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Nunca en los últimos 1.000 años se había registrado una frecuencia tan alta de huracanes en el Atlántico como en la actualidad, según las conclusiones de un estudio de la Penn State University de EEUU publicado en la revista "Nature".

Las explosiones estelares conocidas como supernovas de tipo Ia se han usado durante mucho tiempo como “candelas estándar”, su brillo uniforme da a los astrónomos una forma de medir distancias cósmicas y la expansión del universo. Pero un nuevo estudio publicado esta semana en la revista Nature revela fuentes de variabilidad en las supernovas de tipo Ia que tendrán que ser tomadas en cuenta si los astrónomos quieren usarlas para medidas más precisas en el futuro.

El descubrimiento de la energía oscura, una misteriosa fuerza que acelera la expansión del universo, se basa en las observaciones de las supernovas de tipo Ia. Pero para estudiar la naturaleza de la energía oscura y determinar si es constante o variable en el tiempo, los científicos tendrán que medir distancias cósmicas con una precisión mucho mayor de lo que lo han hecho en el pasado.

“Cuando comencemos la próxima generación de experimentos cosmológicos, querremos usar las supernovas de tipo Ia como medidas de distancia muy sensibles”, dijo el autor principal Daniel Kasen, miembro posdoctoral de Hubble en la Universidad de California en Santa Cruz. “Sabemos que no todas tienen el mismo brillo, y tenemos formas de corregirlo, pero necesitamos saber si hay diferencias sistemáticas que sesgarían las medidas de distancia. Por lo que este estudio exploró qué causa esas diferencias en el brillo”.

Kasen y sus coautores — Fritz Röpke del Instituto Max Planck para Astrofísica en Garching, Alemania, y Stan Woosley, profesor de astronomía y astrofísica en la UC en Santa Cruz—usaron supercomputadores para ejecutar docenas de simulaciones de supernovas de tipo Ia. Los resultados indican que gran parte de la diversidad observada en estas supernovas se debe a la naturaleza caótica de los procesos implicados y a la asimetría resultante de las explosiones.

Para la mayor parte, esta variabilidad no produciría errores sistemáticos en los estudios de medidas dado que los investigadores usan u gran número de observaciones y aplican correcciones estándar, dijo Kasen. El estudio encontró un pequeño pero preocupante efecto que podría dar como resultado diferencias sistemáticas en la composición química de las estrellas en distintas etapas de la historia del universo. Pero los investigadores pueden usar los modelos por ordenador para caracterizar más este efecto y desarrollar correcciones para el mismo.

“Dado que estamos comenzando a comprender cómo funcionan las supernovas de tipo Ia a partir de sus principios básicos, estos modelos pueden usarse para refinar nuestra estimación de distancia y hacer medidas del índice de expansión del universo de forma más precisa”, dijo Woosley.

Una supernova de tipo Ia tiene lugar cuando una estrella enana blanca adquiere una masa adicional absorbiendo materia de una estrella compañera. Cuando alcanza una masa crítica – 1,4 veces la masa del Sol, compactada en un objeto del tamaño de la Tierra – el calor y presión del centro de la estrella disparan una reacción nuclear de fusión desbocada, y la enana blanca estalla. Dado que las condiciones iniciales son aproximadamente las mismas en todos los casos, las supernovas tienden a tener la misma luminosidad, y sus “curvas de luz” (cómo cambia la luminosidad con el tiempo) son predecibles.

Algunas son intrínsecamente más brillantes que otras, pero se iluminan y apagan más lentamente, y su correlación entre el brillo y la anchura de la curva de luz permite a los astrónomos aplicar correcciones para estandarizar sus observaciones. Por lo que los astrónomos pueden medir la curva de luz de una supernova de tipo Ia, calcular su brillo intrínseco, y entonces determinar cómo de lejos está, dado que el brillo aparente disminuye con la distancia (igual que una vela parece más tenue en la lejanía que una que está más cerca).

Los modelos por ordenador usados para simular estas supernovas en el nuevo estudio se basan en la actual comprensión teórica de cómo y dónde se inicia el proceso de ignición dentro de la enana blanca y dónde empieza la transición de la combustión de quemado lento a la detonación explosiva.

“Dado que la ignición no tiene lugar en un punto muerto, y que la detonación sucede primero en un punto cerca de la superficie de la enana blanca en explosión, las explosiones resultantes no son esféricamente simétricas”, explicó Woosley. “Esto podría estudiarse adecuadamente sólo usando cálculos multidimensionales”.

La mayor parte de estudios anteriores han usado modelos unidimensionales en los que la explosión simulada es esféricamente simétrica. Las simulaciones multidimensionales requieren mucha más potencia de cálculo, por lo que el grupo de Kasen ejecutó la mayor parte de sus simulaciones en la potente supercomputadora Jaguar en el Laboratorio Nacional Oak Ridge, y también usó supercomputadores del Centro de Nacional de Cálculo de Investigación en Energía en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Se informa de los resultados de modelos bidimensionales en el artículo de Nature, y los estudios tridimensionales están actualmente en proceso.

Las simulaciones demostraron que la asimetría de las explosiones es un factor clave para determinar el brillo de una supernova de tipo Ia. “La razón de que estas supernovas son tengan todas el mismo brillo está estrechamente vinculada a la ruptura de la simetría esférica”, dijo Kasen.

La fuente predominante de variabilidad es la síntesis de nuevos elementos durante las explosiones, la cual es sensible a diferencias en la geometría de las primeras chipas que encienden una reacción termonuclear desatada en el núcleo de la enana blanca. El níquel-56 es especialmente importante, debido a que el decaimiento radiactivo de este imparable isótopo crea el resplandor que los astrónomos observan durante meses o incluso años tras la explosión.

“El decaimiento del níquel-56 es lo que alimenta la curva de luz. La explosión termina en cuestión de segundos, por tanto lo que vemos es el resultado de cómo el níquel calienta los restos y cómo los escombros irradian luz”, dijo Kasen.

Kasen desarrolló el código para simular este proceso de transferencia radiativa, usando una salida de las explosiones simuladas para producir visualizaciones que pueden compararse directamente con observaciones astronómicas de las supernovas.

Las buenas noticias son que la variabilidad vista en los modelos por ordenador concuerdan con las observaciones de supernovas de tipo Ia. “Más importante aún, la anchura y puco de luminosidad de la curva de luz están correlacionados de una forma que encajan con lo que los observadores han encontrado. Por tanto los modelos son consistentes con las observaciones en las que se basa el descubrimiento de la energía oscura”, dijo Woosley.

Otra fuente de variabilidad es que estas explosiones asimétricas se ven de forma muy diferente cuando se observan desde distintos ángulos. Esto puede contar hasta en un 20% de las diferencias de brillo, dijo Kasen, pero el efecto es aleatorio y crea dispersión en las medidas que pueden ser reducidas estadísticamente observando grandes números de supernovas.

El potencial del sesgo sistemático procede principalmente de la variación en la composición química inicial de la estrella enana blanca. Los elementos más pesados se sintetizan durante las explosiones de supernovas, y los restos de esas explosiones se incorporan a nuevas estrellas. Como resultado, las estrellas que se formaron recientemente es probable que contengan elementos más pesados (una “metalicidad” más alta, en terminología astronómica) que las estrellas del pasado lejano.

“Este es el tipo de cosa que esperamos que evolucione con el tiempo, por lo que si miras la estrellas lejanas que se corresponden con épocas muy anteriores en la historia del universo, tenderían a tener una menor metalicidad”, dijo Kasen. “Cuando calculamos el efecto en nuestros modelos, encontramos que los errores resultantes en las medidas de distancia sería de un orden del 2 por ciento o menos”.

Posteriores estudios usando simulaciones por computador permitirán a los investigadores caracterizar los efectos de tales variaciones con más detalle y limitar su impacto en futuros experimentos de energía oscura, los cuales podrían requerir un nivel de precisión que haría un error del 2 por ciento inaceptable.

Los problemas financieros de la NASA han puesto en duda el plan para el retorno del hombre a la Luna. Según una comisión designada por el presidente Barack Obama para revisar el programa de vuelos espaciales, la Agencia no tiene suficiente dinero para concretar el plan de poner astronautas en la Luna para 2020. Además, el grupo indicó que el satélite natural de la Tierra no debería ser el objetivo central de la exploración espacial tripulada, según indicó 'The Washington Post'.

Las rocas lunares pueden ser procesadas directamente para producir oxígeno.

Científicos de Cambridge en el Reino Unido, han desarrollado un reactor que puede crear oxígeno a partir de rocas lunares — una tecnología vital si planetas crear una base lunar para lanzamientos.

Ya sea para aprovechar los recursos de la Luna o para usarlo como punto de salida para explorar lugares más profundos del espacio, los ocupantes de cualquier futura base lunar necesitarán oxígeno para sobrevivir. Enviar enormes cantidades a la Luna sería extremadamente caro — tal vez con un coste de 100 millones de dólares por tonelada de acuerdo con algunas estimaciones — por lo que los investigadores están examinando formas potencialmente más baratas de producir oxígeno en la propia Luna.

La NASA ha estado buscando formas de conseguir oxígeno de las rocas lunares desde hace varios años. En 2005, como parte del programa de Desafíos del Centenario, la agencia ofreció un premio de 250 000 dólares al primer equipo en lograr un conjunto que pudiese extraer cinco kilogramos de oxígeno en ocho horas a partir de alguna roca lunar simulada. A pesar de elevar el premio a 1 millón de dólares en 2008 con la ayuda de la Autoridad Espacial de California, el premio sigue sin dueño. Además, el programa en curso de Utilización de Recursos In Situ de la agencia está actualmente observando distintas tecnologías para extraer oxígeno de las rocas lunares.

Ahora, Derek Fray, químico de materiales de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, y sus colegas han logrado una solución potencial modificando un proceso electroquímico que inventaron en 2000 para lograr metales y aleaciones a partir de óxidos de metal¹. El proceso usa el óxido — también encontrado en rocas marcianas — como cátodo, junto con un ánodo hecho de carbono. Para lograr el flujo de corriente en el sistema, los electrodos se sitúan en una solución de electrolito de cloruro cálcico fundido (CaCl₂), una sal común con un punto de fusión de casi 800 °C.

Ánodo erosionado

La corriente arranca los átomos de oxígeno de las bolitas de óxido de metal, las cuales están ionizadas y se disuelven en la sal fundida. Los iones de oxígeno cargados negativamente se mueven a través de la sal fundida hacia el ánodo donde logran sus electrones extra y reaccionan con el carbono para producir dióxido de carbono — un proceso que erosiona el ánodo. Mientras tanto, el metal puro se forma sobre el cátodo.

Para hacer que el sistema produzca oxígeno y no dióxido de carbono, Fray tuvo que hacer un ánodo no reactivo. Esto fue crucial: “son esos ánodos, no funciona”, dice Fray. Descubrió que el titanato de calcio, que es un mal conductor eléctrico por sí mismo, se hace mucho mejor conductor cuando se le añade algo de rutenato de calcio. Esta mezcla produjo un ánodo que apenas se erosionaba — tras hacer funcionar el reactor durante 150 horas, Fray calculó que el ánodo se desgastaría unos tres centímetros al año.

En sus pruebas, Fray y sus colegas usaron una roca lunas simulada conocida como JSC-1, desarrollada por la NASA. Fray adelanta que tres reactores, cada uno de un metro de alto, serían suficientes para generar una tonelada de oxígeno al año en la Luna. Se necesitan tres toneladas de roca para producir una de oxígeno, y en las pruebas el equipo vio una recuperación del oxígeno de casi el 100%, comenta. Fray presentó sus resultados la semana pasada en el Congreso de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada en Glasgow, Reino Unido.

Para calentar el reactor en la Luna se necesitaría una pequeña cantidad de energía, señala Fray, y el propio reactor puede aislarse térmicamente para mantener el calor en él. “No sería un problema”, comenta. Los tres reactores necesitarían aproximadamente 4,5 kilovatios de potencia — no mucho más de lo que se usa para calentar un calefactor eléctrico de un hervidor doméstico — la cual podría suministrarse mediante paneles solares o incluso un pequeño reactor nuclear situado en la Luna.

Con un aporte extra de 10 millones de libras (16,5 millones de dólares), Fray dice que sería capaz de desarrollar un “prototipo robusto” de un reactor mayor que podría ser manejado de forma remota. Actualmente está trabajando junto con la Agencia Espacial Europea para lograr este objetivo.

Autoensamblaje

Una técnica similar para la extracción de oxígeno está siendo desarrollada por Donald Sadoway en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Massachusetts, pero su proceso funciona a una temperatura mucho mayor de unos 1600 °C — lo cual significa que la roca lunar se funde y puede actuar como electrolito ella misma. Produce metal fundido, incluyendo hierro, el cual cae al fondo. Fray dice que su proceso es más eficiente debido a que funciona a una temperatura más baja, pero Sadoway insiste en que la electrólisis de sal fundida, como se conoce a su técnica, recupera de todos sitios el calor extra que necesita. “En el proceso de Derek, la sal fundida le permite funciona a una temperatura mucho más baja”, dice Sadoway, “pero aún tiene que consolidar la roca lunar en una forma sólida”. Esto es a menudo difícil debido a la naturaleza de arena fina de la roca lunar, comenta.

El reactor de Sadoway podría incluso construirse a sí mismo. El interior estaría hecho de regolito lunar — los restos polvorientos que forman la superficie lunar — calentado eléctricamente para fundirlo, y el exterior sería de regolito sólido enfriado. “Formamos el muro del reactor permitiendo que el regolito fundido se congele”, dice, pero admite que iniciar el proceso es “complejo”.

Sadoway dice que con suficiente patrocinio, podría tener su sistema a escala en dos años. Su proceso ha sido preseleccionado por la NASA y está recibiendo algo de patrocinio de la agencia. “Una vez solucionado el problema de los materiales en la escala de laboratorio deberíamos ser capaces de avanzar rápidamente”, señala.

Conocida popularmente como Perseidas o Lágrimas de San Lorenzo (festividad que se celebra el día 10 de agosto), la lluvia de estrellas se inicia alrededor del 17 de julio y se prolonga hasta el 24 de agosto, aunque depende del año.

Dos lejanos planetas que orbitan una joven estrella impactaron entre sí a altas velocidades hace miles de años en una colisión cósmica de proporciones cataclísmicas, anunciaron los astrónomos el lunes. Las reveladoras columnas de roca vaporizada y restos de lava dejados por la colisión mostraron su existencia al Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, el cual captó las señales del impacto en recientes observaciones.

La colisión entre ambos planetas tuvo lugar en los últimos miles de años aproximadamente – un marco temporal cósmico relativamente reciente. El menor de los dos cuerpos – un planeta de aproximadamente el tamaño de la Luna, de acuerdo c los modelos por ordenador – aparentemente fue destruido por el impacto. El otro era muy probablemente un planeta del tamaño de Mercurio y sobrevivió, aunque quedó seriamente dañado.

“Esta colisión tuvo que ser enrome y a una velocidad increíblemente alta para que la roca se haya evaporado y fundido”, dijo Carey Lisse del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Maryland, autor principal de un artículo que describe los hallazgos en el ejemplar del 20 de agosto de la revista Astrophysical Journal.

Los investigadores creen que los planetas se movían a aproximadamente 10 kilómetros por segundo antes de la colisión. El violento impacto liberó roca de silicio amorfa, o vidrio fundido, y endureció trozos de lava conocidos como tectitas. Spitzer también observó grandes nubes de gas de monóxido de silicio orbital creado cuando se evaporó la roca.

“Este es un evento de vida corta y verdaderamente raro, crítico en la formación de planetas como la Tierra y las lunas”, dijo Lisse. “Hemos tenido suerte de haber sido testigos de uno no mucho después de que tuviese lugar”.

Los detectores infrarrojos de Spitzer encontraron trazas de restos de rocas y lava re-congelada alrededor de una joven estrella, conocida como HD 172555, aún en las primeras etapas de formación planetaria. El sistema está a aproximadamente 100 años luz de la Tierra.

Un cataclismo similar se cree que formó la Luna hace más de 4000 millones de años, cuando un cuerpo del tamaño de Marte impactó en la Tierra.

“La colisión que formó nuestra Luna habría sido tremenda, suficiente para fundir la superficie de la Tierra”, dijo el coautor Geoff Bryden del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California. “Los restos dejados por la colisión muy probablemente se asentaron en un disco alrededor de la Tierra que finalmente se fundieron para formar la Luna. Esta es aproximadamente la misma escala de impacto que vemos con Spitzer – no sabemos si se formará o no una luna, pero sabemos que la superficie de un gran cuerpo rocoso estaba al rojo vivo, retorcida y fundida”.

De hecho, unos encuentros tan violentos parecen haber sido comunes en la historia inicial de nuestro Sistema Solar. Por ejemplo, los impactos gigantes se cree que han despojado a Mercurio de su corteza externa, inclinado a Urano sobre un lado, y vuelto del revés a Venus.

Apenas este mes, una pequeña roca espacial se estrelló contra Jupiter , creando una gran mancha negra.

En general, los planetas rocosos como la Tierra se fusionan y crecen cuando las rocas pequeñas impactan y se agrupan, uniendo sus núcleos.

El sistema alrededor de HD 172555 es relativamente joven con sólo 12 millones de años de antigüedad, comparado con los 4500 millones de años de nuestro Sistema Solar.

Científicos de la Universidad John Moores de Liverpool, en el centro de Gran Bretaña, anunciaron un hallazgo que podría cambiar la teoría vigente acerca de cuándo llegó el hombre a América. Los investigadores encontraron huellas humanas de 40.000 años en las afueras de Puebla, una ciudad situada a poco más de 100 kilómetros del Distrito Federal mexicano. Pero Paul Renne y un equipo de geólogos y antropólogos que usaron una técnica en base a argón para calcular la antigüedad de las huellas, y otro método para calcular la edad de los fósiles, dijeron que tenían alrededor de 1,3 millones de años.
"Concluimos que: o la migración de homínidos que ingresó a América ocurrió muchísimo antes de lo que se creía previamente, o que las huellas en cuestión no fueron hechas por humanos sobre cenizas frescas".

Las medidas de la composición realizadas por el Rover de Exploración de Marte Opportunity de la NASA confirma que esta roca de la superficie de Marte es un meteorito de hierro-níquel.

Esta imagen combina exposiciones del ojo izquierdo y derecho de la cámara panorámica del róver para proporcionar una visión tridimensional cuando se ve a través de gafas rojo-azules. La cámara tomó las imágenes durante el día marciano 1961, o sol, de la misión de Opportunity en Marte (31 de julio), después de aproximarse lo suficiente para tocar la roca con el brazo robótico del róver.

Los investigadores han llamado informalmente a la roca”Block Island”. Con una anchura de aproximdamente sesenta centímetros, es el meteorito más grande encontrado hasta el momento en Marte. Opportunity encontró un meteorito más pequeño de hierro-níquel, llamado”Heat Shield Rock” a finales de 2004.

Cualquier dueño de perro ha intentado en alguna ocasión convencer a propios y extraños de lo lista que es su mascota, pero ahora además se sabe que algunos pueden contar hasta cinco, entienden más de 150 palabras e incluso intentan engañar a los humanos en su beneficio.