martes, 5 de mayo de 2015


1 Buscando el origen de los océanos en un cometa

http://www.emol.com/especiales/2014/tecnologia/columnas-astronomia/25-marzo.asp#5

Andrés Jordán
25 de marzo de 2015

El aterrizaje de la sonda Philae de la misión Rosetta en un cometa fue una gran proeza técnica. Detrás de ella, está el objetivo de saber más sobre nuestro propio origen.
Sin duda, uno de los eventos científicos más importantes del 2014 fue la llegada de la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) a su objetivo: el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. El punto más intenso del viaje, que comenzó en 2004 y que recorrió 6.400 millones de kilómetros, lo marcó, en noviembre pasado el descenso de la sonda Philae hacia el cometa después de separarse de su nave madre Rosetta. Una gran cantidad de personas en todo el planeta estuvimos expectantes mientras Philae descendía hacia su objetivo, un evento que no estuvo exento de drama.

El "acometizaje" proveyó de fuertes emociones: los arpones que debían anclar la sonda al cometa no se dispararon oportunamente, haciendo a Philae rebotar dos veces antes de, finalmente, posarse a un kilómetro del lugar planeado. Como consecuencia de ello, el aparato no recibe suficiente luz solar para recargar sus baterías. Debido a esto, Philae recolectó información por sólo 64 horas y ahora está en estado de hibernación con la esperanza de que a medida que el cometa se acerque al Sol éste pueda revivir. Pero por mientras, Rosetta está orbitando al cometa recolectando datos cruciales para aumentar nuestro conocimiento de este tipo de objetos.

A pesar de los rebotes de Philae, la misión Rosetta fue un gran éxito para la ESA y un hito en la historia de estudios cometarios. Por primera vez se puso un satélite en órbita alrededor de un cometa, el que además lo acompañará a medida que éste se acerca al Sol y desarrolla su característica cola. Y también, por primera vez, se posó un instrumento en la superficie de uno de estos objetos.

Pero más allá de lo impresionante que, es desde el punto de vista técnico, esta misión, ¿Qué es lo que se busca científicamente con ella? Está por cierto, en primer lugar, el interés intrínseco de determinar la estructura física y química del cometa y entender de manera detallada las transformaciones que éste va sufriendo a medida que se acerca al Sol.

Una de las hipótesis es que el agua pudo haber sido depositada en su superficie o por cometas o por asteroides que impactaron en ella tras su formación.

Pero también hay otra gran meta. Los cometas son fósiles de la época de formación del Sistema Solar, remanentes prístinos del material que estaba presente hace 4.600 millones de años, y al estudiarlos podemos entender mejor las condiciones que existían en ese entonces.

En este contexto, uno de los objetivos más interesantes es dilucidar el origen del agua en la Tierra, uno de los elementos fundamentales para la vida. Por la posición de nuestro planeta en el Sistema Solar, no creemos que el agua haya estado presente en la Tierra cuando se formó. Una de las hipótesis es que el agua pudo haber sido depositada en su superficie o por cometas o por asteroides que impactaron en ella tras su formación.
Entonces, ¿Cómo podemos tratar de comprobar la hipótesis de que el agua terrestre fue traída por cometas? Existen moléculas de agua más pesadas porque contienen hidrógeno con un neutrón además del usual protón en su núcleo. Esto es importante porque la razón (o proporción) entre el número de moléculas de ese tipo de agua y el de la normal es una característica que debiera ser igual tanto en los océanos terrestres como los cuerpos que los originaron. Rosetta midió esta razón en el cometa 67P y mostró que no es similar a la de los océanos terrestres.

Combinando estos datos con mediciones previas, podemos concluir que cometas como el 67P pertenecientes a la familia de cometas Jovianos no pudieron ser la fuente principal de agua en la Tierra, favoreciendo de esta forma la hipótesis de que fueron asteroides y no cometas los agentes que trajeron el agua. Así, el caso no está cerrado. Será necesario seguir investigando a estos pequeños habitantes de nuestro sistema solar para determinar si ellos son los responsables o no del origen de este elemento vital.

  
2 Cuásares: objetos extremos en el universo

http://www.emol.com/especiales/2014/tecnologia/columnas-astronomia/18-marzo.asp#5

Felipe Barrientos
18 de marzo de 2015

Agujeros negros que se alimentan de unas pocas estrellas para brillar más que 100 galaxias.

La tecnología de radio desarrollada para la astronomía comenzó en los años 30 en los laboratorios Bell, impulsada por Karl Jansky. Esta tecnología fue mejorada por los británicos para identificar los aviones enemigos durante la segunda guerra mundial. Con esta nueva tecnología la radioastronomía tuvo un renacimiento. Rápidamente se llegó a la identificación de las primeras radio galaxias (galaxias que emiten parte de su radiación en el rango de radio). Luego aparecieron los primeros catálogos de fuentes de radio en el cielo, donde uno de los más famosos es el de Cambridge (3C) con un total de 328 fuentes.

Una de las grandes complicaciones para estudiar los objetos en estos nuevos catálogos fue la poca certeza de su posición en el cielo, lo que no permitía asociar fácilmente la fuente de radio con un objeto particular en las imágenes ópticas. Este problema fue resuelto para algunos objetos muy ingeniosamente utilizando el movimiento de la Luna con respecto a las estrellas y galaxias. Una vez que la Luna ocultaba un objeto, nuestros telescopios dejaban de recibir las ondas de radio, delatando así a su contrapartida óptica. Algunos de estos aparecían como estrellas (es decir como un pequeño punto en el cielo), y a veces con un débil halo alrededor. A esta nueva familia de objetos se les denominó cuásares (abreviación del inglés de "radiofuente casi estelar"), siendo el objeto 3C48 el primero de ellos en ser identificado con una fuente óptica.
El estudio de la distribución de la luz (espectroscopia) en estos objetos arrojó resultados sumamente confusos. Como objetos muy azules, con la presencia de gases que aparentemente no estaban presentes en la Tierra. En el año 1963 cuatro años después su la primera identificación óptica el astrónomo holandés Maarten Schmidt logró resolver el rompecabezas para el objeto 273. Él encontró que las líneas (colores) de los gases que observaba en el espectro eran las mismas que se observaban en galaxias, nebulosas y en nuestros laboratorios, pero desplazadas hacia el rojo (producto del efecto Doppler) de forma inusual. Ello implicaba que su velocidad de alejamiento no tenía precedentes, y por la ley de Hubble sería por lejos el objeto más distante conocido.

El hecho de que los cuásares se encuentren a grandes distancias y sean relativamente brillantes en el cielo (algunos se pueden observar con un telescopio amateur), indica que deben ser objetos extremadamente luminosos. Tener tanto como mil veces la luminosidad de una galaxia como la nuestra. Otra observación hecha por el astrónomo holandés fue que dada la gran variación en la intensidad de la luz de estos objetos, ésta debía provenir de una región relativamente pequeña. Él estaba en lo correcto. Hoy sabemos que la gran cantidad de energía que produce un cuásar proviene de una región solamente un poco más grande que nuestro propio Sistema Solar. ¡La energía equivalente a mil galaxias proviniendo de una zona minúscula en escalas galácticas!

Hoy sabemos que la gran cantidad de energía que produce un cuásar proviene de una región solamente un poco más grande que nuestro propio Sistema Solar.

Los cuásares son objetos simplemente notables. Son galaxias que albergan un agujero negro Supermasivos en su centro, el cual es alimentado cada año con el equivalente de la masa de unas pocas estrellas como el Sol. La eficiencia con la que transforma masa en energía es aproximadamente 30 veces superior a la de las reacciones nucleares que ocurren al interior de las estrellas. Y aunque la intensidad en ondas de radio fue importante para su descubrimiento, hoy sabemos que la mayoría es "radio silencioso".

Hay 500 mil cuásares identificados, siendo algunos de ellos los objetos más distantes conocidos. Estos objetos, que actúan como faros en el universo, son clave para entender los efectos de la materia y energía oscuras, como así también los procesos de formación de las galaxias como la nuestra.


3 Cédulas de identidad estelares y el Registro Civil galáctico

http://www.emol.com/especiales/2014/tecnologia/columnas-astronomia/11-marzo.asp#5

Julio Chanamé
11 de marzo de 2015
Para entender cómo se formó la Vía Láctea problema aún abierto de la cosmología actual es necesario saber cuándo nacieron sus estrellas. Por ello, la determinación precisa de edades estelares es una de las metas más relevantes de la astronomía de hoy.

La cosmología moderna se ha desarrollado a un punto tal que se tiene evidencia experimental concreta de lo que le sucede al universo a partir de una fracción de segundo después del big bang. Este logro espectacular, hay que recalcar, se refiere al universo en su totalidad. Aunque suene poco intuitivo, esa misma cosmología, elegante y orgullosa a gran escala, es bastante más incierta a escalas más humildes, con una lista de problemas importantes aún por resolver.
Así, mientras que por un lado se conoce la edad del universo con una precisión exquisita, por otro lado nuestro conocimiento de la historia de formación de la Vía Láctea es muy incompleto, no obstante la tenemos al alcance de la mano. Esta limitación se debe en gran medida a la extrema dificultad para determinar con precisión la edad de una estrella común y corriente más difícil aún que medir su masa, y hacerlo después para una fracción relevante y representativa de la galaxia.

Para determinar la edad de una estrella recurrimos a lo mismo que haríamos para determinar la edad de una persona sin preguntárselo directamente: buscamos signos externos que indiquen el paso del tiempo. El problema es que, mientras en seres humanos signos como vello facial, arrugas, caída de cabello o dificultad de movimiento saltan a la vista, en una estrella los cambios correspondientes son más sutiles y tardan muchísimo en hacerse visibles en su superficie.Dichos cambios se deben a la lenta pero inexorable transformación de la composición química al interior de la estrella como producto de las reacciones nucleares responsables de su propia estabilidad y brillo. Las velocidades con que operan estas reacciones nucleares las conocemos razonablemente bien puesto que se miden en laboratorios terrestres. Esto nos permite simular la vida de una estrella utilizando un computador, y, dadas una masa y composición química inicial, saber cómo se ve esencialmente su luminosidad y temperatura superficial en todo momento de su vida. Finalmente, identificamos cuál de estos instantes de la vida de la estrella simulada coincide mejor con la luminosidad y temperatura de la estrella real, lo que nos indica la edad de esta última. De cierta manera, hemos producido la cédula de identidad de la estrella de interés.

La del Sol es entonces la única medición realmente "empírica" que tenemos de la edad de una estrella. Ahora, para confiar en estas cédulas de identidad, los modelos de computador deben calibrarse con edades independientes y libres de dudas. Afortunadamente tenemos una desafortunadamente solo una de estas estrellas de calibración: el Sol. Análogamente a como se determina la antigüedad de restos arqueológicos, momias pre-incas o fósiles de dinosaurios, para conocer la edad del Sol medimos la concentración de ciertos materiales radioactivos en meteoritos que han sobrevivido su caída a la Tierra. La suposición crucial detrás de este procedimiento es que dichos meteoritos conservan como cápsulas de tiempo las condiciones de la época de formación del Sistema Solar. Así, se encuentra que nuestra estrella tiene unos 4.500 millones de años. Los modelos estelares se calibran entonces asegurándonos que, para una estrella de computador con la masa y composición química del Sol, el modelo a dicha edad se vea tal como se ve nuestra estrella hoy en día.

La del Sol es entonces la única medición realmente "empírica" que tenemos de la edad de una estrella. Cualquier determinación de edad para otra estrella generalmente con una masa y composición química distintas a las del Sol usará modelos estelares basados en este resultado fundamental y se tratará, por lo tanto, de una medición "relativa" al Sol, a diferencia de una medición absoluta e independiente como la que tenemos para nuestra estrella.

Finalmente, para entender en detalle la formación y posterior evolución de la Vía Láctea, y con ello de las galaxias en general, es requisito ineludible la producción de cédulas de identidad para una fracción representativa y de tamaño relevante de las estrellas que la habitan. Tenemos, efectivamente, que construir el Registro Civil de la Vía Láctea. 


4 Nuestro legado cósmico y nuestro futuro remoto

http://www.emol.com/especiales/2014/tecnologia/columnas-astronomia/4-marzo.asp#5

Alejandro Clocchiatti
4 de marzo de 2015

El universo nos seduce con la perspectiva de un futuro muy profundo. Pero para hacerlo nuestro, necesitamos internalizar la vastedad y riqueza de nuestro pasado.

Las escalas de tiempo que incorporamos fácilmente son las que nos resultan familiares, aquellas con las que estamos generalmente en contacto. Las que van del nacimiento de los abuelos a la madurez de los nietos, la edad de los países, o la de las civilizaciones. Así, nos sentimos herederos de un apellido, una bandera, o una lengua, que pasan a ser parte de nuestra identidad. Quizás por eso, cuando pensamos en el futuro tendemos a proyectarlo en esas escalas: desde un siglo a pocos milenios.
El universo nos confronta con escalas de tiempo ajenas a nuestra sensibilidad, pero que, sin embargo, también son nuestras. En el siglo XIX los geólogos descubrieron el "pasado profundo". La Tierra había existido por muchos cientos o quizás miles de millones de años. Durante el siglo XX la física y la química nos dieron la escala de tiempo radioactiva, que confirmó la geológica, y la astrofísica nos proporcionó escalas de tiempo estelares y cosmológicas consistentes con las anteriores.
El universo nació hace unos 13.700 millones de años. La Vía Láctea se consolidó en un lapso de 700 millones, comenzando hace 12.100. Sus estrellas fabricaron y reciclaron núcleos atómicos complejos, hasta llegar a estrellas de tercera generación como el Sol, que nació hace unos 5.000 millones de años. La Tierra nació hace 4.600 millones en la zona árida del Sistema Solar, y, por lo tanto, sin agua. Los océanos se formaron gracias a 700 millones de años de colisiones con cometas y asteroides provenientes del Sistema Solar exterior. Así, el universo trabajó casi 10 mil millones de años para construirnos un escenario.

Nuestro ecosistema existirá hasta que su creciente radiación impida el equilibrio de los ciclos bio-geo-químicos que mantienen una atmósfera apta para animales complejos.
La vida surgió tan pronto como pudo: Los primeros fósiles unicelulares datan de hace 3.650 millones de años. Armar las primeras células con núcleo llevó otros 2.400 de maduración, hasta la explosión de diversidad multicelular que arrancó hace 1.100 millones. La mayoría de las formas animales actuales aparecieron hace 540. Unos 260 millones de años atrás surgieron los mamíferos, mientras que los homínidos datamos de hace 14 millones, los Homo de hace unos 2,5, y nuestra especie Sapiens de hace 200.000 años. Varias diásporas de África después hace unos 37.000 años ya nos reconocemos a nosotros mismos en los artistas Cro-Magnon.

Es aquí donde la astrofísica y la astrobiología se vuelven claves porque complementan ese pasado casi mítico con un futuro. El Sol ya no es joven, pero tiene mucho por delante todavía. Nuestro ecosistema existirá hasta que su creciente radiación impida el equilibrio de los ciclos bio-geo-químicos que mantienen una atmósfera apta para animales complejos. Serán cientos de millones de años. Luego, dentro de 1.500 millones, la evaporación de la atmósfera y los océanos terminará incluso con las formas de vida simple. Salvo una catástrofe de origen astronómico, como el impacto de un cometa, o auto generada, tenemos por delante un lapso parecido al que hemos tenido desde que somos mamíferos.

Internalizar las escalas de tiempo del pasado remoto enriquecerá nuestra identidad. Una cosa es sentirnos herederos de nuestros abuelos y otra sentirnos herederos de los Cro-Magnon (o de los Sapiens que salieron de África, o de los Homo que transitaron de los árboles a la sabana, o de los remotos mamíferos que vivieron con los dinosaurios, y así hacia atrás). De igual forma, será distinto proyectarnos como ancestros de nuestros nietos o como ancestros de quienes se ocuparán de salvar la biósfera de la radiación de nuestro envejecido Sol dentro de algunos cientos de millones de años. En la magnitud de nuestro legado cósmico están la fuerza y la sensatez que necesitamos para enfrentar esa clase de desafíos.

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