viernes, 11 de noviembre de 2016

¿Hacia las computadoras basadas en el ADN?

Unos investigadores han logrado conducir electricidad usando nanohilos basados en el ADN, el material del que están hechos los planos de construcción de los seres vivos, por así decirlo.

Más diminutos que el virus del SIDA; esa es la circunferencia de los transistores más pequeños. La industria ha miniaturizado los componentes básicos de sus chips de ordenador hasta los 14 nanómetros en los últimos 60 años. Los métodos convencionales, sin embargo, están alcanzando los límites físicos. Investigadores de todo el mundo están buscando alternativas. Una podría ser la autoorganización de componentes complejos de moléculas y átomos. Unos investigadores del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR) en Alemania, y la Universidad de Paderborn en el mismo país, han hecho ahora un importante avance: estos físicos condujeron una corriente a través de nanohilos dorados, que se formaron de manera autónoma mediante ensamblaje de hebras de ADN.

A primera vista, se parecen a líneas agusanadas frente a un fondo negro. Pero lo que el microscopio electrónico muestra de cerca es que las estructuras de tamaño nanométrico conectan dos contactos eléctricos.

Las mediciones hechas por el equipo de Artur Erbe, del Instituto de Física de Rayos Iónicos e Investigación de Materiales, dependiente del HZDR, muestran que se conduce una corriente eléctrica a través de estos diminutos hilos.

                                         Nanohilos dorados basados en el ADN. (Imagen: HZDR)

Erbe y sus colegas están aún en la fase de investigación básica, razón por la cual están usando oro en vez de un metal más barato. A pesar de todo, ya es mucho lo que han logrado hasta ahora; su trabajo ha abierto las puertas hacia un posible futuro en el que existan dispositivos electrónicos basados en el ADN, tal como cree Erbe que ocurrirá.

martes, 11 de octubre de 2016

Intentarán detectar materia oscura recreando un pequeño magnetar artificial

Unos físicos proponen un nuevo experimento para detectar una hipotética partícula elemental, el axión, que según algunas teorías constituiría la identidad secreta de la materia oscura. Si tiene éxito, la iniciativa podría solucionar uno de los misterios sin resolver más desconcertantes en física de partículas, así como aportar finalmente un conocimiento somero de la naturaleza de la materia oscura.

Los axiones son partículas elementales hipotéticas. Una de las características que se les atribuye, figurar entre las partículas más ligeras del universo, justificaría que resulten virtualmente indetectables.

Si existen, los axiones y otras partículas comparables, aún no observadas, podrían dar forma al 80 por ciento de la materia que hay en el universo, un porcentaje que corresponde a la enigmática materia oscura.

El equipo de Jesse Thaler y Benjamin Safdi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, y Yonatan Kahn (ahora en la Universidad de Princeton del mismo país), han ideado un experimento para detectar los axiones simulando un fenómeno astrofísico extremo conocido como magnetar (un tipo de estrella de neutrones que genera un campo magnético colosal). Estos físicos razonaron que en presencia de un axión, tal enorme campo magnético debería oscilar, muy ligeramente pero produciendo un segundo campo magnético, el cual, aun siendo muchísimo más pequeño, actuaría a modo de huella delatadora del axión.

La recreación del magnetar se podría hacer en un entorno de laboratorio controlado, usando tecnología adoptada de la técnica de visualización por resonancia magnética (MRI por sus siglas en inglés).

El diseño básico externo del experimento ABRACADABRA. (Imagen: Daniel Winklehner)


El núcleo del experimento consiste en una serie de bobinas magnéticas, enrolladas en forma de toroide, o donut, el cual es después encerrado en una capa de metal superconductor y mantenido en un refrigerador a temperaturas apenas por encima del Cero Absoluto (unos 272 grados centígrados bajo cero), para minimizar el "ruido" exterior. Los científicos planean usar un magnetómetro muy sensible, situado dentro del agujero del donut, para detectar cualquier señal de la influencia de los axiones.

Al experimento propuesto se le ha dado el nombre de ABRACADABRA (por las siglas en inglés de "A Broadband/Resonant Approach to Cosmic Axion Detection with an Amplifying B-field Ring Apparatus"). La palabra mágica por excelencia, "abracadabra", pasará pues a tener un significado adicional, esta vez en la ciencia.

martes, 30 de agosto de 2016

Confirman el aparente hallazgo de una quinta fuerza de la naturaleza

Unos descubrimientos recientes que indican el posible descubrimiento de una partícula subatómica previamente desconocida podrían ser la prueba de que existe una quinta fuerza fundamental de la naturaleza, según una nueva investigación.

Después de tanto tiempo asumiendo que son cuatro las fuerzas fundamentales (gravitación, electromagnetismo, y las fuerzas nucleares fuerte y débil), ahora parece que se ha descubierto una quinta. Si experimentos adicionales confirman su existencia, este descubrimiento cambiaría completamente nuestra comprensión del universo, con consecuencias para las teorías de unificación de las fuerzas y para las teorías sobre la identidad de la materia oscura, tal como subraya Jonathan Feng, coautor de la citada investigación y profesor de física y astronomía en la Universidad de California en Irvine, Estados Unidos.

Feng y sus colegas encontraron la pista inicial en un estudio de mediados de 2015, realizado por físicos nucleares experimentales de la Academia Húngara de Ciencias, que estaban buscando “fotones oscuros”, partículas que representarían a la invisible materia oscura, la cual constituye el 85 por ciento de la masa del universo. El trabajo de esos investigadores húngaros puso de manifiesto una anomalía en la desintegración radiactiva que apunta a la existencia de una partícula ligera, que solo sería unas 30 veces más pesada que un electrón.

Esos científicos no pudieron determinar que se tratase de una nueva fuerza. Simplemente vieron un exceso de eventos de partículas que indicaban la acción de una nueva, pero no estaba claro para ellos si era una partícula de materia o una partícula portadora de fuerza
Si experimentos adicionales lo confirman, este descubrimiento de una posible quinta fuerza cambiaría completamente nuestra comprensión del universo, en palabras del profesor Jonathan Feng, incluyendo aquello que mantiene compactas a las galaxias, como esta espiral llamada NGC 6814. (Foto: ESA/Hubble & NASA; Judy Schmidt)
Feng y sus colegas estudiaron los datos de los investigadores húngaros así como todos los experimentos anteriores en este campo y han llegado a la conclusión de que las evidencias no respaldan la teoría de las partículas de materia ni la de los fotones oscuros. En cambio sí encajan con una nueva teoría que han propuesto y que sintetiza todos los datos disponibles. A la luz de esto, el descubrimiento podría indicar la existencia de una quinta fuerza fundamental.

El trabajo del equipo de Feng indica que en vez de ser un fotón oscuro, la partícula podría ser un “bosón X protofóbico”. La fuerza eléctrica normal actúa sobre electrones y protones, mientras que este bosón recién descubierto interactuaría solo con electrones y neutrones, y en un rango extremadamente limitado.

No existe ningún otro bosón observado que tenga esta misma característica.

martes, 19 de julio de 2016

Un mapa tridimensional de 1,2 millones de galaxias para estudiar la energía oscura

Un equipo internacional de astrónomos del proyecto Sloan Digital Sky Survey  III (SDSS-III), en español, Cartografiado Digital del Cielo SLOAN, ha anunciado esta semana en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society los resultados más precisos sobre la energía oscura, la responsable de la expansión acelerada del Universo. El estudio, firmado por cientos de investigadores y entre los que se encuentran Marcos Pellejero Ibañez y José Alberto Rubiño, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se ha presentado en un artículo principal y 12 artículos secundarios. También cuenta con participación española del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC), en España.

Gracias al programa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), han elaborado el mayor mapa tridimensional de 1,2 millones de galaxias lejanas presentes en un volumen de 650 millones de años luz, equivalente a más de un cuarto del cielo. Este mapa les ha servido para medir esa aceleración y así determinar las cantidades de materia y energía oscura que componen el Universo en la actualidad.

BOSS permite calcular el ritmo de expansión del Universo midiendo el tamaño de las oscilaciones acústicas bariónicas (BAO, por sus siglas en inglés), unas ondas de presión que viajaban por el universo temprano –a los 380.000 años- a través de la materia. En ese momento, la materia y la luz se desligaron, formando el fondo cósmico de microondas (CMB), una radiación que ha quedado intacta prácticamente desde entonces y que nos permite estudiar las pequeñas variaciones en la densidad de la materia del Universo en su épocas más primitivas. Esas ondas quedaron congeladas en el tiempo y, como consecuencia de la evolución gravitatoria, produjeron a la larga una huella en la distribución de galaxias posterior que BOSS ha sido capaz de medir con una precisión sin precedentes.

Como resultado de esta metodología, se ha observado que las galaxias están separadas por una distancia característica, llamada “escala acústica”, determinada con precisión gracias a las observaciones del fondo cósmico de microondas realizadas por el satélite Planck, que la estima en 481 millones de años-luz.

Porción del cartografiado de la estructura a gran escala del Universo del Sloan Digital Sky Survey y el programa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Cada punto indica la posición de una galaxia hace 6.000 millones de años, La imagen cubre una vigésima parte del cielo, una porción de 6.000 millones de años luz de ancho, 4.500 millones de alto y 500 de profundidad. El color indica la distancia desde la Tierra, siendo las amarillas las galaxias más cercanas y las moradas las más lejanas. Las galaxias están agrupadas en cúmulos, revelando supercúmulos y vacíos cuya presencia se puede rastrear hacia atrás en el tiempo hasta la primera fracción de segundo después del Big Bang. La imagen contiene 48.741 galaxias, un 3% de todos los datos del cartografiado. Las manchas grises son pequeñas áreas sin datos. (Crédito: Daniel Eisenstein y SDSS-III)
Para medir el tamaño de estas antiguas ondas gigantes, con BOSS se elaboró un mapa galáctico varias veces más grande que los realizados hasta la fecha. Cuando fue planeado, ya se sabía que la energía oscura influía significativamente en el ritmo de la expansión del Universo, por lo menos, desde hace 5.000 millones de años, así que se diseñó para medir esas oscilaciones desde una época anterior (unos 7.000 millones de años) hasta casi la actualidad (2.000 millones de años).

El mapa también revela que las galaxias se mueven hacia regiones del Universo con más materia, debido a la atracción gravitatoria y que, además, las observaciones concuerdan con las predicciones de la Teoría de la Relatividad General. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la expansión acelerada del Universo es impulsada por un fenómeno como la energía oscura a las más grandes escalas cósmicas.

Marcos Pellejero Ibáñez, estudiante de doctorado en el IAC, y José Alberto Rubiño, investigador del mismo centro, junto a Chia-Hsun Chuang, del Leibniz Institute for Astrophysics, han ideado una nueva metodología para la extracción de información cosmológica de los datos de BOSS. Considerando el fondo cósmico de microondas y el mapa tridimensional de galaxias de BOSS para inferir los parámetros cosmológicos con mínimas presuposiciones sobre energía oscura, comprobaron diferentes modelos de la misma y confirmaron que el empleado en los últimos 18 años, basado en la constante cosmológica de Einstein, encaja con naturalidad.

“Aunque es computacionalmente complicado, hemos demostrado que se puede hacer un análisis profundo combinando de estas dos observaciones cosmológicas y usando modelos de evolución del Universo cada vez más complejos”,  explica Pellejero.

Por su parte, Rubiño añade que “la combinación de estos dos conjuntos de datos excepcionales, los del satélite Planck y BOSS, nos ha permitido además establecer las mejores cotas cosmológicas sobre la suma de las masas de las tres familias de neutrinos y su contribución relativa a la densidad total de materia.” (Fuente: IAC)


lunes, 4 de julio de 2016

El final del agujero en la capa de ozono

Una nueva investigación ha identificado señales claras de que el agujero en la capa antártica de ozono está empezando a cerrarse.

El equipo internacional de Susan Solomon, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, y Anja Schmidt, de la Universidad de Leeds en el Reino Unido.

Se confirma así que está en marcha definitivamente la recuperación plena de la capa de ozono, que protege la vida de la Tierra frente a los dañinos rayos ultravioleta del Sol.

El encogimiento del agujero ha variado de año en año, debido en parte a los efectos de las erupciones volcánicas.

Pero tener en cuenta los efectos de estas erupciones permitió a los autores del nuevo estudio mostrar que el agujero en la capa de ozono se está cerrando, y no ven ninguna razón por la que no debiera cerrarse de forma permanente hacia mediados de este siglo.

Estos nuevos y alentadores hallazgos muestran que el tamaño medio del agujero en la capa de ozono en cada mes de septiembre se redujo en más de 4,4 millones de kilómetros cuadrados (1,7 millones de millas cuadradas) desde el año 2000, unas 18 veces el área del Reino Unido.

Imagen en colores falsos que muestra la concentración de ozono sobre la Antártida el 2 de octubre de 2015. (Foto: NASA/Goddard Space Flight Center)



La investigación atribuye esta mejora al Protocolo de Montreal de 1987, que condujo a la prohibición del uso de los clorofluorocarbonos (CFCs), que por aquel entonces se empleaban ampliamente en neveras, botes con aerosoles (desodorantes, lacas, etcétera) y otros enseres.

Tal como destaca Solomon, ahora podemos estar seguros de que aquel protocolo y las decisiones políticas que lo secundaron han puesto a la capa de ozono en el camino hacia su recuperación. “El Protocolo de Montreal es una verdadera historia de éxito que proporcionó una solución a un problema medioambiental global”, subraya Schmidt.

sábado, 11 de junio de 2016

Puede haber vida en otros mundos desde antes de lo creído

Nuestra Tierra está compuesta en buena parte por rocas de silicatos, posee un núcleo de hierro, y en la corteza hay agua y las formas de vida del planeta. Pero los primeros mundos potencialmente habitables que se formaron en el universo debieron ser muy diferentes. Una nueva investigación, a cargo del equipo de Natalie Mashian, de la Universidad Harvard en Estados Unidos, sugiere que la formación planetaria en el universo temprano pudo crear planetas bastante ricos en carbono en los que serían relativamente abundantes materiales como el grafito, los carburos e incluso el diamante. Los astrónomos podrían hallar estos mundos buscando una rara clase de estrellas.

Tal como señala Mashian, hay buenas razones para creer que la vida extraterrestre estará basada en el carbono, como la de la Tierra, así que los resultados de la nueva investigación reafirman la idea y respaldan además la posibilidad de vida en el universo temprano.

Al principio, el universo estaba compuesto principalmente por hidrógeno y helio, y carecía de elementos químicos como el carbono y el oxígeno, que son necesarios para la vida tal y como la conocemos. Solo después de que las primeras estrellas estallaron como supernovas y sembraron el cosmos con el material que después se incorporó a la segunda generación de estrellas, comenzó a ser posible la formación de planetas como por ejemplo la Tierra y el surgimiento de formas de vida.

Mashian y Avi Loeb, del Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad Harvard y el Instituto Smithsoniano, todas estas entidades en Estados Unidos, examinaron una clase en particular de estrellas viejas conocidas como estrellas CEMP (por las siglas en inglés de estrellas pobres en metales y enriquecidas con carbono). Estas estrellas "anémicas" contienen solo una cienmilésima del hierro que tiene nuestro Sol, lo que significa que se formaron antes de que el espacio interestelar hubiera sido ampliamente sembrado con elementos pesados.

En esta ilustración, un planeta rico en carbono orbita alrededor de una estrella de aspecto parecido al del Sol, en el universo temprano. Las manchas azules señalan dónde se ha acumulado agua en la superficie del planeta, formando hábitats potenciales para la vida extraterrestre. (Imagen: Christine Pulliam (CfA). Foto del Sol: NASA/SDO)

Estas estrellas son fósiles del universo arcaico. Estudiándolas, podemos observar cómo los planetas, y posiblemente la vida, se iniciaron en el cosmos.

Aunque les faltan hierro y otros elementos pesados en comparación con nuestro Sol, las estrellas CEMP tienen más carbono de lo que se esperaría dada su edad. Esta relativa abundancia influiría en la formación de planetas ya que los esponjosos granos de polvo de carbono se unen entre sí con bastante facilidad y pueden formar mundos tan negros como el alquitrán.

Desde la distancia, estos planetas de carbono serían difíciles de distinguir de mundos más parecidos a la Tierra. Sus masas y tamaños físicos serían similares. Los astrónomos tendrían que examinar sus atmósferas en busca de señales de su verdadera naturaleza. Gases como el monóxido de carbono y el metano envolverían a estos mundos inusuales.

martes, 24 de mayo de 2016

Galaxia a 13.000 millones de años-luz

Se ha detectado a una de las galaxias más antiguas y lejanas del universo. Esta galaxia, que hasta ahora era desconocida, es visible en estos momentos tal como era hace unos 13.000 millones de años, cuando surgió de ella la luz que nos llega en la actualidad.

Una lente gravitatoria y un instrumento especial en el telescopio de 10 metros del Observatorio W.M. Keck, en la cima del Mauna Kea, Hawái, Estados Unidos, permitió al equipo de Kuang-Han Huang, de la Universidad de California en Davis, del mismo país, ver el objeto de luminosidad tremendamente débil.

Las lentes gravitatorias son un fenómeno que predijo Einstein. Dado que la gravedad puede curvar la trayectoria de la luz, es posible que la imagen de una galaxia distante sea amplificada a través de la “lente” creada por la gravedad de otro objeto situado entre ella y el observador. En este caso, la galaxia detectada está detrás de un cúmulo galáctico que es lo bastante masivo como para crear tres imágenes diferentes del objeto. Los astrónomos han podido mostrar que estas pertenecen a la misma galaxia porque poseen un espectro delatadoramente similar.

La galaxia no habría sido visible en absoluto si su luz no hubiera sido amplificada por la lente gravitatoria.

La imagen de esta galaxia lejana y de brillo tenue fue dividida en tres por una lente gravitatoria. Comparando el espectro de las tres imágenes (los recuadros blancos), los astrónomos constataron que pertenecen al mismo objeto, situado a unos 13.000 millones de años-luz. (Foto: Marusa Bradac/Hubble Space Telescope/W. M. Keck Observatory)

Con una edad de 13.000 millones de años, la antigüedad de esta galaxia la sitúa cerca del final de la época de la reionización, durante la cual la mayor parte del gas de hidrógeno entre las galaxias pasó, en líneas generales, de ser neutro a estar ionizado, a medida que el universo se iba poblando de estrellas.



lunes, 9 de mayo de 2016

Observado por primera vez el toro alrededor de un agujero negro supermasivo

Las galaxias AGN (del inglés Active Galactic Nuclei) son aquellas que albergan en su núcleo un agujero negro supermasivo con signos de actividad reciente. Este tipo de agujeros negros acretan material al tiempo que emiten gran cantidad de energía en un amplio espectro de longitudes de onda. Se cree que todas las galaxias, en algún momento de sus vidas, pueden ser galaxias activas.

Para que se desencadene un periodo de actividad, el agujero negro supermasivo central debe “alimentarse” y, durante mucho tiempo, se ha postulado que el combustible debía almacenarse en un disco de polvo y gas que rodearía al agujero negro. Aunque el entorno inmediato de los agujeros negros de las galaxias activas puede ser tan brillante como toda la galaxia que lo alberga, algunos de estos núcleos parecen quedar ocultos tras una estructura en forma de anillo de polvo y gas, llamada “toro”.

La forma de toro (o de dónut), adoptada en muchos modelos teóricos, explicaría muchas de las enigmáticas y espectaculares características observadas en las galaxias activas. Pero, debido a la gran distancia que nos separa de estos objetos, para aislar esa pequeña estructura es necesaria instrumentación avanzada y el uso de técnicas interferométricas, capaces de alcanzar una muy alta resolución angular .Esto ha sido finalmente posible gracias al conjunto de antenas de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Se trata de la primera vez que se observa con claridad un disco circumnuclear de este tipo, su composición, la emisión de polvo, la distribución del gas e incluso su movimiento.

Ilustración del núcleo de la galaxia NGC 1068. (Crédito: NASA/JPL-Caltech)


Esta galaxia es una de las más activas y, al mismo tiempo, de las más cercanas a nosotros (se encuentra a unos 50 millones de años luz), por lo que, durante décadas, ha sido objeto de numerosos estudios observacionales que han intentado detectar la presencia de ese disco de material en forma de toro en su centro, rodeando al agujero negro supermasivo.

Para Santiago García-Burillo, astrofísico del Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN), miembro de ASTROMOL e investigador principal de este trabajo, “Estas observaciones son un testimonio de lo que ALMA puede hacer, logrando detectar y resolver espacialmente estructuras de muy pequeño tamaño en galaxias cercanas. Podremos saber más sobre el comportamiento de estos discos y cómo se estabilizan alrededor de los agujeros negros supermasivos, alimentándolos hasta crear monstruos cuya masa puede alcanzar desde millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol”.

Con estas observaciones se demuestra la existencia de estos discos. Sin embargo, el toro descubierto en NGC1068 parece ser mucho más complejo de lo esperado. El siguiente paso será estudiar otras galaxias parecidas para saber si esta complejidad desvelada es un fenómeno común en las galaxias con núcleos activos o si, por el contrario, NGC 1068 es una excepción. (Fuente: ASTROMOL)

miércoles, 20 de abril de 2016

Una galaxia enana y oscura oculta en una imagen de lente gravitacional

Las leves distorsiones ocultas en la impresionante imagen del lente gravitacional SDP.81 generada por ALMA son indicios claros de que hay una galaxia enana merodeando en el halo de una galaxia mucho más grande situada a unos 4.000 millones de años luz. Este hallazgo sienta un precedente que permitirá a ALMA encontrar muchos más objetos similares y podría ayudar a los astrónomos a buscar respuestas para importantes preguntas sobre la naturaleza de la materia oscura.

En 2014, en el marco de la Campaña de Línea de Base de ALMA, un equipo de astrónomos estudió una serie de objetos astronómicos para poner a prueba la nueva capacidad de alta resolución del telescopio. Una de las imágenes experimentales obtenidas fue la de un anillo de Einstein, generado por la gravedad de una galaxia masiva que curva la luz emitida por otra galaxia ubicada detrás de ella, a unos 12.000 millones de años luz.

Este fenómeno, conocido como lente gravitacional, fue predicho por Einstein en la teoría de la relatividad general y constituye una poderosa herramienta para estudiar galaxias situadas tan lejos que, de no ser por este fenómeno, serían imposibles de observar. Asimismo, el lente gravitacional aporta información sobre las propiedades de la galaxia más cercana según la forma en que su gravedad distorsiona y enfoca la luz de objetos más distantes.

En un nuevo artículo que se publicará en The Astrophysical Journal, el astrónomo Yashar Hezaveh, de la Universidad Stanford (California), y su equipo explican cómo un análisis detallado de esta popular imagen reveló los rastros de una oscura galaxia enana oculta en el halo de la galaxia más cercana.

“Podemos detectar estos objetos invisibles de la misma forma que se ven gotas de lluvia en una ventana. Las ves porque distorsionan la imagen de los objetos de fondo”, explica Hezaveh. En el caso de la gota de lluvia, la distorsión de la imagen es provocada por la refracción. En esta imagen la influencia gravitacional de la materia oscura provoca distorsiones similares.

magen distorsionada de la galaxia más distante (arcos rojos) y más cercana (azul). (Imagen: ALMA)
Según las teorías actuales, la materia oscura, que representa cerca del 80 % de la masa del Universo, está hecha de partículas desconocidas que no interactúan con la luz visible ni con las demás formas de radiación electromagnética. No obstante, la materia oscura tiene una masa cuantificable, de manera que se puede identificar por su influencia gravitacional.

Para llevar a cabo su análisis, los investigadores hicieron trabajar miles de computadores en paralelo durante varias semanas, incluido Blue Waters, el supercomputador más potente de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU., para buscar anomalías sutiles que tuvieran un equivalente medible en cada “banda” de señales de radio. Al combinar estos datos, los investigadores obtuvieron una imagen sin precedentes del halo de la galaxia que actúa como lente —una zona difusa y prácticamente sin estrellas, alrededor de la galaxia—y descubrieron una característica aglomeración con menos de un milésimo de la masa de la Vía Láctea.

Debido a su relación con la galaxia más grande, la masa estimada y su ausencia en el espectro óptico, los astrónomos creen que esta anomalía gravitacional podría ser causada por un satélite extremadamente tenue y dominado por materia oscura. Según los modelos teóricos, la mayoría de las galaxias debería de tener numerosas galaxias enanas como esta y otros tipos de astros. Pero ha sido difícil encontrarlos. Incluso alrededor de nuestra propia Vía Láctea, los astrónomos han logrado identificar apenas unos 40 de los miles de objetos satélites que debería haber.

“Esta diferencia entre el número de satélites observados y las cantidades previstas en los modelos ha sido un gran problema para la cosmología desde hace unos veinte años, e incluso ha sido calificada como una ‘crisis’ por algunos investigadores”, señala Neal Dalal, de la Universidad de Illinois, quien forma parte del equipo. “Si estos objetos enanos están dominados por la materia oscura, esa podría ser la explicación, y nos ayudaría a entender la verdadera naturaleza de la materia oscura”, agrega.

Según los modelos informáticos de la evolución del Universo, al medir el nivel de “agolpamiento” de la materia oscura se puede determinar su temperatura. Por lo tanto, los astrónomos pueden contar el número de pequeñas aglomeraciones de materia oscura alrededor de galaxias distantes para medir la temperatura de la materia oscura, muy presente en el Universo.

“Si simplemente no existen esos objetos en los halos, entonces nuestro modelo actual de la materia oscura es incorrecto y tendremos que cambiar lo que pensamos y creemos saber sobre las partículas de materia oscura”, cuenta Daniel Marrone, de la Universidad de Arizona, quien también firma el artículo.

Este estudio, en cambio, sugiere que la mayoría de las galaxias enanas no puede ser detectada simplemente porque están compuestas de materia oscura invisible, y emiten poquísima o ninguna luz. “Nuestras mediciones actuales concuerdan con las predicciones sobre la materia oscura y fría", señala Gilbert Holder, de la McGill University, en Montreal (Canadá), quien participó en el estudio. “Para estar más seguros tendremos que estudiar muchos más lentes gravitacionales”, agrega.

“Esta es una excelente demostración de la capacidad de ALMA”, observa Hezaveh. “Ahora tenemos la certeza de que ALMA puede llegar a descubrir esas galaxias enanas. El próximo paso es seguir buscándolas para tener una idea de su abundancia y ver si las partículas de materia oscura podrían tener temperaturas más tibias”. (Fuente: ALMA/DICYT)

sábado, 16 de abril de 2016

Misterioso alineamiento rotatorio de agujeros negros

Unas radioimágenes del espacio profundo han revelado que unos agujeros negros supermasivos en una región lejana del universo están todos lanzando chorros polares de ondas de radio que denotan un alineamiento rotatorio.

El descubrimiento es el primero en revelar un alineamiento de chorros de agujeros negros masivos en el centro de sus respectivas galaxias, a lo largo de un gran volumen de espacio. El hallazgo hecho por el equipo internacional de Russ Taylor, de la Universidad de Ciudad del Cabo en Sudáfrica, y Preshanth Jagannathan, del Observatorio Nacional de Radioastronomía, en Socorro, Nuevo México, Estados Unidos, ha sido posible gracias a una inspección minuciosa, mediante captación de radioimágenes, realizada durante tres años y en la que se han observado las ondas de radio procedentes de una región llamada ELAIS-N1, usando el conjunto de radiotelescopios GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) en la India.

Los chorros son producidos por los agujeros negros supermasivos situados en los centros de estas galaxias, y la única forma de que exista este alineamiento es que todos ellos estén girando en la misma dirección.

La alineación es enigmática porque estos agujeros negros no tienen ninguna relación entre sí, ni forma alguna de influenciarse directamente a lo largo de escalas de distancia tan enormes.

Una imagen del mapa de ondas de radio que cubre la región ELAIS-N1, con los chorros de los agujeros negros alineados. La imagen de la izquierda tiene círculos blancos alrededor de las galaxias con agujeros negros centrales de rotación alineada; la de la derecha no tiene los círculos. (Foto: Russ Taylor)
La única explicación plausible sería que este alineamiento de giro se hubiera producido durante la formación de las galaxias en un pasado lejano, como resultado de fluctuaciones primigenias de masa en el universo temprano.


sábado, 9 de abril de 2016

Cambio de órbita para el plan espacial argentino

Con el desarrollo del Tronador II, la Argentina está muy cerca de entrar al selecto grupo de 10 países que tienen la capacidad de fabricar un lanzador de satélites. Se trata de un proyecto que comenzó durante la gestión del Gobierno anterior, al igual que la fabricación de los satélites de observación de la Tierra SAOCOM 1 y 2. Ambos son llevados adelante por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), un ente autárquico que funcionaba en la órbita del Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios. Con el cambio de gobierno y el desmantelamiento de esa cartera, el Poder Ejecutivo Nacional dispuso que la CONAE pasara a funcionar bajo la órbita del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (MINCYT), a través del Decreto 242/2016, publicado el pasado 26 de enero en el Boletín Oficial.

A raíz de la paralización del ARSAT-3, otro proyecto iniciado durante el Gobierno anterior, TSS consultó a la CONAE sobre la continuidad de los desarrollos espaciales a su cargo y los cambios que implica el traspaso de la institución de la órbita del Ministerio de Planificación al MINCYT. “La CONAE es un ente autárquico. Por lo tanto, sus objetivos generales están fijados por la ley de creación, así que no van a cambiar”, asegura Cristina Cambiaggio, miembro del directorio de la CONAE. “Ya hubo una reunión de directorio con el ministro Lino Barañao, en la cual él ratificó que los proyectos que se venían realizando van a seguir adelante”, indica Cambiaggio, doctora en física y exsubsecretaria de Evaluación Institucional del MINCYT.

La CONAE fue creada en 1991 por el decreto 995/91, ratificada por la ley 24.061 de presupuesto para 1992 y por la ley 11.672 de 1999. Es el único organismo del Estado nacional con competencia para entender, diseñar, ejecutar, controlar, gestionar y administrar proyectos, actividades y emprendimientos en materia espacial.

El desarrollo de la actividad espacial fue declarada como política de estado y de prioridad nacional en el año 2005, a través del Decreto 532/05. El año pasado se promulgó la Ley 27.208 de Desarrollo de la Industria Satelital, que la estableció como política de estado y aprobó el Plan Satelital Geoestacionario Argentino 2015-2035. Sin embargo, Cambiaggio aclara que, si bien la CONAE es la autoridad encargada de llevar el registro de todo lo que se envía al espacio, “no tiene nada que ver con los satélites de telecomunicaciones, porque trabaja con satélites de observación de la Tierra. Por supuesto que hay una relación tecnológica y los conocimientos se pueden compartir, pero son temas independientes”.


Con respecto a la continuidad del trabajo de la CONAE, Cambiaggio dice que, además de la palabra del ministro de Ciencia, han recibido el apoyo del presidente Mauricio Macri. “Conrado Varotto, director ejecutivo y técnico de la CONAE, me comentó que, en la última reunión de gabinete ampliado, realizada en Tecnópolis, luego de exponer los objetivos y proyectos que se están llevando adelante, todo el gabinete quedó gratamente impresionado y hubo una promesa formal de continuar con ellos”.

Los objetivos y proyectos de la CONAE están en el Plan Espacial Nacional. El último se realizó para el período 2004-2015 y, según Cambiaggio, actualmente están trabajando en la elaboración de un nuevo plan, en el que se explicita la continuidad de proyectos como el Tronador II, los SAOCOM, los satélites de arquitectura segmentada SARE y el proyecto SABIA-Mar (Satélite Argentino Brasileño para Información del Mar).


Para Cambiaggio, el hecho de pasar a depender de la cartera de Ciencia facilita la comunicación entre los expertos de la CONAE y del Ministerio, pero aclara que siempre hubo buena interrelación entre ambas áreas. “Todos los proyectos de la CONAE son llevados adelante con una amplia participación del sistema científico y tecnológico argentino. Esto siempre fue así y va a continuar”, dice, y resalta que gran parte de la integración entre las áreas se debe a la tarea del Consejo Interinstitucional de Ciencia y Tecnología (CICYT), un espacio de articulación entre los diferentes organismos nacionales dedicados a actividades científicas y tecnológicas.

Sí hay cambios en la parte organizacional y se debe a que los cargos de presidente y vicepresidente de la institución corresponden a las autoridades políticas del ministerio bajo cuya órbita se encuentra la CONAE. Así, mientras que durante la gestión anterior el presidente era el ministro de Planificación, Julio de Vido, actualmente ese cargo pasó a ser del ministro de Ciencia, Lino Barañao. De todos modos, el director ejecutivo y técnico de la CONAE continúa siendo Varotto, ya que es facultad del directorio de la institución ratificar, nombrar o remover a quien ejerce este cargo. (Fuente: Agencia TSS/Nadia Luna)

domingo, 3 de abril de 2016

La imagen más detallada de un disco protoplanetario obtenida por ALMA

La estrella TW Hydrae es un conocido objeto de estudio para los astrónomos debido a su proximidad a la Tierra (unos 175 años luz de distancia) y su condición de estrella infante (cerca de 10 millones años). Además, desde la Tierra, la vemos de cara, lo cual ofrece a los astrónomos una vista poco habitual y sin distorsiones de los discos protoplanetarios que hay alrededor de la estrella.

"Estudios anteriores, realizados con telescopios ópticos y con radiotelescopios, confirman que TW Hydrae alberga un prominente disco cuyas características sugieren que hay planetas comenzando a formarse", afirma Sean Andrews, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.) y principal autor de un artículo publicado hoy en la revista Astrophysical Journal Letters. "Las nuevas imágenes de ALMA muestran el disco con un detalle sin precedentes, revelando una serie de anillos concéntricos de brillante polvo y zonas oscuras, con interesantes características que pueden indicar que se está formando un planeta con una órbita parecida a la de la Tierra".

En las nuevas imágenes hay otras zonas con pronunciadas brechas que se encuentran a tres mil millones y seis mil millones de kilómetros de la estrella central, distancias similares a las medias que separan al Sol de Urano y Plutón dentro de nuestro Sistema Solar. También parecen ser el resultado de la unión de partículas que acabarán dando lugar a planetas, que más tarde barrerán sus órbitas de polvo y gas y concentrarán el material restante en bandas bien definidas.

Para lograr estas nuevas observaciones de TW Hydrae, los astrónomos obtuvieron imágenes de la débil emisión de radio emitida por los granos de polvo milimétricos del disco, revelando detalles en distancias como la que separa a la Tierra del Sol (unos 150 millones de kilómetros). Estas detalladas observaciones fueron posibles gracias a la configuración de larga base y alta resolución de ALMA. Cuando las antenas de ALMA están en su máxima separación (hasta 15 kilómetros de distancia) el telescopio es capaz de resolver detalles muy finos. "Esta es la imagen de ALMA con mayor resolución espacial obtenida de un disco protoplanetario. ¡Será muy difícil superarla en el futuro!", dijo Andrews.

Imagen del ALMA del disco de formación de planetas alrededor de la joven estrella de tipo solar TW Hydrae. El recuadro (parte superior derecha) hace un zoom sobre el hueco más cercano a la estrella, que está a la misma distancia a la que se encuentra la Tierra del Sol, lo que sugiere que una versión infantil de nuestro planeta podría estar surgiendo del polvo y el gas. Las características adicionales concéntricas claras y oscuras, representan a otras regiones de formación de planetas en regiones del disco más alejadas. (Foto: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))




“TW Hydrae es bastante especial. Es el disco protoplanetario conocido más cercano a la Tierra y puede ser muy parecido al Sistema Solar cuando tenía sólo 10 millones de años de edad”, añade el coautor David Wilner, también del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.

Observaciones anteriores de ALMA de otro sistema, HL Tauri, muestran que discos protoplanetarios aún más jóvenes — de tan solo 1 millón de años — pueden mostrar señales similares de formación planetaria. Estudiando el disco de TW Hydrae, más viejo, los astrónomos esperan comprender mejor la evolución de nuestro propio planeta y las perspectivas para sistemas similares de la Vía Láctea.

Ahora los astrónomos quieren saber cuán frecuentes son este tipo de características en discos alrededor de otras estrellas jóvenes y cómo pueden cambiar con el tiempo o el entorno. (Fuente: ESO)

domingo, 20 de marzo de 2016

Revelan detalles de la formación planetaria alrededor de una estrella binaria

Gracias a ALMA, en Chile, un equipo de astrónomos hizo una nueva observación, más detallada, del principio de un proceso de formación planetaria alrededor de una estrella binaria. Los investigadores descubrieron que en las zonas externas del disco protoplanetario hay una capa de polvo con una asombrosa forma de medialuna, que llama la atención por casi no contener gas. Los resultados de este estudio, presentados en la cumbre anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, en su sigla en inglés) en Washington D. C., echa nuevas luces sobre el potencial de un sistema binario en materia de formación planetaria.

Los astrónomos aún no logran entender del todo cómo se forman los planetas en los sistemas con estrellas binarias. Los primeros modelos planteaban que la lucha gravitacional entre dos cuerpos estelares podía enviar los planetas jóvenes en órbitas inusuales, y acaso expulsarlos completamente de su sistema o hacerlos chocar contra sus estrellas. Sin embargo, las observaciones han revelado la existencia de planetas que mantienen órbitas sorprendentemente estables alrededor de las estrellas gemelas.

Con el fin de comprender mejor cómo se forman y evolucionan estos sistemas, los astrónomos usaron el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar el disco protoplanetario que rodea a HD 142527, una estrella binaria situada a unos 450 años luz de la Tierra, en un cúmulo de jóvenes estrellas conocido como la Asociación Escorpio-Centauro.

Este sistema está compuesto por una estrella principal que tiene más del doble de la masa de nuestro Sol y una compañera más pequeña, que tiene aproximadamente un tercio de la masa de nuestro Sol. Entre ellas hay una distancia de 1.600 millones de kilómetros: un poco más de la distancia que separa al Sol de Saturno. En estudios anteriores hechos con ALMA se revelaron detalles sorprendentes de la estructura de los discos interno y externo del sistema.

Imagen compuesta del sistema binario HD 142527 a partir de datos obtenidos por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, donde se aprecia un arco de polvo (en rojo) y un anillo de monóxido de carbono (azul y verde). (Foto. DICYT)

 “Se sabe desde hace tiempo que este sistema binario tiene una corona de polvo y gas donde se forman planetas”, señala
 Andrea Isella, astrónomo de la Rice University de Houston (Texas). “Las nuevas imágenes de ALMA revelan detalles
 hasta
 ahora desconocidos sobre los procesos físicos que rigen la formación de planetas alrededor de este sistema binario,
 y quizás
 de muchos más”.

Los planetas se forman a partir de los cúmulos de polvo y gas en expansión alrededor de estrellas jóvenes. Los pequeños
 granos de polvo y los bolsos de gas terminan aglomerándose por efecto de la gravedad y formando aglomeraciones cada vez
 más grandes que dan origen a asteroides y planetas. Sin embargo, se desconocen los pormenores de este proceso. Usando
 ALMA para estudiar una gran cantidad de discos protoplanetarios, los astrónomos esperan entender mejor las condiciones 
que propician la formación de planetas en todo el Universo.

Las nuevas imágenes tomadas en alta resolución por ALMA muestran un amplio anillo elíptico alrededor de HD 142527. 
El disco empieza sorprendentemente lejos de la estrella central, a una distancia equivalente a unas 50 veces la que nos 
separa de nuestro Sol. La mayor parte del disco está compuesta por gas, donde hay dos tipos de monóxido de carbono
 (13CO y C180), pero se aprecia una notoria merma de gas en un arco gigante que se extiende por casi una tercera parte
 del disco.

Esta nube de polvo en forma de medialuna puede ser el resultado de fuerzas gravitacionales únicas de las estrellas
 binarias, y también puede ser la clave de los procesos de formación planetaria, propone Isella. Es probable que
la falta de gases sea el resultado de su congelamiento y posterior formación de una fina capa de hielo sobre los 
granos de polvo.

“La temperatura es tan baja que el gas se convierte en hielo y se pega a los granos”, explica Isella. “Se cree que 
este proceso aumenta la capacidad del polvo de mantenerse aglomerado, lo cual favorecería mucho la formación
 de planetesimales y
, en última instancia, de planetas”.

“Llevamos 20 años estudiando discos protoplanetarios”, prosigue. “Podemos volver a observar unos cuantos cientos o
 incluso miles de discos con ALMA para encontrar nuevos detalles que nos sorprenderán. Esa es la belleza de ALMA. 
Cada vez que obtenemos nuevos datos, es como abrir un regalo. No sabemos lo que contiene”.

El sistema HD 142527 será objeto de un artículo encabezado por el estudiante de posdoctorado de la Rice University 
Yann Boehler, quien trabaja en el grupo de Isella. (Fuente: OBSERVATORIO ALMA/DICYT)


sábado, 27 de febrero de 2016

Localizado un planeta en el Cúmulo de las Hyades

La estrella enana roja K2-25, perteneciente al cúmulo de las Hyades, se indica en esta vista del Digitized Sky Survey mediante un círculo rojo. Las Hyades es el cúmulo abierto más cercano a la Tierra. Es visible en el cielo nocturno en los cuernos de la constelación de Tauro, el toro. Crédito: A. Mann / McDonald Obs./DSS



Andrew Mann, astrónomo de la Universidad de Texas, y sus colegas, han descubierto un planeta en un cúmulo de estrellas cercano que podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo se forman y evolucionan estos cuerpos. El descubrimiento del planeta K2-25b ha sido posible gracias al telescopio espacial Kepler y al Observatorio McDonald de la Universidad. 

 K2-25b orbita en torno a una estrella enana roja, un astro más pequeño y menos brillante que el Sol. Las enanas rojas son las estrellas más abundantes de la galaxia, y en particular, el astro estudiado se encuentra en el cúmulo de las Hyades, el más cercano a nuestro planeta. Sus estrellas son jóvenes, por lo que sus planetas también debe serlo.

 "Los cúmulos abiertos son herramientas poderosas para el estudio porque todas las estrellas poseen la misma edad y composición", dijo Mann. "Muchos planetas podrían detectarse orbitando en torno a las jóvenes estrellas de un cúmulo. Y luego, podríamos compararlos con los planetas más viejos encontrados en otros lugares para analizar sus diferencias y estudiar así su evolución con el tiempo".