Detectan lo que podría ser la huella de otro universo

Una asimetría anómala en el cosmos abre una nueva línea de investigación

Cosmólogos norteamericanos han detectado lo que podrían ser las huellas de otro universo que colisionó con el nuestro poco después del Big Bang. Estos investigadores señalan que la existencia de otros universos podría demostrarse gracias a la medición de la radiación de fondo de microondas, ya que, si en el inicio de nuestro universo, éste hubiera colisionado con otros universos, hipotéticamente tal choque quedaría registrado en la distribución de dicha radiación. Hasta ahora nadie ha intentado buscar dicha irregularidad, pero los autores de este estudio han encontrado al menos una llamativa asimetría anómala en el cosmos que, aunque no se atreven a afirmar que se trata de la huella de otro universo, consideran que esta hipótesis puede ser el comienzo de un largo proyecto de investigación.

Si existen otros universos aparte del nuestro, éstos podrían ser detectables, predicen científicos en un nuevo estudio cuyos resultados han sido publicados en la revista Physical Review D. En este estudio, Matthew C. Johnson y sus colaboradores, Anthony Aguirre y Assaf Shomer, de la universidad de California en Santa Cruz, explican que han evaluado la posibilidad de que existan algunos efectos observables o "marcas" distinguibles que otros universos hubieran dejado en el nuestro, debido a colisiones entre ellos acaecidas en la época en que nuestro universo era aún muy reciente.
La idea de que existen otros universos es controvertida en la cosmología actual. Si realmente existieran, lo más probable es que no sean perceptibles y sería muy difícil probar su existencia. Lo que aporta el nuevo estudio es la hipótesis de que, si realmente existieron otros universos que colisionaron con el nuestro, hipotéticamente podríamos hoy detectar su presencia, lo que en opinión de los autores de este estudio constituye un trascendental descubrimiento.
Al mismo tiempo, estos investigadores reconocen que las consecuencias de esa eventual colisión entre universos continúan siendo una cuestión abierta, ya que, aunque se considera que si hubo colisión entre universos ambos habrían sido destruidos, lo que proponen estos científicos es una nueva aproximación.
Johnson ha declarado al respecto a la revista World Science que aún queda por definir qué tipo de secuelas habría que buscar para confirmar el choque entre los universos. Algunas teorías físicas señalan que realmente existen otros universos, llamados universos burbuja y que cada uno de ellos tiene sus propias características e incluso valores diferentes de las constantes físicas.
Demostrar la transmultiversalidad
Tras la idea de los universos burbuja subyace la hipótesis de que, aparentemente, el espacio entero contiene energía, la llamada energía del vacío, que es una energía de fondo de origen puramente cuántico y responsable de efectos físicos mensurables, como el efecto Casimir (fuerza física ejercida entre objetos separados debido a la resonancia de los campos energéticos en el espacio entre los objetos).
Algunos cosmólogos han propuesto que, si se dan ciertas circunstancias, esta energía puede crecer de manera explosiva dando lugar a un nuevo universo -como ocurrió con el nuestro-. Esto podría estar sucediendo continuamente, generando muchos universos que coexistirían con el que conocemos de la misma forma que coexisten las burbujas en un baño espumoso.
Analizar la radiación del fondo cósmico
¿Pero cómo saberlo? Johnson y sus colegas creen que cualquier encuentro o colisión entre los universos habría producido efectos que se propagarían en ambas direcciones. Dichos efectos quizá dejaran huellas en la forma de material expelido, que podrían afectar a la distribución de la materia en cada universo afectado.
Si un tipo de colisión así hubiera acontecido recientemente, desde la perspectiva temporal de nuestro universo, resultaría indetectable dado que el universo es demasiado extenso como para que se vea notablemente afectado. Sin embargo, si los hechos ocurrieron hace mucho tiempo, es decir, cuando el universo era aún muy pequeño, la marca podría ser aún visible al haberse expandido.
Cuando el universo medía aproximadamente menos de una milésima parte de lo que mide actualmente, se cree que sufrió una transformación. Según se fue expandiendo, se enfrió lo suficiente como para que se formaran los átomos. Entonces se volvió transparente.
Antes de esto, el universo había consistido en una espesa niebla con pequeñas variaciones de densidad en diversos puntos. Las partes más densas siguieron aumentando y al unirse dieron lugar a las galaxias.
Investigaciones pendientes
Pero esta niebla es aún visible porque muchas de las ondas lumínicas que se produjeron en ese momento en ella nos llegan ahora y son observables en la forma de un débil resplandor que llena universo por completo.
Estas ondas han sido denominadas radiación de fondo de microondas, que es una forma de radiación electromagnética considerada por muchos cosmólogos como la prueba principal del modelo cosmológico del Big Bang que diera lugar al universo. Esta radiación es asimismo considerada el borde de nuestro universo conocido.
Los astrónomos plantean que una colisión entre universos podría haber generado un patrón que habría reordenado las fluctuaciones de densidad en estas circunstancias y que, si pudiera registrarse dicha reordenación, aparecería como un área de irregularidad simétrica.
Hasta ahora nadie ha intentado buscar dicha irregularidad, pero los autores de este estudio han encontrado al menos una llamativa asimetría anómala en el cosmos que , aunque no se atreven a afirmar que se trata de la huella de otro universo, consideran que esta hipótesis puede ser el comienzo de un largo proyecto de investigación.
El caso es que las variaciones de temperatura en el fondo cósmico de microondas se cree que reflejan las variaciones de densidad en el universo primitivo, pero aún quedarían por hacer numerosas investigaciones para poder llegar a una respuesta.

La Génesis estelar I: El origen de los Sistemas Solares. Un proceso en el tiempo: El Alfa y la Omega.

by starviewer

Tal vez, las respuestas a muchas preguntas sobre el origen de los Sistemas Estelares, los sistemas como nuestro Sistema Solar, deban ser analizadas con una abstracción temporal con patrones análogos a la lógica del origen de la vida, de la inteligencia, ya que realmente el Universo Inteligente se encarga de generar una armonía y unos patrones de flujogénesis, parecidos a cómo se expanden y reproducen las células. Como si de un embrión se tratara, las escalas de esos microuniversos se expanden formando Universos que suponen organismos complejos. En el rango de realidad macro sucede igual. Cada rango de realidad es un microcosmos de otro rango mayor, pero cada ser, cada organismo, cada célula, cada estrella, cada galaxia, cada universo, no deja de ser una célula, un microelemento de otro mayor que conforma ese TODO del que formamos parte.

Sin Origen ni Principio, la razón humana, no alcanza a comprender esta inteligencia superior, salvo cuando nos integramos en ella, desde nuestro interior e introspectamos esa realidad no como observadores, sino como integrantes en una escala temporal en la que el Eón, y el atosegundo son la misma realidad a escala en un calendario de "no-tiempo".

Tal vez sea esta la clave que todos estábamos esperando. Conciencia, Realidad, Energía, Materia, forman parte del mismo proceso de Génesis y flujo continuo en el inabarcable proceso del origen sin final.

El aether, el "aeternum" (Eterno) son la misma realidad. La Inteligencia primigenia de la que todos formamos parte y "somos" a imagen y semejanza desde las partículas subcuanticas, hasta la materia, desde la "energía de los osciladores armónicos" hasta las "ondas Fase". Desde la génesis de las estrellas, la formación de estrellas mayores, su expansión y explosión como supernovas y la expansión del polvo de estrellas como semilla de vida.  En el Universo, todo es Vida, porque su inteligencia es la de un complejo organismo capaz de  generar procesos en un continuo aether "eternum" . Nuestra percepción consciente de ello, es la que nos hace SER. Y ese ser es Eterno  con independencia de nuestro rango de conciencia. En ese proceso, avanzamos de lo micro a lo macro desde dentro hacia fuera, desde el primero al último, pues el último es el primero y el primero el último, en un continuo ciclo en convolución convergente y constante dede lo más profundo de nuestro ADN.

El gran Maxwell Igan, nos lo expone de una forma didáctica.

¿Y si todas las estrellas pasan por las mismas fases para generar Galaxias, Agujeros Negros, Protoestrellas, Sistemas de Estrellas y Sistemas solares?. Todo depende del momento, proceso, estadio.

Un fotograma en el tiempo de un escenario intemporal.

Saquen sus propias conclusiones.

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Primer intento científico para cartografiar el oxígeno en el Universo

Un congreso internacional busca una base firme para las teorías y modelos sobre la evolución de las galaxias

Setenta investigadores de 20 países están reunidos en Canarias esta semana para cartografiar la distribución de oxígeno en el Universo. Los astrofísicos han logrado medir la cantidad de oxígeno en muchas regiones del universo, pero todavía existen muchas cuestiones abiertas. Este congreso permitirá, por primera vez, una discusión detallada y concienzuda de la precisión, sesgos e incertidumbres existentes y proporcionará una base firme para las teorías y modelos sobre la evolución de las galaxias.

Cómo está distribuido el oxígeno en el universo? Desde hoy lunes, 14 de mayo, y hasta el viernes 18, se celebra en el Puerto de la Cruz (Tenerife) un encuentro científico internacional que trata de cartografiar la distribución del oxígeno en el cosmos.
El evento, 'Mapping oxygen in the Universe', organizado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y del Observatorio de París, reúne a 70 investigadores de 20 países distintos y cuenta con 68 charlas, tres sesiones de discusión y una de divulgación sobre la relación de este elemento con la vida.
Discutir sobre la fiabilidad de las medidas actuales de la cantidad de oxígeno presente en el Sol y otros tipos de estrellas, así como en el gas y el polvo que forman parte del medio interestelar, y dilucidar las implicaciones de estas medidas en el conocimiento de la evolución química de las galaxias, son algunos de los cometidos de la reunión.
Sus organizadores, los investigadores del IAC Sergio Simón Díaz y Jorge García Rojas, y la astrofísica Grażyna Stasińska , del Observatorio de París, han pretendido crear el entorno científico apropiado para una discusión crítica sobre los métodos en la investigación en este ámbito y una confrontación multidisciplinar de los resultados.
El oxígeno es el elemento pesado más abundante del universo. Es generado principalmente en el interior de las estrellas más masivas e incorporado al medio interestelar mediante su explosión final como supernovas.
"A través de la formación y evolución de sucesivas generaciones de estrellas masivas, el hidrógeno y el helio primigenio se van transformando en oxígeno y otros elementos pesados, y el material interestelar va quedando cada vez más enriquecido con este elemento. La cantidad de oxígeno es, por tanto, un testimonio directo de la historia de la formación estelar en las galaxias", cuenta Simón Díaz.
Los modelos de evolución química de las galaxias predicen cuánto oxígeno se puede observar en distintas regiones galácticas en cualquier momento de su evolución. Según García Rojas, "para saber si entendemos bien la evolución química de las galaxias, y por ende del universo, necesitamos confrontar las cantidades predichas por los modelos con la cantidades 'medidas".
Con técnicas apropiadas, los astrofísicos han logrado medir la cantidad de oxígeno en muchas regiones del universo, desde el sistema solar hasta galaxias muy distantes. La herramienta común es la espectroscopia. Sin embargo, el tipo de objetos astrofísicos y los métodos que proporcionan las medidas son muy diversos. Pese a los avances de las últimas décadas, todavía existen muchas cuestiones abiertas.
Confrontación entre especialistas
"Éste no pretende ser un encuentro en el que se presenten resultados científicos de algún modo 'aislados'. Pensamos que el estudio de muchas de las cuestiones aún sin resolver se vería potenciado por la confrontación directa entre los mejores especialistas del mundo en los distintos dominios implicados. Un encuentro como éste permitirá, por primera vez, una discusión detallada y concienzuda de la precisión, sesgos e incertidumbres existentes. El objetivo último de dichas discusiones sería proporcionar una base firme para las teorías y modelos sobre la evolución de las galaxias", explica Stasińska .
El congreso internacional, 'Mapping oxygen in the Universe' ha sido cofinanciado por el Ministerio de Economía y Competitividad, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Observatorio de París.

Nuestro sistema solar no está protegido del resto de la galaxia

El lento movimiento del Sol es incapaz de formar el arco de choque que se creía nos protegía de los rayos cósmicos galácticos

Nuevas observaciones de las fronteras del sistema solar han determinado que el Sol se mueve a través del espacio a una velocidad inferior a lo estimado hasta ahora, impidiéndole formar el arco de choque que supuestamente marcaba la frontera entre nuestro sistema solar y el medio interestelar. El descubrimiento sugiere que el límite de protección que separa nuestro sistema solar del resto de la galaxia carece de ese arco de choque, lo que podría tener implicaciones sobre cuánta radiación (en forma de rayos cósmicos galácticos) entra a nuestro sistema solar

 Nuevos resultados del Explorador del Límite Interestelar de la NASA (IBEX) revelan que el Sol se mueve más lentamente de lo que se creía a través del espacio y que la presión que ejerce sobre la heliosfera es un 25 por ciento menor de lo esperado, lo que imposibilita que cree el así llamado el arco de choque, ampliamente aceptado por los investigadores como avanzada de la heliosfera, informa el Southwest Research Institute en un comunicado.
El Sistema Solar se mueve rápidamente a través del espacio, viajando dentro de una burbuja de viento solar y campo magnético llamada heliosfera, la burbuja que envuelve a la Tierra y los otros planetas de nuestro sistema solar. El límite de la heliosfera, donde el viento solar interactúa con el resto de la galaxia, marca la orilla del sistema solar, conocida como región limítrofe interestelar.
Se denomina Arco de choque o también a veces "capa de choque" (en inglés bow shock) a la región fronteriza entre la magnetosfera de un cuerpo celeste y el medio interestelar. Aplicado a estrellas, es la frontera entre el viento solar y el medio interestelar. Aplicado a planetas como la Tierra, es la región en la que el viento solar es desviado por el campo magnético terrestre.
Según un artículo publicado en la revista Science, los últimos datos obtenidos en la velocidad relativa y fuerza del campo magnético interestelar local impiden que la heliosfera desarrolle el presupuesto arco de choque.
El flujo interestelar no tiene obstáculos para penetrar en nuestro sistema solar. Imagen:Southwest Research Institute.
Sin protección fronteriza
El descubrimiento sugiere que el límite de protección que separa nuestro sistema solar del resto de la galaxia carece de ese arco de choque, como recogen las actuales teorías científicas y podría tener implicaciones sobre cuánta radiación (en forma de rayos cósmicos galácticos) entra a nuestro sistema solar.
Desde hace aproximadamente un cuarto de siglo, los investigadores creían que la heliosfera se movía a través del medio interestelar a una velocidad lo suficientemente rápida como para formar un arco de choque.
Sin embargo, los datos del IBEX han demostrado que la heliosfera en realidad se mueve a través de la nube interestelar local a 83.685 kilómetros por hora, cerca de 11.200 kilómetros hora más despacio de lo que se pensaba.
El arco de choque consistiría en gas ionizado o plasma que cambia abruptamente y de forma discontinua en la densidad en la región del espacio que se encuentra por delante de la heliosfera.
"El estampido sónico realizado por un avión rompiendo la barrera del sonido es un ejemplo terrenal de un arco de choque", dice el doctor David McComas, investigador principal de la misión IBEX.
Presión magnética
"A medida que alcanza velocidades supersónicas, el aire delante del avión no puede salir de la manera lo suficientemente rápida. Una vez que la aeronave llega a la velocidad del sonido, se produce un cambio instantáneo en la forma de la interacción, resultando en una onda de choque."
"Si bien es cierto que hay arcos de choque por delante de muchas otras estrellas, estamos encontrando que la interacción de nuestro Sol no alcanza el umbral crítico para formar un arco de choque, por lo que una onda es una representación más exacta de lo que está pasando por delante de nuestra heliosfera, similar a la ola hecha por la proa de un barco que se desliza por el agua ", dice McComas.
Otra influencia es la presión magnética en el medio interestelar. Los datos del IBEX, así como los anteriores observaciones de la Voyager, muestran que el campo magnético es más fuerte en el medio interestelar, por lo que requiere velocidades aún más rápidas para producir una onda de choque. La combinación de ambos factores apuntan ahora a la conclusión de que un arco de choque es muy poco probable.

El sol se mueve bastante más lento de lo que creíamos

El sol se mueve a través del espacio interestelar más lentamente que lo que se creía hasta hora y parece tener una interacción más débil con el resto de la galaxia, según un estudio publicado hoy en la revista Science.

El ingeniero David McComas, del Southwest Research Institute de la Universidad de Texas, y su equipo han confirmado que el movimiento relativo del Sol respecto al medio interestelar es más pausado de lo que se creía.
El equipo ha utilizado nuevas mediciones del Explorador de la Frontera Interestelar (IBEX, por su sigla en inglés) de la NASA, una pequeña nave espacial que genera remotamente imágenes de la interacción de partículas en la orilla de nuestro sistema solar y ayuda a los investigadores a determinar la posición exacta del sistema solar en la galaxia.
El Sistema Solar se mueve rápidamente a través del espacio, viajando dentro de una burbuja de viento solar y campo magnético llamada la heliosfera. El límite de la heliosfera, donde el viento solar interactúa con el resto de la galaxia, marca la orilla del sistema solar, conocida como región limítrofe interestelar.
Pero los nuevos hallazgos del IBEX muestran que el Sol se mueve tan lento que la presión de material que fluye alrededor de la heliosfera es un 25 % menor de lo esperado, por lo que creen que no es suficiente para crear un arco de choque, un componente estructural que se cree que controla el flujo de rayos de alta energía cósmica.
"El estampido sónico realizado por un avión rompiendo la barrera del sonido es un ejemplo terrestre de un arco de choque", explica McComas, investigador principal de la misión IBEX.
"A medida que el chorro alcanza velocidades supersónicas, el aire delante de él no puede salir lo suficientemente rápido", así "una vez que la aeronave llega a la velocidad del sonido, los cambios de interacción que se producen de forma instantánea se convierten en una onda de choque".
El descubrimiento sugiere que el límite de protección que separa nuestro sistema solar del resto de la galaxia carece de ese arco de choque, como recogen las teorías científicas, y podría tener implicaciones sobre cuánta radiación (en forma de rayos cósmicos galácticos) entra a nuestro sistema solar.
Desde hace aproximadamente un cuarto de siglo los investigadores creían que la heliosfera se movía a través del medio interestelar a una velocidad lo suficientemente rápida como para formar un arco de choque.
Sin embargo, los datos del IBEX han demostrado que la heliosfera en realidad se mueve a través de la nube interestelar local a unos 83.685 kilómetros por hora, cerca de 11.200 kilómetros hora más despacio de lo que se pensaba.
Eso representa una velocidad lo suficientemente lenta como para crear más una "onda" que un "arco" de choque.
"Si bien es cierto que hay arcos de choque por delante de muchas otras estrellas, creemos que la interacción de nuestro Sol no alcanza el umbral crítico para formar un 'shock', por lo que una onda es una representación más exacta de lo que está pasando por delante de nuestra heliosfera, al igual que la onda hecha por la proa de un barco que se desliza por el agua", señaló McComas.
El experto señaló que "es demasiado pronto para decir exactamente lo que estos nuevos datos significan para nuestra heliosfera".
Afirmó que se tienen que desarrollar nuevas investigaciones con estos datos, ya que el cambio en la forma en la que entran los rayos cósmicos galácticos en el sistema solar es importante para los viajes espaciales tripulados.

El Universo tuvo que tener un principio

Hay una situación incómoda para todo físico sobre Big Bang. Los modelos con los que contamos no pueden evitar un momento singular en el mismo instante de producirse. Una vez eliminados los modelos de estado estacionario debido a la abrumadora importancia de las pruebas encontradas, sólo parece haber lugar para un Big Bang. Según las teorías físicas con la que contamos debería de haber una singularidad en el instante cero del tiempo, el momento en el que se dio el Big Bang. El tiempo, el espacio, la materia y la energía surgirían en ese momento. No habría habido antes. La Relatividad General no puede decir mucho más si hay una singularidad inicial. Algunos modelos cosmológicos rudimentarios de la teoría cuántica de lazos evitan una singularidad inicial y apuntan a un universo previo en el infinito pasado que se colapsó y rebotó hasta producir lo que llamamos Big Bang.

Para evitar este problema de momento inicial se han propuesto otras soluciones. Una propuesta sería que el Universo sufriera una inflación eterna. Otra que fuera cíclico de alguna manera. Y otra que la singularidad inicial sería una especie de singularidad desnuda que existiría previamente desde el infinito pasado. Pero según Alexander Vilenkin, de Tufts University, muchos de estos modelos todavía necesitan un principio, un momento singular.
Uno de esos modelos propuestos en el pasado sería aquel en que el Universo podría sufrir una inflación eterna en la que surge un universo tras otro. Según esta idea podría haber un tiempo infinito hacia el pasado. La inflación eterna es una consecuencia natural de la idea de inflación que introdujo Alan Guth en 1981. El universo se expande y, mientras tanto, se van produciendo burbujas con otros universos que van sufriendo sus respectivamente inflaciones. Habría una especie de "universo" que serviría de "semilla" para otros universos y que existiría desde siempre y para siempre. Incluso se ha especulado con la posibilidad de que se formen estas burbujas tanto hacia atrás como hacia adelante del tiempo. Un multiverso de este tipo no necesitaría de un principio aunque cada universo en particular lo tuviera.
Sin embargo, ya en un trabajo de 2003 varios físicos encontraron que había un límite que evitaba la inflación en ambas direcciones del tiempo, simplemente la inflación no podía ser eterna hacia el pasado y debe de haber un borde. Por tanto, la inflación podía ser eterna hacia el futuro, pero no hacia el pasado.
La opción del universo "cíclico" parece que tampoco funciona en este aspecto. Según esta idea el Big Bang no sería más que el momento de rebote del colapso de un universo previo. El Universo sufriría un ciclo infinito de expansiones y contracciones que darían infinitos Big Bangs. La idea tiene atractivo, pero algunas pegas. La primera es que todavía no hemos encontrado el mecanismo que permita el colapso del Universo, pues no parece contener suficiente masa que pare la expansión, e incluso parece que esta expansión se está acelerando.
La segunda pega es la entropía, que mide el grado de desorden de un sistema. No se ha encontrado la manera de evitar que el desorden se vaya acumulando. Al cabo de un tiempo infinito este desorden sería enorme, sería máximo. Si hemos pasado por infinitos ciclos entonces necesariamente estaríamos rodeados de un desorden que simplemente no vemos. Si en cada ciclo el Universo se hace más grande el desorden se puede diluir, pero esto tampoco puede funcionar, según Vilenkin. Al final resulta que el Universo debe de haberse formado en algún momento del pasado.
Otra propuesta es la del huevo cósmico, idea que básicamente mantiene que el Universo siempre ha existido en cierto estado singular y que finalmente explotó en lo que llamamos Bing Bang. Según Vilenkin este "huevo cósmico" no puede haber existido por siempre, ya que las inestabilidades cuánticas le hubieran forzado a colapsarse en un tiempo finito. Según Vilenin todo indica que el Universo tuvo un principio.
Este investigador ha seguido explorando este aspecto llegando a nuevas conclusiones al respecto y todas apuntan en la misma dirección. Según él los datos observacionales con los que contamos no son compatibles con un Universo sin principio ni fin.
Pero Vilenkin no es el único con esta opinión. Leonard Susskind, de Stanford University, también cree que es el Universo tuvo un principio. Según argumentos termodinámicos el Universo no puede haber existido por siempre. De nuevo es el argumento de la entropía. Como el Universo tiene cierto orden tiene que haber tenido un principio.
Desde el punto de vista filosófico, el que el Universo tenga o no un principio es importante, pues algunos siempre pueden colocar ahí a un creador. Lo malo de ir colocando a Dios en entes físicos es que tarde o temprano hay que quitarlo.
Pero no importa si tenemos o no un modelo falsable y correcto que nos explique estos asuntos, sino si podemos concebir mecanismos que permitan explicar un Universo que surja desde la nada con o sin un principio.
La malo es que carecemos de una teoría de la gravedad cuántica satisfactoria (las cuerdas no explican nada, como todo el mundo sabe) y ni siquiera tenemos una buena idea de la causalidad, de lo que es el tiempo, si es existe o si realmente es una propiedad emergente.
No obstante, nadie sensato que piense "a la Zenón" puede concebir un pasado infinito en una línea temporal con flecha de tiempo que llegue hasta un momento presente específico.

Marte fue esculpido por flujos de agua

La sonda Mars Express de la ESA muestra nuevos indicios de erosión hídrica en el Planeta Rojo

La sonda Mars Express de la ESA ha mostrado recientemente una región del Planeta Rojo que parece haber sido esculpida por el flujo del agua. Se trata de canales formados por la escorrentía de aguas pluviales o de aguas procedentes del deshielo, existentes en algún momento del pasado de Marte. Estas imágenes se suman a una ya larga lista de pruebas de la existencia de grandes masas de agua en la superficie de Marte en algún momento de su pasado.

La sonda Mars Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) acaba de mostrar una región del Planeta Rojo que parece haber sido esculpida por el flujo del agua.
Estas imágenes se suman a la larga lista de pruebas de la existencia de grandes masas de agua en la superficie de Marte en algún momento de su pasado.
El 21 de junio de 2011, Mars Express apuntó su cámara estéreo de alta resolución (HRSC) hacia la parte occidental de Acidalia Planitia, una gigantesca cuenca en las tierras bajas del norte de Marte, cerca de dónde se encuentra con Tempe Terra, un terreno más elevado y de mayor antigüedad. Acidalia Planitia es una región tan extensa que se puede observar desde la Tierra con un telescopio amateur.
El famoso astrónomo Giovanni Schiaparelli bautizó a esta gran mancha oscura con el nombre de la mítica fuente Acidalia, en Beocia, donde según la mitología griega se bañaba Venus con las tres Gracias.

Drenaje arbóreo
Estas imágenes abarcan parte del límite occidental de la región. En ellas se pueden apreciar sutiles patrones de drenaje 'dendríticos' partiendo de los numerosos valles que descienden por la ladera de Tempe Terra.
La palabra 'dendrítico' procede del griego δένδρον, que significa 'árbol'. Se piensa que los canales que se pueden ver en estas imágenes fueron formados por la escorrentía de aguas pluviales o de aguas procedentes del deshielo, en algún momento del pasado de Marte.
La profundidad de estos valles, unida al hecho de que presentan muy pocos afluentes en su curso bajo, sugiere que la región se transformó a través de un mecanismo de erosión conocido como 'minado' o 'socavación', que es el que tiene lugar cuando el agua arrastra los materiales más blandos de la base de un acantilado.
El proceso de socavación retira el apoyo de las capas superiores, formadas por rocas más duras, que terminan resquebrajándose en grandes bloques que se desprenden por la ladera del desnivel.
De esta forma, el proceso de erosión va avanzando hacia el curso superior del cauce, haciéndolo más profundo, de forma similar a lo que ocurre en la Meseta del Colorado, aquí en la Tierra.
La esquina inferior izquierda de la imagen parece estar a la sombra, pero este oscurecimiento se debe en realidad a los distintos materiales que conforman la superficie: la parte izquierda está cubierta por arena oscura, probablemente de origen volcánico, mientras que la derecha está cubierta por una capa de polvo, más brillante.
En estas imágenes también se pueden distinguir varias fallas en la corteza marciana, extendiéndose hacia la región de Idaeus Fossae. Se piensa que estas formaciones pudieron jugar un papel fundamental a la hora de traer agua a la región. Al formarse, pudieron haber dejado al descubierto acuíferos subterráneos, que fluirían creando lagos en los cráteres de sus alrededores.

Nuevas pruebas de la existencia de agua líquida
Los científicos están especialmente interesados en lo que parecen ser sedimentos cubriendo el fondo de algunos de los cráteres más antiguos y erosionados, ya que podrían ser nuevas pruebas de la existencia de agua líquida en la superficie de Marte en algún momento de su historia.
En algunos casos, los valles arrancan del borde de un cráter, lo que sugiere que en algún momento el agua se desbordó y fluyó hacia los terrenos colindantes.
En el centro de la imagen se pueden distinguir cráteres más jóvenes, que se caracterizan por estar menos erosionados y por encontrarse sobre estructuras más antiguas.
Las últimas imágenes de Mars Express aportan nuevas pruebas de la existencia de agua en la superficie de Marte en algún momento de su pasado, y ayudarán a descifrar cómo el agua surgió, fluyó, erosionó y se retiró de la superficie del Planeta Rojo en distintas épocas de su historia.

Los inicios de nuestro Sistema Solar podrían ser un tanto diferentes a lo que anteriormente se pensaba

Los inicios de nuestro Sistema Solar podrían ser un tanto diferentes a lo que anteriormente se pensaba, de acuerdo con una investigación del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos publicada en Science. El estudio usó instrumentos más sensibles para encontrar una vida media distinta del samario-146, uno de los isótopos usados para cartografiar la evolución del Sistema Solar. "Disminuye la cronología de los eventos iniciales en el Sistema Solar, como la formación de planetas, a un lapso de tiempo más corto", dice el físico de Argonne Michael Paul. "Esto también significa que algunas de las rocas más antiguas de la Tierra se habrían formado incluso antes - hasta 120 millones de años después de la formación del Sistema Solar, en un caso de rocas de Groenlandia".

De acuerdo con la teoría actual, todo lo que hay en nuestro Sistema Solar se formó a partir de polvo estelar hace varios miles de millones de años. Parte de este polvo se creó en gigantescas explosiones de supernovas que suministraron la mayor parte de nuestros elementos pesados. Uno de estos es el isótopo samario-146. l samario-146, o Sm-146, es inestable y ocasionalmente emite partículas, que cambian el átomo a un elemento distinto. Usando la misma técnica que en la datación por radiocarbono, los científicos pueden calcular cuánto tiempo ha pasado desde que se creó el Sm-146. Dado que el Sm-146 se desintegra de forma extremadamente lenta - del orden de millones de años - muchos modelos lo usan para ayudar en la determinación de la edad del Sistema Solar.
El número de años que se necesita para que un isótopo baje a la mitad de su cantidad es lo que se conoce como vida media. Dado que el Sm-146 emite partículas muy raramente, se necesita un instrumento muy sofisticado para medir su vida media.
El sistema ATLAS es una instalación nacional de usuario del Departamento de Energía para el estudio de la estructura nuclear y astrofísica, y sólo es un instrumento. "Es fácil para ATLAS, usado como espectrómetro de masas, captar uno de los átomos de Sm-146 entre decenas de miles de millones de átomos", dice el físico Richard Pardo, que dirige la instalación y participó en el estudio.
Recontando los átomos de Sm-146 con ATLAS y rastreando las partículas que emite la muestra, el equipo llegó a un nuevo cálculo de su vida media: apenas 68 millones de años.
Esto es significativamente menor que el valor anteriormente usado de 103 millones de años.
El nuevo valor tapa algunos huecos en el conocimiento actual, de acuerdo con Paul. "La nueva escala temporal ahora encaja con una precisa y reciente datación realizada sobre una roca lunar, y concuerda mejor con las fechas obtenidas con otros cronómetros", apunta Paul.
El estudio, "A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for146Sm-142Nd Chronology in the Solar System", se publica en Science. Los científicos de Argonne Catherine Deibel, Brad DiGiovine, John Greene, Dale Henderson, Cheng-Lie Jiang, Scott Marley, K. Ernst Rehm, Robert Scott, y Richard Vondrasek también participaron en el mismo.

Los astrónomos descubren un sistema solar de los primeros días del universo

El sistema planetario recientemente descubierto consta de la estrella HIP 11952 y dos planetas, los cuales tienen periodos orbitales de 290 y 7 días respectivamente. En sí mismo esto no sería particularmente notable dado que el descubrimiento de exoplanetas se ha convertido en algo bastante normal en el mundo de la astronomía. Pero HIP 11952 es diferente: la estrella tiene unos 13 000 millones de años de antigüedad y contiene muy pocos elementos aparte del hidrógeno y el helio. Normalmente los planetas se forman dentro de nubes que incluyen elementos químicos más pesados. El sistema podría, por tanto, arrojar luz sobre la formación de planetas en los inicios del universo - bajo condiciones bastante diferentes a las de sistemas planetarios posteriores, como el nuestro.

Está ampliamente aceptado que los planetas se forman en discos de polvo y gas que giran alrededor de jóvenes estrellas. Pero al mirar en detalle quedan muchas preguntas abiertas - incluyendo la pregunta de qué se necesita realmente para crear un planeta. Con una muestra, por ahora, de más de 750 planetas confirmados orbitando estrellas aparte del Sol, los astrónomos tienen alguna idea de la diversidad entre los sistemas planetarios. ero también han surgido ciertas tendencias: Estadísticamente, una estrella que contiene más "metales" - en la jerga astronómica, el término incluye a todos los elementos químicos aparte del hidrógeno y el helio - es más probable que tenga planetas.
Originalmente, el universo casi no contenía elementos químicos aparte del hidrógeno y el helio. Casi todos los elementos pesados se han producido con el paso del tiempo en el interior de las estrellas, y luego volaron hacia el espacio cuando las estrellas masivas terminaron sus vidas en gigantescas explosiones (supernovas).
Eso genera nuevas preguntas: ¿qué hay de la formación de planetas bajo condiciones como las del inicio del universo, digamos hace 13 000 millones de años? Si las estrellas ricas en metales es más probable que formen planetas, visto desde el otro extremo, ¿hay estrellas con un contenido metálico tan bajo que no puedan formar planetas? Si la respuesta es sí, entonces ¿cuándo, a lo largo de la historia cósmica, deberíamos esperar ver la formación de los primeros planetas?
Ahora, un grupo de astrónomos, incluyendo a investigadores del Instituto Max Planck para Astronomía en Heidelberg, Alemania, ha descubierto un sistema planetario que podría proporcionar respuestas a esas preguntas. Como parte de un estudio que se centra especialmente en las estrellas pobres en metales, identificaron dos planetas gigantes alrededor de una estrella conocida por su número de catálogo como HIP 11952, una estrella en la constelación de Cetus ("la Ballena", o "el monstruo marino") a una distancia de unos 375 años luz de la Tierra. Por sí mismos, los planetas HIP 11952b y HIP 11952c, no son inusuales. Lo que es inusual es el hecho de que orbiten a una estrella extremadamente pobre en metales y, en particular, a una estrella tan vieja.
Para los modelos clásicos de formación planetaria, que favorecen a las estrellas ricas en metales cuando se trata de formar planetas, los planetas alrededor de esta estrella deberían ser extremadamente raros. Veronica Roccatagliata (Observatorio de la Universidad de Múnich), investigadora principal del estudio de planetas alrededor de estrellas pobres en metales que dirigió el descubrimiento, explica: "En 2010 encontramos los primeros ejemplos del sistema pobre en metales HIP 13044. Entonces pensamos que sería un caso único; ahora vemos que podría haber más planetas de lo esperado alrededor de estrellas de baja metalicidad".
HIP 13044 se hizo famoso como el "exoplaneta de otra galaxia" - la estrella muy probablemente fuese parte de lo que se conoce como flujo estelar, el remanente de otra galaxia absorbida por las nuestra hace miles de millones de años.
En comparación con otros sistemas planetarios, HIP 11952 no sólo es uno extremadamente pobre en metales, sino que tiene una edad estimada de 12 800 millones de años, también uno de los sistemas más antiguos conocidos hasta el momento. "Este es un hallazgo arqueológico en nuestro patio trasero", añade Johny Setiawan del Instituto Max Planck para Astronomía, que lideró el estudio de HIP 11952: "Estos planetas probablemente se formaron cuando nuestra propia galaxia era un bebé".
"Nos gustaría descubrir y estudiar más sistemas planetarios de este tipo. Nos permitiría refinar nuestras teorías de la formación planetaria. El descubrimiento de planetas en HIP 11952 demuestra que los planetas se han estado formando a lo largo de toda la vida del universo", añade Anna Pasquali del Centro para Astronomía en la Universidad de Heidelberg (ZAH), coautora del artículo.

El cerebro humano puede anticiparse a los peligros

También puede señalar que se ha cometido un error antes de que tomemos la decisión

Investigadores norteamericanos han descubierto una zona del cerebro que actúa como un sistema de alerta en caso de peligro. Es capaz de advertirnos de una situación de riesgo y de señalar que se ha cometido un error antes incluso de que el sujeto haya tomado la decisión equivocada. Además, aprende a detectar nuevos peligros. El descubrimiento puede explicar cómo algunas tribus nativas de Indonesia anticiparon la inminencia del tsunami de diciembre pasado, escapando con sus animales hacia cotas geográficas elevadas.

Una nueva teoría científica sugiere que la corteza cingulada anterior del cerebro humano, involucrada en la atención y en las emociones, podría funcionar como sistema de aviso en caso de peligro, antes de que sucedan hechos de riesgo.


Este sistema de alarma se activaría a nivel inconsciente y ayudaría a reconocer y evitar una situación peligrosa. La teoría podría explicar cómo algunas tribus nativas de Indonesia anticiparon la inminencia del tsunami de diciembre pasado, escapando con sus animales hacia cotas geográficas elevadas.

La teoría ha sido elaborada por científicos de la Universidad de Washington en Saint Louis, Estados Unidos, que han identificado una región del cerebro que registra el entorno, sopesa las posibles consecuencias y ayuda a las personas a ajustar su comportamiento según el nivel de peligro de cada situación.

Según Joshua Brown, uno de los investigadores encargados del estudio, el cerebro está más preparado para notar las señales de peligro de lo que se pensaba, tal como ha explicado este investigador en un comunicado de esta misma universidad.

Del estudio se desprende que esta parte del cerebro podría señalar que se ha cometido un error antes incluso de que el sujeto haya tomado la decisión equivocada. La corteza cingulada anterior funciona en realidad como un sistema de alerta anticipada que advierte al sujeto de las consecuencias de su comportamiento incluso antes de que se concrete.

Evidencias científicas

El estudio ofrece evidencias científicas rigurosas que varían los conocimientos que hasta ahora se tenían del funcionamiento de la corteza cingulada anterior, situada encima de los lóbulos frontales del cerebro y que divide ambos hemisferios cerebrales.

Hasta el momento, se había medido la actividad de esta área cerebral cuando los individuos tenían que tomar importantes decisiones entre varias opciones y cuando cometían un error. Ahora se ha visto que también se activa cuando es posible que se cometa un error, incluso antes de que el hecho de la obligación de tomar una decisión se presente.

En los últimos años, la corteza cingulada anterior del cerebro ha sido muy estudiada porque juega un importante papel en procesos cerebrales de gran complejidad. Las anomalías en esta región están asociadas con graves problemas mentales, tales como la esquizofrenia y los desórdenes obsesivos o compulsivos.
Experimentación con jóvenes

Para probar sus hipótesis, los investigadores de la Universidad de Washington llevaron a cabo un experimento en el que participó gente joven y sana. Los voluntarios debían responder a una serie de señales que aparecían en una pantalla de ordenador. En ella, de fondo azul o blanco, aparecían repentinamente unas flechas que miraban hacia la derecha o hacia la izquierda.

Los voluntarios debían pulsar uno de los dos botones que se les ofrecían en función de la dirección de las flechas. Pero para estimular el conflicto, los investigadores hacían aparecer de vez en cuando una segunda flecha mayor y con otra dirección, que forzaba a los voluntarios a pulsar el botón contrario.

Las imágenes del cerebro sugirieron que, durante esta actividad, una área cerebral aprendió a reconocer que la señal azul indicaba un potencial mayor de error, de manera que así se creaba una alarma por la que se avisaba a los participantes en la investigación de que su comportamiento tendría consecuencias negativas.

La idea del experimento era forzar la necesidad cerebral de tomar una decisión: pulsar el botón derecho o el izquierdo. Sin embargo, surgió la siguiente situación: a base de incrementar el tiempo de aparición de la segunda flecha, los participantes tenían tiempo de regular su respuesta, de forma que, en caso de que la primera pantalla fuera azul, las tasas de error eran del 50%, mientras que si la pantalla era blanca eran del 4%.

Ceguera ante el riesgo

Los voluntarios, sin saberlo, habían detectado a un nivel subconsciente una serie de "normas" que no les dijeron los investigadores, acerca de la posibilidad de aparición de una segunda flecha y su dirección.

Esto se deduce del hecho de que las imágenes cerebrales tomadas con un dispositivo de resonancia magnética confirmaran que el cerebro había aprendido el significado de la señal azul y había empezado, al menos inconscientemente, a ajustar sus comportamientos acorde con ellas. De esta forma, se ha sabido que esta área cerebral calcula ciertos elementos que el individuo no se imagina, a nivel inconsciente.

Los resultados de este estudio servirán para conocer mejor los mecanismos de la esquizofrenia, enfermedad que puede provocar colapsos en el sistema cerebral de detección de riesgos, así como de los desórdenes obsesivos y compulsivos, caracterizados por la necesidad de impedir problemas cuando éstos no son inminentes.

El sofisticado modelo informático utilizado para detectar patrones cerebrales de comportamiento es otra de las grandes contribuciones de este estudio, ya que reflejaba a la perfección las reacciones de la corteza cingulada anterior.

Los colores del Universo

Los pequeños observatorios caseros pueden también mostrarnos la belleza del universo. Russell Croman fotografía al espacio desde el observatorio de su patio trasero en Austin, Texas. Tomó esta imagen el 17 de agosto de 2004. Muestra un cúmulo de estrellas rodeado por nubes de gas y polvo, colectivamente llamado IC 1396.

Croman realizó tres exposiciones separadas de larga duración utilizando filtros diferentes para resaltar ciertos elementos que son excitados por la luz estelar. Luego combinó las imágenes en una sola fotografía.


“El azul representa al oxígeno, que necesita mayor energía para ser excitado”, explica Croman. “El siguiente más fácil de ser excitado es el hidrógeno, que aquí está representado en verde. El azufre, cuyo color codificado es el rojo, es el más fácilmente excitado de los tres para alcanzar su ionización. A partir de los patrones de color resultantes, se puede ver la influencia de las estrellas brillantes en el centro de la nebulosa, que son las fuentes de radiación ultravioleta que le proporcionan energía”.

Abajo y al centro se encuentra un rasgo prominente conocido como la nebulosa Trompa de Elefante.

“Es un oscuro glóbulo de gas y polvo que está siendo erosionado por la presión de la radiación proveniente de las estrellas brillantes que se encuentran sobre él”, dice Croman. “Otros muchos glóbulos similares de varios tamaños se encuentran diseminados por toda la nebulosa. Algunos de ellos se posicionan entre nosotros y las nubes brillantes de gas, y entonces se nos aparecen como siluetas de tinta china”.

Croman tiene muchas otras imágenes, incluyendo algunas para la venta, en su sitio web, al que se puede acceder aquí.

El Universo está realmente reflejado en un grano de arena

Descubren que gránulos de vidrio y cobre se comportan como la materia primigenia del Universo

Científicos norteamericanos han encontrado comportamientos similares entre los granos de arena y las partículas elementales que formaban parte del Universo en los primeros momentos de su existencia. No sólo han comprobado que la materia compacta puede comportarse como un líquido, sino que los gránulos de vidrio y cobre utilizados en el experimento a 19 km/h se comportaron de manera parecida a como lo hacen los átomos de oro en un acelerador de partículas, que alcanzan velocidades próximas a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo). En este experimento la ciencia ha encontrado una resonancia cósmica, según uno de los investigadores.

Los granos de arena se comportan en determinadas condiciones de la misma forma que los plasmas exóticos que existían en los primeros momentos del universo, han descubierto científicos de la Universidad de Chicago.
En un estudio publicado en Physical Review Letters, estos científicos explican que han realizado una variante de un experimento llevado a cabo en 1883, que describía cómo el agua toma la forma de una campana cuando se vierte sobre un objeto plano, estrecho y circular.
En esta ocasión, los físicos en vez de verter agua utilizaron un pequeño flujo de granos de vidrio y cobre y comprobaron que también forman una campana al ser vertidos sobre un objeto plano, estrecho y circular.
Lanzaron masas compactas de cristal y gotas de cobre a través de un tubo sobre un objeto plano y encontraron que las colisiones rápidas de partículas densamente empaquetadas producen el estado líquido que se puede observar poco después, cuando todo se derrama.
Este resultado, aunque interesante, no es muy sorprendente, ya que se ha comprobado que en determinadas condiciones algunos gránulos se comportan como si fueran líquidos. Lo sorprendente del experimento de Chicago es que los gránulos de vidrio y cobre del experimento no sólo se comportaron como líquidos, descubrieron estos científicos.
Arena cuántica
En realidad, tal como explica la Universidad de Chicago en un comunicado, estos gránulos de vidrio y cobre se comportaron de manera parecida a como lo hacen los átomos de oro en un acelerador de partículas, que alcanzan velocidades próximas a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo).
Es decir, estos científicos han descubierto que los gránulos de vidrio y cobre muestran estructuras similares a las que manifiestan las partículas elementales en el Relativistic Heavy Ion Collider del Brookhaven National Laboratory (RHIC) cuando colisionan entre sí.
El RHIC, un simulador de 500 millones dólares, reproduce plasma de quark-gluón (QGP), una forma de la materia que se piensa existió por última vez inmediatamente después el Big Bang, en los primeros instantes del Universo.
La paradoja es que en los experimentos de Chicago sólo se lanzaron chorros de gránulos sobre un objetivo plano a no más de 19 km/h, a pesar de lo cual manifiestan un comportamiento idéntico al que desarrollan partículas elementales a velocidades próximas a la de la luz. Esta es la sorpresa.
Sorpresa porque en el universo de los quark-gluon se aplican las leyes de la física cuántica y no las leyes de la física ordinaria que rigen los objetos como los gránulos de vidrio y cobre del experimento de Chicago.
Frontera difusa
¿Cómo es posible, se preguntan estos físicos, que los granos de arena del experimento muestren comportamientos cuánticos? En cierto sentido, señalan, los límites entre el universo físico y el cuántico a veces se confunden. Y este es uno de los casos en que esta frontera parece diluirse.
Para evitar distorsiones, el equipo de Chicago llevó a cabo el experimento en condiciones que garantizan que las interacciones entre las partículas granulares y el aire no afectaría a los resultados del experimento.
"La naturaleza gasta bromas y sabe como gastarlas una y otra vez", declaró uno de los autores de la investigación, Sidney Nagel. "Esto es lo más asombroso de la física. Las leyes que hay a un nivel, realmente son las mismas que se repiten a otros niveles, o por lo menos influencian lo que ocurre a otros niveles.".
Añade que quizás esta investigación siente las bases de nuevas explicaciones sobre el universo primitivo, o ayude a construir los ordenadores cuánticos. En este experimento la ciencia ha encontrado una resonancia cósmica, un motivo repetido en diferentes formas y en diferentes escalas en un mundo aparentemente caótico, concluye Nagel.
Lejos del equilibrio
En el diseño del experimento, el equipo de Chicago abordó una pregunta fundamental sobre el equilibrio: ¿Bajo qué condiciones un conjunto de moléculas, granos de arena u otras partículas se comportan como un líquido?
La ciencia ha logrado hasta ahora una buena comprensión de los sistemas de equilibrio, los cuales son principalmente gobernados por la presión o temperatura. ¿Pero qué sucede con los fenómenos que están alejados de los estados de equilibrio, como un chorro de arena? ¿Qué pasa con el plasma de quark-gluón, esa mezcla de partículas subatómicas que existieron tal vez durante unas pocas millonésimas de segundo después el Bin Bang?
Los sistemas alejados del equilibrio son los que evolucionan hacia un nuevo régimen dinámico, que es radicalmente diferente. "Verdaderamente no sabemos cuáles son las ideas correctas que describen esto", dijo Nagel. "Nos encanta la física de materia granular porque nos permite una entrada a esta pregunta con experimentos relativamente simples".
Las partículas macroscópicas y subatómicas a veces se comportan de formas similares. Las partículas del experimento de Chicago eran lo bastante grandes para permitir a los científicos seguir la pista bajo condiciones controladas con precisión, una opción no disponible a escala subatómica, lo que probablemente posibilite nuevos desarrollos de las investigaciones cuánticas.
El Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) es un colisionador de iones instalado y gestionado por el Brookhaven National Laboratory (BNL) en Upton, New York. Utiliza un acelerador de partículas para provocar las colisiones de iones con la finalidad de estudiar las primigenias formas de la materia, así como la estructura de los protones.

El origen de los rayos cósmicos sigue siendo un misterio

Una de las hipótesis para explicar las altas energías de la radiación cósmica es que se acelera gracias a los estallidos de rayos gamma. Los físicos del telescopio polar IceCube esperaban que sus observaciones de neutrinos les ayudaran a confirmar esta idea, pero no ha sido así. Por eso creen que los modelos teóricos deberían ser revisados.

Los rayos cósmicos procedentes del espacio exterior viajan con tanta energía que, según los físicos, "solo los núcleos activos de las galaxias o los estallidos de rayos gamma pueden producirlos", explica a SINC Nathan Whitehorn, científico del telescopio IceCube. A pesar de estas dos hipótesis, su origen sigue siendo un misterio.
Whitehorn y su equipo han intentado dilucidar de dónde proceden estos rayos cósmicos superenergéticos. Esperaban encontrar la respuesta en la Antártida, donde opera IceCube, el telescopio de neutrinos más sensible del planeta. Pero no lo han conseguido, como explican en un artículo publicado en la revista Nature.
"Determinar el origen de esta radiación es algo muy difícil por varias razones -señala el científico-, como por ejemplo, que no viaja en línea recta". En cambio los neutrinos sí lo hacen y, según los modelos teóricos vigentes, las explosiones de rayos gamma que acelerarían la radiación cósmica también producirían neutrinos.
El resultado esperado era que, entre los años 2008 y 2010, los telescopios detectaran 10 neutrinos asociados a brotes de rayos gamma, pero no ha sido así. "No hemos detectado ninguno y esto significa que quizás hemos de revisar los modelos teóricos actuales sobre el origen de los rayos cósmicos", afirma Whitehorn.
Los autores del estudio contemplan dos posibles explicaciones para estos sorprendentes resultados. Una es que los estallidos de rayos gamma no sean la única fuente de rayos cósmicos, "lo que desviaría nuestra atención hacia otros posibles orígenes, como los núcleos activos de galaxias", especifica Whitehorn. Y la otra es que la producción de rayos cósmicos no esté acompañada por tantos neutrinos como se creía.
Los brotes de rayos gamma son los eventos electromagnéticos más luminosos del universo. Están asociados a grandes explosiones en galaxias muy lejanas y se ha comprobado que un estallido típico es muy corto, de unos pocos segundos, y puede generar la misma energía que el sol en un período de diez mil millones de años.
"Todavía son fenómenos misteriosos para nosotros. Necesitamos continuar con las medidas de neutrinos para llegar a entender este proceso", explica el físico.
Necesitamos continuar con las medidas de neutrinos para llegar a entender este proceso
Midiendo neutrinos desde la estación Ice Cube
"La información que nos pueden proporcionar los neutrinos es la única ventana que tenemos para conocer los procesos astrofísicos", afirma Whitehorn. Pero no es tarea fácil. La dificultad reside en que estas partículas atraviesan la Tierra sin interactuar con nada ni con nadie. "Se necesitan detectores enormes bajo tierra para observarlos", explica este científico des del polo sur.
Más de cincuenta investigadores de distintas nacionalidades, España entre ellas, están instalados en la estación del polo sur de IceCube. Este telescopio está construido en las profundidades del hielo antártico por medio del despliegue de millares de sensores situados entre 1.450 y 2.450 metros bajo la superficie.

Los primeros datos de una campaña de observación cosmológica permiten acercarse a los momentos en los que la energía oscura empezó a hacerse notar

No tenemos ni idea de lo que pueden ser la materia y la energía oscura, pero hay que reconocer que encajan muy bien con las observaciones. Antes de descubrirse la energía oscura ya se tenía constancia de la existencia de la materia oscura. Si se tenía en cuenta toda la materia ordinaria y la oscura no había suficiente masa-energía como para que el Universo fuera cerrado o plano, debía ser un Universo abierto. Las medidas del fondo cósmico de microondas, primero con globos y luego con el WMAP, revelaron que el Universo era exactamente plano. Esta media es puramente geométrica y no depende del modelo empleado. Pero entre esas medidas con globos y las medidas el WMAP se fueron recopilando más y más datos de supernovas de tipo Ia que indicaban que existía una forma de energía que empapaba todo el espacio y hacía que el universo se expandiera cada vez más rápido.

Pues bien, si se contabiliza la energía oscura, la materia oscura y ordinaria entonces es justo la masa-energía que se necesitaba para que el Universo sea plano. Todo encaja, aunque no sepamos de qué clase de energía se trata. Se parece, eso sí, a la constante cosmológica.
La energía oscura es siempre la misma por unida de espacio, pero como el espacio está en expansión y la materia que hay es siempre la misma el efecto de la gravedad se hace cada vez más débil al diluirse la materia y la energía oscura va ganado sobre la gravedad.

Al final todo se expandirá a un ritmo tal que perderemos de vista el resto de las galaxias e incluso puede que la expansión impida la formación de nuevas estrellas y disgregue las galaxias. Vivimos en un momento cosmológicamente privilegiado. Un momento en el que es posible la vida y saber sobre el pasado y futuro del Universo. Quizás otras civilizaciones del futuro no tengan tanta suerte.
Hubo un momento en el no se podía saber la existencia de la energía oscura. Su efecto era tan débil que la gravedad lo enmascaraba. En ese momento la materia casi ganó la partida, pero no consiguió detener la expansión y ahora la energía oscura se perfila como el ganador indiscutible.
Para poder confirmar aun más la existencia de la energía oscura los astrofísicos quieren observar ese momento, hace unos 6000 millones de años, en el que hubo ese punto de inflexión. En teoría es relativamente fácil, pues basta con mirar lo suficientemente lejos como para ver el pasado que deseemos. En este caso a 6000 millones de años luz, casi la mitad del radio del Universo visible.
En la práctica no es fácil, pues cuanto más lejano es un objeto menos luz nos llega de él debido a la ley de la inversa del cuadrado de la distancia, una ley puramente geométrica. Obtener perfiles de intensidad y espectros de objetos situados a esas distancias es muy difícil. Se espera que algún día se tengan telescopios espaciales dedicados a la observación de supernovas muy lejanas para así comprobar este punto. Mientras tanto los astrofísicos se las han apañado para buscar otros sistemas de medida.
Uno de estos métodos se basa en las oscilaciones acústicas bariónicas. En la campaña III del Sloan Digital Sky Survey se estudian los componentes de BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), es decir, las oscilaciones acústicas bariónicas, que nos pueden hablar de la energía oscura. Ya han presentado los primeros resultados. Han conseguido medir ya objetos a distancias en las que se produjo el punto de inflexión en el que la energía oscura empezó a acelerar la expansión del Universo.

Las oscilaciones acústicas bariónicas permiten determinar la distancia a las galaxias lejanas midiendo el ángulo aparente entre estructuras cosmológicas de tamaño conocido, en concreto entre los puntos en los que hay mayor densidad galaxias sobre la red de filamentos y vacíos de la estructura a gran escala del Universo. Se mide la luz producida por la materia ordinaria de esas galaxias, que ésta está hecha principalmente de bariones, y de ahí el nombre asignado.

Como la distribución de estos puntos de alta concentración de materia ordinaria es regular en promedio, el ángulo entre ellos da una estimación de la distancia que hay desde nosotros hasta ellos. Cuanto más pequeño es el ángulo entre dos picos contiguos más lejanos están esos dos puntos de nosotros.
Estas estructuras a gran escala vienen determinadas por el Big Bang y las ondas acústicas (de origen cuántico en último término) que permitieron introducir inhomogeneidades u oscilaciones en la materia y que ésta formara galaxias y cúmulos de galaxias. La distancia nos dice además la edad de los objetos observados, debido a que la velocidad de la luz es fija. Los vemos cómo eran en un momento dado no cómo son ahora. Una estructura a 6000 millones de años luz se nos muestra cómo era hace 6000 millones de años. Un dato que podemos comparar con el corrimiento al rojo de las líneas espectrales, a mayor corrimiento al rojo mayor distancia, que además nos revela cuánto se ha expandido el espacio. Recodemos que el corrimiento al rojo cosmológico depende de la expansión del espacio y no de los movimientos de los objetos, como en el caso del efecto Doppler.

En esta campaña han podido realizar medidas de este tipo de objetos situados hasta a 7000 millones de años luz con bastante precisión. Han medido 327.349 galaxias masivas sobre 3275 grados cuadrados del cielo alcanzando hasta un corrimiento al rojo de z=0,7. Aunque el corrimiento promedio es de z=0,57. Téngase en cuenta que en este tipo de campañas se estudia en Universo en 3D con cierta profundidad, así que el corrimiento al rojo de los objetos más cercanos es muy distinto al de los más lejanos. En todo caso la precisión en la medida de distancias se han conseguido con un error de sólo un 1,7%. Nunca se habían tomado datos cosmológicos de este tipo con tanta riqueza y precisión.

Las oscilaciones producidas en la materia debido a las ondas acústicas se pueden observar ahora tal y como eran 380.000 años después del Big Bang en el fondo cósmico de microondas. Esto permite calibrar la escala de las oscilaciones acústicas bariónicas y usarlas en este método para medir la expansión del Universo a lo largo del tiempo cosmológico.
Todas estas medidas permitirán dilucidar qué propuestas a energía oscura encajan mejor con la realidad o si la Relatividad General necesita algún tipo de corrección.
Naturalmente no todo es sencillo y las galaxias tienen movimiento propio dentro del cúmulo que tiende a cambiar su corrimiento al rojo. Se necesita un análisis estadístico para restar este efecto y obtener el corrimiento al rojo puramente cosmológico del cúmulo en su conjunto.

Estos investigadores del proyecto Sloan han conseguido ya medir la gravedad en la escala de 100 millones de años luz.
Estos primeros datos suponen una cuarta parte de los que tienen planeado obtener cuando la actual campaña finalice en 2014.
De momento todo parece apuntar a un modelo de Universo plano con un cuarto de materia oscura, un pequeño porcentaje de materia ordinaria y el resto energía oscura en la forma de constante cosmológica. Sin embargo, los investigadores implicados se muestran cautos debido a que los datos no permiten de momento confirmar esta constante cosmológica. Los datos son consistentes con ella, pero no son concluyentes. Si hay sorpresas esperan encontrarlas.
Es ahora cuando han empezado a explorar los tiempos en los que la energía oscura empezó a hacer notar su existencia, cuando completen la campaña sabremos mucho más sobre cómo funciona el Universo.

El Quijote se enfrenta al origen del Universo

Desde que las observaciones de Edwin Hubble en los años treinta del pasado siglo revelaron que las galaxias se alejan sistemáticamente unas de otras se sabe que el Universo se encuentra en expansión. Esto llevó a plantear que en su origen toda la materia se habría encontrado concentrada en una misma posición.

 En los años cuarenta, el físico ruso George Gamow propuso el modelo del Big Bang, en español Gran Explosión, para explicar el nacimiento del Universo. Defendía que éste se generó a partir de una enorme concentración de masa y energía, y que desde su origen está en expansión. Con el fin de solucionar algunas ambigüedades y deficiencias de este modelo, en 1981 Alan Guth planteó la existencia de una etapa "inflacionaria" consistente en un periodo de expansión exponencial extraordinariamente rápido, producido inmediatamente después del Big Bang, tras el cual el Universo habría aumentado su tamaño en un factor 1026.
La inflación habría dado lugar a dos importantes tipos de perturbaciones, llamadas respectivamente "escalares" y "tensoriales". Las primeras son fluctuaciones en la densidad de la materia, de manera que habrían generado inhomogeneidades en el Universo (regiones con una densidad de materia mayor que otras). Las regiones de alta densidad habrían sido precisamente las semillas a partir de las cuales luego se formarían las estructuras observables en el Universo actual: las galaxias y las estructuras de mayor escala en las que éstas se agrupan. El otro tipo de perturbaciones, las tensoriales, pueden ser vistas como "ondas gravitacionales". En el marco de la Relatividad General de Einstein se trata de fluctuaciones en la métrica del espacio-tiempo que son producidas por el movimiento de partículas con masa (de manera análoga a como las partículas cargadas eléctricamente generan ondas de luz).
Tras la inflación, el Universo consistía básicamente en radiación (fotones) y materia (bariones, que son partículas de masa ordinaria), a muy alta temperatura. En estas condiciones térmicas los átomos no son estables, de manera que la materia estaba altamente ionizada dando lugar a una gran cantidad de partículas libres. Estas partículas libres no permitían el desplazamiento de los fotones, con lo que el medio era opaco a la radiación. La radiación y la materia permanecían "acopladas". Como todo objeto que aumenta su volumen, a medida que el Universo fue expandiéndose, fue disminuyendo progresivamente su temperatura hasta el estado actual en el cual es de unos 270 ºC bajo cero.
Aproximadamente 400.000 años después del Big Bang, cuando su temperatura era de unos 3000 ºC, se produjo un proceso denominado "recombinación": los electrones y los protones empezaron a combinarse con rapidez formando inicialmente átomos de hidrógeno y posteriormente átomos más pesados. Ya no había suficientes partículas libres que pudieran colisionar continuamente con los fotones evitando la propagación de la radiación. Esto dio lugar al "desacoplamiento" entre la radiación y la materia.
Los fotones pudieron entonces comenzar a trasladarse libremente, dando lugar a una radiación observable en la actualidad conocida como "fondo cósmico de microondas", o CMB de sus siglas en inglés. Esta radiación se ha ido enfriando en su trayectoria desde la región donde se produjo la separación de la radiación y la materia, conocida como "superficie de última dispersión", hasta nosotros. Por ello en la actualidad el CMB se manifiesta como un fondo de radiación de cuerpo negro con una temperatura cercana a los -270ºC, observable con una intensidad casi uniforme en todas las direcciones del cielo.
La detección del Fondo Cósmico de Microondas, el resto fósil del Big Bang, fue una de las pruebas más importantes que esta teoría tuvo que superar para ser aceptada. Se logró de manera accidental en 1964: Arno Penzias y Robert Wilson, dos ingenieros de la compañía Bell en New Jersey, encontraron con un radiotelescopio que utilizaban para las comunicaciones con satélites un exceso de ruido a una temperatura de -270ºC. Comprobaron, sorprendidos, que dicho ruido no procedía de una región determinada del cielo, sino que permanecía constante en todas las direcciones. Plantearon varias hipótesis para explicar su origen, incluso la presencia de unos excrementos de paloma en la superficie de la antena. Tras descartar muchas de ellas, y debatir el problema con físicos de la Universidad de Princeton, liderados por Peter Roll y David Wilkinson, confirmaron que este ruido era el Fondo Cósmico de Microondas. Por este importante descubrimiento recibieron el premio Nobel de Física en 1978.
A partir de ese momento el estudio y caracterización del CMB se convirtió en un objetivo importante en cosmología. La NASA construyó a finales de los ochenta el satélite COBE (Cosmic Microwave Explorer, Explorador de Fondo Cósmico), explícitamente para observarlo. Este satélite realizó un importante descubrimiento: la detección de ciertas variaciones, del orden del 0.001%, en la temperatura de esta radiación. Por este hallazgo los investigadores principales de COBE obtuvieron el premio Nobel de Física en 2006. Mientras que, hasta ese momento, las observaciones simplemente determinaban que esta radiación tenía una temperatura de unos -270ºC en cualquier dirección del cielo, COBE tuvo el suficiente nivel de sensibilidad para poder determinar pequeñas variaciones en la temperatura, del orden de 0.00001ºC, de unas posiciones a otras. Se supo que estas fluctuaciones o "anisotropías" tenían su origen precisamente en las variaciones en la densidad de materia, creadas por la inflación y presentes en la "superficie de última dispersión". Por ello, un mapa de esta radiación, en el que se representa el valor de su temperatura en función de la posición en el cielo, es de alguna manera una "ecografía" de cómo era la distribución de materia cuando el Universo tenía una edad de 400.000 años.
El estudio del CMB y sus anisotropías se ha convertido en una de las herramientas más importantes en cosmología. El modelo cosmológico es capaz de predecir las características de esta radiación, principalmente la intensidad y el tamaño de sus variaciones. Como esta información también se obtiene a través de las observaciones, se puede comparar con las predicciones teóricas, lo que permite hacer estimaciones que describen el contenido total de materia del Universo, su ritmo de expansión, o el contenido relativo de los distintos componentes energéticos y de materia (principalmente materia bariónica ordinaria, materia oscura y energía oscura).
Los resultados de dichas estimaciones se comparan con otro tipo de observaciones de carácter cosmológico. Su coincidencia, la conciliación entre los modelos teóricos y las observaciones es, sin duda, un gran éxito, y ayuda a ir definiendo poco a poco, a medida que mejoran los experimentos y la precisión de las observaciones, el modelo cosmológico del Universo.

Reproducen por vez primera los sonidos de Marte, Venus y Titán

También la voz humana tal como sonaría en esos planetas

Científicos británicos han reproducido por vez primera los sonidos de Marte, Venus y Titán y han desarrollado un programa informático que transforma la voz humana para mostrar cómo sonaría en estos planetas. Estos sonidos forman parte de la exposición Vuelo a través del Universo, que se inaugura mañana en Winchester (UK).

 Científicos de la Universidad de Southampton han utilizado sus conocimientos en física para reproducir los sonidos de Marte, Venus y la luna de Saturno Titán, basándose en los datos de ambientes, presiones y temperaturas recogidas por la sondas espaciales a lo largo de los años, según informa la citada universidad en un comunicado.
Este trabajo nació con la intención de conocer el sonido de otros planetas, un aspecto del que, a pesar de los años de exploración espacial, no se tienen apenas evidencias. Para llevar a cabo la investigación, los expertos usaron herramientas y técnicas de la física y las matemáticas, que crearon sonidos naturales de los relámpagos en Venus, de los vientos en Marte y del crujir del hielo de los volcanes de Titán.
Además de estos sonidos naturales, modelados según los efectos de los diferentes ambientes, presiones y temperaturas, los científicos han desarrollado un software para transformar el sonido de una voz humana para mostrar cómo sonaría es estos planetas.
El autor principal del estudio, Tim Leighton, ha explicado que en Venus, el tono de una voz se profundiza, en comparación con los niveles en la Tierra "debido a la densa atmósfera del planeta". "Significa que las cuerdas vocales vibran más lentamente a través de esta sopa de gaseosa que tiene por atmósfera", ha apuntado. Sin embargo, la velocidad del sonido es mucho más rápida que en la Tierra por lo que, al final la voz de un hombre suena "como la de un pitufo de voz grave", ha indicado Leighton.
Exposición sobre el Universo
Estos sonidos se sumarán a la exposición Vuelo a través del Universo' del Planetario Astrium en Winchester (Reino Unido). Se considera que será una primicia mundial. Las fechas elegidas para su reproducción son los días 4, 5 11 y 13 de abril. En este sentido, Leighton ha destacado que "en la actualidad, los planetarios muestran imágenes de los cuerpos del Sistema Solar, pero no hay información acerca del sonido en el Universo".
A su juicio, gracias a la investigación ahora presentada "el ser humano estará lo más cerca que se pueda imaginar del sonido espacial", al menos "hasta que una futura sonda o un astronauta pueda captar lo que realmente ocurre allí".
En cuanto a los proyectos futuros, Leighton, que ha estado trabajando en los sonidos del espacio durante los últimos diez años, ha apuntado que sería muy útil que sonara música en el espacio para conocer mejor sus características. En este sentido, ha propuesto que los próximos astronautas que vayan a Marte construyan un instrumento que puedan tocar allí.

¿Nuestro universo es finito o infinito?

Según un modelo, parcialmente corroborado por medidas del fondo cósmico de radiación, el Universo podría se ser finito y con una topología como la de una rosquilla.

Parece que el toro ataca de nuevo. No teman, no se trata del animal de cuatro patas con cuernos, se trata del objeto matemático con forma de rosquilla embistiendo a la Cosmología moderna, pues pudiera ser que el Universo tuviera precisamente topología toroidal.
A pesar de llevar mucho tiempo estudiando el Universo no sabemos algunas de sus características principales, una de ellas su topología.
No es fácil saber, cuando se está dentro de él, si un universo tiene la forma de un toro o es simplemente plano. De hecho, desde el punto de vista geométrico, aunque no topológico, localmente serían la misma cosa. Supongamos que en un principio, y para poder visualizar mejor estos conceptos, las tres dimensiones espaciales de las que disfrutamos se reducen a dos. Sería como ese videojuego antiguo de los asteroides en el que una nave triangular se podía mover por la pantalla plana 2D, y que al desaparecer por un lado o borde aparecía por el otro. Para el hipotético tripulante de esa nave su universo sería plano, bidimensional, finito e ilimitado (carente de bordes o límites reales). La nave puede terminar en el mismo lugar incluso si viaja durante mucho tiempo. Topológicamente su mundo se puede visualizar "desde fuera" como la superficie de un toro-2D o, definiéndolo más vulgarmente, como la superficie de una rosquilla (ver dibujo superior).
Podemos pensar sobre un universo un poco más complicado si añadimos una dimensión espacial extra. Tendremos entonces un toro-3D, un análogo a un espacio cúbico de tal modo que, a la manera de la pantalla del videojuego de antes, si desapareces por uno de los "lados" apareces por el otro al instante al ser esas dos "caras" la misma cosa (ver dibujo inferior izquierdo). De hecho, no tendría bordes reales al ser ilimitado, y solo ponemos éstos para así poder pensar más fácilmente sobre ello. Este universo sería finito debido a su especial topología y, para simplificar y poder entenderlo mejor, asumiremos además que este universo sencillo, a diferencia del nuestro, no está en expansión ni es tan grande.
Un observador en ese universo empezaría a darse cuenta de la peculiaridad topológica de la realidad en donde vive cuando viera imágenes sucesivas de sí mismo en diferentes momentos de su pasado (dibujo inferior derecho). La luz, al igual que la nave del videojuego, recorrería sin fin el espacio toroidal finito e ilimitado. Sería como vivir en una habitación con sus paredes, techo y suelo cubiertos de "espejos" especiales que uno al mirar viera su propia espalda en lugar de su cara. El número de veces que un sujeto se podría ver a sí mismo dependería del tiempo transcurrido desde la formación de este universo.
Pudiera ser entonces que el Universo real, nuestro universo, tuviera una topología toroidal. Esta idea empezó a tenerse en consideración cuando se estudió en detalle el fondo cósmico de microondas y se observaron patrones inesperados. El Universo está en expansión, es muy grande y no muy antiguo. De tener una topología toroidal nos sería difícil reconocer la imagen de nuestra propia galaxia en una estadio primitivo al otro lado del Universo, si es que a luz le ha dado tiempo recorrer esa distancia. Pero justo después de la gran explosión el Universo sufría oscilaciones al igual que la membrana de un tambor, o como las ondas sobre la superficie del agua. En esa época el Universo visible (todo lo que vemos del Universo) era pequeño y cada parte de él se veía influenciado por las demás partes, por tanto esas oscilaciones deberían también verse afectadas por la topología.
Las reliquias de esas oscilaciones pueden verse en el fondo cósmico de radiación como fluctuaciones de la temperatura. La sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA estuvo estudiando ese fondo cósmico hace unos años y levantando mapas de él.
Si el Universo fuera infinito, en su época primitiva habría contenido oscilaciones de todos los tipos posibles y esa característica se vería en los mapas del WMAP. Pero en lugar de eso se puede observar un déficit de las oscilaciones de longitudes de onda larga.
Una posible explicación a este hecho sería, además de la imprecisión en las medidas, que el Universo fuera en realidad finito. ¿Qué topología encajaría con ese modelo de Universo? Hace unos pocos años se propuso una topología alternativa para un modelo de Universo finito que era toroidal, pero bastante más compleja que la expuesta antes. Se puede pensar en ella si, en lugar de un cubo, visualizamos un dodecaedro (algo similar a un balón de fútbol) en el que sus caras enfrentadas fueran la misma cosa, al igual que en el videojuego de los asteroides los lados enfrentados son el mismo lado. En este modelo también podríamos aparecer en el mismo sitio si viajáramos lo suficientemente lejos, asumiendo la ausencia de expansión. Lo malo es que, aunque podemos pensar en él y calcular sus características, en este caso no podemos visualizar "desde fuera" este espacio "toroidal" con agujeros múltiples.
No obstante, este modelo sufrió problemas. Según algunos investigadores se deberían ver imágenes repetidas de objetos cosmológicos distantes y este efecto impondría patrones concretos que no han sido observados en los datos del WMAP.
Ahora Frank Steiner y sus colaboradores han vuelto a analizado los datos de 2003 procedentes del WMAP buscando patrones correspondientes a diferentes topologías. Usaron tres técnicas diferentes para comparar las predicciones en las fluctuaciones de la temperatura en diferentes regiones del cielo. Para los tres casos el modelo que mejor encaja sería un toro-3D, el análogo tridimensional a la rosquilla (toro-2D) y mucho más sencillo que el modelo del dodecaedro propuesto por Jean-Pierre Luminet. Además, y según sus cálculos, el Universo tendría un tamaño de 56.000 millones de años luz de diámetro siendo, por tanto, pequeño.
De todos modos los expertos del campo no están de acuerdo sobre qué modelo es mejor, sobre si son correctos o sobre si son posibles otras topologías. Ha habido cierta polémica sobre este tema en los últimos tiempos.
Las medidas del WMAP tienen una precisión determinada, y sus datos poseen barras de error que pueden ser del orden de lo que se pretende medir. Por eso la ESA planea lanzar el satélite Planck, que permitirá estudiar el fondo cósmico de radiación con una precisión sin precedentes. Quizás las futuras medidas realizadas por Planck ayuden a resolver la topología del Universo.
En todo caso el descubrimiento de que el Universo es finito tendría, sin duda, importantes implicaciones filosóficas.

El pasado salvaje de las galaxias más masivas

Utilizando el telescopio APEX, un equipo de astrónomos ha encontrado la relación más evidente encontrada hasta el momento entre los estallidos más potentes de formación estelar en el Universo temprano y las galaxias más masivas encontradas en la actualidad. Las galaxias, floreciendo con dramáticos estallidos estelares en el Universo temprano, fueron testigo de la abrupta interrupción del nacimiento de estrellas, dejándolas con el aspecto actual: galaxias masivas - pero pasivas - con estrellas viejas. Los astrónomos también tienen un posible culpable para el repentino final de los estallidos de formación estelar: el nacimiento de agujeros negros supermasivos.

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os astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por ESO en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX) [1], con medidas llevadas a cabo por el telescopio Very Large Telescope de ESO, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros, para observar la forma en que estas brillantes galaxias distantes se unen en grupos de cúmulos.Cuanto más cerca se agrupan las galaxias, más masivos son sus halos de materia oscura - la materia invisible que compone la mayor parte de la masa de las galaxias. Estos nuevos resultados son las medidas más precisas de cúmulos hechas nunca para este tipo de galaxia.

Las galaxias están tan lejos que su luz ha tardado alrededor de diez mil millones de años en llegar hasta nosotros, de manera que las vemos como eran hace alrededor de diez mil millones de años [2]. En estas instantáneas del Universo temprano, las galaxias están viviendo el fenómeno más intenso de formación estelar conocido, el denominado estallido de formación estelar o starburst (en inglés).Midiendo las masas de los halos de materia oscura que se encuentran alrededor de las galaxias, y utilizando simulaciones por ordenador para estudiar cómo esos halos crecen con el paso del tiempo, los astrónomos vieron que esas galaxias distantes con estallidos de formación estelar del Universo temprano, con el tiempo se transforman en galaxias elípticas gigantes - las galaxias más masivas del Universo actual.

"Esta es la primera vez que hemos sido capaces de mostrar esta relación directa entre los estallidos de formación estelar más energéticos del Universo temprano, y las galaxias gigantes más masivas del Universo actual," explica Ryan Hickox (Dartmouth College, EE.UU., y Universidad de Durham, Reino Unido), el investigador que lidera el equipo.

Además, las nuevas observaciones indican que los brillantes estallidos que tienen lugar en esas galaxias distantes duran tan solo cien millones de años - un tiempo muy corto en términos cosmológicos - pese a lo cual, en ese breve espacio de tiempo, son capaces de doblar la cantidad de estrellas en las galaxias. El repentino final de ese rápido crecimiento es otro episodio de la historia de las galaxias que los astrónomos aún no han terminado de entender.

"Sabemos que las estrellas masivas elípticas dejaron de producir estrellas de forma bastante abrupta hace mucho tiempo, y ahora son pasivas. Y los científicos se preguntan qué podría ser lo suficientemente poderoso como parar el estallido de formación estelar de toda una galaxia," afirma Julie Wardlow (Universidad de California en Irvine, EE.UU. y Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo de investigación.

Los resultados del equipo proporcionan una posible explicación: en ese estadio de la historia del cosmos, los estallidos de formación estelar se agruparon de manera similar a los cuásares, indicando que se encuentran en los mismos halos de materia oscura. Los cuásares se encuentran entre los objetos más energéticos del Universo - balizas galácticas que emiten una intensa radiación, alimentada por un agujero negro supermasivo en el centro.

Existe una creciente evidencia que sugiere que el intenso estallido de formación estelar también alimenta al cuásar proporcionando grandes cantidades de material al agujero negro. El cuásar, a su vez, emite poderosos estallidos de energía que, se cree, expulsan los restos de gas de la galaxia - la materia prima para la formación de nuevas estrellas - y esto, efectivamente pone fin a la fase de formación estelar.

"En resumen, los días de gloria de las galaxias en lo que a intensa formación estelar se refiere también son su condena, ya que alimentan al gigantesco agujero negro que se encuentra en su centro, el cual expulsa o destruye rápidamente las nubes de formación estelar," explica David Alexander (Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo.