Descubierta una capa fría en la atmósfera de Alfa Centauri A

El telescopio espacial Herschel de la ESA ha descubierto una capa fría en la atmósfera de Alfa Centauri A, una característica de nuestro Sol detectada por primera vez en otra estrella. Este descubrimiento no sólo es importante para comprender la actividad del Sol, también podría contribuir a la búsqueda de sistemas protoplanetarios en el entorno de otras estrellas.

Las vecinas más cercanas a nuestro Sol son las tres estrellas del sistema Alfa Centauri. La ténue enana roja Próxima Centauri es la más cercana, a tan sólo 4.24 años luz. El sistema binario Alfa Centauri AB se encuentra un poco más lejos, a 4.37 años luz.

Alfa Centauri B apareció hace poco en las noticias, cuando se descubrió un planeta de masa similar a la de la Tierra en su entorno. Pero Alfa Centauri A también recibe la atención de los astrónomos: es prácticamente idéntica a nuestro Sol en términos de masa, temperatura, composición química y edad, lo que la convierte en un laboratorio natural idóneo para comparar las características de las dos estrellas.

Una de las mayores singularidades de la ciencia solar es que la ténue atmósfera exterior del Sol – la corona – se encuentra a millones de grados centígrados, mientras que la superficie visible del astro está a ‘tan sólo’ 6.000°C. Incluso más extraño resulta el hecho de que la temperatura alcance un mínimo de unos 4.000°C entre las dos capas, a unos pocos cientos de kilómetros sobre la superficie visible del sol, en la región de su atmósfera conocida como la cromosfera.

Estas dos capas se pueden observar durante un eclipse total de Sol, cuando la Luna oculta brevemente el brillo de la estrella: la cromosfera es un anillo rojizo que rodea al disco solar, y la corona se presenta como fantasmagóricos penachos blancos que se adentran millones de kilómetros en el espacio.

El perfil de temperaturas de la atmósfera solar ha sido un enigma durante muchos años. Se piensa que podría estar relacionado con la torsión y reconexión de las líneas de campo magnético, que propagan su energía a través de la atmósfera solar y en el espacio – a veces en dirección a la Tierra – en forma de tormentas solares.

Ahora, al observar Alfa Centauri A en la banda del infrarrojo lejano con Herschel y comparar los resultados con los modelos matemáticos que describen las atmósferas estelares, los científicos han descubierto por primera vez una capa fría similar a la de nuestro Sol en la atmósfera de otra estrella.

“Hasta ahora, el estudio de estas estructuras se había limitado a nuestro Sol, pero podemos ver claramente las huellas de una capa similar en Alfa Centauri A”, explica René Liseau del Observatorio Espacial de Onsala, Suecia, autor principal del artículo que presenta este descubrimiento.

“La observación de estos fenómenos en otras estrellas nos podría ayudar a descifrar el origen de estas capas y resolver el puzle del calentamiento atmosférico”.

Rocas lunares de Apolo desafían la teoría del agua lunar

El descubrimiento de “cantidades significativas” de agua en muestras de rocas lunares recolectadas por los astronautas de las misiones Apolo, desafía una antigua teoría sobre la formación de la Luna, dicen los científicos.

Desde la era de las misiones Apollo, los científicos han pensado que la Luna nació cuando un objeto del tamaño de Marte impactó contra la Tierra, en los inicios de la historia del planeta, generando un anillo de escombros que se agrupó lentamente a lo largo de millones de años.

Roca Lunar de Apollo XVI Crédito: Jurvetson

Este proceso, dicen los científicos, debería haber enviado al espacio el hidrógeno, elemento necesario para formar el agua.

Pero un nuevo estudio sugiere que el escenario aceptado no es posible, dada la cantidad de agua encontrada en las rocas lunares recolectadas de la superficie lunar a principios de la década de 1970 en las misiones Apollo XV, XVI y XVII. Por “agua”, los investigadores no quieren decir agua líquida, sino hidroxilo, un compuesto químico que incluye hidrógeno y oxígeno, los ingredientes del agua.

Esos elementos constituyentes del agua habrían estado en la Luna todo este tiempo, dicen los científicos.

“Aún pienso que el escenario del impacto es la mejor explicación para la formación de la Luna, pero tenemos que reconciliar esto con la teoría del hidrógeno”, dice el director del estudio Hejiu Hui, investigador en ingeniería en la Universidad de Notre Dame, a SPACE.com.

Los resultados se publicaron el 17 de febrero en Nature Geoscience.

Agua en la ‘roca del génesis’ de la Luna

Anteriores estudios han sugerido que, los elementos que forman el agua, llegaron a la Luna procedentes de fuentes externas mucho después de que se enfriase la corteza lunar. En estudios recientes, se propusieron el viento solar – un flujo de partículas que emana del Sol – así como meteoritos y cometas, como posibles fuentes para los depósitos de agua lunar.

Pero la explicación no tiene en cuenta la cantidad de agua encontrada en las muestras de Apolo, afirman los investigadores en el nuevo estudio.

Debido a que hallaron el hidroxilo en las profundidades de cada muestra de toca, los científicos dicen haber eliminado el viento solar como explicación para el agua, debido a que estas partículas penetran en la superficie solo un poco. Un impacto de asteroide o cometa empujaría el hidrógeno a mayor profundidad, pero no sería tan puro como en las muestras que observaron los investigadores, debido a que se habría fundido debido al calor de la colisión del asteroide.

Los investigadores estudiaron las muestras de las últimas misiones Apollo, incluyendo la famosa “roca del génesis”, que toma su nombre debido a su avanzada edad de 4500 millones de años, aproximadamente la misma época en la que se cree que se formó la Luna.

Usando un espectrómetro infrarrojo, los investigadores encontraron agua incrustada en la roca del génesis, así como en todas las otras muestras de Apolo que estudiaron. Esto implica que había agua presente en los distintos lugares de aterrizaje de las Apollo XV, XVI, y XVII.

La investigación de Hui desmiente los viejos análisis de rocas de Apollo que encontraron que eran muy secas, excepto por unos pequeños restos de agua atribuidos a una filtración en los contenedores de las rocas cuando regresaban a la Tierra.

Los antiguos instrumentos que analizaron estas muestras no eran, sin embargo, lo bastante sensibles. Hui dice que estos viejos espectrómetros tenían una sensibilidad en torno a 50 partes por millón (ppm), mientras que sus instrumentos eran capaces de detectar concentraciones de agua de unas 6 ppm en anortositas y 2,7 ppm in troctolitas, ambas rocas ígneas que se hallan en la corteza lunar.

Las troctolitas se forman en las tierras altas como parte de la corteza superior de las tierras altas de la Luna, y las anortositas se cree que forman parte de la corteza “primaria” de la Luna, que se solidificó aproximadamente a la vez que el resto de cuerpos del Sistema Solar.

Encontrar agua en la corteza lunar, dicen los científicos, implica que las rocas lunares podrían haber tardado más en cristalizar de lo que anteriormente se pensaba. La cantidad exacta de agua presente en estas rocas, sin embargo, podría variar en futuras medidas, dependiendo de cómo se calibren.

Antiguos hallazgos de agua en la Luna

Hui decidió analizar de nuevo las rocas de Apollo tras un conjunto de resultados en los últimos años que sugerían que la Luna era mucho más húmeda de lo que se pensaba anteriormente, comenta.

La nave Clementine de la NASA encontró pruebas de hielo de agua tras realizar un barrido de la superficie con un radar en 1996, pero posteriores observaciones de seguimiento con el radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico, sugerían que las zonas donde se encontró el hielo eran áreas con demasiada luz solar para que sobreviviera el hielo. En lugar de hielo, los investigadores anotaron las observaciones como pilas de escombro.

El Lunar Prospector de la NASA encontró posibles restos de agua en 1998 en ambos polos de la Luna, pero el instrumento solo era capaz de detectar la presencia de hidrógeno, no de otros elementos.

Luego, en 2008, nuevos trabajos de laboratorio sobre las muestras lunares de Apollo encontraron hidrógeno en cristales volcánicos lunares.

Sin embargo, en septiembre de 2009, tres naves que orbitaban la Luna encontraron “pruebas inequívocas de agua” sobre la superficie lunar. Las misiones Chandrayaan-1, de la India, y Cassini y Deep Impact, de la NASA, detectaron un enlace químico hidrógeno-oxígeno — un indicador de agua o hidroxilo — en longitudes de onda de la luz reflejada desde la Luna.

Estos hallazgos se cree que representan solo pequeñas cantidades de agua. Apenas un par de meses más tarde, en noviembre de 2009, los científicos de la misión Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) anunciaron que la nave había encontrado grandes depósitos de hielo en el polo sur de la Luna.

Los científicos descubrieron una gran cantidad de hielo en el Cráter Shackleton, del polo sur, en 2012. Basándose en los resultados, algunos grupos dicen que misiones humanas de largo plazo podrían vivir de las reservas de agua de la Luna mientras realizar tareas científicas, de minería u otras labores.

Investigadores proponen una nueva forma de estudiar el interior de la Tierra

Investigadores del Amherst College y la Universidad de Texas, en Austin, han descrito una nueva técnica que podría, algún día, revelar en mayor detalle que nunca antes, la composición y características del interior de la Tierra.

Solo hay un problema: la técnica depende de una quinta fuerza de la naturaleza (además de la gravedad, las fuerzas nucleares fuerte y débil, y el electromagnetismo), que aún no ha sido detectada, pero que algunos físicos de partículas piensan que existe. Los físicos conocen a esta fuerza como interacción espín-espín de largo alcance. De existir, esta nueva y exótica fuerza, conectaría la materia en la superficie de la Tierra con aquella a cientos, o incIuso miles, de kilómetros por debajo, en las profundidades del manto. En otras palabras, los bloques básicos de los átomos – electrones, protones y neutrones – separados por enormes distancias, “sentirían” la presencia de los demás. La forma en que interactúan estas partículas podría proporcionar nueva información sobre la composición y características del manto, que se conoce muy poco debido a su inaccesibilidad.

Corte de la Tierra

“Lo más gratificante y sorprendente de este proyecto es darnos cuenta de que la física de partículas realmente podía usarse para estudiar las profundidades terrestres”, dice Jung-Fu “Afu” Lin, profesor asociado en la Facultad Jackson de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin, coautor del estudio que aparece en el ejemplar de esta semana de la revista Science.

Esta nueva fuerza podría ayudar a zanjar un dilema científico. Cuando los científicos de la Tierra han tratado de modelar cómo varían con la profundidad factores tales como la concentración de hierro, o las propiedades físicas y químicas – por ejemplo, usando el temblor de un terremoto cuando viaja a través de la Tierra, o mediante experimentos de laboratorio diseñados para imitar las intensas presiones y temperaturas de las profundidades terrestres – obtienen distintas respuestas. La quinta fuerza, suponiendo que exista, podría ayudar a reconciliar estas distintas pruebas contradictorias.

El manto de la Tierra es una gruesa capa geológica, entre la fina corteza exterior y en núcleo central, compuesta mayormente por minerales de hierro. Los átomos de estos minerales y las partículas subatómicas que forman los átomos tienen una propiedad que se conoce como espín. El espín puede verse como una flecha que apunta a una dirección concreta. Se cree que el campo magnético de la Tierra provoca que algunos electrones de los minerales del manto queden con su espín polarizado, lo que significa que las direcciones de sus espines no son completamente aleatorias, sino que tienen una orientación preferida. Estos electrones se conocen como geoelectrones.

El objetivo de este proyecto era ver si los científicos podrían usar la interacción propuesta, de espín-espín de largo alcance, para detectar la presencia de estos geoelectrones lejanos.

Los investigadores, dirigidos por Larry Hunter, profesor de física en el Amherst College, crearon primero un modelo de ordenador del interior de la Tierra, para cartografiar las densidades esperadas y direcciones del espín de los geoelectrones. El modelo se basa, en parte, en el conocimiento logrado gracias a los experimentos en el laboratorio de Lin, que miden el espín de los electrones en minerales a las altas presiones y temperaturas del interior de la Tierra. Este mapa dio a los investigadores pistas sobre la fuerza y orientación de las interacciones que podrían esperar detectar en la posición específica de su laboratorio, en Amherst, Massachusetts.

Segundo, los investigadores usaron un aparato especialmente diseñado para buscar interacciones entre los geoelectrones de las profundidades del manto y las partículas de la superficie terrestre. Los experimentos del equipo, básicamente, exploraron si los espines de los electrones, neutrones o protones de distintos laboratorios tenían una energía diferente, dependiendo de la dirección hacia la que apuntaban con respecto a la Tierra.

“Sabemos, por ejemplo, que un imán tiene una energía menor cuando está orientado en paralelo al campo geomagnético, y se alinea con esta dirección en particular – así es como funciona una brújula”, explica Hunter. “Nuestros experimentos eliminaron esta interacción magnética, y miraron si podría haber alguna otra interacción con nuestros espines experimentales. Una interpretación de esta “otra” interacción es que podría ser una interacción a larga distancia entre los espines de nuestro aparato y los espines de los electrones de la Tierra, que se han alineado gracias al campo geomagnético. Esta es la interacción espín-espín de largo alcance que estábamos buscando”.

Aunque el aparato no pudo detectar ninguna de estas interacciones, los investigadores al menos pudieron deducir que, de existir, deben ser increíblemente débiles – no más de una millonésima parte de la fuerza de la atracción gravitatoria entre las partículas. Esta es una información útil para los científicos, ahora que buscan formas de construir instrumentos aún más sensibles para buscar la esquiva quinta fuerza.

“Nadie había recapacitado antes sobre las posibles interacciones que podrían aparecer entre los electrones con espín polarizado de la Tierra y las medidas de precisión del espín realizadas en laboratorio”, dice Hunter.

“Si se descubren las interacciones espín-espín de largo alcance en futuros experimentos, los geocientíficos pueden usar tal información para comprender, de una manera fiable, la geoquímica y geofísica del interior del planeta”, señala Lin.

El Hubble revela el pasado caníbal de la Vía Láctea

www.space.com

Los confines exteriores de la Vía Láctea podrían albergar una cubierta de estrellas resultado de un lejano acto de canibalismo galáctico.

El hallazgo apoya la idea de que la Vía Láctea continuó creciendo en los eones engullendo galaxias satélite más pequeñas, dijeron los investigadores.Los resultados pueden ayudar a los astrónomos a comprender mejor cómo la masa se distribuye por toda la galaxia, lo que podría arrojar luz sobre la misteriosa materia oscura que se cree que representa más del 80% de toda la materia del universo.
En el nuevo estudio, los científicos usaron el telescopio Hubble de la NASA para medir con precisión el movimiento de 13 estrellas del halo exterior de la Vía Láctea, a unos 80.000 años luz del centro galáctico.
El telescopio espacial Hubble es un proyecto internacional en el que participan la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). Gira en una órbita a una distancia de 610 kilómetros de la Tierra y proporciona una visión muy precisa de las estrellas.

Texto completo en: http://actualidad.rt.com/ciencias/view/87646-hubble-pasado-canibalismo-via-lactea

Descartan la existencia de materia oscura

NASA

Astrónomos estadounidenses aseguran que han logrado desafiar uno de los principios fundamentales de la cosmología contemporánea, la materia oscura. Insisten en que han probado la teoría que descarta su existencia.

Se trata de la dinámica newtoniana modificada (MOND, por sus siglas en inglés), en otras palabras, una variante de la segunda ley de Newton que da una explicación alternativa al problema de la velocidad de rotación de las galaxias. Esta hipótesis dice que la materia oscura no existe y que las galaxias giran más rápidamente de lo que deberían, gracias al hecho de que bajo ciertas condiciones la gravedad empieza a funcionar de otra manera.

La comunidad científica da por probado que la velocidad de rotación de las galaxias es uniforme e independiente de la distancia al centro de giro, mientras que tanto la teoría newtoniana como la relatividad general sugieren que la fuerza de gravedad va decreciendo rápidamente cuanto más se aleja un objeto del cuerpo atrayente. Así, por ejemplo, en el sistema solar los planetas que orbitan a menor distancia tienen velocidades de giro mayor que los más lejanos.

MOND, a su vez, postula que la fuerza sobre una partícula no es proporcional a la aceleración para valores muy pequeños de aceleración, como los que caracterizan los espacios fuera de las galaxias. En otras palabras, cuando se trata de una intensidad muy baja, el decrecimiento de la fuerza gravitatoria se ralentiza. Resulta que la atracción producida por la materia visible a esas grandes distancias es suficiente para permitir que las galaxias giren inesperadamente rápido, sin 'ayuda' de una misteriosa materia oscura. El mismo fenómeno permite a las galaxias dentro de los cúmulos orbitar unas a otras a una velocidad alta, independientemente de las distancias entre ellas.

Los astrofísicos siempre se han mostrado muy escépticos hacia la teoría, apelando a falta algunos argumentos objetivos a su favor. Sin embargo, un grupo de especialistas de la Universidad Case Western Reserve (Ohio), presidido por Stacy McGaugh, asegura que han conseguido probar la hipótesis. Usando los modelos basados en la MOND, lograron predecir correctamente las velocidades orbitales de las estrellas en galaxias enanas que son satélites de la galaxia espiral gigante Andrómeda.

"La extensión de estas galaxias enanas es muy fina. Han sido un material perfecto, porque su densidad estelar muy baja predice aceleraciones bajas", comenta McGaugh. En total, su equipo midió características de 17 galaxias enanas. En 16 de los casos sus predicciones coincidieron con dispersiones de velocidad (la dispersión estadística de velocidades sobre la velocidad media de un grupo de objetos) medidas por otros investigadores.

Es la primera vez que esta teoría ha sido aplicada exitosamente no para calcular la rotación de una galaxia que gira como un cuerpo único (como lo hace, por ejemplo, la Via Láctea, la galaxia que originalmente inspiró la propia teoría, a inicios de los ochenta), sino para una galaxia cuyas estrellas individuales siguen cada una su propia órbita aleatoria.

Texto completo en: http://actualidad.rt.com/ciencias/view/87670-descartar-existencia-materia-oscura