nuestro sistema solar, el centro de gravedad estará muy cerca del centro mismo del objeto de gran masa. Si una estrella cuenta con otra de la misma masa, tenderán a girar la una alrededor de la otra en torno a un punto situado a una distancia intermedia entre ambas.

En algunos casos, las estrellas unidas gravitacionalmente entre sí están muy cerca, a una distancia no superior a la que separa Neptuno del Sol, y pueden estar tan próximas que sus capas más exteriores se rocen, llegando incluso a veces a fusionarse ambos astros. A menudo, las estrellas más cercanas la una de la otra se perciben de lejos como una sola, hasta que con mayor potencia de observación y análisis se logra discernir que son dos o más.

En otros casos, las estrellas unidas gravitacionalmente están tan lejos la una de la otra que pueden haber sido captadas por separado y desconocerse que existe ese vínculo entre ellas. Sólo un seguimiento largo y minucioso de su trayectoria en el firmamento puede desvelar ese vínculo.

Fomalhaut (también llamada Fomalhaut A, Alfa Piscis Australis o Alfa Piscis Austrini) es una estrella de color blanco con una masa el doble que la del Sol, más caliente y brillante que éste, y situada a unos 25 años-luz de la Tierra.

La estrella conocida como TW Piscis Austrini (o Fomalhaut B), con tonalidad anaranjada, de masa, temperatura y brillo menores que los del Sol, se halla a 0,9 años-luz de Fomalhaut, y está enlazada gravitacionalmente a ella. (No confundir Fomalhaut B con Fomalhaut b. Con letras mayúsculas se citan nombres de estrellas, y con las minúsculas los de planetas. Fomalhaut b es un planeta en órbita a Fomalhaut).

Los resultados de una nueva investigación a cargo del equipo de Eric Mamajek, profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester en Nueva York, Estados Unidos, que se han presentado oficialmente ahora, indican que la estrella LP 876-10, una enana roja situada a unos 2,5 años-luz de Fomalhaut, y a unos 3,2 de Fomalhaut B, está unida gravitacionalmente a Fomalhaut. Por tanto, se puede afirmar que el sistema estelar de Fomalhaut es triple, y la estrella LP 876-10 ahora se conocerá también como Fomalhaut C.

Mamajek y sus colaboradores han descubierto la naturaleza estelar triple del sistema de Fomalhaut después de un intenso trabajo calificable de detectivesco. "Me fijé en esta tercera estrella hace un par de años, cuando estaba representando los movimientos de estrellas cercanas a Fomalhaut para otro estudio", explica Mamajek. "Sin embargo, necesitaba recopilar más datos y formar un equipo de coautores para emprender un estudio basado en todas nuestras observaciones que permitiera discernir si las propiedades de la estrella encajaban con las que cabría esperar en caso de ser un tercer miembro del sistema de Fomalhaut".

La casualidad también tuvo su papel en esta historia detectivesca. Una reunión imprevista en Chile entre Mamajek y Todd Henry, de la Universidad Estatal de Georgia, Estados Unidos, y director del equipo del Consorcio de Investigación sobre Estrellas Cercanas (RECONS por sus siglas en inglés), permitió obtener la primera pista prometedora para resolver el misterio. Henry recuerda estar sentado con Mamajek en la cocina de un motel en La Serena, Chile, conversando con él sobre estrellas cercanas. 

A partir de aquí, y habiéndose Mamajek rodeado de un buen equipo de colaboradores, el trabajo detectivesco comenzó a dar sus frutos. Jennifer Bartlett, ahora en el Observatorio Naval de Estados Unidos, determinó una distancia preliminar a la estrella. Matt Kenworthy, del Observatorio de Leiden en los Países Bajos, midió el periodo de rotación, demostrando que Fomalhaut C gira muy deprisa sobre sí misma. Andreas Seifahrt, de la Universidad de Chicago en Estados Unidos, midió la velocidad radial de la estrella.

Mediante un análisis minucioso de los movimientos y de las mediciones espectroscópicas, los investigadores consiguieron averiguar con la suficiente precisión y fiabilidad la distancia y la velocidad de la tercera estrella, percatándose de que su trayectoria por el espacio delataba su vínculo gravitatorio con Fomalhaut.

Sin los datos que lo respaldan, no era fácil averiguarlo. Mirando al firmamento desde la Tierra, Fomalhaut C se ve bastante separada de la estrella grande y brillante que es Fomalhaut, tal como subraya Mamajek. Hay unos 5 grados y medio entre las dos estrellas, lo cual es como si estuvieran separadas por aproximadamente 11 lunas llenas para un observador mirando desde la Tierra.

Ambas estrellas se ven tan separadas debido en parte a que están cerca de la Tierra. Si estuvieran muy lejos, desde la Tierra las veríamos mucho más cerca la una de la otra en el cielo. El hecho de que se vean tan separadas es el principal motivo de que el vínculo gravitatorio entre LP 876-10 y Fomalhaut se haya pasado por alto durante mucho tiempo, pese a contar con medios técnicos para detectarlo. No mucho mejor fue la situación con respecto a Fomalhaut B. Aunque ya hubo astrónomos que lo sospecharon desde bastante tiempo atrás, sólo se pudo confirmar su vínculo gravitacional con Fomalhaut A en fechas recientes.

Fomalhaut A es lo bastante masiva como para poder ejercer la atracción gravitacional necesaria a fin de mantener "atada" a la pequeña estrella LP 876-10, a pesar de hallarse ésta a una distancia de Fomalhaut 158.000 veces mayor que la existente entre la Tierra y el Sol.

Fomalhaut A es una de las estrellas más brillantes en el cielo nocturno de la Tierra, y una de las pocas estrellas en las que se han captado imágenes directas de un planeta y de un polvoriento disco de "escombros" (material sobrante de la formación de planetas, así como fragmentos de cuerpos desmenuzados por colisiones, que pueden constituir lo que sería un cinturón asteroidal u otra estructura comparable).

Fomalhaut es una estrella famosa de la ciencia-ficción, apareciendo en novelas de este género escritas por Isaac Asimov, Stanislaw Lem, Philip K. Dick y Frank Herbert, entre otros. 

Aún quedan muchos enigmas sin resolver sobre el planeta detectado en órbita a Fomalhaut A y sobre el disco de escombros. Por ejemplo, los astrónomos están intrigados por la razón de que el planeta, Fomalhaut b, esté en una órbita muy excéntrica, y también por el motivo de que el disco de escombros no esté, aparentemente, bien centrado en torno a la estrella Fomalhaut A. Es posible que las dos compañeras lejanas de Fomalhaut, B y C, hayan perturbado gravitatoriamente al planeta y al disco de escombros.

Desde la perspectiva visual de un supuesto observador en un planeta hipotético en órbita a Fomalhaut C, la estrella Fomalhaut A se vería como una estrella blanca nueve veces más brillante de lo que vemos desde la Tierra a Sirio (la estrella más brillante en nuestro firmamento), o con un brillo parecido al del planeta Venus visto desde la Tierra. Fomalhaut B se vería como una estrella anaranjada de brillo más discreto, comparable al de Polaris en el firmamento terrestre. 

Aunque a Fomalhaut antes se le estimaba una edad de alrededor de 200 millones de años, ahora se tiende a creer que esta estrella y sus dos compañeras tienen, más o menos, el doble de esa edad. Pese a este aumento de edad, ésta sigue siendo pequeña en comparación con la de nuestro sistema solar, que es de unos 4.500 millones de años.

A menor distancia de la Tierra que Fomalhaut, hay otros 11 sistemas estelares que constan cada uno de dos o más estrellas. Entre éstos figura Alfa Centauro (Alfa Centauri), que es el más cercano al Sol. Las mediciones con las que se ha trabajado en el nuevo estudio indican que el sistema de Fomalhaut es, de entre todos los sistemas cercanos, el de mayor masa, y también el más holgado, en el sentido de las grandes distancias que separan a sus componentes.

La mayor acumulación conocida de cúmulos de estrellas en el universo

Se ha descubierto la mayor población conocida de cúmulos estelares globulares: Según la estimación del equipo de investigación, aproximadamente 162.000 se concentran como un enjambre en la densa zona central del gigantesco grupo de galaxias conocido como Abell 1689, uno de los más masivos de su clase.

El equipo internacional de astrónomos que ha hecho el hallazgo de esta colosal concentración de cúmulos de estrellas, valiéndose para ello del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea), también ha confirmado que las aglomeraciones cósmicas de este tipo se pueden utilizar como marcadores fiables para la materia oscura.

Imagen, obtenida por el Telescopio Espacial Hubble, de la más población numerosa de cúmulos globulares conocida en el universo, ubicada en el cúmulo de galaxias Abell 1689. (Foto: NASA/ESA)

Décadas atrás, los astrónomos se dieron cuenta de algo extraño en el cosmos: La velocidad de rotación de las galaxias y la conducta de los cúmulos de galaxias no podían ser explicados sólo por la fuerza de la gravedad asociada a la masa de las estrellas visibles o a la presencia de agujeros negros típicos. Algo más, invisible, indetectable pero sumamente potente, tenía que ejercer la fuerza requerida para provocar que la velocidad de rotación de las galaxias fuese más rápida que la esperada y provocar otros efectos anómalos parecidos captados en observaciones. Ese algo recibió el nombre de "materia oscura". Se la llama oscura porque no refleja ni absorbe la luz en forma alguna, visible o de otro tipo. Además, es extraordinariamente abundante. De hecho, se estima que esa fantasmal materia constituye más del 80 por ciento de la materia total del universo, en tanto que la materia normal representa en torno a un 15 por ciento. Sin embargo, a pesar de las abundantes pruebas de la influencia de la materia oscura, nadie ha podido observarla de modo directo.

El equipo de la astrónoma Karla Adriana Álamo Martínez, del Centro de Radioastronomía y Astrofísica (CRyA) adscrito a la Universidad Nacional Autónoma de México en Morelia, ha demostrado cómo la relación entre los cúmulos globulares y la materia oscura depende de la distancia desde el centro del grupo de galaxias. En otras palabras, sabiendo cuántos cúmulos globulares se encuentran a cierta distancia del centro del cúmulo de galaxias, es posible obtener una estimación bastante fiable de la cantidad de materia oscura allí presente.

En la investigación también han trabajado John Blakeslee del Instituto Herzberg de Astrofísica dependiente del Consejo Nacional canadiense de Investigación, y Rosa Amelia González de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Los cúmulos globulares, densos racimos de cientos de miles de estrellas, son muy a menudo los primeros "asentamientos estelares" que se establecieron en las galaxias. Contienen algunas de las estrellas más antiguas que sobreviven en el universo. Casi el 95 por ciento de la formación de cúmulos globulares se produjo hace mucho tiempo, en el periodo comprendido entre 1.000 millones de años y 2.000 millones de años después del Big Bang, la explosión ciclópea con la que se creó el universo, hace unos 13.800 millones de años según estimaciones recientes.

El cúmulo globular de estrellas en Abell 1689 es aproximadamente el doble de grande que cualquier otra población encontrada en inspecciones anteriores de cúmulos globulares. En comparación, nuestra galaxia, la Vía Láctea, aloja sólo alrededor de 150 cúmulos globulares. Además, Abell 1689 constituye el más distante de tales sistemas que haya sido estudiado a fondo hasta el momento. Está ubicado a 2.250 millones de años-luz de distancia de la Tierra.

Mirando en el interior del corazón de Abell 1689, el Hubble detectó el brillo de luz visible de 10.000 cúmulos globulares, algunos tan tenues que alcanzan la magnitud 29, que es una ínfima parte del brillo de la estrella más tenue que puede ser vista a simple vista. Sobre la base de ese número, el equipo de Blakeslee y Álamo ha hecho la estimación final de 162.000 cúmulos globulares de estrellas, concentrados en un espacio con un diámetro de 2,4 millones de años-luz.

El agujero negro de nuestra galaxia expulsa mucha materia de sus cercanías

Ubicación del agujero negro supermasivo Sagitario A* en el corazón de nuestra galaxia. (Foto: NASA)

Puede parecer una paradoja, ya que un agujero negro es capaz de engullir mediante su poderoso campo gravitatorio cualquier cosa, incluso la luz, pero a veces una combinación de fuerzas y fenómenos físicos alimentada en buena parte por el propio agujero negro, puede provocar el escape de materia de su vecindario. Ahora se ha visto un llamativo caso de esta clase, en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Valiéndose de observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Chandra de Rayos X de la NASA, unos astrónomos han dado un paso importante hacia la explicación definitiva de por qué el material alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea es extraordinariamente tenue en rayos X. El descubrimiento hecho por el equipo de Q. Daniel Wang, de la Universidad de Massachusetts en Amherst (Estados Unidos), Sera Markoff, de la Universidad de Ámsterdam en los Países Bajos, y Feng Yuan del Observatorio Astronómico de Shanghái en China, aporta datos de gran importancia para avanzar en el conocimiento de los agujeros negros.

Las nuevas imágenes que el Chandra ha tomado de Sagitario A* (su nombre incluye un asterisco), que se encuentra a unos 26.000 años-luz de la Tierra y cuya masa es aproximadamente 4 millones de veces mayor que la de nuestro Sol, indican que menos del 1 por ciento del gas inicialmente dentro del alcance gravitacional de Sagitario A* acaba alcanzando el punto de no retorno, la frontera que se conoce como horizonte de eventos. Esta frontera representa la distancia más cercana a la que la materia puede acercarse antes de quedar irremediablemente atrapada en el agujero negro. La mayor parte del gas que inicialmente está dentro del alcance gravitacional de Sagitario A* es expulsada antes de que llegue cerca del horizonte de sucesos y tenga la oportunidad de experimentar los fenómenos que aumentarían su temperatura de manera espectacular y le harían brillar mucho más. Como resultado, las emisiones de rayos X son débiles en vez de potentes.

El caso de Sagitario A* es un buen ejemplo de que los agujeros negros en la práctica no devoran todo lo que pasa cerca de ellos. A juzgar por las últimas observaciones, Sagitario A* tiene bastantes dificultades para atrapar la materia que pulula a su alrededor. El gas en el vecindario de Sagitario A* es muy difuso y muy caliente, por lo que le resulta difícil al agujero negro capturarlo y absorberlo.

El horizonte de eventos de Sagitario A* presenta una fascinante sombra que se recorta contra la materia incandescente que rodea al agujero negro. Esta investigación podría aportar datos útiles para las investigaciones encaminadas a analizar la sombra y deducir a partir de ella características del agujero negro.

El cambio climático global fue responsable de la mitad de los eventos meteorológicos extremos de 2012

Análisis recientes aportan nuevas evidencias del cambio climático causado por la humanidad presentes en media docena de eventos meteorológicos extremos de 2012. Así se expone en un informe confeccionado por 18 equipos de investigación de diversas partes del mundo.

Los autores del informe analizaron las causas específicas de 12 eventos meteorológicos extremos que ocurrieron en los cinco continentes y en el Ártico durante 2012.

Dicho informe ha sido publicado en el Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense (AMS). Tres científicos de la Administración Nacional estadounidense Oceánica y Atmosférica (NOAA) figuran entre los cuatro coordinadores principales del informe.

El estudio muestra que los efectos de las fluctuaciones naturales del clima y del tiempo meteorológico desempeñaron un papel importante en la intensidad y evolución de los eventos extremos de 2012. Sin embargo, en algunos eventos, los análisis revelaron evidencias incuestionables de que el cambio climático antropogénico, a través de la emisión de gases de efecto invernadero, también contribuyó de manera significativa a forjarlos.

Además de investigar las causas específicas de estos eventos extremos, los análisis redundantes de cuatro de ellos, que son un fuerte aumento de las temperaturas en Estados Unidos, el récord en el grado de deshielo del Mar Ártico, y las intensas lluvias en el norte de Europa y en la zona oriental de Australia, permitieron a los científicos comparar y contrastar las fortalezas y debilidades de sus varios métodos de análisis. A pesar de la distinta naturaleza de cada método, hay un considerable consenso entre sus valoraciones sobre el grado de responsabilidad del calentamiento global antropogénico en tales eventos extremos.

Herschel ayuda a detectar señales esquivas del universo primigenio

Gracias al observatorio espacial Herschel de la ESA y a un telescopio de la Antártida, un equipo de astrónomos ha detectado por primera vez una tenue distorsión en la radiación fósil del Big Bang que allana el camino para desvelar los primeros instantes de existencia del Universo.

Esta esquiva señal está relacionada con la distorsión que sufrió la primera luz del Universo en su viaje hacia la Tierra, debida a la influencia de los cúmulos de galaxias y de la materia oscura, una sustancia invisible que sólo se puede detectar de forma indirecta a través de sus perturbaciones gravitatorias. 

Este descubrimiento prepara el camino para detectar las ondas gravitatorias generadas durante la fase de rápida ‘inflación’ del Universo, en lo que ya está trabajando la misión Planck de la ESA. 

La radiación fósil del Big Bang – la Radiación Cósmica de Microondas o CMB, por sus siglas en inglés – quedó grabada en el firmamento cuando el Universo tenía apenas 380.000 años. Hoy en día, 13.800 millones de años más tarde, se puede detectar como una señal electromagnética a una temperatura de apenas 2.7 grados por encima del cero absoluto, esparcida por todo el cielo. 

Las pequeñas variaciones de la temperatura de esta señal – del orden de unas pocas décimas de millonésima de grado – desvelan fluctuaciones en la densidad del Universo primigenio, las semillas de las estrellas y de las galaxias que vemos hoy en día. La misión Planck de la ESA presentó el mapa más detallado hasta la fecha de estas variaciones de temperatura el pasado mes de marzo. 

Sin embargo, la señal CMB contiene mucha más información. Una pequeña fracción de esta radiación está polarizada, como la luz que vemos con gafas polarizadas. Esta característica de la señal sigue dos patrones diferentes: los modos E y los modos B. 

Los modos E se descubrieron en el año 2002 gracias a un telescopio en tierra. Los modos B, sin embargo, son mucho más difíciles de detectar, pero mucho más interesantes para los cosmólogos. 

Estos modos se pueden generar de dos formas diferentes. La primera está relacionada con la distorsión de la luz cuando atraviesa el Universo, debida a la influencia de las galaxias y de la materia oscura – un efecto conocido como lentes gravitatorias. 

Los orígenes de la segunda están ligados a una fase muy rápida de expansión del Universo, que se piensa que tuvo lugar apenas una fracción de segundo después del Big Bang, y que se conoce con el nombre de ‘inflación’. 

Un nuevo estudio ha combinado los datos obtenidos por el Telescopio del Polo Sur y por el observatorio espacial Herschel para detectar por primera vez la polarización de modo B de la señal CMB debida a las lentes gravitatorias. 

“Hemos logrado medir esta característica de la radiación gracias a una ingeniosa combinación de las observaciones realizadas desde tierra por el Telescopio del Polo Sur – que recogió la luz del Big Bang – y de las observaciones realizadas desde el espacio por Herschel, que es capaz de detectar las galaxias en las que la materia oscura provocó lentes gravitatorias”, explica Joaquín Vieira, del Instituto de Tecnología de California y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, que dirigió las observaciones de Herschel utilizadas en este estudio. 

Gracias a las observaciones de Herschel, los científicos determinaron la distribución de la materia responsable de las lentes gravitatorias a lo largo de la línea de visión, que luego compararon con la polarización de la señal CMB medida por el Telescopio del Polo Sur. 

“Es un punto de control muy importante; el hecho de que seamos capaces de detectar la polarización de modo B debida a las lentes gravitatorias presagia que podríamos llegar a detectar un tipo todavía más esquivo de polarización de modo B, la generada durante la inflación del Big Bang”, comenta Duncan Hanson, de la Universidad McGill de Montreal, Canadá, y autor principal del artículo publicado esta semana enPhysical Review Letters. 

Los científicos piensan que, durante la fase de inflación, las violentas colisiones entre cúmulos de materia y entre materia y radiación podrían haber generado un océano de ondas gravitatorias. Hoy en día, la huella de estas ondas podría perdurar en una componente de la polarización de modo B de la señal CMB. 

Si se logra detectar, esta señal proporcionará información fundamental sobre la infancia del Universo, incluso antes de que se generase la señal CMB, y confirmaría la hipótesis de la inflación. 

El año que viene se presentarán los últimos resultados de la misión Planck de la ESA, y el más esperado es si se han detectado estos modos B de polarización. Mientras tanto, Herschel ha ayudado a marcar el camino. 

“Es fantástico ver cómo se han utilizado los datos de Herschel de esta forma tan ingeniosa para detectar por primera vez los modos B debidos a las lentes gravitatorias en la polarización de la señal CMB”, explica Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA. “Este trabajo es un nuevo ejemplo del valioso legado de Herschel”. (Fuente: ESA)