Una galaxia enana recién descubierta que gira alrededor de nuestra Vía Láctea presenta un misterioso fenómeno: parece estar emitiendo rayos gamma, según un análisis efectuado por físicos de varias universidades. La fuente exacta de esta luz de alta energía aún se ignora, y no hay una razón convencional por la que esta galaxia deba estar emitiendo rayos gamma, así que podría ser una señal de la presencia de una exótica forma de materia, denominada materia oscura, y cuya identidad se desconoce.

La galaxia, llamada, Reticulum 2, fue descubierta meses atrás, en los datos reunidos por la colaboración internacional DES (Dark Energy Survey), dedicada a cartografiar el cielo austral en un intento de indagar sobre la expansión acelerada del universo. Situa

da a unos 98.000 años-luz de la Tierra, Reticulum 2 es una de las galaxias enanas más cercanas detectadas hasta la fecha. Usando datos disponibles de forma pública del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA, el equipo de Savvas Koushiappas, de la Universidad Brown en Providence, Rhode Island, y Alex Geringer-Sameth, de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, ambas entidades en Estados Unidos, ha hecho el citado hallazgo de rayos gamma procedentes de la dirección de la galaxia que exceden lo que se esperaría del fondo normal.

Nadie sabe qué es la materia oscura, ni se la ha logrado ver directamente, pero su influencia gravitacional delata que existe y que es muy abundante. Diversas naturalezas han sido propuestas para la materia oscura.

Mapa del cielo que rodea a la galaxia enana recién descubierta, Reticulum 2. El brillo indica un posible exceso de rayos gamma procedentes de la dirección de la galaxia, en comparación con el fondo. (Foto: NASA/DOE/Fermi-LAT Collaboration/Geringer-Sameth & Walker/Carnegie Mellon University/Koushiappas/Brown University)

una teoría destacada sugiere que las partículas de materia oscura son partículas masivas de interacción débil (WIMPs), las cuales pueden aniquilarse unas a otras y emitir rayos gamma cuando colisionan. Los rayos gamma resultantes de la aniquilación de la materia oscura podrían detectarse. Si es así, entonces debería haber emisiones notables de rayos gamma emanando de lugares donde se cree que los WIMPs podrían ser muy abundantes, como los centros densos de las galaxias. El problema es que estos rayos de alta energía también se originan a partir de otras muchas fuentes, incluyendo los agujeros negros y los púlsares, lo que dificulta muchísimo distinguir la señal de la materia oscura de la del ruido de fondo.

Esa es la razón por la que las galaxias enanas son importantes en la búsqueda de tales supuestas partículas de materia oscura. Se cree que estas enanas carecen de otras fuentes productoras de rayos gamma, así que un flujo de este tipo procedente de una galaxia enana sería un indicador bastante fiable de materia oscura.

Insólita conducta magnética observada en la interfase entre dos materiales

Utilizando una técnica especial, unos investigadores han analizado una clase exótica de comportamiento magnético motivado por la mera proximidad de dos materiales. El nuevo hallazgo podría usarse para explorar una serie de fenómenos físicos exóticos, y podría llegar a emplearse en la producción de componentes esenciales para las futuras computadoras cuánticas.

El novedoso fenómeno sucede en la frontera entre un material ferromagnético y un tipo de material llamado aislante topológico, que evita que la electricidad fluya a través de todo su volumen interno pero cuya superficie, en cambio, es un conductor eléctrico muy bueno.

En la nueva investigación, realizada por el equipo de Mingda Li, Cui-Zu Chang, Ju Li y Jagadeesh Moodera, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, se ha comprobado que cuando se adhiere una capa de aislante topológico a una capa de material ferromagnético, allí donde se encuentran los dos materiales se desencadena un efecto llamado orden magnético dependiente de la proximidad, que produce un patrón magnético localizado y controlable en la interfase.

Este efecto de “magnetismo de proximidad” podría crear una banda prohibida, una característica necesaria para los transistores, en un aislante topológico, haciendo posible activar o desactivar un dispositivo que actuaría como componente esencial en cualquier arquitectura de la naciente espintrónica. A la espintrónica se la puede definir como una electrónica basada en el espín, el cual es una manifestación de la mecánica cuántica que podría describirse como apuntando hacia "arriba" o hacia "abajo". El espín es una propiedad fundamental del electrón y es responsable de la mayoría de los fenómenos magnéticos.

Este diagrama muestra la estructura de capas analizada por sus propiedades magnéticas. Las esferas amarillas representan átomos de telurio; las azules representan antimonio-bismuto; y las esferas moradas representan azufre. La esfera negra con una flecha denota un átomo de dopante, y las verdes con flechas muestran átomos de europio. Las diferentes flechas de color representan varias formas en las que un ion de europio puede verse afectado por la interfase entre los materiales. (Imagen: Cortesía de los investigadores)

La espintrónica es una gran promesa para enriquecer o incluso reemplazar a la electrónica tradicional. Mientras los circuitos electrónicos hacen circular a los electrones gracias a su carga, los circuitos de la espintrónica funcionarían basándose en el espín. Gracias a ello, operaciones típicas de la circuitería clásica, como la conmutación (el mecanismo que produce los ceros y los unos del código binario) podrían ser realizadas más deprisa y usando menos energía.

El efecto de magnetismo de proximidad descubierto en la nueva investigación también podría ser de gran utilidad en la arquitectura de las computadoras cuánticas, además de abrir nuevos campos de estudio en la física.

Mapeando la lenta muerte del Universo

Crédito: ESO

Un equipo internacional de astrónomos que están estudiando más de 200.000 galaxias han medido con una precisión hasta ahora no logradas la energía generada en una gran porción de espacio. Esto representa la más completa evaluación de la energía generada en el universo cercano. Confirma que la energía producida ahora en una sección del Universo es sólo la mitad de lo que fue hace 2.000 millones de años y que dicha reducción se observa en todas las longitudes de onda comprendidas entre el ultravioleta y el infrarrojo lejano. El Universo está muriendo lentamente.

El estudio incluye varios de los más potentes telescopios del mundo, incluyendo VISTA y VST (Observatorio de Paranal, Chile) del ESO. Además también se realizaron observaciones desde telescopios espaciales, dos operados por la NASA (GALEX y WISE) y otro de la Agencia Espacial Europea (Herschel).

La investigación es parte del proyecto Galaxy And Mass Assembly (GAMA), el mayor estudio multi longitud de onda jamás realizado.

Según Simon Driver (ICRAR, University of Western Australia), líder de extenso equipo que forma GAMA, "Hemos usado tantos telescopios terrestres y espaciales como hemos podido para medir la emisión de energía de más de 200.000 galaxias en el mayor rango posible de longitudes de onda".

Los datos del estudio, liberados el 10 de agosto a los astrónomos, incluyen medidas de la emisión de energía de cada galaxia en 21 longitudes de onda, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo lejano. Este conjunto de datos ayudará a los científicos a comprender mejor cómo diferentes tipos de galaxias se forman y evolucionan.

Toda la energía en el Universo fue creada en el Big Bang. Las estrellas brillan convirtiendo masa en energía, como describió la famosa ecuación de Einstein. El estudio de GAMA establece un modelo de la energía generada en un gran volumen de espacio tanto ahora como en diferentes tiempos en el pasado.

Según Simon Driver "si bien la mayor parte de la energía del Universo surgió a raíz del Big Bang, energía adicional está siendo generada constantemente por estrellas que fusionan elementos como el hidrógeno y el helio. Esta nueva energía es unas veces absorbida por el polvo y otras viaja a través de la galaxia originaria, o escapa al espacio intergaláctico y viaja hasta que choca contra algo, como otra estrella, un planeta o, muy ocasionalmente, con el espejo de un telescopio".

El hecho de que el Universo esté desvaneciendo lentamente es conocido desde finales de los 90, pero este trabajo muestra que esto es lo que está ocurriendo en todas las longitudes de onda entre el ultravioleta y el infrarrojo, representando la evaluación más completa de la emisión de energía del universo cercano.

Tal y como Simon Driver concluye, "El Universo declinará de aquí en adelante, deslizándose suavemente en la vejez. El Universo básicamente se ha sentado en el sofá, puesto la manta y está a punto comenzar una siesta eterna".

El equipo de investigadores espera extender el trabajo para mapear la producción de energía sobre la historia entera del Universo, usando nueva instalaciones, como el mayor radiotelescopio del mundo, el Square Kilometre Array, cuya construcción está prevista durante la próxima década en Australia y Sudáfrica. El equipo presentó su trabajo el pasado 10 de agosto en la XXIX asamblea general de la International Astronomical Union.

Fuente de la noticia: ESO

Los países ricos sufrirán los efectos de las inundaciones más intensamente

En el futuro, los países más poderosos podrían sentir las presiones de las inundaciones en una medida similar a la de los países en vías de desarrollo, según un estudio que publica la revista Science.

Para calcular el riesgo de inundaciones de determinadas poblaciones, investigadores de las universidades estadounidenses de Nueva York, Minnesota y Colorado han estudiado la probabilidad de que la población sufra un evento que genere daños, así como de qué manera la exposición de los ciudadanos a estos riesgos podría cambiar con el transcurso del tiempo.

Los científicos tuvieron en cuenta las variables del cambio climático, y la vulnerabilidad de la población a estos eventos adversos.

Tal como afirman los autores, este último factor está ampliamente influenciado por la riqueza de cada país en donde se encuentra el delta. Por ejemplo, un PIB elevado brinda al país la capacidad financiera de mitigar el impacto de las inundaciones, tanto a escala doméstica como regional.

El estudio incluye los cálculos de los 48 principales deltas fluviales con una población total actual estimada de más de 340 millones de personas.

Imagen de las tierras costeras y la pérdida de humedales del delta del río Mississippi tras cuatro décadas, según lo observado por Landsat (Landsat de USG / NASA). (Foto: Zachary Tessler)

Estos cálculos indican que aunque los deltas en países ricos –como los del Misisipi y el Rin– mostraron la misma probabilidad de sufrir eventos de inundación y tasas de exposición, los niveles de riesgo de estas zonas fueron mucho más estables, con las tendencias más bajas en comparación con todos los deltas que se analizaron en el trabajo.

Sin embargo, cuando los investigadores recalcularon los riesgos en el tiempo y tuvieron en cuenta los crecientes costes de la infraestructura a largo plazo, vieron que estas áreas eran las que tenían los mayores incrementos en cuanto a vulnerabilidad.

Los investigadores afirman que se necesitarán inversiones enfocadas a paliar los factores responsables de la degradación de los deltas por culpa del hombre, más que los propios síntomas, para preservar los deltas a largo plazo. (Fuente: SINC)

La constante gravitacional es la misma en todo el universo

La gravedad, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, parece tranquilizadoramente constante por todo el universo, según un estudio de 21 años de duración sobre un lejano púlsar. Esta investigación ayuda a responder a una antigua pregunta en cosmología: ¿es la fuerza de la gravedad igual en todas partes y en todas las épocas? La respuesta, por ahora, parece ser Sí.

Unos astrónomos, usando el radiotelescopio GBT que la NSF (Fundación Nacional estadounidense de Ciencia) tiene en Virginia Occidental, Estados Unidos, y que se gestiona a través del Observatorio Nacional estadounidense de Radioastronomía (NRAO), y valiéndose también de observaciones hechas desde el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, han analizado ciertos detalles del comportamiento de un púlsar conocido como PSR J1713+0747.

Los púlsares son los remanentes superdensos y de rotación muy veloz de estrellas masivas que estallaron como supernovas. Son detectados desde la Tierra por las emisiones de ondas de radio que emanan desde sus polos magnéticos y que barren el espacio a medida que el púlsar gira. Dado que son enormemente densos y masivos, si bien comparativamente pequeños (apenas de 20 a 25 kilómetros de diámetro), algunos púlsares son capaces de mantener una tasa de giro con una regularidad que rivaliza con la de los mejores relojes atómicos en la Tierra. Esto convierte a los púlsares en laboratorios cósmicos excepcionales para estudiar la naturaleza fundamental del espacio, el tiempo y la gravedad.

Un estudio de 21 años de duración sobre una pareja de estrellas antiguas, una un púlsar y la otra una enana blanca, ha ayudado a los astrónomos a conocer cómo actúa la gravedad en regiones y épocas distintas del universo. (Foto: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF))

Este púlsar en particular se halla aproximadamente a 3.750 años-luz de la Tierra. Orbita alrededor de una compañera, una estrella enana blanca, y es uno de los púlsares más brillantes y estables que se conocen. El análisis que el equipo de Scott Ransom, del Observatorio Nacional estadounidense de Radioastronomía, ha realizado sobre la interacción gravitacional entre este púlsar y la estrella enana blanca compañera ofrece evidencias claras de que la fuerza de la gravedad permanece constante a través del espacio.

La constante gravitatoria es una constante fundamental de la física, así que es importante poder garantizar su papel corroborándolo mediante observaciones de objetos de diferentes lugares, épocas y condiciones gravitatorias. El hecho de que veamos la gravedad comportándose igual en nuestro sistema solar que en un sistema estelar lejano ayuda a confirmar que la constante gravitatoria es realmente universal, tal como razona Weiwei Zhu, del equipo de investigación.

Observación de las perseidas en la Tierra y en la Luna

Todos los años, entre finales de julio y finales de agosto, la Tierra cruza los restos del cometa Swift-Tuttle, lo que provoca que multitud de partículas, denominadas meteoroides, choquen contra la atmósfera. Y conforme la Tierra se va adentrando en esta nube de meteoroides la actividad de las perseidas aumenta. En 2015 año esa actividad alcanzará su máximo durante la noche del 12 al 13 de agosto, y el fenómeno podrá observarse en condiciones especialmente favorables.

"El cometa Swift-Tuttle completa una órbita alrededor del Sol cada ciento treinta y tres años aproximadamente, y cada vez que se aproxima a nuestra estrella el Swift-Tuttle se calienta y emite chorros de gas y pequeñas partículas sólidas que forman la cola del cometa", señala José Luis Ortiz, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) (españa) que estudiará el fenómeno este año.

La mayoría de los meteoroides desprendidos del Swift-Tuttle son tan pequeños como un grano de arena, o incluso más, y cuando se cruzan con nuestro planeta impactan contra la atmósfera a una velocidad de más de 210.000 kilómetros por hora, equivalente a recorrer nuestro país de norte a sur en menos de veinte segundos. El choque produce un aumento de temperatura de estos fragmentos de hasta cinco mil grados en una fracción de segundo, que se desintegran emitiendo un destello de luz que recibe el nombre de meteoro o estrella fugaz.

Esta desintegración ocurre a gran altura, normalmente entre los cien y los ochenta kilómetros sobre el nivel del suelo. Las partículas más grandes (del tamaño de un guisante o mayores) pueden producir estrellas fugaces mucho más brillantes que reciben el nombre de bólidos.

Este año la Luna no interferirá en la observación del fenómeno, ya que aparecerá en el cielo poco antes del amanecer y, además, se encontrará en una fase muy menguada. Aprovechando las buenas condiciones de visibilidad de las perseidas de este año, el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y la Universidad de Huelva analizarán la composición de las partículas desprendidas por el cometa Swift-Tuttle mediante un nuevo espectrógrafo de alta resolución instalado en el Observatorio de La Sagra. En este observatorio se realizará, simultáneamente, una actividad de observación pública de las perseidas guiada por los responsables del estudio.  

Para disfrutar de las perseidas no es necesario utilizar telescopios ni ningún otro tipo de instrumento óptico. Solo es necesario observar el cielo desde algún lugar lo más oscuro posible y lejos de la contaminación lumínica de las ciudades.

"Estas estrellas fugaces podrán aparecer en cualquier lugar del cielo. Al prolongar su trayectoria hacia atrás parecerán proceder de un punto situado en la constelación de Perseo, y de ahí proviene el nombre de la lluvia de perseidas", señala Nicolás Morales, investigador del IAA que estudiará las perseidas desde el observatorio de La Sagra. Dado que la constelación de Perseo aparece sobre el horizonte unas cuantas horas después de anochecer, la probabilidad de ver perseidas aumenta conforme avanza la noche y tiene su máximo cerca del amanecer.

"Las perseidas también impactan contra la Luna", afirma José María Madiedo, investigador de la Universidad de Huelva. A diferencia de la Tierra, la Luna carece de una atmósfera que la proteja, por lo que los meteoroides colisionan directamente contra el suelo lunar a muy alta velocidad y se destruyen de forma brusca. En esa colisión se forma un nuevo cráter y se desprende un breve destello de luz que el ojo humano no puede percibir directamente, pero que sí puede ser detectado desde la Tierra con la ayuda de telescopios.

El estudio de estos destellos permite a los científicos obtener datos muy relevantes sobre las colisiones que se producen contra la Luna y contra la Tierra. De hecho, recientemente se ha publicado el primer estudio sistemático de destellos de impactos de perseidas en nuestro satélite. "Por este motivo, durante las noches de mayor actividad de las perseidas nuestros telescopios apuntarán también a la Luna para poder registrar cómo las partículas desprendidas del cometa Swift-Tuttle se desintegran contra el suelo lunar", concluye Madiedo. (Fuente: IAA)

Las sequías ralentizan el crecimiento de los bosques

Estudiar el impacto de las sequías en los bosques es fundamental para predecir los cambios en los ciclos de carbono, ya que los ecosistemas captan grandes cantidades de CO2 y las almacenan durante décadas en forma de madera. Las investigaciones realizadas hasta el momento asumían que, a pesar de los efectos de los eventos extremos, la vegetación se recuperaba total y rápidamente.

Sin embargo, un estudio, liderado por William Anderegg, de la Universidad de Princeton (EE UU) y que ha contado con la colaboración del Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC), demuestra todo lo contrario. Tras una sequía severa, los bosques ralentizan su crecimiento durante los primeros años, periodo en el cual disminuye su capacidad para actuar como sumideros de carbono.

Después de una sequía, “los bosques vuelven a restablecerse, pero necesitan entre dos y cuatro años para recuperar tasas de crecimiento similares a las previas a la sequía”, manifiesta a Sinc Jesús Julio Camarero, uno de los autores del trabajo publicado en Science e investigador en el IPE.

A largo plazo, la sequía reduce la fotosíntesis, el crecimiento y la captación de carbono de los árboles. “El legado debido a la lenta recuperación del crecimiento posterior a la sequía podría representar hasta un descenso del 3% de la capacidad de almacenar carbono en ecosistemas semiáridos como muchos de los bosques mediterráneos”, subraya el científico.

Bosques que han sufrido sequía en el suroeste de EE UU. (Foto: Leander Anderegg)

Para Camarero, el estudio indica que "nuestros bosques son capaces de almacenar menos carbono del que se había calculado con los modelos de clima y vegetación. Esto implica que el cambio climático puede ser también más rápido de lo que se pensaba”.

A esto se añade el hecho de que si la sequía es muy intensa o prolongada puede causar la muerte del árbol, “lo que convierte al árbol muerto de sumidero a emisor de carbono”, declara el experto.

El equipo recurrió a una base global de datos de crecimiento radial de los árboles –el International Tree-Ring Data Bank–, ya que los anillos de los árboles permiten reconstruir su crecimiento y tener una idea de cómo los bosques convierten el carbono en madera a lo largo del tiempo.

En total, se recuperaron datos históricos de crecimiento y formación de madera de una selección de más de 1.338 zonas de bosque, la mayoría en Europa y Norteamérica. A través de la dendrocronología, la ciencia que estudia los anillos de crecimiento, los investigadores determinaron el tiempo que habían necesitado los árboles para recuperar su crecimiento tras varias sequías observadas desde mediados del siglo XX.

Los resultados demuestran que en la mayoría de los bosques del mundo, los árboles han tardado varios años en recobrarse después de una sequía, aunque en algunos bosques de California y la región mediterránea se ha producido un crecimiento mayor de lo previsto después de que remitiese la escasez de agua.

Los bosques juegan un papel fundamental en la modulación del impacto del cambio climático sobre la biosfera, puesto que retienen gran parte de las emisiones de dióxido de carbono originadas por actividades humanas mediante la fotosíntesis, y transforman y almacenan parte de ese carbono sintetizado en forma de madera. Esta regulación del ciclo global de carbono es esencial para el planeta.

“Si la temperatura aumenta y con ella la evapotranspiración, los bosques pueden estar sometidos a sequías más severas y duraderas. La consecuencia de una mayor aridez sería una menor captación de carbono y una aceleración del calentamiento climático”, alerta Camarero.

Por ello, según el trabajo, los modelos de los sistemas actuales de predicción deberían incorporar el impacto de la sequía en los bosques para ofrecer predicciones más precisas sobre cómo la sequía alterará el ciclo global del carbono. (Fuente: SINC)