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Anillo de antimateria alrededor de la Tierra

Un grupo de investigadores italianos ha encontrado pruebas, por primera vez, de la existencia de un «cinturón de antimateria» alrededor de la Tierra. Se trata de una fina banda de antiprotones (las antipartículas de los protones) que se oculta en la magnetosfera terrestre. El espectacular hallazgo se publica en Astrophysical Journal Letters.

La antimateria se originó en el Big Bang al mismo tiempo que la materia ordinaria, de la que difiere únicamente por su carga eléctrica. Cuando una partícula de materia ordinaria se encuentra con su «antipartícula» (por ejemplo un protón y un antiprotón), ambas se aniquilan mutuamente en una pequeña explosión de energía. Se cree que durante el Big Bang se creó la misma cantidad de materia que de antimateria, pero en la actualidad sólo vemos materia a nuestro alrededor. ¿Dónde está, pues, toda la antimateria original?

Existen varios intentos de explicación a este misterio. Según algunos, en el origen del Universo se habría producido una rotura de la simetría y se habría creado un poco más de materia ordinaria que de antimateria. Lo que vemos hoy, según esta teoría, sería la materia «que sobró» después de que materia y antimateria se aniquilaran entre sí. Otros, sin embargo, creen que la antimateria original está aún «ahí fuera» sin que hasta ahora hayamos podido detectarla. Podría haber galaxias enteras hechas de antimateria sin que nos demos cuenta de ello.

Partículas de antimateria ( o antipartículas) se han creado en los laboratorios de física en numerosas ocasiones, pero hasta ahora sólo ha habido éxitos parciales a la hora de detectarla en el espacio a nuestro alrededor. Por eso el hallazgo de un cinturón de antimateria alrededor de nuestro propio mundo resulta tan importante.

 

Escondido como uno más

Según los investigadores, el anillo de antimateria se esconde, como si fuera uno más, entre los cinturones de Van Allen, las bandas magnéticas que rodean nuestro planeta y que lo protegen de la radiación atrapando las partículas cargadas procedentes del Sol. Sólo que en ese anillo en particular, en lugar de partículas «normales» hay un gran número de antipartículas, esto es, de antimateria.

Los antiprotones fueron descubiertos utilizando el satélite Pamela (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics), un ingenio lanzado en 2006 con el único objetivo de estudiar a fondo la naturaleza de las partículas de alta energía procedentes del Sol y también las que nos llegan, en forma de rayos cósmicos, de más allá de las fronteras del Sistema Solar.

Cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera terrestre se descomponen creando auténticas lluvias de partículas. Tanto las partículas originales procedentes del Sol o del espacio esterior como estos chorros de «partículas hijas» son capturadas por los cinturones de Van Allen, formando anillos o cinturones en los lugares donde son atrapadas por el campo magnético terrestre.

 

Miles de veces superior

Entre los objetivos de Pamela está, también, buscar alguna partícula de antimateria entre esta auténtica multitud de partículas Ordinarias capturadas, normalmente protones o núcleos de átomos de helio. El nuevo análisis llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Bari muestra que, cuando Pamela pasa a través de una región llamada «la Anomalía del Atlántico Sur» (una depresión en el campo magnético que lleva a los cinturones de Van Allen a apenas unos cientos de km. de la Tierra), se encuentra con una tasa de antiprotones que es miles de veces superior a la que se podría esperar de la descomposición natural de las partículas.

Los investigadores están convencidos de que se trata de una prueba irrefutable de que existen «cinturones de antipartículas» análogos a los cinturones de Van Allen, capaces de sobrevivir por lo menos hasta el momento en que se aniquilan al encontrarse con la materia ordinaria de la atmósfera. En palabras de Alessandro Bruno, coautor del estudio, el cinturón es «la mayor fuente de antiprotones que existe cerca de la Tierra».

Bruno asegura también que estos anillos de antipartículas podrían constituir una fuente inagotable de combustible para futuras misiones espaciales. Una idea que ya ha sido acariciada por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA en un reciente informe.

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«Hubo un tiempo en que la Luna no era una, sino que eran dos»

Hubo un tiempo, antes de que surgiera la vida en la Tierra, en que nuestra Luna tuvo una compañera más pequeña, según una teoría publicada este miércoles en la revista británica Nature.

Esa segunda luna desapareció, según los padres de esta tesis, tras chocar contra su «hermana mayor» hace unos 4.400 millones de años.

Aquella colisión explicaría el enigmático relieve de cráteres y montañas de la cara oculta de nuestra Luna.

El choque se habría producido a una velocidad muy lenta y el material de la segunda luna habría acabado fusionándose con ese hemisferio lunar, que no es visible desde la Tierra.

En los próximos meses, los investigadores esperan conocer los resultados de dos misiones de la Nasa a la Luna para poner a prueba su tesis.

Durante décadas, los científicos han intentado comprender por qué el lado de la Luna que es visible desde la Tierra tiene una superficie relativamente plana en comparación con la gran cantidad de cráteres y montañas de más de 3.000 metros de altura del lado oculto.

Varias teorías habían intentado explicar lo que es conocido como «la dicotomía lunar». Por ejemplo, una de ellas sugiere que la causa es la fuerza que ejercía la Tierra sobre el océano de rocas líquidas que en el pasado flotaba bajo la corteza lunar.

Pero según esta nueva tesis, el origen se halla en una serie de colisiones cósmicas.

Tiene como punto de partida la ya formulada hipótesis del «impacto global», que consiste en que hace 4.000 millones de años un planeta del tamaño de Marte impactó contra la Tierra y que el material desprendido por el choque se fusionó dando forma a nuestra Luna.

Los padres de la nueva tesis creen que se originó otro cuerpo lunar más pequeño que quedó atrapado por la gravedad de la Tierra.

Uno de los astrónomos responsables de la teoría, Martin Jutzi, de la universidad suiza de Berna, explica que ésta casa muy bien con la idea del «impacto global».

Tras pasar millones de años «atrapada», la luna menor habría entrado en rumbo de colisión con su hermana mayor y habría acabado impactando contra ésta a una velocidad de 2,4 kilómetros por segundo, menor que la velocidad a la cual el sonido atraviesa una roca.

Jutzi resalta que esa lentitud, considerable si se tiene en cuenta la velocidad a la que suceden los impactos en el espacio, explica que no se produjera un derretimiento.

En el momento de la colisión, la luna mayor habría tenido en su superficie un «océano de magma» solo protegido por una fina capa sólida.

Como consecuencia del impacto, la corteza de la Luna se habría endurecido y el magma subyacente se habría redistribuido hacia la cara visible, una idea respaldada por las observaciones de la nave espacial de la Nasa Lunar Prospector.

La comunidad de astrónomos ha reaccionado con interés a la teoría, que dicen que tiene credibilidad, pero no están convencidos del todo.

Maria Zuber, del estadounidense Instituto Tecnológico de Massachusetts, afirma que mientras que el estudio «tiene más plausibilidad que pruebas», los autores «sugieren la legítima posibilidad de que después del gigantesco impacto contra la Tierra ésta poseyera fugazmente más de una luna».

La Tierra es el único planeta del sistema solar que tiene una sola luna. Mientras que Venus y Mercurio no tienen lunas, Marte tiene dos, y Saturno y Júpiter tienen más de 60 cada uno. Incluso el diminuto Plutón tiene cuatro lunas.

Pero la cuestión de las dos lunas no tiene repercusiones solo para la astronomía.

La Luna ha sido muy importante para poetas y músicos. Ahora queda por saber, si la segunda luna es también capaz de desatar su inspiración.

Fuente: BBC

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Preparándose para la próxima gran tormenta solar

En septiembre de 1859, durante la víspera de un ciclo solar que resultaría ser de intensidad inferior al promedio1, el Sol desató una de las tormentas solares más poderosas de los últimos siglos. La erupción solar subyacente fue tan inusual que los investigadores aún no están seguros sobre cómo clasificarla. El estallido bombardeó la Tierra con los protones más energéticos de la última mitad del milenio, indujo corrientes eléctricas que incendiaron oficinas de telégrafos y desencadenó auroras boreales sobre Cuba y Hawái.

Esta semana, las autoridades se reunieron en el Club Nacional de Prensa, en Washington DC, para hacerse una simple pregunta: ¿Y si esto ocurre de nuevo?

«En la actualidad, una tormenta como esa podría darnos una buena sacudida», dice Lika Guhathakurta, quien trabaja en física solar en la base de operaciones de la NASA. «La sociedad moderna depende de sistemas de alta tecnología como las redes eléctricas inteligentes, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por su sigla en idioma inglés), y las comunicaciones satelitales. Todos estos sistemas son vulnerables a las tormentas solares».

Lika Guhathakurta y más de cien personas se reunirán en el Foro Empresarial sobre el Tiempo en el Espacio (Space Weather Enterprise Forum o SWEF, en idioma inglés). El propósito del SWEF es crear conciencia respecto de las condiciones climáticas en el espacio y de sus efectos sobre la sociedad; el SWEF busca concientizar en especial a las autoridades encargadas de decretar planes de acción y a los cuerpos de emergencia. Quienes asisten al foro provienen de diversas organizaciones, como el Congreso de Estados Unidos, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA, por su sigla en idioma inglés), compañías de energía eléctrica, las Naciones Unidas, la NASA y la Administración Nacional Océanica y Atmosférica (NOAA, por su sigla en idioma inglés), entre otras.

A mediados del año 2011, el Sol se encuentra una vez más en la víspera de un ciclo solar de intensidad inferior a la usual, al menos eso es lo que afirman los pronosticadores. El «Evento Carrington», que tuvo lugar en 1859 y que recibe dicho nombre en honor del astrónomo Richard Carrington, quien presenció la erupción solar que lo causó, nos recuerda que pueden ocurrir tormentas muy fuertes incluso cuando el Sol está pasando por un ciclo nominalmente débil.

En 1859, las consecuencias más graves fueron un día o dos sin mensajes telegráficos y muchos perplejos observadores del cielo en islas tropicales.

Pero en el año 2011, la situación sería mucho más grave. La avalancha de apagones, propagada a través de los continentes por las líneas de energía eléctrica de larga distancia, podría durar semanas o incluso meses, el tiempo que necesitan los ingenieros para reparar los transformadores dañados. Los barcos y los aviones ya no podrían confiar en sus aparatos GPS para la navegación. Las redes bancarias y financieras podrían dejar de funcionar, trastornando de este modo al comercio de una manera que es exclusiva de la Era de la Información. Según un informe del año 2008, publicado por la Academia Nacional de Ciencias, una poderosa tormenta solar, como las que ocurren una vez al siglo, podría tener el mismo impacto económico que 20 huracanes Katrina.

Mientras las autoridades se reúnen para conocer más sobre esta amenaza, los investigadores de la NASA, quienes se encuentran a algunos kilómetros de distancia, ya están haciendo algo al respecto:

«Ya es posible rastrear el progreso de las tormentas solares en 3 dimensiones, conforme se acercan a la Tierra», dice Michael Hesse, quien es director del Laboratorio del Tiempo en el Espacio, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, y quien dará una conferencia en el foro. «Esto hace posible desplegar alertas accionables por el tiempo en el espacio, las cuales podrían proteger las redes de energía eléctrica y otros dipositivos de alta tecnología durante los períodos de actividad solar extrema».

Ellos logran hacer esto utilizando los datos recolectados por la flota de naves espaciales que la NASA tiene en órbita alrededor del Sol. Los analistas del laboratorio proporcionan la información a un grupo de supercomputadoras que se encarga de procesarla. Unas cuantas horas después de una erupción de gran magnitud, las computadoras producen una película tridimensional que muestra hacia dónde se dirige la tormenta y qué planetas y naves espaciales serán golpeadas; además dicha película predice cuándo ocurrirá cada impacto. Este tipo de predicción de las condiciones del tiempo interplanetario no tiene precedentes en la corta historia de los pronósticos del tiempo en el espacio.

«Este es un momento muy emocionante para trabajar como pronosticador del tiempo en el espacio», dice Antti Pulkkinen, quien es investigador del Laboratorio del Tiempo en el Espacio. «La aparición de modelos de las condiciones climáticas espaciales basados en la física seria nos está brindando la capacidad de predecir si ocurrirá un evento mayor».

Algunos de los modelos realizados por computadora son tan sofisticados que pueden incluso predecir las corrientas eléctricas que fluyen en el suelo de la Tierra cuando nos golpea una tormenta solar. Estas corrientes son las más dañinas para los transformadores eléctricos. El proyecto experimental denominado «Escudo Solar», el cual está dirigido por Pulkkinen, tiene como objetivo ubicar los transformadores que poseen la mayor probabilidad de fallar durante una tormenta.

«Desconectar un transformador específico durante unas pocas horas puede prevenir semanas de apagones regionales», dice Pulkkinen.

Otro conferencista del SWEF, John Allen, del Directorio de Misiones y Operaciones Espaciales de la NASA, menciona que aunque cualquier persona puede verse afectada por las condiciones del tiempo en el espacio, nadie se encuentra en mayor peligro que los astronautas.

«Los astronautas están expuestos rutinariamente a cuatro veces más radiación que quienes trabajan con radiación industrial en la Tierra», dice. «Es un riesgo ocupacional muy serio».

La NASA vigila cuidadosamente las dosis de radiación acumuladas por cada astronauta a lo largo de su carrera. Todo lanzamiento, toda caminata espacial y toda erupción solar se toman en cuenta minuciosamente. Si un astronauta se acerca demasiado al límite, ¡es posible que no se le permita salir de la estación espacial! Las alertas precisas sobre las condiciones del tiempo en el espacio podrían mantener bajo control la exposición a la radiación —posponiendo caminatas espaciales, por ejemplo, cuando existen probabilidades de que se produzca alguna erupción.

En su ponencia en el foro, Allen propuso instaurar un nuevo tipo de pronóstico. «Podrían ser útiles alertas de Todo Despejado. Además de saber cuándo es demasiado peligroso para salir, nos gustaría saber también cuándo es seguro hacerlo. Este es otro reto para los pronosticadores: no solamente decirnos cuándo hará erupción una mancha solar, sino también cuándo no la hará.

La misión educativa del SWEF es clave para impulsar la preparación ante las tormentas solares. Como Lika Guhathakurta y su colega Dan Bake, de la Universidad de Colorado, se preguntaron en una nota editorial de The New York Times, con fecha 17 de junio: «¿De qué sirven las alertas relacionadas con las condiciones del tiempo en el espacio si las personas no las entienden ni saben cómo reaccionar ante ellas?»

Mediante la difusión, el SWEF hará mucho bien.

Fuente: NASA

Documental History Channel:

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Una estrella «dispara» gigantescos chorros de agua

A sólo 750 años luz de la Tierra, una jovencísima protoestrella está causando sensación entre los astrónomos. La razón es que este sol recién nacido y aún envuelto en la nube de gas y polvo en la que se formó está, literalmente, regando el espacio a su alrededor con ingentes cantidades de agua. A través de dos gigantescos chorros, uno en cada polo, la nueva estrella se está desprendiendo, a cada segundo, del equivalente a cien millones de veces el caudal del Amazonas.

La estrella, que no tiene más de cien mil años (muy poco tiempo en una vida que puede durar miles de millones de años), se encuentra en la constelación de Perseo y es de la misma clase que nuestro Sol, lo que hace que los investigadores se pregunten si también el astro que alumbra la Tierra tuvo, en su infancia, un comportamiento parecido.

El trabajo de investigación, que será publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, ha sido liderado por Lars Kristensen, astrónomo de la Universidad holandesa de Leiden, quien asegura que la velocidad a la que es expulsada el agua «alcanza los 200.000 km. por hora, cerca de 80 veces más rápido que las balas disparadas por una ametralladora».

El agua a gas, y al revés
Para captar las firmas características del oxígeno y el hidrógeno (los dos componentes del agua), el equipo liderado por Kristensen utilizó los instrumentos de infrarrojos a bordo del Observatorio Espacial Herschel. Y una vez localizadas esas dos clases de átomos fundamentales, los investigadores los siguieron hasta dar con la estrella en que se formaron.

La primera conclusión de Kristensen es que el agua se formó allí mismo, en la estrella, a unas temperaturas de unos pocos miles de grados. Sin embargo, y al ser ese agua expulsada violentamente hacia el espacio, se encontró con áreas mucho más calientes, incluso a más de 100.000 grados. Unas condiciones infernales que devolvieron el agua a su estado gaseoso.

Pero una vez que esos gases llegaron a las capas externas (y mucho más frías) de la nube de material que rodea a la protoestrella, a unas 5.000 veces la distancia que separa la Tierra del Sol, su carrera se frenó, creando un «frente de choque» en el que los gases pudieron enfriarse rápidamente, condensarse y volver a convertirse en agua.

También en el Sol
El descubrimiento podría significar que estos fenómenos constituyen una fase normal dentro del proceso de crecimiento de las estrellas. Y que también nuestro Sol podría haber «jugado con pistolas de agua» durante su más tierna infancia.

En palabras de Kristensen, «solo ahora empezamos a entender que todas las estrellas como el Sol pasaron, probablemente, por una fase muy energética cuando eran muy jóvenes. Y que es en ese momento de sus vidas cuando expulsan un montón de material a gran velocidad. Ahora sabemos que una parte de ese material es agua».

Un agua, por cierto, que podría haber contribuido a «sembrar» el medio interestelar con todos, o una buena parte, de los ingredientes necesarios para la vida.

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Un nuevo ‘gemelo’ de la Tierra

El Starmus Festival, que conmemora los 50 años del primer vuelo al espacio del ser humano, protagonizado por el ruso Yuri Gagarin, acaba de comenzar en Guía de Isora (Tenerife) con el anuncio del hallazgo de un nuevo planeta extrasolar similar a la Tierra. El astrónomo suizo Michel Mayor, quien descubrió en 1995 el primero, ha señalado que el nuevo HD85512 b es el segundo, con el Gliese 581 e, de lo que quiere que se convierta en un catálogo de candidatos a planetas habitables.

Mayor comparte este lunes junto con los astronautas Buzz Aldrin y Claude Nicollier y con Jill Tarter, directora del programa SETI, de búsqueda de vida extraterrestre, las conferencias de un evento, único en el mundo, que reúne a los grandes protagonistas de la exploración espacial y astronómica para celebrar, durante una semana, el señalado cumpleaños.

Acompañado por Nicollier, que ha pasado más de 1.000 horas en el espacio, colaborando en la puesta en marcha del Telescopio Hubble, Mayor se felicitó de este encuentro, organizado por el astrónomo del IAC, Garik Israelian: «Los astrónomos durante siglos sólo vimos el Cosmos a través de los ojos y gracias a la exploración espacial en 30 años esa ventana se ha ampliado de forma espectacular», aseguró el científico.

 

500 exoplanetas localizados
Preguntado sobre la posibilidad de encontrar nuevas ‘Tierras’, Mayor comentó que el 95% de los más de 500 exoplanetas detectados «son reales» y apostó por la puesta en marcha de una nueva misión de la Agencia Espacial Europea (ESA), destinada a buscar estrellas muy brillantes, como el Sol, como nueva vía para hallar astros como el nuestro. «El reto es detectar planetas similares en zona habitable y eso no sabemos cuando sucederá».

No obstante, señaló que la ecuación de Drake sobre la probabilidad de que haya planetas con vida extraterrestre «sigue siendo buena», aunque hay incertidumbre sobre cómo será su química, si tendrá placas tectónicas o cuanto tardaremos en localizarla debido a la distancia que nos separa porque «planetas como el nuestro son muy pequeños y difíciles de ver».

Aún así señaló que podría haber más de 20 millones de planetas similares la Tierra en la Vía Láctea, donde hay más de 100.000 millones de estrellas.

 

Su sueño: descubrir vida en Marte
Aunque ha dedicado su carrera a buscar planetas en otras estrellas, Mayor reconoció que su sueño es descubrir vida en Marte o en el Sistema Solar. «Sería fantástico ir a Marte y encontrar algo vivo allí. Bueno, yo no, porque no habría dado el perfil de astronauta, y prefiero estar en Tierra», comentó jocoso.

El que sí ha estado, y muchas horas, ha sido su compatriota Nicollier, quien recordaba el calor y la fascinación que sintió en el espacio, en 1993 y 1999, cuando viajó en transbordadores de la NASA para reparar el Hubble. Nicollier reconoce que la decisión de clausurar los ‘shuttle’ fue difícil, pero que «tienen ya 30 años, son costosos y a veces también peligrosos».

Nicollier, como Mayor, justifica el costo que suponen los proyectos espaciales aún en tiempos de crisis, como el futuro telescopio James Webb, que sustituirá al Hubble. «Si exploramos el Universo es porque es una etapa más de la evolución de la vida en la galaxia. Hay factores que lo limitan, como las radiaciones o la distancia, pero si logramos vencer estos problemas, exploraremos más lejos del Sistema Solar porque es parte de nuestra evolución», ha señalado.

Mayor pone números a esta reflexión: «Solos hemos ido a la Luna, que está a un segundo a la velocidad de la luz. El único planeta idóneo está a 100 millones de años luz, y con una civilización estaría a 1.000 millones. ¿Cómo enviar seres vivos allí? Los optimistas dicen que en futuro tendremos tecnología para conseguirlo, pero piensen en la energía que se necesitará, será tremenda. Podemos soñar, pero la física impone sus límites».

Fuente: El mundo