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La Física de Astropartículas o Astrofísica de Partículas es un campo relativamente reciente de investigación que se dedica al estudio de las partículas elementales de origen astrofísico.

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La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.

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Estudiar y determinar la naturaleza, energía y lugar de origen de los rayos cósmicos como vía para comprender mejor el origen del Universo.

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lunes, 31 de octubre de 2011

Un nuevo experimento sobre neutrinos

Un nuevo experimento sobre neutrinos
El Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), celebran desde este martes y hasta el 5 de noviembre una reunión de la colaboración internacional NEXT, un proyecto para construir un detector que compruebe, por primera vez, la existencia de un raro proceso que se daría en los neutrinos, llamado "doble desintegracion beta sin neutrinos".

De confirmarse esta hipótesis, propuesta por el misterioso físico italiano Ettore Majorana, el neutrino sería su propia antipartícula, lo cual ofrecería una explicación a por qué el Universo está hecho de materia y no de antimateria, han explicado fuentes de la UV en un comunicado.

En la reunión que se celebra en Valencia se decidirá el diseño final del detector de gas xenón que se instalará en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca) a partir de 2013.

En el proyecto NEXT participan más de 80 científicos de 13 centros de investigación procedentes de 6 países (España, Francia, Portugal, Rusia, Estados Unidos y Colombia). Está coordinado por el investigador del IFIC Juan José Gómez Cadenas y cuenta con la financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) a través del proyecto Consolider-Ingenio 2010 CUP (Canfranc Underground Physics), del cual es coordinadora Concha González García (ICREA-Universidad Stony Brook, EE.UU.) y Gómez Cadenas coordinador ejecutivo. Este apoyo ha proporcionado los fondos necesarios para el I+D+i y el desarrollo de los prototipos, entre ellos NEXT-1, un demostrador a escala que está funcionando en estos momentos en Valencia.

NEXT empleará una cámara llena de 100 kilos de gas xenón enriquecido para crear las condiciones propicias para detectar este raro fenómeno natural denominado "doble desintegración beta sin neutrinos".

Fue propuesto por Ettore Majorana, un físico italiano con una vida peculiar. Integrante del Grupo de Roma junto a Enrico Fermi o Pontecorvo, en los años treinta del siglo pasado dejó Italia para trabajar con sendos Nobel como Heisenberg o Bohr. Además, fue el primero en proponer la existencia del neutrón, aunque rechazó su trabajo por "banal" dejando que Chadwick se llevara el Nobel por ello. Tras su regreso a Italia, desapareció sin dejar rastro en 1938.

Según Gómez Cadenas, "si detecta la llamada desintegración doble beta sin neutrinos, NEXT demostraría que el neutrino es su propia antipartícula, lo cual tendría profundas consecuencias en física y cosmología". Para el coordinador del experimento, en ese caso los neutrinos podrían ser la clave para explicar la asimetría entre materia y antimateria.

En teoría, en el Big Bang tuvo que crearse la misma cantidad de materia que de antimateria, idéntica a la primera pero con carga eléctrica opuesta. Sin embargo, el Universo que vemos está compuesto por materia y no por antimateria, que no se sabe dónde ha ido a parar.

La colaboración NEXT se reúne en Valencia para completar el diseño del detector, a fin de emitir un informe técnico al Laboratorio de Canfranc. El experimento ha sido ya aprobado por el Comité Científico de esta instalación, situada en el pirineo oscense y considerada por el MICINN Instalación Científico-Tecnológica Singular, que ha recomendado asimismo su construcción y puesta a punto, prevista para el año 2013. Se prevé que el experimento funcione durante 10 años. NEXT cuenta con el apoyo del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) para la contratación de personal investigador.

En la reunión científica de Valencia participa David Nygren, director del Departamento de Física del Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley (EE.UU.), institución que cuenta con 11 Premios Nobel en Física. Nygren es uno de los físicos más importantes en el desarrollo de detectores de partículas por inventar a finales de los setenta el TPC (Time Projection Chamber), un tipo de detector muy utilizado en aceleradores de física de partículas como LHC.

Además del IFIC, en NEXT participan las Universidades de Zaragoza, Santiago de Compostela, Girona, Politécnica de Valencia y Barcelona, así como la Universidad Autónoma de Madrid. Entre las instituciones internacionales están, además del mencionado Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley, el Joint Institute for Nuclear Research (Rusia), las Universidades de Coimbra (Portugal), Texas (EE.UU.) y Antonio Nariño (Colombia), el Comisariat de l'Energie Atomique y el Institut de Recerche sur les Lois Fondamentales de l'Universe (Francia).

EUROPA PRESS

domingo, 30 de octubre de 2011

La Vía Láctea, ¿un vecino problemático?

La Vía Láctea, ¿un vecino problemático?
Investigadores franceses han descubierto la manera en la que la luz ultravioleta intensa procedente de estrellas en formación en la Vía Láctea dispersó gas de galaxias cercanas, impidiendo que se formaran estrellas.

El hallazgo es fruto del proyecto LIDAU (Luz en la Edad Oscura del Universo), una colaboración de tres años de duración que trata de conocer mejor la evolución del Universo. Sus investigadores Pierre Ocvirk y Dominique Aubert, del Observatorio Astronómico de Estrasburgo (Francia), explican en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society la razón por la que estas galaxias vecinas 'se ahogaron', a diferencia de otros objetos más lejanos en los que continuaron los procesos de formación estelar.

Casi 150 millones de años después del Big Bang aparecieron los primeros astros, una época en la que la temperatura del hidrógeno y el helio que llenaban el espacio en estado gaseoso era lo suficientemente baja como para que los átomos de estos elementos fueran eléctricamente neutros. Al propagarse la luz ultravioleta de las primeras estrellas a través de este gas se descompusieron los pares protón-electrón que componen los átomos de hidrógeno, devolviéndolos a un estado de plasma por el que ya habrían pasado en los primeros momentos del Universo. Como resultado de este proceso, denominado reionización, se produjo una importante cantidad de calor y el gas se calentó tanto que escapó a la por lo demás débil gravedad de las galaxias de menor masa, imposibilitando los procesos de formación en estas últimas al carecer de la materia necesaria.

Se piensa que este proceso explica la razón de que existan pocas estrellas y de gran edad en las galaxias enanas satélite de la Vía Láctea. Las galaxias satélite también están relativamente cerca, a entre 30 000 y 90 0000 años luz de distancia, lo que implica que se pueden estudiar con gran detalle. Si se coteja la población de estrellas en cada galaxia con su posición podría llegarse a conocer mejor la estructura de la radiación emitida por las primeras estrellas de la Vía Láctea.

No obstante, hasta ahora los modelos de este proceso dan por hecho que la radiación que condujo a la eliminación del gas de las galaxias satélite se produjo de forma colectiva por todas las galaxias grandes circundantes, que generaron un fondo de lux ultravioleta uniforme. Los investigadores espaciales franceses han formulado su hipótesis nueva basándose en el estudio de cómo la 'materia oscura' invisible, de la que se compone el 23 % del propio Universo, se estructuró con las estrellas de la Vía Láctea y las de su entorno desde poco después del Big Bang hasta la actualidad.

Pierre Ocvirk comentó: "Es la primera vez que en un modelo se tiene en cuenta el efecto en las galaxias satélite de la radiación emitida por las primeras estrellas formadas en el centro de la Vía Láctea. Al contrario que en modelos anteriores, el campo de radiación producido no es uniforme, pero se puede afirmar que se reduce al alejarse del centro de la Vía Láctea. Las galaxias satélite cercanas al centro galáctico pierden su gas por evaporación con rapidez. Forman tan pocas estrellas que puede que sean indetectables para los telescopios actuales. Al mismo tiempo, las galaxias satélite más remotas sufren de media una radiación más débil. Por lo tanto logran conservar su gas durante más tiempo y formar más estrellas. Por esta razón son más fáciles de detectar y parece que las hay en mayor cantidad".

CORDIS: Servicio de Información en I+D Comunitario

sábado, 29 de octubre de 2011

La materia oscura en el gobierno del universo

La materia oscura en el gobierno del universo
Las estrellas y las galaxias que vemos no son más que una pequeña fracción de toda la materia que existe, el resto es invisible para los telescopios terrestres, y está compuesta de otros tipos de partículas denominadas «materia oscura»; materia y energía oscuras impulsan el crecimiento acelerado del universo.

Estas son algunas de las ideas que describe Evalyn Gates en su libro El telescopio de Einstein, que trata sobre la búsqueda de la materia y energía oscuras del universo (Alba Editorial, octubre 2011). Para Gates, profesora de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago, el universo es negro como el carbón, para nuestros ojos y también para los telescopios, pero que está formado por tres cuartas partes de energía oscura, una parte de materia oscura, y un pizca de materia que llamaríamos normal u ordinaria y que es lo que conocemos, lo que vemos, un «cosmos como un puñado de purpurina sobre un inmenso mar de fieltro negro».

La teoría de la relatividad general de Einstein, que inició una revolución en la comprensión del universo en el siglo XX, también lidera la revolución de la cosmología en el tercer milenio, pues permite a los científicos utilizar el propio espacio como si fuera una lente de telescopio, y con una potencia muchísimo mayor. Según Einstein, el espacio y el tiempo se curvan ante la presencia de cualquier tipo de masa. Y así lo cuenta Evalyn Gates, «todo planeta, estrella y galaxia forma un hoyuelo en el espacio» (a más masa mayor hoyo), y «sea lo que sea y sea cual sea su composición, la materia oscura también deforma el espacio que la rodea». Así, «la luz que recorre el universo se curva en esos hoyuelos y alrededor de un objeto masivo exactamente igual que si alguien hubiera colocado una lente gigante en el espacio», por lo tanto, las curvaturas del espacio actuarían como lentes gravitatorias que desviarían la luz igual que ocurre cuando improvisamos una lente casera con un trozo de vidrio grueso o plástico.

De esta forma se pueden usar las lentes gravitatorias para buscar materia y energía oscuras, averiguar la posición de hebras y filamentos de materia oscura que se extienden por el universo como si se tratara de una tela de araña esculpida por la gravedad que lleva la firma de la energía oscura. Para Evalyn Gates, doctora en física de partículas, «las vistas que nos descubre este nuevo telescopio gravitatorio, el telescopio de Einstein, nos llevarán más lejos que nunca en el desciframiento del enigma de la materia y energía oscuras», dándonos las claves para comprender mejor la naturaleza fundamental del espacio-tiempo, la materia y la energía.

Sin embargo, hoy en día, no es posible observar y contar toda la materia (normal u oscura), pues el universo es demasiado grande, y desconocemos su tamaño. Muchos astrofísicos establecen que quizás sea más grande que la distancia que nos separa de los objetos más lejanos que observamos, y hasta es posible que sea infinito. Por ello, los investigadores suelen hablar de un universo observable, el que vemos, la región del espacio-tiempo que la luz puede haber recorrido desde el nacimiento del universo, y hablan de densidad de materia (masa en volumen particular del espacio), o mejor densidad de energía en atención al trabajo de Einstein. Y en ese sentido, se sabe que a pequeña escala el universo está lleno de grumos, la distribución de la materia (oscura o no) no es uniforme; además, la proporción de materia oscura y normal también dependen del lugar del universo que se analice, y con respecto a la masa total del universo sería un 22% frente a un 4%, respectivamente.

La materia oscura permite también que las estrellas de nuestra galaxia no se dispersen, sin ella no habría galaxia, ya que la cantidad de materia normal que contiene no es suficiente para mantenerla unida y sobre todo en orden. El modelo cosmológico estándar describe un universo gobernado por la materia y energía oscuras, y se asume que esta materia oscura debe de estar constituida por partículas exóticas y frías, cuyas propiedades se desconocen, con la excepción de que éstas se aglutinan gracias a la gravedad; los cúmulos de partículas irían creciendo con el paso del tiempo y atrayendo a la materia ordinaria para formar las galaxias.

Hasta el momento, todas las simulaciones realizadas mediante potentes ordenadores establecían que la materia oscura debería formar apretados cúmulos en el centro mismo de las galaxias, a modo de un hueso. Sin embargo, recientemente, en Astrophysical Journal, investigadores del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica (EE.UU) han demostrado que la materia oscura está uniformemente distribuida, al menos en dos galaxias enanas (con un 99% de materia oscura), Fornax y Sculptor, utilizadas como modelo (midieron velocidad y composición química de 2.500 estrellas) para comprender la naturaleza de esta materia.

El telescopio de Einstein

La cosmología, el estudio del universo y su evolución, vive una época extraordinaria, dice Evalyn Gates del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chicago, en su libro «El telescopio de Einstein». Una obra, publicada estos días en España por Alba Editorial, que explica con humor y de manera muy divulgativa dos experimentos que revolucionaron la cosmología: la materia oscura y la energía oscura. Su autora, nos conduce a un magnifico paseo por el universo utilizando para ello una herramienta proporcionada por la propia naturaleza: las lentes gravitatorias, o telescopio de Einstein. Albert Einstein observó que un objeto con masa suficiente, al curvar el espacio-tiempo que lo rodea, sirve de «lente» que amplifica, multiplica o distorsiona la imagen de los objetos que se encuentra detrás.

MANUEL PORTOLÉS | levante-emv.com

La supernova más brillante en 20 años

La supernova más brillante en 20 años
En la Galaxia del Molinete, a unos 21 millones de años luz de la Tierra, ha aparecido una supernova, cuyo brillo destaca del de sus vecinos cósmicos y está causando un gran revuelo entre los observadores del cielo.

Estudiantes de la Universidad de Delaware, alumnos de la clase de Astronomía Observacional de la profesora Judi Provencal, han fotografiado una estrella que explotó la semana pasada con el telescopio del Observatorio Astronómico en Greenville, Delaware, ubicado en el Monte Cuba, que tiene una lente que abarca 60 centímetros de diámetro.

"La supernova, una estrella que se está deshaciendo en pedazos, es el objeto más brillante en el centro inferior de la imagen", señala Provencal. "Se trata de la supernova más brillante en los últimos 20 años y puede ser visible con prismáticos."

La estrella en explosión, conocida como PTF 11kly, se desvanecerá durante el próximo año y luego se convertirá en una estrella de neutrones o un agujero negro. El material eyectado cuando explotó puede formar nuevas estrellas.

De acuerdo con Provencal, PTF 11kly es una supernova "tipo 1a", lo que significa que es la mitad de una estrella binaria. Una de las estrellas es ordinaria y la otra es una enana blanca, una estrella súper densa, del tamaño de la Tierra, pero tiene la masa del Sol. Como no tiene reacciones nucleares en su núcleo, la enana blanca no genera energía. En cambio, es sustentada contra la gravedad por "la presión de degeneración electrónica" que se produce cuando un gran número de electrones se compactan muy juntos en un pequeño volumen.

Las dos estrellas del equipo binario presentan órbitas muy próximas, tan estrecha que la estrella ordinaria transfiere material a la enana blanca. Cuando la transferencia alcanza una masa crítica (alrededor de 1,4 veces la masa del Sol), la presión de degeneración electrónica falla y la estrella se derrumba sobre sí misma. Esto produce una gran cantidad de energía, que vemos convertida en supernova.

La Galaxia del Molinete habitada por la supernova PTF 11kly fue descubierto en 1781 por el astrónomo francés Pierre Méchain, que pensaba que era una nebulosa, una nube de gas de la que nacen nuevas estrellas. Erwin Hubble mostró más tarde que es de hecho una galaxia completa.

EUROPA PRESS

viernes, 28 de octubre de 2011

El asteroide Lutetia podría ser un resto del nacimiento del sistema solar

El asteroide Lutetia podría ser un resto del nacimiento del sistema solar. Foto ESA
Una investigación basada en las últimas imágenes del asteroide ‘21 Lutetia’ obtenidas desde la nave espacial Rosetta revela que su origen podría estar en las primeras etapas de formación del sistema solar. El grupo internacional de expertos que lo estudia se ha basado en la compleja geología del asteroide, su densidad y sus cráteres, producto de múltiples colisiones, para obtener esta conclusión.

El asteroide ‘21 Lutetia’ podría ayudar a conocer más sobre cómo se formó el sistema solar. Las fotografías obtenidas por el instrumento OSIRIS, a bordo de la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA), llevan a los científicos a pensar que se trata de un remanente de las primeras fases de la evolución del sistema solar, hace unos 4.500 millones de años. Los resultados del trabajo de este grupo internacional de expertos se han publicado en la última edición de la revista Science.

El 10 de julio de 2010 la nave Rosetta se acercó a una distancia de 3.170 kilómetros del asteroide y recogió 462 imágenes que cubrían más de la mitad de su superficie, sobre todo el hemisferio norte.

“Con las imágenes que se han tomado se realiza un estudio de la distribución del tamaño y del número cráteres en la superficie. Aplicando un modelo podemos estimar que el asteroide tendría una edad de unos 3.600 millones de años”, explica a SINC Julia de León, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía y miembro del grupo OSIRIS.

Los científicos han podido observar más de 350 cráteres, con diámetros comprendidos entre 600 metros y 55 kilómetros. Este hecho indica que el asteroide habría sufrido numerosas colisiones.

Una densidad por encima de lo común

La investigación revela que el asteroide podría haber recibido un fuerte impacto que lo fracturó, sin llegar a hacerlo añicos. “Un impacto de tal calibre ocurre cada 9.000 millones de años aproximadamente”, aclara De León. Esto hace pensar a los expertos que este choque pudo haber ocurrido relativamente temprano en la historia del sistema solar, cuando las colisiones eran más intensas.

Además, “el análisis de las imágenes ha desvelado que Lutetia no es un apilamiento de escombros desprendidos de colisiones posteriores ni un fragmento proveniente de un objeto mayor, como era el caso de otros asteroides más pequeños visitados por otras misiones espaciales”, explica Luisa Lara, del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

“La distribución de tamaños de los cráteres en la superficie del asteroide, así como su densidad, sugiere que este podría estar parcialmente diferenciado, formado por un núcleo de roca, una corteza de material fracturado y primitivo de varios kilómetros de grosor y una fina capa de polvo generado por los numerosos impactos”, explica Lara.

La información publicada muestra a Lutetia como un cuerpo con una compleja geología, con hendiduras, fracturas, fallas, escarpes, gargantas y rocas deslizadas por las laderas de cráteres, entre otras características. La investigación ha comprobado además que su densidad es una de las mayores medidas hasta el momento en un asteroide.

El trabajo muestra que Lutetia, el segundo asteroide más grande observado hasta la fecha y descubierto en 1852, mide 120 kilómetros de diámetro aunque al tratarse de un cuerpo irregular, sus medidas aproximadas son 121x101x75 kilómetros cúbicos.

SINC

jueves, 27 de octubre de 2011

El enigma de la materia oscura en el Ciecem

El enigma de la materia oscura en el Ciecem
El quinto congreso organizado por el proyecto de investigación Consolider-Ingenio 2010 'Multimessenger Approach for Dark Matter Detection-MultiDark' se celebra del 3 al 4 de noviembre de 2011 en el Centro Internacional de Estudios y Convenciones Ecológicas y Medioambientales (Ciecem) de la Universidad de Huelva, situado en Matalascañas.

Este encuentro reunirá a más de 40 investigadores expertos en el campo de la materia oscura, procedentes de 18 universidades e instituciones de investigación españolas, así como de varios centros extranjeros.

A lo largo de los dos días programados tendrán lugar varias sesiones dedicadas a discutir los desarrollos del proyecto durante los últimos meses.

Otras sesiones estarán centradas en analizar los avances del proyecto en la detección de la materia oscura en experimentos de detección directa y en el LHC, así como en experimentos de detección indirecta a través de rayos gamma, antimateria y neutrinos. También se debatirá sobre las perspectivas presentes y futuras del campo.

El proyecto 'MultiDark', financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y coordinado por la Universidad Autónoma de Madrid y el Instituto de Física Teórica IFT-UAM/CSIC, tiene como objetivo principal el estudio de uno de los grandes enigmas científicos que todavía queda por resolver, como es el de la existencia de la materia oscura. Saber de qué está hecha dicha materia nos permitiría dar "un salto gigantesco" en la compresión del Universo.

En 'MultiDark', se desarrollan tres líneas de investigación complementarias: se proponen y analizan las partículas que son las candidatas más plausibles a constituir la materia oscura, se estudia cómo forman los halos galácticos y se contribuye al desarrollo de experimentos que puedan detectarlas. Todo esto se lleva a cabo aprovechando las infraestructuras experimentales en las que participan los grupos que forman 'MultiDark' e impulsando la participación en otras que tienen un gran potencial. El proyecto utiliza una técnica de multimensajeros, combinando los datos obtenidos con experimentos complementarios y estos datos, junto con los que proporcionará el LHC, serán una herramienta crucial para la identificación de la materia oscura.

'MultiDark' trata de aprovechar este momento único desde el punto de vista experimental para que los físicos de astropartículas españoles sigan contribuyendo de la manera más relevante posible a desvelar el problema de la materia oscura.

'Multimessenger Approach for Dark Matter Detection' (MultiDark) es un proyecto español de excelencia que reúne a la mayor parte de la comunidad científica española involucrada en la investigación en el campo de la materia oscura. El proyecto está financiado durante cinco años por el Programa Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Ciencia e Innovación y comenzó su andadura en 2010.

'MultiDark' está formado por 19 grupos teóricos, experimentales y astrofísicos pertenecientes a universidades e institutos de investigación españoles, e incluye también a 14 miembros extranjeros. En total, están involucrados en el proyecto más de 100 investigadores, a los que hay que añadir más de 20 contratados postdoctorales, predoctorales y técnicos.

La meta principal del proyecto es contribuir a la identificación y detección de la materia oscura. Para alcanzar esta meta, se analizan las partículas que son las candidatas más plausibles a constituir la materia oscura, se investiga cómo se distribuyen en el Universo y se contribuye al desarrollo de experimentos para detectarlas.

EUROPA PRESS

El planeta enano Eris es el gemelo de Plutón

El planeta enano Eris es el gemelo de Plutón
Los astrónomos lograron por primera vez medir con precisión el diámetro del lejano planeta enano Eris gracias a que lo interceptaron justo mientras pasaba por delante de una tenue estrella. Este evento fue observado a finales de 2010 por telescopios en Chile, incluyendo el telescopio belga TRAPPIST en el Observatorio La Silla de ESO, en la Región de Coquimbo. Las observaciones muestran que Eris es un gemelo casi perfecto de Plutón en tamaño. Eris parece tener una superficie muy reflectante, lo que sugiere que está cubierto por una fina capa uniforme de hielo, con una atmósfera probablemente congelada. Los resultados serán publicados en la edición del 27 de octubre 2011 de la revista Nature.

En noviembre de 2010, el lejano planeta enano Eris pasó delante de una estrella tenue en el fondo, en un evento llamado ocultación. Estos acontecimientos son muy raros y difíciles de observar, ya que se trata de un planeta enano muy distante y pequeño. El próximo evento de ese tipo que involucra a Eris sucederá recién en 2013. Las ocultaciones son la manera más precisa, y a menudo la única, para medir la forma y el tamaño de un cuerpo distante del Sistema Solar.

La estrella candidata para la ocultación fue identificada mediante el estudio de las imágenes del telescopio MPG/ESO de 2,2 metros de diámetro, en el Observatorio La Silla de ESO, en la Región de Coquimbo, en Chile. Las observaciones fuebon cuidadosamente planeadas y llevadas a cabo por un equipo de astrónomos de varias universidades (principalmente de Francia, Bélgica, España y Brasil) que utilizaron, entre otros, el telescopio TRAPPIST (sigla en inglés que corresponde a TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), también situado en La Silla.

“Observar las ocultaciones de pequeños cuerpos más allá de Neptuno en el Sistema Solar requiere una gran precisión y una planificación muy cuidadosa. Esta es la mejor manera de medir el tamaño de Eris, a falta de realmente ir allí", explica Bruno Sicardy, el autor principal del estudio.

Se intentó observar la ocultación desde 26 ubicaciones alrededor del mundo siguiendo en el camino previsto de la sombra del planeta enano, incluyendo varios telescopios en observatorios de aficionados, pero sólo dos lugares fueron capaces de observar directamente el evento, ambos ubicados en Chile. Uno de ellos fue en el Observatorio La Silla de ESO, utilizando el telescopio TRAPPIST. El otro fue San Pedro de Atacama, donde se utilizaron dos telescopios. Los tres telescopios registraron una caída repentina en el brillo en el momento en que Eris bloqueó la luz de la estrella distante.

La combinación de las observaciones realizadas desde ambos lugares en Chile indica que Eris está cerca de una forma esférica. Estas mediciones deberían entregar un resultado preciso de su forma y tamaño, siempre y cuando no se vean distorsionadas por la presencia de grandes montañas. Sin embargo, formaciones de este tipo son poco probables en un cuerpo de hielo de gran tamaño.

Eris fue identificado como un objeto de gran tamaño del Sistema Solar exterior en 2005. Su descubrimiento fue uno de los factores que llevaron a la creación de una nueva clase de objetos llamados planetas enanos y la reclasificación de Plutón de planeta a planeta enano en 2006. Eris se encuentra actualmente tres veces más lejos del Sol que Plutón.

Si bien las primeras observaciones con otros métodos sugerían que Eris era probablemente un 25% más grande que Plutón, con un diámetro estimado de 3.000 kilómetros, el nuevo estudio demuestra que los dos objetos son esencialmente del mismo tamaño. El recién determinado diámetro de Eris alcanza los 2.326 kilómetros, con una precisión de 12 kilómetros. Esto significa que su tamaño se conoce con más precisión que el de su homólogo más cercano, Plutón, que tiene un diámetro estimado entre 2300 y 2400 kilómetros. El diámetro de Plutón es más difícil de medir debido a la presencia de una atmósfera que hace que su borde sea imposible de detectar directamente por medio de ocultaciones. El movimiento del satélite Dysnomia de Eris se utilizó para estimar la masa de Eris. Se determinó que es un 27% más pesado que Plutón. Combinado con su diámetro, fue posible obtener la densidad de Eris, estimada en 2,52 gramos por cm3.

“Esta densidad significa que Eris es probablemente un gran cuerpo rocoso cubierto por una capa relativamente delgada de hielo”, comenta Emmanuel Jehin, quien ha contribuido al estudio.

La superficie de Eris resultó ser extremadamente reflectante, llegando a reflejar el 96% de la luz que llega a él (un albedo visible de 0,96). Esto es aún más brillante que la nieve fresca en la Tierra, convirtiendo a Eris en uno de los objetos más reflectantes del Sistema Solar, junto con la helada luna Encelado de Saturno. La brillante superficie de Eris está probablemente compuesta por hielo rico en nitrógeno mezclado con metano congelado -como lo indica el espectro del planeta- revistiendo la superficie del planeta con una capa de hielo delgada y reflectante de menos de un milímetro de espesor.

“Esta capa de hielo podría ser el resultado de la condensación en forma de escarcha del nitrógeno o metano de la atmósfera en la superficie del planeta enano a medida que se aleja del Sol en su órbita alargada, hacia un ambiente cada vez más frío”, agrega Jehin. El hielo podría más tarde volver a convertirse en gas a medida que Eris alcanza su punto más cercano al Sol, a una distancia de 5.700 millones de kilómetros.

Los nuevos resultados también permiten al equipo realizar una nueva medición de la temperatura de la superficie del planeta enano. Las estimaciones sugieren una temperatura de la superficie de frente al Sol de -238 grados Celsius como máximo, y un valor aún más bajo para el lado nocturno de Eris.

"Es extraordinario lo mucho que podemos descubrir sobre un objeto pequeño y lejano como Eris al verlo pasar frente a una débil estrella, con telescopios relativamente pequeños. Cinco años después de la creación de la nueva clase de planetas enanos, por fin estamos realmente conociendo a uno de sus miembros fundadores", concluye Bruno Sicardy.

ESO, Observatorio Europeo Austral

martes, 25 de octubre de 2011

Mercurio está en evolución de una forma sorprendente

Mercurio en evolución de una forma sorprendente
La sonda Messenger de la NASA, la primera nave espacial en entrar en la órbita de Mercurio, ha encontrado "extraños huecos" en su superficie que demuestran que el planeta "está todavía en evolución de una forma sorprendente", según la agencia espacial estadounidense.

"Nunca hemos visto nada como esto en una superficie rocosa", comentó David Blewett, miembro del grupo de científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.

En Mercurio no hay atmósfera y, sin ella, "el viento no sopla y la lluvia no cae", por lo que los huecos no fueron hechos ni por el viento ni por el agua, sino por "otras fuerzas" que aún son un misterio, detalló Blewett.

Para los expertos, el hecho de que Mercurio sea el planeta más cercano al Sol y que esté expuesto al "clima espacial extremo" puede estar detrás de la formación de los huecos, cuyas dimensiones oscilan entre 18 metros y 1,6 kilómetros de longitud, y 18 y 36 metros de profundidad.

"Hemos estado pensando en Mercurio como en una reliquia. Un lugar que realmente no cambia mucho, excepto por los cráteres de impacto", dijo Blewett.

Sin embargo, estos huecos recién descubiertos a través de imágenes tomadas desde la órbita "parecen ser más jóvenes que los cráteres donde se encuentran y eso significa que la superficie de Mercurio está todavía evolucionando de una manera sorprendente", añadió.

Mercurio es uno de los planetas que más ha costado investigar, ya que se mueve mucho más rápido que La Tierra y una nave espacial debe desplazarse a unos 104.607 kilómetros por hora para alcanzarlo y además enfrentarse al calor del Sol.

La sonda Messenger fue la primera en entrar en su órbita, el pasado marzo, con el objetivo de desentrañar los misterios del planeta más pequeño del Sistema Solar.

Mercurio, Venus, La Tierra y Marte son planetas terrestres rocosos, pero de ellos Mercurio es el más pequeño, el más denso, el que tiene la superficie más antigua, el que registra mayor variación diaria en la temperatura de su superficie y, a la vez, el menos explorado.

EFE

La primera supernova documentada hace 2.000 años

La primera supernova documentada hace 2.000 años
Hace casi 2.000 años, astrónomos chinos documentaron una explosión estelar que se considera la primera supernova documentada de la Historia. Ahora, la NASA ha recreado la imagen de este espectacular fenómeno cósmico.

La agencia espacial estadounidense ha combinado datos de cuatro telescopios espaciales diferentes para crear una vista en onda multilongitudinal de la supernova conocida como RCW 86, la más antigua que consta en los registros de astronomía.

Los astrónomos chinos fueron testigos del evento que se produjo en el año 185, cuando descubrieron una estrella muy luminosa que permaneció en el cielo durante ocho meses.

Las imágenes de rayos X del observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y del Observatorio de rayos-X de la NASA Chandra se combinan para formar los colores azul y verde en la imagen, que muestran que el gas interestelar se ha calentado a millones de grados por la onda expansiva de la supernova.

Los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de NASA y de la sonda WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), que se ven en amarillo y rojo, revelan el polvo que irradia a una temperatura a varios cientos de grados bajo cero, cálido en comparación con el polvo cósmico habitual en la Vía Láctea, indicó la agencia espacial.

Mediante el estudio de los rayos X y los datos infrarrojos, los astrónomos han sido capaces de determinar que la causa de aquella misteriosa explosión en el cielo fue una supernova de tipo Ia, que se producen después de la violenta explosión de una enana blanca, una estrella que ha completado su ciclo de vida y muere.

La supernova RCW 86 está aproximadamente a 8.000 años luz de distancia. Tiene unos 85 años luz de diámetro, que ocupa una región del cielo en la constelación austral de Circinus que, según indica la NASA como referencia, es ligeramente más grande que la Luna.

EFE

domingo, 23 de octubre de 2011

¿Cuántas nebulosas planetarias hay en la Galaxia?

¿Cuántas nebulosas planetarias hay en la Galaxia?
Seguramente todos nos habremos preguntado en alguna noche oscura, cuando miramos absortos al cielo, cuántas estrellas pueden encontrarse arriba en el firmamento. Por más que pueda parecernos difícil hallar una respuesta, la pregunta no deja de tener gran interés. De hecho, una buena parte de la información sobre la estructura de nuestra galaxia, la Vía Láctea (o simplemente la Galaxia), procede del conteo de estrellas. La idea es sencilla: en aquellas direcciones donde hay una mayor densidad superficial de estrellas, podremos afirmar que nuestra galaxia tiene una mayor extensión, mientras que donde hay menos estrellas será menor. Es como mirar a través de un bosque.

Por supuesto, el problema es un poco más complejo. En primer lugar, la Vía Láctea no tiene una estructura sencilla, sino que está compuesta por diferentes brazos espirales que se arremolinan en torno a su núcleo. En segundo lugar, nuestra ubicación en uno de los brazos espirales no facilita el trabajo. Finalmente, pero no menos importante, la Galaxia no es igualmente transparente en todas las direcciones en las que miremos. Grandes cantidades de polvo nos impiden detectar aquellas estrellas que se encuentran a grandes distancias en su plano, el conocido como Camino de Santiago, o hacia su centro, en la constelación de Escorpio. A pesar de todas estas complicaciones, hemos sido capaces de estimar la forma de nuestra galaxia y llegar a determinar el número de estrellas que la componen, en torno a trescientos mil millones de estrellas (un tres seguido de once ceros).

El procedimiento de contar, aunque pueda parecer burdo, es de gran utilidad en astronomía. Tomemos, por ejemplo, una porción de la Vía Láctea y contemos estrellas de diferentes tipos. Llegaremos a la conclusión de que hay muchas más estrellas amarillas y anaranjadas, como nuestro Sol, que azules, es decir, hay muchas más estrellas de tipo solar que estrellas mucho más masivas. Estamos, pues, aprendiendo sobre la distribución de masas de las estrellas, es decir, cuántas estrellas se forman para cada intervalo de masas. Igualmente, si contamos el número de estrellas de cada tipo en dos cúmulos globulares, veremos que la distribución no es la misma. En el cúmulo más viejo, las estrellas más azules se hallan en menor número, han desaparecido. En este caso, estamos aprendiendo que las estrellas más masivas evolucionan más rápidamente que las menos masivas.

¿Cómo acabará el Sol?

Una de las afirmaciones “clásicas” de la astronomía actual asegura que el Sol acabará su existencia como una nebulosa planetaria, una burbuja de material ionizado altamente enrarecido que rodeará lo que fuera el núcleo estelar por un corto periodo de tiempo, no mucho más de treinta mil años, antes de disiparse en el medio interestelar. En realidad, los modelos teóricos afirman que todas las estrellas con una masa inicial de entre 0,8 y ocho veces la masa del Sol acabarán en forma de nebulosa planetaria. Bueno, eso es lo que afirman los modelos, pero no hay observación posible que nos permita determinar los límites exactos de la masa inicial de las estrellas que se convertirán en nebulosa planetaria.

Es entonces cuando contar puede ayudarnos. Si todas las estrellas dentro de un cierto rango se convirtieran en nebulosas planetarias, como creemos ahora, entonces a partir del número de estrellas y del tiempo que les lleva su evolución será posible inferir cuántas nebulosas planetarias se forman por intervalo de tiempo. Entonces, conocido el tiempo que tarda una nebulosa planetaria en disiparse en el medio interestelar, podremos determinar cuántas nebulosas planetarias deben existir en nuestra galaxia. Por supuesto, hay muchas incertidumbres en los modelos de evolución estelar, la población de estrellas y la vida media de una nebulosa planetaria, pero considerando todos ellos los modelos predicen que habríamos de esperar un número de nebulosas planetarias de entre 33.000 y 60.000. ¿Está este número en acuerdo con las observaciones?

Lo cierto es que hay grandes discrepancias. El número de nebulosas planetarias que se conocía hace unos años en la Vía Láctea era de unas 2.500, muy lejos de las estimaciones teóricas incluso cuando se hacen correcciones al alza para incluir aquellas que no detectamos para llegar hasta las 8.000 nebulosas planetarias. O bien hay aspectos básicos en la evolución estelar y formación de las nebulosas planetarias que no entendemos correctamente, o bien hay una población significativa de nebulosas planetarias que no hemos hallado aún.

Buscando las que faltan

Dada esta extraordinaria discrepancia, se ha sugerido que la formación de una nebulosa planetaria se produce solo cuando la estrella progenitora forma parte de un sistema binario. Solo así, se afirma, sería posible que la estrella progenitora, con el tirón gravitatorio adicional de la compañera, pueda deshacerse de su envoltura en una escala de tiempo lo suficientemente corta que permita que la estrella alcance la temperatura superficial adecuada para ionizar el material circundante antes de que este se disipe en el medio interestelar. ¿Será entonces posible que nuestro Sol no llegue a convertirse nunca en nebulosa planetaria?

Antes de llegar a esta conclusión hemos de continuar la búsqueda de nuevas nebulosas planetarias, estar seguros de que las hemos detectado todas o, al menos, que sabemos cómo corregir el número de objetos que se han detectado con el cálculo de los que no lo han sido. En los últimos años se han llevado a cabo grandes esfuerzos observacionales en busca de nuevas nebulosas planetarias. El primero de ellos, liderado por Quentin Parker (Macquarie University, Australia), se conoce como MASH (del inglés Macquarie/AAO/Strasbourg H-alpha Catalogue of Galactic PNe). Este trabajo ha usado datos del catálogo en H-alfa del Anglo-Australian Observatory UK Schmidt Telescope (AAO/UKST) para descubrir en torno a mil doscientas cincuenta nuevas nebulosas planetarias. Por tanto, por sí solo MASH ha aumentado en un 75% la población de nebulosas planetarias de la Galaxia. Pero MASH no solo ha proporcionado el mayor incremento en el número de nebulosas planetarias sino que, dado que todas las observaciones fueron llevadas a cabo con la misma instrumentación, la muestra tiene una gran homogeneidad, lo que confiere gran valor a los estudios estadísticos que de ella puedan derivarse. Y, tal vez lo que es más importante, todas estas nuevas detecciones han sido seguidas por un intenso programa de observaciones espectroscópicas que han confirmado la naturaleza de las fuentes y, en un cierto número de casos, han excluido el objeto en cuestión al tratarse de regiones H II compactas, estrellas simbióticas, estrellas con líneas de emisión, estrellas masivas evolucionadas de tipo Wolf-Rayet, restos de supernovas o incluso galaxias cuyas morfologías pueden asemejarse a las de nebulosas planetarias.

En el hemisferio norte también se han desarrollado esfuerzos en este sentido. El primero que debemos mencionar ha sido liderado por George Jacoby (WIYN Observatory, EEUU) y ha estado centrado en la búsqueda de elusivas nebulosas planetarias extensas de muy bajo brillo superficial. Para este trabajo, el investigador ha “reclutado” a un grupo de voluntariosos astrónomos aficionados que, tras repartirse diferentes áreas del cielo, han analizado minuciosamente las placas fotográficas del Digital Sky Survey. El resultado ha sido sorprendente: decenas de nuevas nebulosas planetarias que habían pasado anteriormente inadvertidas. Los astrónomos aficionados no han trabajado en balde. Muchos de estos objetos, como el que se muestra en la página 2, se conocen ahora por el nombre de sus descubridores. Como se suele decir, el trabajo duro tiene su recompensa…

Peinando hemisferio norte

A pesar de estos progresos, faltaba una aportación similar a la de MASH en los cielos del hemisferio norte. Esta ha sido realizada por IPHAS (del inglés Isaac Newton Photometric H-alfa, r, i survey of the Northern Galactic Plane), un proyecto liderado por Romano Corradi (Instituto de Astrofísica de Canarias), en coordinación con Quentin Parker, que ha usado observaciones obtenidas con la cámara de amplio campo del Telescopio Isaac Newton del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma, Tenerife). Mediante la comparación de imágenes en filtros anchos (r, i) y estrecho de H-alfa, este trabajo ha posibilitado la identificación de más de mil candidatos a nebulosa planetaria; algunas de ellas tan espectaculares como la Nebulosa del Collar.

Las características de IPHAS son, en muchos sentidos, similares a las de MASH, del que puede considerarse un perfecto seguimiento para el hemisferio norte. Sin embargo, no existe un seguimiento espectroscópico sistemático de estos candidatos que nos permita confirmar su naturaleza de nebulosa planetaria. Con tal fin, se ha iniciado un programa piloto de confirmación espectroscópica de la muestra de candidatos IPHAS usando el espectrógrafo ALBIREO en el telescopio de 1,5 metros del Observatorio de Sierra Nevada en colaboración con Parker y Corradi. Si los resultados son satisfactorios, como esperamos, el proyecto se extenderá durante años hasta observar todos aquellos candidatos con brillo superficial suficientemente alto para ser observados con esta configuración instrumental.

Será un largo camino que esperamos conduzca a un número significativo de publicaciones y producción científica. Por lo pronto, podremos refinar la muestra de nebulosas planetarias de IPHAS y los espectros obtenidos nos permitirán determinar con gran precisión los flujos en diferentes líneas de emisión, lo que revelará propiedades básicas como la excitación nebular (que se encuentra relacionada con la temperatura superficial de la estrella), la densidad y temperatura del gas nebular, la extinción hasta el objeto y su composición química. También esperamos encontrar objetos exóticos, en absoluto relacionados con las nebulosas planetarias, pero que serán interesantes por sí mismos.

Volviendo al inicio, este trabajo nos servirá para seguir contando objetos, separando el grano de la paja. Sabremos con mayor precisión cuál es la densidad espacial de nebulosas planetarias en nuestra galaxia, cómo se distribuyen en ella y cuál es su población total. Estos resultados son importantísimos para conocer la influencia de las estrellas progenitoras de nebulosas planetarias en la evolución química de las galaxias, al contribuir al enriquecimiento del medio interestelar. Y tal vez lleguemos a entender la evolución de estas estrellas y la formación de las nebulosas planetarias lo suficientemente bien para que, cuando alguien nos pregunte cómo acabará el Sol, sepamos dar una respuesta acertada.

Martín A. Guerrero Roncel | Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

sábado, 22 de octubre de 2011

La cantidad de agua en el Universo es mucho mayor de lo que se pensaba

La cantidad de agua en el Universo es mucho mayor de lo que se pensaba
El agua está presente en los discos protoplanetarios, que son acumulaciones de material en torno a estrellas jóvenes que dan lugar a los planetas, en forma de hielo, y no sólo como vapor de agua, que es lo que se creía hasta ahora. Eso significa que la cantidad de agua que hay en el Universo es mucho mayor de lo que se pensaba, según publica un equipo de astrónomos en 'Science'.

Ha sido gracias al telescopio espacial Herschel, de la Agencia Espacial Europea (ESA) como se ha podido identificar lo que sería un gran depósito de vapor de agua helado en las regiones exteneras de uno de esos discos de material, en torno a una estrella bautizada como TW Hydrae, que está a una distancia entre 10 y 175 años luz de la Tierra.

Según el trabajo de Michiel Hogerheijde y sus colegas, en estos discos habría suficientes cristales de agua helada como para llenar varias miles de veces la masa de todos los ócéanos terrestres.

Los discos de material en donde fue encontrada el agua congelada representan las mismas regiones en las que se cree que se formaron los cometas y los planetas gigantes. Precisamente, la mayoría de los científicos defiende la teoría de que fueron cometas con hielo y asteroides los que hicieron posible que haya tanta agua en la Tierra, y por tanto la vida como la conocemos.

Rosa M. Tristán | ELMUNDO.es

Una lluvia de cometas como la que hubo antes de la vida en la Tierra

Una lluvia de cometas como la que hubo antes de la vida en la Tierra
El telescopio espacial Spitzer ha detectado una lluvia de cometas en un sistema similar a cómo hubiera sido el Sistema Solar hace varios millones de años, en el periodo conocido como el "bombardeo intenso tardío", que pudo haber traído a la Tierra el agua y otros elementos vitales para crear la vida.

La NASA informó en un comunicado de que este hallazgo podría ayudar a entender mejor cómo fue la lluvia de cometas y objetos helados que cayeron del Sistema Solar exterior golpeando a los planetas interiores, dejando grandes cantidades de polvo y otros materiales que causaron, por ejemplo, las "cicatrices" de la Luna.

"Creemos que tenemos una evidencia directa de un 'bombardeo intenso tardío' en el sistema estelar cercano Eta Corvi", señaló Carey Lisse, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel (Maryland) y autor principal de un artículo que será publicado.

Lo que ha detectado Spitzer es una banda de polvo alrededor de una estrella brillante cercana llamada Eta Corvi, que coincide con el contenido de un cometa gigante destruido.

Este polvo se encuentra lo suficientemente cerca de la estrella para pensar que hubo una colisión entre un planeta y uno o varios cometas.

Los investigadores indican que el sistema Eta Corvi, que tiene aproximadamente mil millones de años, tiene la edad adecuada para que se produzca una tormenta como ésta.

Los astrónomos usaron los detectores de infrarrojos de Spitzer para analizar la luz que procede del polvo de alrededor de Eta Corvi, en los que encontraron las huellas químicas de hielo de agua, materia orgánica, y roca, lo que significa que proviene de un cometa gigante.

Las características del polvo también se asemeja al meteorito Almahata Sitta, del que cayeron fragmentos a la Tierra, en Sudán, en 2008.

Los expertos indican que las similitudes entre el meteorito y el objeto destruido que rodea Eta Corvi implica un lugar común de nacimiento.

El Sistema Solar tiene una región similar de asteroides, conocido como Cinturón de Kuiper, donde flotan los restos de materia helada y rocosa que quedaron tras la formación de los planetas hace 4.500 millones de años.

"Creemos que debemos estudiar el sistema Eta Corvi en detalle para aprender más sobre la lluvia de cometas y otros objetos que podrían haber empezado la vida en nuestro planeta", señaló Lisse.

EFE

Descubren más de dos docenas de enanas marrones

Descubren más de dos docenas de enanas marrones
Las enanas marrones son cuerpos celestes peculiares, a mitad de camino entre las estrellas y los planetas. Pero ni son estrellas normales (porque no tienen suficiente masa para encender en su interior las reacciones nucleares necesarias para brillar), ni son planetas (porque no están en órbita de un astro, sino flotando libremente en el espacio). Un equipo de astrónomos dirigido por científicos de la Universidad de Toronto (Canadá), ha descubierto más de dos docenas de enanas marrones y una tiene sólo la masa equivalente a seis veces la de Júpiter. Han sido localizadas en dos cúmulos de astros jóvenes, en uno de los cuales hay tantas enanas marrones como estrellas brillando.

"Nuestro hallazgo sugiere, una vez más, que los objetos no mucho mayores de Júpiter pueden formarse del mismo modo que las estrellas", dice Ray Jayawardhana, líder del equipo de astrónomos. "En otras palabras, parece que la naturaleza tiene más de un truco en la manga para producir objetos de masa planetaria". Estos científicos han realizado sus observaciones con el gran telescopio japonés Subaru (en Mauna Kea, Hawai) y con el conjunto VLT, del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile. Presentan su trabajo en dos artículos en la revista Astrophysical Journal.

Las enanas marrones, explican estos especialistas, brillan al principio por el calor residual del proceso de su formación, pero se van enfriando y acaban con atmósferas que tiene características similares a las de los planetas. Los científicos consideran que la mayoría de ellas se deben formar como estrellas, aisladas, a partir de nubes de gas que se contraen, pero algunas podrían haberse originado como planetas alrededor de un astro y luego resultarían expulsadas del sistema por algún proceso.

Los dos cúmulos estelares en los que residen estas dos docenas de enanas marrones son NGC1333 y Rho Ophiuchi. En el primero de ellos está la que tiene masa de seis veces Júpiter, una de las más ligeras que se ha descubierto hasta ahora. "Su masa es comparqble a la de los planetas gigantes, pero no está en órbita de una estrella. Es un misterio cómo se formó", dice Aleks Scholz (Instituto de Estudios Avanzados de Irlanda), en un comunicado de la Universidad de Toronto. En el grupo de dos docenas hay varias enanas marrones de masa inferior a 20 veces Júpiter.

ELPAIS.com

viernes, 21 de octubre de 2011

Las primeras imágenes de un planeta en formación

Las primeras imágenes de un planeta en formación
El telescopio Keck ha logrado capturar la primera imagen directa de un planeta joven en proceso de formación alrededor de su estrella. El cuerpo, conocido por los astrónomos como LkCA 15 b, se parece a un "protoplaneta" caliente rodeado de una franja de polvo frío y gas que entran en el planeta.

El astrónomo de la del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii Adán Kraus ha explicado que, "hasta ahora no se había podido captar imágenes de un planeta en este proceso, puesto que ocurre muy cerca de la estrella", sin embargo, en este caso se ha podido observar la situación e, incluso, "se ha podido medir el polvo que se encuentra a su alrededor".

El estudio, que se publicará en 'Astrophysical Journal', ha utilizado un 'truco óptico' que usan los astrónomos en algunos casos y que combina la óptica adaptativa del telescopio, en este caso la de Keck, con una técnica llamada "máscara de apertura interferometría". Así, con el telescopio se usa un espejo deformable para corregir de manera rápida las distorsiones atmosféricas de la luz estelar; mientras que la técnica consiste en colocar una pequeña máscara con varios agujeros en el camino de la luz recogida y concentrada. Gracias a este 'truco' los científicos pueden manipular las ondas de luz.

En este sentido Kraus explica que es como "tener una serie de pequeños espejos con los que se puede jugar y maniobrar con la luz al mismo tiempo que se cancelan las distorsiones que producen las estrellas".

Los científicos comenzaron a estudiar a LkCA 15 b mientras investigaban un cúmulo de estrellas. Así, Kraus explica que el equipo vio una "débil punto cerca de una estrella" lo que les hizo pensar que "podría ser un planeta similar a Júpiter" lo que les llevó a indagar más en dicho cuerpo.

EUROPA PRESS

Neutrinos en las profundidades del Polo Sur

Carlos Pobes
La investigación científica es un viaje hacia territorios desconocidos del conocimiento. A veces este reto intelectual se convierte también en una aventura vital. Esto es lo que supone participar en el experimento IceCube, un detector de neutrinos que, además de profundizar en las propiedades de esta misteriosa partícula, requiere pasar meses de aislamiento en la base norteamericana Amundsen-Scott, en plena Antártida, con temperaturas rondando los -70°C y en completa oscuridad.

Es lo que está a punto de vivir el investigador Carlos Pobes, el primer español que ha sido seleccionado para vivir el invierno antártico operando este experimento, uno de los más importantes de una disciplina reciente, la física de astropartículas, pero que por su ubicación cercana al Polo Sur geográfico recuerda los viajes de los exploradores de este territorio desconocido a principios del siglo XX. Esta aventura científica del siglo XXI se puede seguir a través de las redes sociales.

Los neutrinos son partículas elementales sin carga eléctrica (de ahí su nombre) y cuya masa es tan pequeña que hasta hace poco se pensó que era inexistente. Interaccionan muy débilmente con el resto de la materia ordinaria, por lo que son capaces de “atravesar” la Tierra sin que nos demos cuenta. Recientemente han sido protagonistas de un importante revuelo al publicar el experimento OPERA mediciones de neutrinos viajando a una velocidad ligeramente superior a la de la luz desde Ginebra hasta Gran Sasso (Italia), lo que refutaría la teoría de la relatividad de Einstein, uno de los pilares de la física moderna.

“Los neutrinos son fundamentales para entender cómo funciona el Universo en las escalas más pequeñas, y pueden aportar información fundamental para resolver misterios como el origen de los rayos cósmicos de alta energía o la naturaleza de la materia oscura”, explica Carlos Pobes desde la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.), donde se prepara para viajar a la Antártida en noviembre. “Para ello es necesario fotografiar el Universo a través de estas partículas. Pero, así como para fotografiar fuentes débiles de luz se necesitan equipos muy sensibles y largos tiempos de exposición, fotografiar el Universo con neutrinos requiere una cámara gigantesca y años de exposición”, continúa. Esto es lo que intenta IceCube.

Icecube es un ‘telescopio’ de neutrinos que utiliza el hielo antártico para detectarlos. Para ello se han perforado 86 agujeros y distribuido más de 5.000 sensores de luz a lo largo de un kilómetro cúbico entre 1.400 y 2.400 metros de profundidad. Sólo en la Antártida se puede encontrar tal grosor de hielo, y sólo con un volumen así y con un “tiempo de exposición” de años se puede esperar tomar esa “primera fotografía” del Universo con neutrinos, asegura Pobes. Cuando un neutrino choca con el hielo cerca de los sensores genera otras partículas que, al viajar por el hielo, producen un destello que es captado por los sensores. Un sistema de adquisición de datos permite reconstruir la dirección y la energía del neutrino, o descartar el paso de otras partículas.

Este experimento se controla desde la base Amundsen-Scott, la más meridional del planeta, ubicada casi en el Polo Sur geográfico. IceCube es una colaboración donde participan 250 científicos de 36 instituciones procedentes de 6 países. El principal financiador es Estados Unidos, que ha aportado 242 de los 271 millones de dólares que ha costado la construcción. Carlos Pobes será el primer investigador español que pasa el invierno antártico en la base gracias a un contrato con la Universidad de Wisconsin-Madison, una de las instituciones involucradas. Previamente ha sido investigador postdoctoral en la Universidad de Zaragoza merced a un contrato cofinanciado por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010.

Pobes será una de las 50 personas que pasarán los ocho meses de invierno polar en la base, desde febrero de 2012 hasta mediados de octubre, para garantizar el correcto funcionamiento del experimento. Esto supone quedar aislado en la base todo ese periodo, ya que las temperaturas bajan hasta -70º C, lo que hace prácticamente imposible salir o llegar. El físico aragonés ha tenido que superar un proceso de selección con rigurosas pruebas médicas y psicológicas para probar su resistencia a meses de completa oscuridad y aislamiento y a las duras condiciones de frío extremo, sequedad y altitud (3.000 metros) del Polo Sur geográfico.

“La base cuenta con una sala médica para pequeñas incidencias, pero la posibilidad de un rescate en caso de un accidente grave son prácticamente nulas entre marzo y septiembre”, relata el investigador. La mayoría de los experimentos como IceCube pueden controlarse desde el hemisferio norte a través del satélite, “pero muchas de las operaciones requieren intervención humana, lo que en ocasiones significa abandonar la base con temperaturas extremas y en completa oscuridad”. Sin embargo, “la nueva base cuenta con comodidades que hacen más llevadero el día a día”.

Entre ellas está Internet. Así, Pobes ha decidido contar su aventura científica y personal a través de un blog (www.eldiamaslargodemivida.com) y un perfil en Facebook. El investigador aragonés reúne condiciones para participar en la aventura. Además de su preparación científica, que incluye estancias de investigación en el Laboratorio de Gran Sasso y su participación en uno de los experimentos que se ubicarán en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca) destinado a la detección de materia oscura, Pobes es un apasionado de la montaña y el deporte, como demuestran haber realizado la Transpirenaica en solitario y subir varios de los picos de 3.000 metros del Pirineo y otros ‘cuatromiles’ de los Alpes



CPAN

miércoles, 19 de octubre de 2011

Nuevos cúmulos globulares a través del corazón de la Vía Láctea

Nuevos cúmulos globulares a través del corazón de la Vía Láctea
Dos nuevos cúmulos globulares pasaron a engrosar la reducida lista de 158 cúmulos globulares que se conocían hasta ahora en la Vía Láctea. El hallazgo se produjo gracias a las nuevas imágenes obtenidas por el telescopio VISTA de ESO en el Observatorio Paranal, en Chile, como parte del programa de sondeo de la Vía Láctea llamado VVV. Este sondeo también ha detectado el primer cúmulo abierto ubicado más allá del centro de la Vía Láctea y cuya luz ha tenido que viajar a través del polvo y el gas que obscurecen el corazón de nuestra galaxia, para llegar hasta nosotros.

El deslumbrante cúmulo globular llamado UKS 1 domina el lado derecho de la primera de las nuevas imágenes infrarrojas del telescopio de sondeo VISTA de ESO, en el Observatorio Paranal en Chile. Pero si dirigimos la mirada aún más lejos, encontraremos una sorpresa que permanecía escondida en este rico campo de estrellas: un tenue cúmulo globular descubierto gracias a los datos obtenidos por uno de los sondeos de VISTA. Es necesario mirar muy de cerca esta imagen para ver este otro cúmulo estelar llamado VVV CL001, visible como una pequeña colección de estrellas en la parte izquierda de la foto.

VVV CL001 es sólo el primero de los cúmulos globulares descubiertos por VISTA. El mismo equipo ha encontrado un segundo objeto, conocido como VVV CL002. Es posible que esta pequeña y débil agrupación sea el cúmulo globular más cercano al centro de la Vía Láctea que se conoce. Descubrir un nuevo cúmulo globular en nuestra Vía Láctea es algo muy inusual. El último fue descubierto en 2010, y sólo se conocían 158 cúmulos globulares en nuestra galaxia antes de este nuevo descubrimiento.

Estos nuevos cúmulos son hallazgos iniciales del sondeo VISTA de Variables en la Vía Láctea (VVV) que de manera sistemática estudia de las partes centrales de la Vía Láctea en luz infrarroja. El equipo VVV está dirigido por Dante Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile) y Philip Lucas (Centro de Investigación de Astrofísica de la Universidad de Hertfordshire, Reino Unido).

Además de cúmulos globulares, VISTA está encontrando muchos cúmulos abiertos o galácticos (ver noticia anterior), objetos mucho más comunes que los cúmulos globulares y que contienen menos estrellas y más jóvenes. Otro cúmulo anunciado recientemente, VVV CL003, parece ser un cúmulo abierto que se encuentra hacia el corazón de la Vía Láctea, pero más allá, a unos 15 000 años-luz del centro. Este es el primer cúmulo de este tipo descubierto en el otro extremo de la Vía Láctea.

Los cúmulos recién descubiertos son tan tenues que no es extraño que hayan permanecido ocultos durante tanto tiempo; UKS 1 (visible en la primera imagen), que evidentemente eclipsa a los cúmulos debutantes, era hasta hace unos pocos años el cúmulo globular más tenue que se conocía en la Vía Láctea. Debido a la absorción y el enrojecimiento de la luz estelar a causa del polvo interestelar, estos objetos sólo pueden ser observados en la luz infrarroja y VISTA, el telescopio de sondeo más grande del mundo, es ideal para la búsqueda de nuevos cúmulos ocultos detrás del polvo en las partes centrales de la Vía Láctea.

Existe la interesante posibilidad de que VVV CL001 esté gravitacionalmente unida a UKS 1, lo que convertiría a estas dos agrupaciones estelares en el primer cúmulo globular binario de la Vía Láctea. Sin embargo, esto también podría ser sólo un efecto causado por la línea de visión, y que los cúmulos estén en realidad separados por una distancia inmensa.

Estas fotos de VISTA fueron creadas a partir de imágenes tomadas a través de los filtros J (en azul), H (en verde), y K (en rojo) en el infrarrojo cercano. El tamaño de las imágenes muestra sólo una pequeña fracción del campo completo de visión de VISTA.

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ESO, Observatorio Europeo Austral

El proyecto europeo del gran observatorio subterráneo de neutrinos

El proyecto europeo del gran observatorio subterráneo de neutrinos
El Laboratorio Subterráneo de Canfranc, la Universidad Autónoma de Madrid, el Instituto de Física Corpuscular (CSIC-UV) y Acciona participan en el proyecto europeo de creación del 'Gran Instrumento para la Gran Unificación y Astrofísica de Neutrinos' (LAGUNA, por sus siglas en inglés), cuyo diseño se debate esta semana en el CERN. El propio Laboratorio de Canfranc es uno de los siete aspirantes a albergar la instalación.

El proyecto europeo LAGUNA (siglas en inglés de Gran Instrumento para la Gran Unificación y Astrofísica de Neutrinos) comenzó ayer la segunda fase de su diseño con una reunión en la sede del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) de Ginebra. El principal objetivo de LAGUNA es evaluar la viabilidad de una nueva infraestructura de investigación europea capaz de acoger el próximo observatorio subterráneo de neutrinos de gran volumen.

Los objetivos científicos de esta infraestructura combinan la astrofísica de neutrinos con la investigación de cuestiones fundamentales como la vida del protón o la existencia de asimetría entre materia y antimateria, que explicaría por qué el universo contiene sólo materia. El Laboratorio Subterráneo de Canfranc, que aspira a albergar la instalación, la Universidad Autónoma de Madrid, el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universidad de Valencia) y Acciona participan en el proyecto.

Los detectores subterráneos de neutrinos basados en grandes volúmenes de líquidos con diversa instrumentación en la superficie han obtenido resultados fundamentales física de partículas y física de astropartículas, y han sido capaces de recopilar al mismo tiempo eventos de varias fuentes cósmicas diferentes. Los neutrinos pueden viajar grandes distancias en el espacio y atravesar zonas densas del Universo, ya que sólo interactúan muy débilmente con la materia. Por lo tanto, proporcionan una información única sobre sus fuentes.

Para continuar el desarrollo de estos estudios se necesita una nueva generación de grandes observatorios subterráneos de neutrinos adaptados a varios propósitos, con rangos de masas de los líquidos detectores entre las 100.000 y las 500.000 toneladas (el detector de neutrinos Superkamiokande de Japón, uno de los más grandes del mundo, tiene 50.000 toneladas de agua pura). Esta nueva instalación ofrecerá nuevas y únicas oportunidades para la investigación y se convertirá en un polo de atracción para científicos de todo el mundo.

Neutrinos procedentes del CERN

El nuevo observatorio incluye en su diseño el estudio de haces de neutrinos procedentes de los aceleradores del CERN, mediante los que medirá con una sensibilidad sin precedentes el fenómeno conocido como 'oscilación de neutrinos' (la transformación de un tipo de neutrino en otro durante su recorrido) y estudiará la existencia de diferencias entre materia y antimateria que expliquen la predominancia de la primera en el Universo.

Además, el observatorio detectará neutrinos procedentes de los más lejanos objetos astrofísicos así como del Universo primitivo. En concreto, podrá detectar una gran cantidad de neutrinos emitidos por explosiones de supernovas del tipo II. Asimismo, el observatorio permitirá estudios de precisión de otras fuentes de neutrinos como el Sol o la propia atmósfera terrestre, y la búsqueda de nuevas fuentes de neutrinos como, por ejemplo, el fondo difuso de neutrinos procedentes de reliquias de supernovas o aquellos producidos en la hi`otética aniquilación de materia oscura en el centro del Sol o de la Tierra.

Más aún, esta instalación permitirá una búsqueda sin precedentes de la desintegración del protón con una sensibilidad mayor de 1035 años, su vida media estimada, siguiendo el único camino posible para probar directamente la física en la escala de la Teoría de la Gran Unificación. Esta teoría une tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (menos la gravedad), pero para su comprobación hay que medir la desintegración del protón. Como su vida media es enorme, la única solución es examinar grandes cantidades.

El estudio de diseño LAGUNA-LBNO

El estudio del diseño del nuevo observatorio en Europa, llamado LAGUNA-LBNO, está financiado por la Comisión Europea bajo el Séptimo Programa Marco y tiene una duración de tres años. LAGUNA es una de las siete grandes infraestructuras recomendadas en la Hoja de Ruta Europea para la Física de Astropartículas desarrollada por ASPERA, la red europea de física de Astropartículas donde participa España.

En la actualidad hay una intensa competición en todo el mundo para albergar este nuevo observatorio subterráneo de neutrinos. Europa lidera el terreno merced a su experiencia atesorada en sus reputados laboratorios, entre los que se encuentra el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca, Aragón), uno de los siete lugares europeos que optan a albergar la nueva instalación. El resto son Boulby (Reino Unido), Fréjus (Francia), Pyhäsalmi (Finlandia), SUNLAB (Polonia), Slanic (Rumanía) y Umbría (Italia).

El Laboratorio de Canfranc, consorcio del Ministerio de Ciencia e Innovación, Gobierno de Aragón y Universidad de Zaragoza apoyado por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010, ya ha realizado un estudio completo de viabilidad de la geología del terreno, accesos, estructuras científicas existentes, impacto económico, etc. Se han considerado diferentes técnicas experimentales para el detector y finalmente se ha optado por ofrecer la construcción de un nuevo túnel de acceso al nuevo laboratorio de forma que LAGUNA se encontraría a una cota inferior a la del laboratorio actual, ganando así mayor cobertura de roca.

LAGUNA-LBNO reúne a 300 científicos procedentes del CERN y otras 38 instituciones de Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Japón, Italia, Polonia, Rumania, Rusia, España, Reino Unido y Suiza, incluidas las ya citadas para España.



CPAN

martes, 18 de octubre de 2011

La materia oscura, cada vez más misteriosa

La materia oscura, cada vez más misteriosa
Un nuevo estudio recién publicado en arxiv.org y que verá la luz próximamente en The Astrophysical Journal acaba de añadir, si cabe, otra dosis de misterio al misterio de la materia oscura. "Después de haber terminado nuestro trabajo -ha afirmado Matt Walker, investigador del Centro Harvard Smithsonian para la Astrofísica y autor principal de la investigación- sabemos aún menos sobre la materia oscura de lo que sabíamos antes de empezar".

Igual que sucede en todas las galaxias, nuestra Vía Láctea alberga una extraña sustancia que los científicos, a falta de una descripción mejor, llaman "materia oscura". La materia oscura es invisible, incluso para nuestros instrumentos más sofisticados, pero revela su presencia gracias a la atracción gravitatoria que ejerce sobre la materia "ordinaria", la que sí podemos ver y de la que todos, personas, planetas y estrellas, estamos hechos. Se ha calculado que la materia ordinaria apenas si da cuenta del 4% de la masa total del Universo, mientras que la materia oscura supone cerca de un 23%.

Lo que sí que sabemos es que si no fuera por la materia oscura, las estrellas de nuestra galaxia se dispersarían sin remedio, volando en todas direcciones en lugar de girar ordenadamente alrededor de una zona central. Es decir, que sin materia oscura no habría galaxia, ya que la cantidad de materia ordinaria que contiene no basta para mantenerla unida y en orden.

No cabe duda de que la materia oscura constituye un gran misterio. Uno, además, que se ha hecho aún más profundo e insondable después del estudio liderado por Matt Walker.

Pero veamos. El modelo cosmológico estandar describe un universo dominado por completo por la materia oscura y por la energía oscura. Y la mayor parte de los astrónomos tiene asumido que la materia oscura debe estar constituida por una clase de partículas "exóticas" y frías de las que nada sabemos, excepto que se van aglomerando gracias a la fuerza de la gravedad. Con el paso del tiempo, esos cúmulos de partículas han ido creciendo lo suficiente como para atraer a la materia ordinaria y dar forma a las galaxias que hoy podemos observar en el cielo.

Distribuida por todas partes

Para simular este proceso, los cosmólogos utilizan los ordenadores más poderosos que existen. Y todas esas simulaciones muestran que la materia oscura debería formar apretados "paquetes" en el centro mismo de las galaxias. Sin embargo, y aquí viene el desconcierto, las últimas mediciones realizadas por Walker y sus colaboradores en dos galaxias enanas muestran que la materia oscura está uniformemente distribuida en ellas. Lo que sugiere que el modelo cosmológico podría estar equivocado.

"Nuestras mediciones -explica Walker- contradicen la predicción básica sobre la estructura de la materia oscura dentro de las galaxias enanas. A menos que, o hasta que, los teóricos no modifiquen esas predicciones, la materia oscura será inconsistente con los datos de nuestras observaciones".

Walker y el coautor del estudio, Jorge Peñarrubia, de la Universidad de Cambridge, eligieron para su trabajo dos galaxias enanas porque éstas se componen de un 99% de materia oscura y sólo de un 1% de materia ordinaria, lo que hace de estos objetos los candidatos ideales para los científicos que intentan comprender la naturaleza de la materia oscura.

De esta forma, Walker y Peñarrubia analizaron la distribución de la materia oscura en dos pequeños vecinos galácticos de la Vía Láctea, Fornax y Sculptor. Estas galaxias apenas si contienen entre uno y diez millones de estrellas, muy pocas en comparación de los casi 400.000 millones de nuestra propia galaxia. Los investigadores midieron la localización, la velocidad y la composición química de unas 2.500 estrellas en esas dos galaxias.

Un melocotón sin hueso

"En una galaxia enana -explica Peñarrubia- las estrellas zumban como abejas en una colmena en lugar de moverse en bellas órbitas circulares como lo hacen en las galaxias espirales. Lo que hace mucho más complicada la tarea de determinar la distribución de la materia oscura".

Sin embargo, en ambos casos, los científicos encontraron que la materia oscura está uniformemente distribuida en las dos galaxias a lo largo de regiones relativamente amplias, del orden de varios cientos de años luz de diámetro. Lo cual contradice frontalmente la predicción de que la densidad de la materia oscura debería incrementarse a medida que nos acercamos al centro de estas galaxias.

"Si una galaxia enana fuera un melocotón -explica Peñarrubia- el modelo cosmológico estandar dice que deberíamos de encontrar un "hueso" de materia oscura en su centro. Pero en lugar de eso, las dos galaxias que hemos estudiado son como melocotones sin hueso".

Para tratar de aclarar el misterio, los dos investigadores se disponen a estudiar más galaxias enanas para ver si en todas sucede lo mismo. Si así fuera, sin embargo, el misterio de la materia oscura no habría hecho más que complicarse aún más.

José Manuel Nieves | ABC.es

domingo, 16 de octubre de 2011

Los átomos como instrumentos de medida de altísima precisión

Los átomos como instrumentos de medida de altísima precisión
Los átomos pueden ser usados como instrumentos de medida de altísima precisión. Al igual que ocurre con la medida del tiempo, hay un límite fundamental en la precisión, el llamado "límite Poissoniano" que hasta el momento se creía imposible de traspasar.

Ahora, investigadores del Cluster of Excellence QUEST (Centro para la Ingeniería Cuántica y la Investigación del Espacio-tiempo) de la Universidad Leibniz en Hanover (Alemania), en colaboración con científicos de Italia, Dinamarca y de la Universidad del País Vasco e Ikerbasque han traspasado este límite. Los resultados de este estudio han sido publicados esta semana en la revista 'Science'.

El teorema del límite Poissoniano se atribuye al matemático francés Siméon-Denis Poisson y da una aproximación al problema de la distribución binomial -los dos estados internos entre los que oscila un átomo. Científicos de la UPV explican que "los átomos se comportan como un gran número de dados. Si se tiran 100 dados simultáneamente y se cuenta el número de resultados pares e impares, el resultado más típico es 50 pares y 50 impares.

Sin embargo, frecuentemente se encuentran pequeñas desviaciones de este resultado, como 48 pares y 52 impares. Estas desviaciones del valor esperado también se encuentran en el caso de los átomos, y la manera en la que se reparten obedece a la distribución descrita por el "límite Poissoniano".

Este grupo de cientícos ha descubirto que utilizando la Mecánica Cuántica se pueden hacer mediciones más exactas que el "límite Poissoniano". La Mecánica Cuántica predice que dos átomos pueden estar "entrelazados" entre sí.

Estos átomos forman una pareja en el cual es imposible distinguir qué átomo es cada uno. "En una serie de medidas, se ha demostrado que estos pares de átomos entrelazados son apropiados para medidas de alta precisión por encima del límite Poissoniano", dice el doctor Philipp Hyllus, físico del departamento de Física Teórica e Historia de la Ciencia, Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, e Ikerbasque.

En los experimentos de Hanover se ha demostrado que tales pares de átomos entrelazados se pueden producir a temperaturas extremadamente bajas. Para este propósito, los científicos enfriaron alrededor de diez mil átomos de rubidio hasta cerca de la temperatura más baja posible, de hecho una millonésima de grado por encima del cero absoluto.

Así han puesto de manifiesto la producción de pares entrelazados. Los átomos de rubidio se comportan como pequeños imanes: su estructura interna obedece a campos magnéticos externos. Los átomos inicialmente preparados en posición horizontal forman pares con orientación arriba/abajo, que se corresponden con los resultados pares o impares de los dados.

Ahora, el entrelazamiento es una parte fundamental de nuestra comprensión de la naturaleza y su existencia se ha demostrado en multitud de experimentos. "Este proceso permitirá a los futuros relojes atómicos sacar ventajas del entrelazamiento, al que Einstein tachó de fantasmagórica acción a distancia", añade Hyllus.

EUROPA PRESS

sábado, 15 de octubre de 2011

Hubble recopila datos para un mapa de materia oscura

Hubble recopila datos para un mapa de materia oscura
Esta imagen del cúmulo de galaxias MACS J1206.2-0847 (MACS 1206 para abreviar) es parte de un amplio estudio realizado con el Telescopio Espacial Hubble.

Las formas distorsionadas del cúmulo son galaxias distantes a partir de las cuales se curva la luz por el tirón gravitacional de un material invisible denominado materia oscura dentro del cúmulo de galaxias. Este cúmulo es un objetivo inicial de este proyecto de investigación, que permitirá a los astrónomos elaborar mapas detallados de materia oscura en más cúmulos de galaxias que nunca antes.

Estos mapas se están utilizando en pruebas anteriores, pero sorprendentemente los resultados sugieren que la materia oscura es más densa en el interior de los cúmulos de lo que algunos modelos predecían. Esto podría significar que la formación del cúmulo de galaxias comenzó antes de lo que comúnmente se piensa.

El estudio multi-longitud de onda, denominado Cluster Lensing and Supernova Cluster survey with Hubble (CLASH), sondea, con una precisión sin precedentes, la distribución de materia oscura en 25 cúmulos masivos de galaxias. Hasta ahora, el equipo ha observado ya seis de los 25 cúmulos.

La materia oscura constituye el grueso de la masa del universo. Sin embargo, sólo puede ser detectado midiendo la gravedad que tira de la materia visible y curva el espacio como un espejo, de forma que la luz procedente de objetos distantes es distorsionada.

Los cúmulos de galaxias como MACS 1206 son laboratorios ideales para estudiar los efectos gravitacionales de la materia oscura, ya que son las estructuras más masivas del universo. Debido a su peso, los grupos actúan como lentes gigantes cósmicas, que distorsionan y doblan cualquier luz que pasa a través de ellos -un efecto conocido como lente gravitacional.

Los efectos lentes también pueden producir múltiples imágenes del mismo objeto distante, como es evidente en esta imagen del Hubble. En particular, el número y formas aparentes de las galaxias lejanas más allá de un cúmulo de galaxias se distorsionan cuando la luz pasa a través de éste, dando una medida visible de la cantidad de masa y cómo se distribuye. Las distorsiones son prueba de que el componente dominante de los cúmulos es la materia oscura. Las distorsiones serían mucho más débiles si la gravedad de las agrupaciones se produjera sólo a partir de las galaxias visibles en los cúmulos.

MACS 1206 se encuentra a 4.000 millones de años luz de la Tierra. La aguda visión del Hubble ayudó a los astrónomos de CLASH a descubrir 47 imágenes múltiples de 12 galaxias lejanas recién identificadas. Encontrar tantas imágenes múltiples en un cúmulo es una capacidad única de Hubble y la encuesta CLASH está optimizada para encontrarlas. Las nuevas observaciones se basan en trabajos anteriores del Hubble y de telescopios terrestres.

EUROPA PRESS

Tensión y desacuerdo entre los físicos del experimento de los neutrinos

Tensión y desacuerdo entre los físicos del experimento de los neutrinos
Es normal que en un equipo científico, y más si es numeroso, haya debate y posturas diferentes a la hora de analizar los resultados y exponer las conclusiones. Pero si ese equipo está en el punto de mira de todo el mundo (científico y no científico) por las implicaciones que tendrían esas conclusiones, de ser correctas, la tensión interna del grupo gana relevancia.

Es lo que está pasando entre los especialistas del experimento Opera tras la presentación, recientemente, de unos datos de lo más sorprendente: las partículas elementales llamadas neutrinos parecen alcanzan velocidades superiores la de la luz, lo que significaría demoler gran parte de la física del siglo XX. Y hay mucha tensión ahora en Opera, según explica Physicsworld, del Instituto de Física británico, hasta el punto de que miembros del equipo se oponen al envío del artículo con los resultados definitivos a una revista científica (donde debe pasar la revisión entre pares) antes de haber comprobado todos los resultados de nuevo. Es más, varios jefes de grupo de la colaboración Opera se manifestaron en contra de hacer público el trabajo en la web que recoge los artículos (provisionalmente y sin revisión entre pares) y en una conferencia impartida en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), el pasado 23 de septiembre.

Las discusiones acerca de si el experimento estaba listo para presentar las conclusiones (con los neutrinos a velocidades superlumínicas) estallaron a principios de septiembre, explica Edwin Cartlidge en Physicsworld. Fueron debates intensos hasta el punto de que se sometió la cuestión a votación entre los especialistas participantes en el experimento (unos 170 de varios países). Ganó la opción del líder de Opera, Antonio Ereditato y se presentó el trabajo, pero quedó abierta la opción individual de firmar o no dicho artículo previo. Una decena de investigadores senior no lo hicieron. La estrategia que ellos proponen es seguir comprobando los datos, no sólo ellos mismos, sino también recibiendo sugerencias al respecto de expertos de la comunidad de física de partículas. Por supuesto, también están los físicos a la espera de que otros equipos (especialmente el experimento Minos estadounidense) esté en condiciones de repetir las mediciones de Opera y confirmarlas o refutarlas.

Los neutrinos, en este experimento, se lanzan en un haz de pequeños paquetes de partículas desde el sistema de aceleradores del CERN y se detectan en el detector Opera, a 730 kilómetros de distancia (bajo los Apeninos). Estas partículas, que apenas interactúan con la materia, atraviesan el subsuelo terrestre desde Suiza hasta la mitad de Italia y, de vez, en cuando se dejan ver en el detector. Un sistema de relojes atómicos sincronizados en el CERN y en Opera permiten determinar cuando parten y cuando llegan los neutrinos, y un no menos complejo sistema de GPS permite determinar la distancia recorrida con precisión. Los científicos han estado tomando datos desde 2009 hasta 2011 y la conclusión es que los neutrinos tardan en recorrer los 730 kilómetros 60 nanosegundos menos que si lo hicieran a la velocidad de la luz, establecida como velocidad máxima alcanzable según la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.

Algunos miembros de la colaboración Opera temen que puede haber alguna fuente desconocida de error sistemático y por eso defienden la estrategia de realizar más comprobaciones, pese a que pueden durar varios meses, antes de preparar el artículo científico definitivo, informa Physicsworld. Se apuntan, además, posibles puntos donde habría que incidir en las comprobaciones, como la determinación del momento preciso de creación y detección de los neutrinos, más análisis estadísticos de los datos y la sincronización en los relojes, sin descartar fallos en los sistemas electrónicos. No hay que olvidar que los investigadores de Opera saben exactamente el momento en el que llega un neutrino al laboratorio subterráneo de los Apeninos, pero no cuándo fue producido ese neutrino concreto en el CERN (junto a Ginebra), lo que complica mucho el análisis.

El fuerte debate interno en Opera se extiende también a los planes futuros del experimento, continúa Physicsworld, ya que algunos grupos integrantes de la colaboración consideran que deben volcarse en los neutrinos superlumínicos mientras que otros, incluido Ereditato, defiende que deben mantener el trabajo en este asunto, pero centrarse en el objetivo principal de Opera que es investigar las llamadas oscilaciones de los neutrinos, una extraña propiedad de estas partículas por la que, en el recorrido de grandes distancias, los de un tipo se convierten en otro.

ALICIA RIVERA | ELPAIS.com

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