Rincón del Conocimiento

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Una serie de observaciones efectuadas por el satélite astronómico WISE (por las siglas de Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, ha conducido a la mejor evaluación realizada hasta ahora de la población de asteroides potencialmente peligrosos de nuestro sistema solar. Los resultados revelan nueva e importante información sobre su número total, orígenes y los posibles peligros que puedan representar.

Los asteroides potencialmente peligrosos, o PHAs (por sus siglas en inglés), son un subconjunto en un grupo más grande, el de los asteroides que en su recorrido orbital pasan cerca de la Tierra. Los PHAs tienen las órbitas más cercanas a la Tierra y son lo bastante grandes y densos como para atravesar la atmósfera terrestre y causar daños a escala regional o incluso mayor.

Los nuevos resultados provienen de la sección de búsqueda de asteroides de la misión WISE, una sección llamada NEOWISE. En el proyecto se hicieron observaciones de 107 PHAs para hacer proyecciones sobre la población total. Los resultados indican que hay aproximadamente 4.700 (con un margen de error de 1.500 de más o de menos) PHAs, con diámetros de más de 100 metros (más de 330 pies). Se calcula que, hasta ahora, han sido hallados entre un 20 y un 30 por ciento de estos objetos.

Aunque las estimaciones previas sobre la cantidad existente de PHAs arrojaron números similares, eran aproximaciones poco exactas. NEOWISE ha generado una estimación más fiable del número total y de la gama de tamaños de los objetos.
Representación de la población de asteroides estudiados. (Foto: NASA/JPL-Caltech)
El nuevo análisis sugiere también que la cantidad de PHAs que siguen órbitas de "baja inclinación", las cuales están más alineadas con el plano de la órbita terrestre, es del doble de la cantidad que se había venido asumiendo.

Por otra parte, cada vez parece más evidente que estos objetos de menor inclinación son un poco más brillantes y pequeños que los otros asteroides cercanos a la Tierra que pasan más tiempo lejos de nuestro planeta. Una posible explicación es que muchos de los PHAs se originaron a partir de una colisión entre dos asteroides del cinturón principal entre Marte y Júpiter. Un cuerpo más grande, con una órbita de baja inclinación, pudo fragmentarse en el cinturón principal, causando que algunos de los fragmentos pasaran a moverse a la deriva hasta adoptar órbitas más cercanas a la Tierra y finalmente convertirse en PHAs.

Amy Mainzer, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, es la principal investigadora de NEOWISE.
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Un equipo de astrónomos, liderado por James Rhoads, Sangeeta Malhotra y Pascale Hibon, de la Universidad de Arizona, ha logrado identificar la galaxia más remota del Universo, bautizada con el complejo nombre de 'LAEJ095950.99 + 021219.1n', situada a 13.000 millones de años luz de la Tierra.

Los datos, publicados en 'The Astrophysical Journal Letters', revelan la existencia de una tenue galaxia infantil. "Esta imagen es como una foto de una galaxia bebé, tomada cuando el Universo tenía sólo 5% de su edad actual. Estudiar estas galaxias es importante porque nos ayuda a comprender cómo se forman y cómo c crecen", ha explicado Rhoads en un comunicado.

La galaxia fue descubierta en el verano de 2011 gracias a la combinación de los datos del telescopio Magallanes. Como otras localizadas por este mismo equipo de astrónomos, es extremadamente débil y fue detectadagracias a la luz emitida por su hidrógeno ionizado. Para confirmar su exsitencia, utilizaron una técnica pionera basada en filtros de banda estrecha especiales que se colocaron en la cámara del telescopio para buscar en infrarrojo.


Observaciones en infrarrojo

"Utilizamos esta técnica desde 1998, alcanzando cada vez a distancias más grandes, hasta llegar a las primeras del Universo", ha explicado Malhotra. "Las galaxias jóvenes deben ser observadas en longitudes de onda infrarrojas, algo que no es fácil desde tierra debido a las distorsiones que causa la propia atmósfera", recuerda.

Para detectar objetos tan lejanos, los astrónomos buscan en ondas en infrarrojo: a más corrimiento al rojo, más lejos y más atrás en el tiempo se encuentran. Esta galaxia tiene un corrimiento al rojo de 7, algo que alcanzan sólo un puñado de galaxias, ninguna tan débil como ésta.

Malhotra cree que "con esta búsqueda, tenemos no sólo una de las galaxias más lejanas conocidas sino también la que son de menor tamaño. Sólo conocemos un 1% de las galaxias da esa disatncia, nos falta el otro 99%", afirma Rhoads.
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El final catastrófico de nuestro sistema solar se suele siempre asociar a la fase de gigante roja del Sol, la etapa en la que el astro rey se hinchará de manera colosal, alcanzando a Mercurio, Venus y quizá la Tierra. Sin embargo, la fase siguiente, cuando el Sol se encoja hasta transformarse en una enana blanca, etapa que suele verse como la del plácido reposo de la senilidad y muerte de una estrella, se caracterizará por acontecimientos caóticos en muchos de los planetas de nuestro sistema solar.

Un estudio reciente, a cargo del equipo de Boris Gansicke, del Departamento de Física en la Universidad de Warwick en el Reino Unido ha permitido reforzar la hipótesis de lo que sucederá en esa época del futuro lejano.

Las enanas blancas son cadáveres muy densos de estrellas como el Sol, que se encogen hasta un diámetro comparable al de la Tierra. Una estrella se convierte en una enana blanca cuando ha agotado su combustible nuclear y todo lo que queda es el denso núcleo interno. Se las llama blancas porque ese es el color que mayoritariamente presentan, aunque puede haber algunas excepciones.

Las estrellas de masa intermedia (1 a 8 masas solares) terminan su vida como una enana blanca.

Durante la transición desde su etapa de estrella con reacciones nucleares hasta la etapa de enana blanca, la estrella se vuelve muy caliente. Se conocen muchos de tales objetos con temperaturas superficiales de alrededor de 100.000 grados centígrados.


Durante la transformación del Sol en una enana blanca, perderá una gran cantidad de masa, y todos los planetas dejarán de estar tan atados gravitacionalmente al Sol como lo están ahora, por lo que tenderán a alejarse de éste, a menudo siguiendo órbitas cambiantes y caóticas, lo cual puede conducir a colisiones entre planetas y otros astros, un escenario bastante parecido al de la infancia del sistema solar.

Este caos futuro podría incluso despedazar a la Tierra y a Marte, con el resultado de una gran cantidad extra de asteroides añadiéndose a los existentes.

Júpiter sobrevivirá a esa fase final de la evolución del Sol, saliendo, en esencia, indemne de la masacre planetaria. Como si pagase un precio al Sol por haberle perdonado éste la vida, perturbará gravitatoriamente a asteroides, nuevos o viejos, de tal modo que bastantes de ellos acabarán cayendo a ese Sol convertido en enana blanca.
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La imagen ha sido tomada a unos 36.000 kilómetros de la Tierra y con sus 121 megapíxeles y ha cautivado a todos por

su belleza y nitidez. La cámara del satélite ruso Elektro-L ha destronado a la famosa 'cánica azul' que captó en 1972 el Apollo 17, aquella mítica fotografía del planeta completo, rodeado de la oscuridad del espacio.

Medios de todo el mundo han bautizado la foto como "la imagen definitiva de la Tierra". La panorámica muestra el contraste entre el suelo y el mar, entreverada con la nubosidad de la atmósfera que hace inconfundibles estos paisajes. La fotografía combina cuatro tipos de onda de luz y en las fotos aparece la Tierra con unas tonalidades naranjas que representan la vegetación, que quedan definidas así por el efecto infrarrojo.

La cámara utilizada para la foto tiene una resolución de un kilómetro por píxel para el espectro visible y de cuatro kilómetros para el espectro infrarrojo. Hace fotos cada 30 minutos, pero cuando hay algún fenómeno natural puede pasar a hacerlas cada 15, funcionando con una velocidad de transferencia de 16,36 megabits por segundo.

El satélite Electro-L fue lanzado desde el cosmódromo de Baikonur en enero del año pasado. Está en órbita para hacer pronósticos de tiempo a nivel regional y global, analizar el estado de los océanos, así como la ionosfera y el campo magnético de la Tierra.

Imagen de la Tierra captada por el satélite ruso Elektro-L. | RFSA


Más lejos... y más bonito

Cada potencia espacial ha competido no solo en llegar más lejos sino en conseguir los mejores documentos fotográficos del rincón del universo en el que habitamos. De hecho, la NASA tiene la costumbre de tomar esta fotografía todos los años. Desde la primera toma realizada el 7 de diciembre de 1972 por la tripulación del Apolo 17, a 45.000 kilómetros de la superficie, el ritual se repitió con asiduidad.

En aquella primera ocasión los astronautas se encontraban en una posición privilegiada respecto al Sol, por lo que la Tierra apareciócompletamente iluminada ante ellos cuando llevaban cinco horas rumbo a la Luna. Al verla tan brillante les pareció una 'canica azul', y de ahí el nombre de la serie de fotografías, Blue Marble, que han maravillado a generaciones


Las autoridades aeroespaciales rusas, acostumbradas a llevarse de vez en cuando disgustos por los contratiempos en algunas misiones, han sacado pecho ante el buen resultado obtenido recordando que las fotografías que las agencias y la NASA suelen difundir habitualmente suelen ser tomadas uniendo distintas imágenes, algo que no sucede con la instantánea del Electro-L. Después sí se utilizaron varias imágenes en alta definición para armar un vídeo que representa el movimiento en el espacio.
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Hasta ahora la comunidad científica no se ponía de acuerdo si Vesta es un asteroide o un protoplaneta. Los últimos datos facilitados por la sonda Dawn, que la NASA lanzó en 2007, se inclinan por lo segundo. Seis investigaciones publicadas esta semana en Science describen la forma, la morfología y otros rasgos de este embrión planetario.

“Cuando se formó Júpiter pensábamos que el crecimiento de Vesta se había frenado pero sus características nos muestran que se encuentra en un momento de transición para convertirse en planeta”, dice a SINC Christopher Russell, investigador de la Universidad de California (EE UU) y autor del trabajo principal.

Según su análisis, el tamaño y el núcleo de hierro del cuerpo celeste explicarían como ha logrado sobrevivir en las duras condiciones del espacio. La hipótesis del estudio establece que Vesta se enriqueció durante el primer episodio de formación del sistema solar. Más adelante se diferenció y consiguió el núcleo de hierro que hoy presenta.

   Detalle de la depresión de Rheasilvia, situada en el hemisferio sur de Vesta. Imagen: Science/AAAS
Detalle de la depresión de Rheasilvia, situada en el hemisferio sur de Vesta. Imagen: Science/AAAS

Meteoritos HED

La investigación liderada por Maria Cristina de Sanctis, del Instituto Nacional de Astrofísica (Italia), demuestra que Vesta es una de las fuentes del grupo de meteoritos conocidos como HED (howardita, eucrita y diogenita).

Los científicos han llegado a esta conclusión después de observar el hemisferio sur del protoplaneta, donde está la depresión de Rheasilvia. La profundidad de esta cuenca sería consecuencia de la producción de los meteoritos HED del sistema solar.

En España cayó una de estas rocas. Se trata del meteorito de Puerto Lápice (Ciudad Real), que impactó en mayo del 2007. Actualmente, científicos españoles como Josep Maria Trigo-Rodríguez, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEEC), explican a SINC que trabajan en “la caracterización espectral de estos restos caídos en España para compararlos con los espectros que toma la sonda Dawn de la superficie de Vesta”. Parte de estas muestras se conservan en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC).

El tercer estudio de Science, liderado desde el Instituto de Ciencia Lunar de la NASA (EE UU) por Simone Marchi, se describe la historia de los cráteres de Vesta, y en otro, Paul Schenk, del Instituto Lunar y Planetario (EE UU), detalla las características de dos gigantescos impactos en el protoplaneta.

En otra investigación del equipo de Vishnu Reddy, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (Alemania), se detalla la composición mineral y una variación cromática que nunca antes se había visto en un cuerpo celeste como Vesta.

Y el último de los seis trabajos, liderado por Ralf Jaumann, del Instituto de Investigación Planetaria (Alemania), describe “la geología diversa de la superficie de Vesta”, incluyendo cráteres de todos los tamaños, variedad de mantos, material oscuro y evidencias de pérdida de masa.

Una crónica del sistema solar

Estos hallazgos ayudan a comprender mejor la formación del sistema solar primitivo. Así lo cuenta Christopher Russell, de la Universidad de California (EE UU) a SINC: “El objetivo final es entender la formación del sistema solar ‘entrevistando’ a su habitante más viejo”.

De momento se han recogido datos a una altitud de entre 210 m a 2.700 km y, en estos momentos, la sonda Dawn intenta alcanzar alturas aún mayores. El próximo paso, continúa el investigador, es “tomar fotografías de la superficie de Vesta donde el Sol no ha brillado”.

Russell concluye: “Nuestras mediciones mejoran el conocimiento del protoplaneta para saber qué tendríamos que hacer para establecer una base en Vesta para la exploración humana”.
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Un misterioso fenómeno detectado por sondas espaciales finalmente ha sido explicado gracias a una simulación masiva por ordenador que fue capaz de reproducir con precisión los detalles de las observaciones hechas por las naves espaciales.

El hallazgo no sólo podría resolver un enigma astrofísico, sino que también podría conducir a una mejor capacidad de predecir las corrientes de electrones de alta energía en el espacio que pueden dañar a los satélites artificiales. El trabajo que ha conducido al descubrimiento fue realizado por el equipo de los físicos Jan Egedal y Ari Le del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) y William Daughton del Laboratorio Nacional de Los Álamos, ambas instituciones en Estados Unidos,

Egedal propuso tiempo atrás una teoría para explicar esta aceleración a gran escala de los electrones en la estela o "cola" magnética de la Tierra, un campo magnético extenso e intenso, estirado hacia el exterior de la Tierra por la acción del viento solar. Sin embargo, antes de que fueran obtenidos los datos de la nueva simulación por ordenador, esta teoría estuvo arrinconada por el escepticismo de muchos científicos que la consideraban una hipótesis descabellada. Gracias a los nuevos datos, la situación ha cambiado drásticamente.


La simulación muestra que una región activa en la estela magnética de la Tierra, en donde los eventos de reconexión tienen lugar en el campo magnético, es aproximadamente 1.000 veces más grande de lo que se había pensado. Esto significa que el volumen de espacio energizado por estos eventos magnéticos es suficiente para explicar el gran número de electrones de alta velocidad detectados por diversas misiones espaciales, incluida la misión Cluster.

Resolver el problema requirió una cantidad titánica de potencia de cálculo de una de las supercomputadoras más avanzadas del mundo, en el Instituto Nacional de Ciencias de la Computación, ubicado en el Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge, en Tennessee. La supercomputadora, llamada Kraken, tiene 112.000 procesadores trabajando en paralelo y consume tanta electricidad como un pueblo pequeño. Para el estudio se utilizaron 25.000 de estos procesadores durante 11 días, a fin de seguir los movimientos de 180.000 millones de partículas simuladas en el espacio durante un evento de reconexión magnética.
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La sonda Messenger de la NASA ha descubierto indicios de la existencia de agua helada en los polos de Mercurio. El hallazgo es sorprendente, ya que las temperaturas en la superficie del planeta más cercano al Sol pueden superar los 400 grados. Sin embargo, algunos cráteres en los polos de Mercurio se encuentran en sombra de manera permanente, y este factor les convierte en lo que los científicos denominan 'trampas de frío'.

Anteriores investigaciones habían detectado algunas zonas cerca de los polos que provocaban reflejos al analizarse con un radar, una característica típica del hielo. Ahora, la cartografía realizada por la sonda Messenger ha comprobado que esas zonas que causan reflejos de radar están precisamente en las mismas regiones oscuras que se encuentran permanentemente en sombra. Messenger es sólo la segunda sonda, tras las Mariner 10 en los años 70, que han visitado el planeta más cercano a nuestra estrella. Hasta la llegada de esta misión, existían amplias zonas de Mercurio que jamás se habían analizado.

Imagen de la sonda Messenger de cráteres de Mercurio donde podría existira agua helada. | NASA 
Las zonas que provocan reflejos de radar ya habían sido detectadas por telescopios en tierra en los años 90, pero hasta ahora los científicos no habían podido precisar el lugar exacto donde se encuentran. Sin embargo, gracias a las nuevas imágenes enviadas por la Messenger, han comprobado que coinciden con las regiones polares de sombra permanente. "Nuestros resultados apoyan la hipótesis de la presencia de agua helada", explica la doctora Nancy Chabot, coautora del estudio que publica la revista 'Science', en declaraciones a la BBC. Pero esta experta de la Universidad de Johns Hopkins enfatiza que esto no constituye una prueba, sino tan solo un indicio de la existencia de hielo en Mercurio.

<<Geología sorprendente>>

Además, la misión Messenger también ha desvelado que Mercurio parece ser menos montañoso que Marte y la Luna y las entrañas del planeta más cercano al Sol, con reservas profundas de sulfuro de hierro, son muy diferentes de las de los otros de nuestro sistema.

La sonda de 485 kilogramos fue lanzada al espacio por un cohete delta II en agosto de 2004, y después de tres pasajes por las proximidades del planeta más cercano al Sol, el 18 de marzo de 2011 se colocó en una órbita altamente elíptica que va de 200 kilómetros hasta 15.000 kilómetros de la superficie de Mercurio. Los técnicos de la agencia espacial estadounidense NASA eligieron esa órbita para proteger la sonda del calor que irradia la superficie de Mercurio. Solo una pequeña parte de la órbita transcurre con el artefacto sujeto al calor del lado más caliente del planeta.

Uno de los instrumentos que lleva la cápsula robótica es un altímetro de láser que ha estado haciendo un estudio del relieve de la superficieen el hemisferio norte de Mercurio, donde se ha encontrado que el número de elevaciones es considerablemente menor que en la Luna o Marte. Para su sorpresa, los científicos también detectaron una gran densidad de masa en los mantos superiores de Mercurio, aunque es baja la presencia de hierro en las rocas de la superficie. "Por lo tanto, debe existir una reserva profunda de material de alta densidad que explique la gran densidad del manto sólido y el momento de inercia", explican los autores del trabajo, concluyendo que la composición más probable de esa reserva sea el sulfuro de hierro, algo que no se ha observado en ningún otro planeta.
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El Telescopio de Rastreo del VLT (VLT Survey Telescope, VST) de ESO, ubicado en el observatorio de Paranal, en Chile, ha captado una fascinante colección de imágenes de galaxias interactuando en el Cúmulo de galaxias de Hércules. La nitidez de la nueva imagen, y los cientos de galaxias capturados con detalle en menos de tres horas de observación, atestiguan la gran capacidad del VST y de su enorme cámara, OmegaCAM, para explorar el Universo cercano.

El Cúmulo de galaxias de Hércules (también conocido como Abell 2151) se encuentra a unos 500 millones de años luz de distancia, en la constelación de Hércules. Se diferencia de otros conjuntos de galaxias cercanas en muchos aspectos: pese a ser de forma irregular, contiene una amplia variedad de tipos de galaxias, particularmente galaxias jóvenes, galaxias espirales con formación estelar, y no se observan galaxias gigantes elípticas.

La nueva imagen fue tomada con el VST, el último telescopio que se ha sumado a los ya existentes en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. El VST es un telescopio de rastreo equipado con el instrumento OmegaCAM, una cámara de 268 megapíxeles que proporciona imágenes que cubren amplias zonas del cielo. Normalmente solo telescopios pequeños pueden obtener imágenes tan amplias de objetos como este de una sola vez, pero el telescopio de 2,6 metros VST, no solo posee un amplio campo, sino que también puede explotar las excelentes condiciones de Paranal para obtener simultáneamente imágenes muy precisas y profundas de manera muy rápida.


En esta imagen podemos observar pares de galaxias acercándose e intimando, fundiéndose para formar una única galaxia de mayor tamaño. Las numerosas interacciones y el gran número de galaxias espirales con formación estelar ricas en gas que hay en este cúmulo, hacen que los miembros del cúmulo de Hércules se parezcan a las galaxias jóvenes que podemos ver en el Universo distante. Debido a esta similitud, los astrónomos creen que el cúmulo de galaxias de Hércules es un cúmulo relativamente joven. Es un dinámico y vibrante enjambre de galaxias que algún día madurará para convertirse en un cúmulo parecido a los cúmulos de galaxias viejos, más típicos en nuestro vecindario galáctico.

Los cúmulos de galaxias nacen cuando pequeños grupos de galaxias se unen debido a la atracción gravitatoria. A medida que los grupos se van acercando entre sí, el cúmulo se hace más compacto y su forma más esférica. Al mismo tiempo, las propias galaxias se van acercando y muchas empiezan a interactuar. Incluso si las galaxias espirales son las dominantes en los grupos iniciales, las colisiones galácticas distorsionan su estructura espiral y arrancan el gas y el polvo, sofocando la mayor parte de la formación estelar. Por este motivo, la mayor parte de las galaxias de un cúmulo maduro tienen forma elíptica o son irregulares. Es usual que, en el centro de estos cúmulos antiguos, haya una o dos galaxias elípticas grandes, plagadas de estrellas viejas y formadas tras la fusión de galaxias más pequeñas.

Se cree que el cúmulo de galaxias de Hércules es una formación de, al menos, tres cúmulos pequeños y grupos de galaxias que actualmente se están uniendo para formar una estructura mayor. Además, el propio cúmulo se está fundiendo con otro cúmulo de gran tamaño para formar un supercúmulo de galaxias. Estas uniones gigantes de cúmulos son una de las estructuras más grandes del universo. El amplio campo de visión y la calidad de imagen de OmegaCAM en el VST hacen que este conjunto sea ideal para el estudio de las afueras de los cúmulos de galaxias, el lugar donde tienen lugar las interacciones entre cúmulos, un fenómeno del que aún se comprende muy poco.


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Recreación de los nuevos sistemas solares. | NASA
Recreación de los nuevos sistemas solares
El telescopio Kepler de la NASA, prolífico cazador de astros, ha descubierto otros 26 planetas en once sistemas planetarios, informó hoy la agencia espacial estadounidense.

"Estos descubrimientos casi duplican el número de planetas verificados por Kepler y triplican el de astros que se sabe que tienen más de un planeta que transita en su entorno", explicó la NASA en un comunicado. "Esos sistemas ayudará a los astrónomos a entender mejor cómo se forman los planetas", agregó. Desde que fue lanzado en 2009, Kepler detecta planetas y posibles candidatos con un amplio rango de tamaños y en distancias de órbitas también muy variadas, para ayudar a los científicos a entender mejor cuál es nuestro lugar en la galaxia.

Los planetas detectados ahora por Kepler orbitan cerca a sus astros centrales y varían en tamaño desde 1,5 veces el radio de la Tierra a un poco más que Júpiter, el mayor de la Vía Láctea. Además, los 26 planetas orbitan más próximos a sus astros que lo que Venus gira alrededor del Sol, lo que significa que les toma entre seis y 143 días completar una órbita, según los científicos de la NASA.

<<Topografía rocosa>> 

Se requerirán más observaciones para determinar si éstos tienen la topografía rocosa de la Tierra o un atmósfera gaseosa como la de Neptuno, explicó la NASA. "Antes de la misión Kepler, sabíamos que existían quizá 500 exoplanetas" en la bóveda espacial, dijo Doug Hudgins, científico a cargo del programa Kepler en Washington. "Ahora, en tan sólo dos años de mirar hacia un trozo del cielo un poco más grande que un puño, Kepler ha descubierto más de 60 planetas y más de 2.300 candidatos a planeta", explicó Hudgins."Esto nos dice que nuestra galaxia está cargada de planetas de todo tipo de tamaños y órbitas".

Kepler identifica los "candidatos a planeta" mediante una repetición de las mediciones del brillo de luz que emiten más de 150.000 estrellas para detectar cuando un planeta pasa enfrente de ellas. Ese paso produce una pequeña sombra hacia la Tierra y el observatorio Kepler. En ese sentido, Eric Ford, profesor de Astronomía en la Universidad de Florida y principal autor de un informe que confirmó los planetas Kepler-23 y Kepler-24, dijo que hacen falta más observaciones y análisispara confirmar que el pequeño incremento en el brillo de la estrella se debe a un planeta.

"Verificamos estos planetas mediante nuevas técnicas que han acelerado drásticamente su descubrimiento", observó Ford. Con el anuncio de hoy, el número de planetas descubiertos por Kepler aumenta a 61, junto a otros 2.326 candidatos a planeta.
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Una cuestión por resolver: ¿qué forma tiene el universo?
Dibujar el cosmos exige mirar el borde de un abismo. Da vértigo, pero la curiosidad y un extraño morbo nos asedian. Muchos físicos y astrónomos se han embarcado en esta misión, trazando teorías para todos los gustos sobre una cuestión por resolver: ¿qué forma tiene el universo? Según los científicos, el universo podría ser cerrado, infinito, plano o curvo, retorcido como una cinta de Moebius o enredado como una maraña de lana. Cada uno tiene sus preferencias, aunque apenas hay certezas. Para el resto de los mortales, lo lógico es preguntarse si tiene sentido hablar siquiera de una ‘forma’ para el cosmos.
“Cuando hablamos de la forma del universo nos referimos a la geometría del espacio-tiempo, que va evolucionando”, advierte Mariano Moles, investigador y director del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón. La Teoría de la Relatividad de Einstein dice que el espacio y el tiempo son inseparables, así que nos topamos con un objeto de cuatro dimensiones imposible de visualizar. Pero podemos simplificar y obtener fotos de él en cada momento, “aunque en el instante cosmológico después será distinto”, advierte Moles.

<<Una mirada desde fuera>>

Una opción es retratar el entorno desde dentro del propio universo para obtener su curvatura o forma local. La otra es estudiar su forma global o topología. “La topología es la forma que veríamos desde fuera. Claro que ‘fuera’ del universo no existe”, afirma Eduard Salvador, catedrático de Astrofísica de la Universidad de Barcelona. Este es uno de los grandes problemas: no podemos salir a mirar el ‘todo’. “Estamos limitados para entender cuerpos en tres dimensiones por estar nosotros mismos inmersos en un mundo tridimensional”, apunta Vicente Muñoz, catedrático de Geometría y Topología de la Universidad Complutense de Madrid y autor del libro La forma del universo. Nos pasa lo mismo que a los ‘chatoides’, seres planos inventados por Eduardo Battaner, catedrático de Cosmología de la Universidad de Granada.

Los chatoides habitan en la superficie de una esfera y solo perciben la longitud y la anchura. Para ellos el mundo es un plano que se extiende indefinidamente; sin embargo, si emprenden un viaje con rumbo constante, después de recorrer una circunferencia entera llegarán al mismo punto y serán capaces de comprender que viven en ‘algo parecido’ a la superficie de una esfera. Esto mismo, en una dimensión más, es lo que intentan hacer algunos para estudiar la forma global del cosmos. “En un universo cerrado, deberían producirse repeticiones de algún tipo cuando miramos a lo lejos –explica Eduard Salvador–. Pero hasta el momento no hay observaciones que puedan confirmar ninguna hipótesis de topología. Las repeticiones son muy difíciles de detectar y ni siquiera se sabe si se darán, así que no se trabaja mucho en esta línea”.

<<Después de todo, el universo es plano>>

El estudio de la curvatura del espacio está dando mejores frutos. La respuesta es casi unánime: el universo es plano. Es lo que confirman observaciones independientes sobre las anisotropías de la radiación de fondo, lentes gravitatorias, la distribución de materia a gran escala, la temperatura del gas dentro de los cúmulos, etc. “No nos referimos a que sea como un folio, sino a que se cumplen las propiedades de la geometría euclídea”, explica Salvador. “Es decir, si lanzamos dos haces de luz paralelos, nunca se acercarán o se alejarán, como sucedería si fuera curvo”, describe José Alberto Rubiño, cosmólogo del Instituto de Astrofísica de Canarias.

La gran herramienta para estudiar el universo es la radiación de fondo de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), el eco electromagnético del Big Bang. Tras siete años de observaciones, la Sonda Anisotrópica de Microondas Wilkinson (WMAP) de la NASA ha trazado en 2011 el primer plano completo del cielo de microondas en alta resolución. “Hasta ahora, la mejor determinación de la forma del universo la ha aportado el WMAP”, asegura a SINC Charles Bennett, investigador principal del proyecto. Si nos fiamos de la NASA, podemos asumir con un margen de error de un 0,5% que estamos en una geometría plana.

Quizá estos datos nos lleven a alguna forma global. Charles Bennett contesta: “si la curvatura es nula, entonces el universo global no puede ser esférico”. ¿Podemos entonces olvidarnos de la esfera? “No”. El especialista de la Nasa recuerda que las observaciones siempre tendrán alguna incertidumbre. “En este momento nuestras medidas son indistinguibles de la curvatura nula, pero no podemos desechar la geometría esférica. Eso sí, el radio de curvatura sería enorme”, explica Bennet.

<<Algunas verdades universales>>

Tenemos sobre la mesa todas las opciones: abierto o cerrado, finito o infinito. “No sabemos si el cosmos es finito o infinito. Sí podemos asegurar que la región que podemos ver es finita”. Bennett se refiere al ‘horizonte cosmológico’, un límite infranqueable a partir del cual no se puede saber absolutamente nada. Hoy podríamos conocer, como mucho, los objetos que estén a distancias inferiores a 13.700 millones de años luz, es decir, lo que ha recorrido la luz desde el Big Bang. “La luz de todo lo que esté más lejos aún no nos ha llegado”, afirma Rubiño. Pero que no se pueda observar no significa que no exista. “Hay pruebas que muestran que el universo es mucho más grande. Si su tamaño fuera menor que 70.000 millones de años luz, entonces veríamos múltiples copias en los mapas de microondas. Hemos buscado este patrón y no lo hemos visto. Esto nos permite situar una cota del mínimo tamaño que tiene el universo”, afirma a SINC David Spergel, profesor de astrofísica en la Universidad de Princeton (EE UU). “También podemos asegurar que no tiene bordes”, añade Rubiño.

Recapitulando: es limitado en el tiempo, es mayor de lo que vemos, no tiene bordes, pero ¿es infinito? El concepto se escapa de nuestras manos y da lugar a paradojas. Spergel plantea una de las más inquietantes: “Sabemos que hay un número finito de átomos en cada ‘parche’ observable del espacio (de radio 13.700 millones de años luz) y las maneras de recolocarlos también son finitas. Nuestra existencia viene determinada por una recombinación de átomos concreta. En un universo infinito tendría que haber otros lugares en los que se volviera a dar esta combinación. De hecho, infinitos lugares. Por tanto, existirían infinitas copias de nosotros mismos. Esto es raro”. Si para el lector lego esto es un galimatías, los cosmólogos tampoco se sienten cómodos con estos trabalenguas. “Yo, personalmente, prefiero un universo finito, aunque muy grande”, admite Spergel.

<<Atrapados por nuestra visión finita>>

Si el universo es más grande que el horizonte cosmológico, puede que nunca lleguemos a conocer su forma global. El espacio podría ser finito, pero tan grande que cualquier señal de su finitud esté fuera de nuestro alcance. “No puede observarse más allá del horizonte cosmológico. Eso violaría el principio de la velocidad finita de la luz –afirma Battaner–. Lo que está más allá puede vislumbrarse por la teoría, pero no por la observación”. La verdad es que, hasta ahora, ‘mirar’ a través de la teoría nos ha permitido saber muchas cosas. “Tenemos un modelo cosmológico que puede explicar todas las medidas, incluyendo las geométricas, con solo seis parámetros”, afirma Benett. Es la Teoría de la Inflación, la revisión del Big Bang que sitúa un periódico de inflación dramático y exponencial en el comienzo del universo.

“Fuera como fuese la curvatura inicial, el cosmos se ‘aplastó’ por la enorme expansión, hasta llegar a un estado prácticamente plano. A partir de entonces, ha seguido expandiéndose y enfriándose. Conocemos su contenido: un 73% de energía oscura, 23% de materia oscura y 4% de átomos. Sabemos que tiene 13.700 millones de años. Entendemos muchas cosas, pero hay todavía tantísimas otras que no comprendemos”, admite el experto de la NASA.

Para los que tienen que ver para creer, los métodos observacionales todavía tienen mucho que ofrecernos. “El camino más prometedor es el que proporcionó WMAP, aunque su sucesor, el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) está ya orbitando y midiendo con una sensibilidad de tres a diez veces mayor que el WMAP. A principios de 2013 ofrecerá datos que nos permitirán conocer la geometría del universo”, anticipa Battaner. Bueno, digamos ‘conocer mejor’. En particular, corroborar las correcciones de la inflación. “Analizando las anisotropías de la radiación observada por Planck, podremos afirmar, o no, que vivimos en un universo plano, dominado por la energía oscura, que terminará en un ‘gran desgarrón’, con una expansión indefinidamente cada vez más rápida”. Entonces, seremos capaces de ver con un poco más de precisión qué se esconde en el fondo del abismo.
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El estadounidense Paul Allen, además de multimillonario, es un auténtico empresario innovador, y a gran escala, tan grande como dos aviones Jumbo juntos y un cohete. Es su último proyecto, presentado hace unos días en Seattle (EE UU), para ir al espacio. Según su plan, el primer vuelo de ensayo se hará dentro de cinco años. De momento, el diseño se hace para poner en órbita baja (hasta 2.000 kilómetros de altura) cargas y satélites. Pero ni Allen ni sus colaboradores Burt Rutan y Michael Griffin ocultan que tienen puesto el ojo, para después, en vuelos tripulados con su nuevo sistema, una vez que se haya comprobado exhaustivamente su seguridad.

El nuevo proyecto se llama Stratolaunch Systems y consiste en una aeronave, como dos Boeing 747 Jumbo unidos, con una estructura para llevar suspendido un cohete. El avión debe elevarse hasta unos 9.000 metros y soltar el cohete, que se encenderá para colocar en órbita la carga que lleve.
El avión doble (con seis motores de Jumbo) medirá 117 metros de envergadura, pesará unas 550 toneladas e incorporará muchos nuevos materiales compuestos. Necesitará una pista de 3.600 metros de longitud. Rutan apuntó que tienen ya miles de diseños y planos, pero todavía no está el proyecto completo. En cuanto al coste, Allen no ha querido dar detalles alegando que la competencia en el sector es fuerte, pero ha señalado que la cosa está en un orden de magnitud superior a la inversión realizada en el StarShipOne (20 millones de euros).

                                                    

La idea de elevar un cohete en avión para lanzarlo desde el aire no es nueva. La utiliza ya otra empresa estadounidense, Orbital, con su Pegasus, que se utilizó para lanzar un pequeño satélite del INTA despegando desde Torrejón de Ardoz (Madrid), en 1997.

El Stratolaunch es mucho más ambicioso. Podrá poner en órbita baja cargas de unas 4,5 toneladas, ya sean satélites comerciales o misiones científicas. Además, la Estación Espacial Internacional (ISS) está a una altura al alcance del nuevo sistema (unos 360 kilómetros), así que Allen, Rutan y Griffin no descartan llegar a competir por los vuelos a la base orbital. La NASA ha renunciado a desarrollar un cohete para dar servicio a la ISS y encomendará esta función a las empresas privadas, a las que está ayudando financieramente a desarrollar los futuros lanzadores. De ahí la efervescencia del sector estadounidense.
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Tres equipos de astrónomos han logrado determinar la masa, la rotación y la distancia a la Tierra de un agujero negro especialmente famoso, Cygnus X-1, y con esos parámetros han reconstruido su historia. El objeto tiene casi 14,8 veces la masa del Sol, gira 800 veces por segundo y está a 6.070 años luz de aquí. Fue identificado como candidato a agujero negro hace casi cuatro décadas, pero entonces el gran especialista Stephen Hawking no estaba convencido y, en 1974, apostó con un colega y amigo, el físico teórico estadounidense Kip Thorne, a que no se trataba de tal objeto. Perdió. En 1990, cuando ya se habían hecho más observaciones de Cygnus X-1, el físico británico aceptó la derrota. Fue una de las varias apuestas que Hawking y Thorne han hecho sobre cuestiones científicas.

Ilustración del agujero negro Cygnus X-1 tragando materia de la estrella con la que forma un sistema binario

Una vez aceptado como tal, el objeto no perdió interés, al contrario. Cygnus X-1 es un agujero negro estelar, es decir, que se ha formado por el colapso de una estrella masiva, y forma un sistema doble con otro astro.El horizonte de sucesos (la frontera de no retorno de la materia que cae en un agujero negro) gira en este más de 800 veces por segundo, muy cerca del máximo calculado."Como no puede escapar de un agujero negro más información, su masa, rotación y su carga eléctrica supone la descripción completa", dice Reid. "Y la carga de este agujero negro es casi cero".


Un tercer equipo, gracias a los radiotelescopios sincronizados del sistema VLBA, ha logrado precisar la distancia de Cygnus X-1 (dato esencial para determinar la masa y la rotación), así como el desplazamiento del objeto en el espacio. Resulta que el agujero negro se mueve muy despacio respecto a la Vía Láctea, lo que significa que no recibió impulso al formarse. Este dato apoya la hipótesis según la cual este objeto no se formó en una explosión de supernova (cuando una estrella supermasiva ha consumido todo su combustible), que habría dado ese impulso y llevaría mucha más velocidad. Debió ser un colapso estelar, sí, pero sin explosión, lo que dio origen al agujero negro en cuestión. En cuanto a la distancia, antes de estas nuevas medidas que la han fijado en 6.070 años luz, se estimaba entre 5.800 y 7.800 años luz.
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Un asteroide de casi 400 metros de longitud y muchas toneladas de peso pasará cerca de la Tierra hoy martes. La mole se aproximará a nuestro planeta más de lo que lo está la Luna, pero no hay riesgo de que haya un impacto. Así lo aseguran los investigadores del Observatorio de Arecibo (en Puerto Rico), que han estudiado su órbita.

Según sus datos, hasta dentro de 100 años no existe riesgo real de que pueda colisionar con el planeta, lo que causaría un desastre equivalente al de 65.000 bombas atómicas. De hecho, se cree que fue un impacto de este tipo el que acabó con la vida de los dinosaurios y otras muchas especies hace 65 millones de años y la posibilidad de que algo así vuelva ocurrir es uno de los asuntos que más preocupan.

Asteroide 2005 YU55
En este caso, el Asteroide 2005 YU55 ha salido de la lista del programa de detección de asteroides peligrosos de la NASA, donde hay registrados1.200 objetos potencialmente peligrosos, pero aún así será estudiado al detalle por astrónomos de todo el mundo, para conocer a fondo su órbita y poder prever su comportamiento en el futuro. Los expertos aseguran que, si las condiciones atmosféricas lo permiten, podrá verse con unos simples prismáticos o pequeños telescopios desde la Península Ibérica desde el atardecer hasta las 23 horas, aproximadamente. Su velocidad será de unos 28.000 kilómetros por hora.
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La materia oscura (el material invisible que, al parecer, corresponde a la mayor parte de la masa del universo) se percibe por su influencia gravitatoria, pero nunca se la ha podido detectar directamente. No interactúa con la radiación electromagnética. Al no emitirla ni reflejarla como sí lo hace la materia convencional, o atómica, la materia oscura no se puede observar de forma directa mediante las técnicas convencionales de la astronomía.

El efecto gravitatorio de la materia oscura hace que las galaxias giren más rápido de lo esperado. También, el campo gravitatorio de la materia oscura deforma la luz de los objetos que desde la perspectiva visual de la Tierra están ubicados detrás de ella, contribuyendo al llamado "efecto de lente gravitatoria". Midiendo esta clase de fenómenos, los físicos saben que el universo está lleno de este tipo enigmático de materia que no se puede ver.

                                          La Vía Láctea
Las limitaciones actuales deducidas para el abanico posible de propiedades de la materia oscura muestran que la esencia de la materia oscura no puede ser ninguna de las partículas conocidas. La identidad exacta de la materia oscura sigue pues siendo un misterio.

Se barajan varias naturalezas hipotéticas, y una de ellas, que plantea la existencia de diminutos agujeros negros primigenios creados por el Big Bang, podría ser verificable mediante una nueva técnica desarrollada por expertos de las universidades de Princeton y Nueva York, si es que realmente existen esos extraños agujeros negros, y si son lo bastante abundantes como para constituir toda la materia oscura o una parte importante de ella.
La teoría del Big-Bang
Esos miniagujeros negros primigenios tendrían una masa muy pequeña, comparable a la de un asteroide. La formación de un agujero negro de tan poca masa es imposible mediante los procesos estelares que en el universo actual originan agujeros negros a partir de estrellas. Sin embargo, esos miniagujeros no se habrían formado por procesos estelares, sino que habrían sido creados directamente por fenómenos exóticos del Big Bang. Si existen, esos miniagujeros con una masa tan pequeña han de ser muy difíciles de detectar, como es difícil detectar gravitacionalmente a un asteroide.
El tamaño de estos miniagujeros negros sería subatómico, lo que los haría más susceptibles a ser afectados por fenómenos cuánticos. Debido a sus características especiales, en algunos o bastantes aspectos los miniagujeros primigenios se comportarían de manera distinta a como lo hacen los agujeros negros de masas mayores.
Simulación de agujero negro
En el universo actual, los miniagujeros negros primigenios no absorberían estrellas, sino que las atravesarían como un cuchillo pasando a través de un flan. La estrella afectada se recuperaría, pero el paso del agujero negro primigenio a través de ella dejaría huellas que durante algún tiempo serían detectables mediante la técnica ideada por el equipo de Shravan Hanasoge, del Departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton, y Michael Kesden del Centro para la Cosmología y la Física de Partículas de la Universidad de Nueva York.

Simulación del paso de un miniagujero negro por un planeta
Estos científicos han preparado simulaciones por ordenador del resultado visible de un miniagujero negro primordial pasando a través de una estrella. Estos agujeros negros, reliquias teóricas del Big Bang, poseerían las propiedades que se le atribuyen a la materia oscura, y constituyen una de las varias identidades posibles que podría tener esa misteriosa materia.

Si los miniagujeros negros primordiales son la materia oscura, la gran cantidad de estrellas en nuestra galaxia (cerca de 100.000 millones) hace que un encuentro entre una de ellas y un miniagujero de esos sea inevitable. Por lo tanto, como la cantidad de telescopios y satélites astronómicos que están escudriñando estrellas lejanas de la Vía Láctea va en aumento, también aumentan las probabilidades de observar los efectos del paso de un miniagujero negro primigenio a través de alguna de las estrellas de nuestra galaxia.
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La sonda Rosetta de la ESA ha descubierto que Lutetia es un asteroide primitivo, un resto de cuando se formaron los planetas en nuestro Sistema Solar. Los datos tomados durante el breve sobrevuelo también sugieren que Lutetia intentó formar un núcleo metálico. Rosetta sobrevoló el asteroide Lutetia el 10 de julio de 2010, pasando con una velocidad de 54 000 km/h a tan sólo 3 170 km de su superficie. En aquel momento, este objeto de 130 km de longitud era el mayor asteroide jamás visitado por una sonda espacial. Desde entonces, los científicos han estado analizando los datos tomados durante este corto encuentro.

En anteriores ocasiones se habían estudiado otros asteroides que no eran sino fragmentos de otros cuerpos de mayor tamaño. Sin embargo, en el caso de Lutetia, los científicos pensaban que se podría tratar de un 'mundo en miniatura' antiguo y primitivo. Ahora están prácticamente seguros. Las imágenes tomadas por la cámara OSIRIS de Rosetta nos muestran regiones de la superficie de Lutetia que tienen unos 3 600 millones de años. En contraste, otras zonas son mucho más jóvenes, en términos astronómicos, con tan sólo 50 u 80 millones de años.

Los astrónomos son capaces de estimar la edad de los planetas sin atmósfera, de las lunas y de los asteroides contando sus cráteres. Cada hoyo en su superficie fue producido por un impacto, por lo que cuanto más antigua sea la superficie, más impactos habrá acumulado. Algunas regiones de Lutetia están plagadas de cráteres, lo que sugiere una gran antigüedad.

Por otra parte, las regiones más jóvenes de la superficie de Lutetia se corresponden con corrimientos de tierras, probablemente desencadenados por las vibraciones de impactos cercanos. Los fragmentos arrancados en estos impactos se extienden por toda la superficie del asteroide, formando una capa de roca pulverizada de 1 km de espesor.  También hay muchas rocas esparcidas por su superficie: algunas de 300 – 400 m de diámetro, aproximadamente la mitad del tamaño de Ayers Rock, en Australia. Algunos de estos impactos fueron tan fuertes que arrancaron trozos enteros de Lutetia, transformando su contorno en el cuerpo 'abollado' que vemos hoy en día.

“Pensamos que Lutetia no tenía esta forma en sus orígenes”, comenta Holger Sierks, del Instituto Max-Planck para la Investigación del Sistema Solar en Lindau, Alemania. “Probablemente fuese esférico cuando se formó”. El espectrómetro VIRTIS de Rosetta descubrió que la composición de Lutetia es inusualmente uniforme en todas las regiones observadas.

“Llama la atención que un objeto de este tamaño, que ha sufrido un gran número de impactos a lo largo de millones de años, no muestre ninguna variación en la composición de su superficie”, explica Fabrizio Capaccioni, del INAF, Roma.


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El director de la NASA, Charles Bolden, ha asegurado que en un plazo máximo de cinco años EEUU podrá disponer de nuevas naves para viajar a la Estación Espacial Internacional (ISS). Tras la jubilación de la flota de transbordadores espaciales, el pasado mes de julio, los astronautas de EEUU se quedaron por primera vez sin transporte propio al espacio.Durante su visita a Chile, Charles Bolden explicó que las naves de dos empresas privadas están a punto de realizar un vuelo de prueba con carga a la ISS.


"Soy optimista y creo que entre los próximos tres o cinco años habrá compañías norteamericanas que sean capaces de llevar nuestros propios astronautas a las estaciones espaciales", dijo el director de la NASA en un encuentro con medios de comunicación en la embajada de EEUU en Santiago.
Con el viaje final del Atlantis, EEUU dio por concluida la era de los transbordadores el pasado julio, unas naves de gran capacidad con las que durante 30 años la NASA realizó vuelos tripulados y trasladó equipos fundamentales para la investigación como el telescopio Hubble.
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La NASA ha anunciado el descubrimiento de unas manchas superficiales en las laderas de Marte que podrían estar formadas por agua salada, abriendo así de nuevo una posibilidad de encontrar vida en el planeta rojo.


El hallazgo se ha hecho gracias al análisis de una serie de imágenes tomadas por el Experimento Científico de Imágenes de Alta Resolución (HiRise) del Orbitador de Reconocimiento de Marte (MRO), que explora el planeta rojo desde 2006. El director de la investigación científica del programa de exploración a Marte de la NASA, Michael Meyer hizo el anuncio en una rueda de prensa junto con el profesor Alfred McEwen de la Universidad de Arizona, entre otros miembros del equipo. "Estamos muy contentos con este descubrimiento, pero es el principio de un proceso que acabamos de empezar", señaló McEwen.


Marte no ha dado pruebas definitivas de que actualmente haya agua líquida activa en la superficie del planeta, aunque sí se ha detectado agua congelada cerca de la superficie en regiones de latitud media y alta. Según explicaron, estos grupos de líneas oscuras podrían quizás estar formadas por un flujo de agua salada, aunque de momento se trata sólo de una hipótesis, ya que las observaciones reportadas en esta primera fase del estudio no lo prueban.El equipo explicó que apunta al agua salada como la causante de estas "manchas" porque la salinidad disminuye la temperatura a la que el agua se congela y puede permanecer líquida a las temperaturas que alcanzan estas laderas durante su temporada calurosa. Sin embargo, el mecanismo exacto de cómo se produciría el proceso y el origen de la fuente del agua aún no están claros.
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