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La Constelación de Orión para todos

Traducido por Ronal Zepeda para Seti.cl

Crédito imagen: Software “Starry Night”

La famosa constelación de Orión es uno de los patrones de estrellas más reconocibles en el cielo nocturno, plantea una vista deslumbrante para los observadores de este mes si el tiempo lo permite. Simplemente levanta la vista y localizarás este poderoso cazador de los cielos.

La descripción de la Constelación de Orión por el antiguo poeta Manilius, fue escrita hace más de 2.000 años, y sigue siendo un excelente resumen de lo que puedes ver con tus ojos sin ayuda bajo un cielo oscuro:

Ahora, cerca de los mellizos, se contempla el surgimiento de Orión;

Sus brazos extendidos abarcan la mitad de los cielos:
Su tranco no es menos, hacia adelante con paso firme
Él recorre los reinos infinitos del espacio estelar,
En cada ancho hombro se muestra una estrella brillante.
Tres de ellas elegantemente a un costado conforman su espada.
En su inmensa cabeza, inmerso en las esferas infinitas,
Lleva tres estrellas menos brillantes, y aun así enormes;
Pero más alejadas fuera, han perdido su esplendor;
Así elegante y armado, dirige el ejército estrellado.

-Manilius (Primera c. C.), traducido Thomas Creech (1670)

Cuatro estrellas brillantes marcan los hombros de Orion (Betelgeuse y Bellatrix) y sus rodillas (Saiph y Rigel). Tres estrellas en una fila perfecta, inclinadas en ángulo, marcan su cinturón (Alnitak, Alnilam, y Mintaka), del cual cuelga su espada, de nuevo marcada por tres pequeñas estrellas. Por encima de sus hombros, un pequeño cúmulo de estrellas, centradas en Meissa, conforman su cabeza.

Si posees buenos binoculares, puedes echar un mejor vistazo a Orión. Varias de sus estrellas se puede ver que son dobles, como Mintaka (la estrella de la derecha en el cinturón) y theta (la estrella del medio en su espada). Una mirada mucho más cercana a Theta muestra que está rodeada de una bruma: esta es la famosa Nebulosa de Orión.

La mayoría de las estrellas de Orión son de color blanco azulado. Eso es porque son estrellas recientemente formadas y de temperatura muy elevada. De hecho, el área de Orión es una de las regiones más ricas de formación estelar en nuestra parte de la galaxia. Fotografías de larga exposición muestran grandes cantidades de gas brillante en esta área, dentro de los cuales se están formando nuevas estrellas.

Un pequeño telescopio mostrará que muchas de estas estrellas recién nacidas son dobles o múltiples. Probablemente el sistema estelar más sorprendente es el Trapecio, enterrado en el corazón de la Nebulosa de Orión. Como su nombre lo indica, este es en realidad una estrella cuádruple, con una estrella brillante en magnitud 5,1, dos en el medio con una magnitud de 6.7, y una más débil con una magnitud de 7.9. Los grandes telescopios mostrarán al menos 4 estrellas más pequeñas dentro de este grupo. Curiosamente, cuando William Herschel observó esta estrella hace doscientos años, no vio estas cuatro estrellas adicionales, lo que ha hecho que algunos astrónomos se pregunten si sólo han comenzado a brillar en los últimos dos siglos.

La nebulosa de Orión, en el centro de la espada de Orión, es un espectáculo gratificante en todo telescopio. Trata de observar en diferentes aumentos. Los de bajo poder mostrarán su enorme extensión. Los de alto poder detectarán sus nubes, que Herschel describió como parecido a las nubes que asimilan ovejas en el cielo.

La Nebulosa de Orión es en realidad doble, y Charles Messier le dio dos números diferentes: M42 de la nebulosa principal y M43 para su sección más pequeña, separada de M42 por un abismo oscuro llamado Boca de Pescado. Messier también descubrió una nebulosa más pequeña que catalogó como M78.

La estrella de la izquierda del cinturón se llama Alnitak, y es otra estrella doble. Justo debajo está Sigma Orionis, una notable estrella triple con componentes de magnitud 4.0, 6.5, y 7.5,  fácilmente identificable con binoculares.

Entre Alnitak y Sigma existe una banda extremadamente débil de nebulosidad, tan débil que requiere un filtro especial (beta hidrógeno) para hacerla visible. Aquí es donde se encuentra la famosa Nebulosa Cabeza de Caballo. Aunque es un objetivo popular para la astrofotografía, este es un objeto extremadamente difícil para los observadores visuales. Aparece como una mancha más oscura débil frente a la nebulosidad débil, y sólo se puede ver teniendo los ojos totalmente adaptados a la oscuridad bajo cielos perfectamente oscuros y con un filtro especial beta hidrógeno. Cuando las condiciones son perfectas, se puede ver con binoculares 20×80. También con un telescopio refractor de 127 mm.

Orión es una verdadera joya astronómica para los observadores de estrellas de todos los niveles de habilidad.

 

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NASA da pautas para futuras búsquedas de vida extraterrestre

11 de Sep, 2014 por William Steigerwald
Traducido por Mónica Caruana para Seti.cl

Izquierda: Las moléculas de ozono en la atmósfera de un planeta pueden indicar actividad biológica; sin embargo, la presencia de ozono, dióxido de carbono y  monóxido de carbono, sin metano, es probablemente un falso positivo. Derecha: La presencia de ozono, dióxido de carbono y metano, sin monóxido de carbono, indicaría un verdadero positivo. Crédito: NASA
Izquierda: Las moléculas de ozono en la atmósfera de un planeta pueden indicar actividad biológica; sin embargo, la presencia de ozono, dióxido de carbono y monóxido de carbono, sin metano, es probablemente un falso positivo. Derecha: La presencia de ozono, dióxido de carbono y metano, sin monóxido de carbono, indicaría un verdadero positivo. Crédito: NASA

Los astrónomos que exploran las atmósferas de otros planetas en busca de gases que podrían ser producidos por vida no pueden basarse únicamente en la detección de un solo tipo de gas ,ya sea oxígeno, ozono o metano porque, en algunos casos, estos gases pueden producirse de manera no biológica, de acuerdo con extensas simulaciones hechas por investigadores del Laboratorio Planetario Virtual del Instituto de Astrobiología de la NASA.

Los investigadores simularon cuidadosamente la química atmosférica de otros mundos desprovistos de vida miles de veces, durante un período de más de cuatro años, variando la composición atmosférica y los tipos de estrellas. “Cuando hicimos estos cálculos, encontramos que, en algunos casos, había una cantidad significativa de ozono que se formó en la atmósfera, a pesar de no haber nada de oxígeno fluyendo hacia ella”, dijo Shawn Domagal-Goldman, del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Esto tiene implicaciones importantes para nuestros futuros planes en la búsqueda de vida más allá de la Tierra”.

El metano es un átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno. En la Tierra, este se produce en gran parte de manera biológica (las flatulencias de las vacas es el ejemplo clásico), pero también puede producirse de manera inorgánica; por ejemplo, los volcanes en el fondo del océano pueden liberar el gas después de que este es producido por las reacciones de las rocas con el agua de mar.
Anteriormente se pensaba que el ozono y el oxígeno eran biofirmas fuertes por sí solos. El ozono se compone de tres átomos de oxígeno unidos entre ellos. En la Tierra, esto se produce cuando el oxígeno molecular (dos átomos de oxígeno) y el oxígeno atómico (un solo átomo de oxígeno) se combinan, después de que el oxígeno atómico es creado por otras reacciones impulsadas por la luz solar o los relámpagos. La vida es la fuente mayoritaria de oxígeno molecular en nuestro planeta, ya que el gas se produce por la fotosíntesis en plantas y organimos unicelulares microscópicos. Ya que la vida domina la producción de oxígeno, y el oxígeno es necesario para el ozono, se creía que ambos gases eran biofirmas relativamente fuertes. Sin embargo, este estudio demostró que tanto el oxígeno molecular como el ozono pueden ser creados sin haber vida cuando la luz ultravioleta separa el dióxido de carbono (un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno). Su investigación sugiere que este proceso no biológico podría crear suficiente oxígeno como para ser detectable a través del espacio, por lo que la detección de ozono por sí sola no sería una señal definitiva de vida.
“Sin embargo, nuestra investigación refuerza el argumento de que la presencia de metano y oxígeno juntos, o de metano y ozono juntos, todavía es una señal fuerte de vida”, explicó Domagal-Goldman. “Nos hemos esforzado muchísimo para producir positivos falsos de vida, y sí encontramos algunos, pero solo cuando el oxígeno, el ozono o el metano aparecen solos”. Domagal-Goldman y Antígona Segura, de la Universidad Nacional Autónoma de México, en la Ciudad de México, son los autores principales de la publicación sobre esta investigación, junto con la astrónoma Victoria Meadows, el geólogo Mark Claire y Tyler Robinson, un experto en cómo se vería la Tierra si fuera un planeta extrasolar. La publicación apareció en el Astrophysical Journal del 10 de septiembre, y está disponible en línea.
La presencia de moléculas de metano y oxígeno juntas son una señal fiable de actividad biológica, ya que el metano no dura mucho en atmósferas que contienen moléculas que sostienen oxígeno. “Es como los estudiantes universitarios y la pizza”, dice Domagal-Goldman. “Si hay pizza en una habitación, y también hay estudiantes universitarios en esa habitación, hay grandes probabilidades de que la pizza haya llegado recientemente, porque los estudiantes se habrían comido la pizza rápidamente. Así pasa con el metano y el oxígeno: si ambos están presentes en la atmósfera, quiere decir que el metano apareció recientemente, porque el oxígeno forma parte de una red de reacciones que consumirían el metano. Sabes que el metano ha sido reabastecido. La mejor manera de reabastecer el metano en presencia del oxígeno, es con la vida. Lo contrario también es verdad; para que el oxígeno se mantenga en una atmósfera que tiene mucho metano, tiene que poder reabastecerse, y la mejor manera de hacer esto es con vida.”

Los científicos ya han usado modelos de computadora antes para simular la química atmosférica en planetas más allá de nuestro sistema solar (exoplanetas), y el equipo utilizó un modelo similar en su investigación. Sin embargo, los investigadores también desarrollaron un programa que automáticamente computa los cálculos miles de veces, para poder ver los resultados dentro de una amplia gama de composiciones atmosféricas y con diferentes tipos de estrellas.
Al hacer estas simulaciones, el equipo se aseguró de equilibrar las reacciones que podrían hacer aparecer moléculas de oxígeno en la atmósfera agregando reacciones que podrían hacerlas desaparecer. Por ejemplo, el oxígeno puede reaccionar con el hierro en la superficie de un planeta, creando óxidos de hierro; es esto lo que hace que la mayoría de las rocas rojas sean de ese color. Un proceso parecido es el que ha pintado el polvo de Marte, dándole al Planeta Rojo su tonalidad distintiva. Calcular la apariencia de una atmósfera equilibrada es importante porque este equlibrio permitiría que la atmósfera persista por escalas de tiempo geológicas. Dado que las vidas planetarias se miden en miles de millones de años, es poco probable que los astrónomos puedan por simple suerte llegar a observar un planeta durante un surgimiento temporal de oxígeno o metano que duraría tan solo miles o incluso millones de años.
Era importante hacer los cálculos en una amplia gama de casos, porque la producción no biológica de oxígeno está sujeta tanto al ambiente atmosférico como al estelar de un planeta. Si hay muchos gases que consumen oxígeno, como metano o hidrógeno, entonces cualquier oxígeno u ozono que se llegara a producir sería destruído en la atmósfera. Sin embargo, si la cantidad de gases que consumen oxígeno es extremadamente pequeña, el oxígeno y el ozono podrían permanecer un buen tiempo. De la misma manera, la producción y la destrucción de oxígeno, ozono y metano se producen por las reacciones químicas impulsadas por la luz; esto significa que el tipo de estrella es también un aspecto importante a considerar. Los diferentes tipos de estrelllas producen la mayoría de su luz en algún color específico. Por ejemplo, las estrellas calientes masivas o las estrellas con actividad explosiva frecuente producen más luz ultravioleta. “Si hay más luz ultravioleta tocando la atmósfera, va a impulsar estas reacciones químicas más eficientemente”, dijo Domagal-Goldman. “Más específicamente: los distintos colores (o longitudes de onda) de la luz ultravioleta pueden afectar la producción y destrucción del ozono de maneras distintas”.
Los astrónomos pueden detectar moléculas en las atmósferas de exoplanetas midiendo los colores de la luz de la estrella alrededor de la cual el exoplaneta está orbitando. Conforme esta luz pasa a través de la atmósfera del exoplaneta, es absorbida en parte por las moléculas atmosféricas. Diferentes moléculas absorben diferentes colores de luz, por lo que los astrónomos usan estos rasgos de absorción como “marcas” únicas del tipo y cantidad de moléculas presentes.
“Uno de los principales retos para identificar marcas de vida es diferenciar entre productos de vida y aquellos compuestos generados por procesos geológicos o reacciones químicas en la atmósfera. Para ello necesitamos entender no solo cómo la vida puede cambiar a un planeta sino también cómo funcionan los planetas y las características de las estrellas que albergan aquellos mundos”, dijo Segura.
El equipo planea usar esta investigación para hacer recomendaciones acerca de los requerimientos de futuros telescopios espaciales diseñados para explorar las atmósferas de exoplanetas en busca de señales de vida extraterrestre. “El contexto es la clave: no podemos únicamente buscar oxígeno, ozono o metano por sí solos”, explica Domagal-Goldman. “Para confirmar que es la vida lo que está creando el oxígeno o el ozono, necesitas expandir tu gama de longitud de onda para incluir rasgos de absorción de metano. Idealmente, también medirías otros gases como el dióxido de carbono y el monóxido de carbono [una molécula con un átomo de carbono y un átomo de oxígeno]. Por eso estamos pensando cuidadosamente en las situaciones que podrían hacernos tropezar dándonos un falso positivo de una señal. La buena noticia es que, al identificarlas, podemos crear un buen camino que nos permita evitar esas situaciones que los falsos positivos podrían causar. Ahora sabemos qué medidas tomar. El siguiente paso es decubrir qué necesitamos contruir y cómo construirlo”.

Referencia de la publicación: Astrophysical Journal

Proporcionado por NASA’s Goddard Space Flight Center

Un mapa de materia oscura a 4,500 millones de años luz de distancia

Traducido por Mónica Caruana para Seti.cl

Un equipo internacional de astrónomos ha creado el mapa de la masa dentro de un cúmulo de galaxias con una precisión jamás obtenida, usando el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA.  Este mapa se creó usando las observaciones hechas por el programa de observación Hubble’s Frontier Fields, y muestra la cantidad y distribución de la masa dentro de MCS J0416.1–2403, un cúmulo de galaxias masivo, del que se ha descubierto que tiene una masa de 160 billones de veces la del Sol.
El nivel de detalle en este “mapa de masa” fue logrado gracias a la profundidad sin precedente de los datos, proporcionados por las nuevas observaciones de Hubble, y al fenómeno cósmico conocido como lente gravitacional fuerte. El equipo, dirigido por la Doctora Mathilde Jauzac de Durham University en el Reino Unido, y la  Astrophysics & Cosmology Research Unit en Sudáfrica, publicó sus resultados en la revista académica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El cúmulo de galaxias MCS J0416.1–2403, uno de los seis cúmulos en los que se enfoca el programa Frontier Fields de Hubble. El área azul de la imagen es un mapa de la masa creado usando las nuevas observaciones de Hubble, combinadas con el poder de amplificación del proceso llamado lente gravitacional. El gas caliente detectado por el Observatorio de Rayos X Chandra de NASA aparece en rojo, mostrando su ubicación en el cúmulo. La materia mostrada en color azul que está separada de las áreas rojas detectadas por Chandra consiste en lo que se conoce como materia oscura, que solo puede ser detectada directamente por el lente gravitacional. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields. Reconocimiento: Mathilde Jauzac (Durham University, Reino Unido), y Jean-Paul Kneib (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza).
El cúmulo de galaxias MCS J0416.1–2403, uno de los seis cúmulos en los que se enfoca el programa Frontier Fields de Hubble. El área azul de la imagen es un mapa de la masa creado usando las nuevas observaciones de Hubble, combinadas con el poder de amplificación del proceso llamado lente gravitacional. El gas caliente detectado por el Observatorio de Rayos X Chandra de NASA aparece en rojo, mostrando su ubicación en el cúmulo. La materia mostrada en color azul que está separada de las áreas rojas detectadas por Chandra consiste en lo que se conoce como materia oscura, que solo puede ser detectada directamente por el lente gravitacional. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields. Reconocimiento: Mathilde Jauzac (Durham University, Reino Unido), y Jean-Paul Kneib (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza).

Medir la cantidad y distribución de la masa dentro de objetos distantes en el Universo puede ser muy difícil. Un truco frecuentemente usado por los astrónomos para explorar el contenido de grandes cúmulos de galaxias es estudiar el efecto gravitacional que tienen sobre la luz proveniente de objetos aún más distantes. Este es uno de los propósitos principales de Frontier Fields de Hubble, un ambicioso programa de observación que está explorando seis cúmulos de galaxias diferentes, incluyendo MCS J0416.1–2403.

Cerca de tres cuartos de toda la materia en el Universo se compone de la llamada “materia oscura”, que no puede ser vista directamente ya que no emite o refleja ninguna luz, y puede atravesar otra materia sin fricción (no colisiona). Solo interectúa con la gravedad, y su presencia puede deducirse por sus efectos gravitacionales.

Uno de estos efectos fue predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein, indicando la existencia de grandes aglomeraciones de masa en el Universo que deforman y distorsionan el espacio-tiempo alrededor de ellas.

A manera de lentes, parecen aumentar y doblar la luz que viaja a través de ellas desde objetos más distantes. Esta es una de las pocas técnicas que los astrónomos pueden usar para estudiar la materia oscura.

A pesar de sus grandes masas, el efecto que los cúmulos de galaxias tienen sobre lo que los rodea es mínimo. En mayor parte lo que causan es un débil efecto de lente, haciendo que las fuentes aún más distantes aparezcan solo ligeramente más elípticas o extendidas en el cielo. Sin embargo, cuando el cúmulo es lo suficientemente grande y denso y la alineación del cúmulo y los objetos distantes es preciso, los efectos pueden ser más dramáticos. Las imágenes de galaxias normales se transforman en aros y arcos de luz, apareciendo incluso varias veces en la misma imagen. Este efecto es conocido como efecto de lente fuerte. Este fenómeno, visto alrededor de los seis cúmulos de galaxias en los que se enfoca el programa Frontier Field, es lo que se ha utilizado para hacer el mapa de la distribución de la masa de MCS J0416.1–2403, usando los nuevos datos de Hubble.

“La profundidad de los datos nos permite ver objetos muy tenues, y nos ha permitido identificar más galaxias amplificadas que nunca,” explica la Doctora Jauzac, autora principal de la nueva publicación de Frontier Fields.

“Aunque el lente fuerte amplifica las galaxias que están en el fondo, aún así se encuentran muy alejadas, y son muy tenues. La profundidad de estos datos significa que podemos identificar galaxias en el fondo que están increíblemente distantes. Ahora conocemos una cantidad de galaxias amplificadas por lente fuerte cuatro veces mayor de la que conocíamos antes.”

Usando la Cámara Avanzada para Sondeos de Hubble, los astrónomos identificaron 51 galaxias de imagen multiplicada, el cuádruple de las que se había descubierto en sondeos previos, sumando el gran total de 68 galaxias lentificadas. Ya que estas galaxias se pueden ver varias veces, esto es igual a casi 200 imágenes lentificadas individuales, que pueden ser vistas a lo largo de la imagen. Este efecto ha permitido a Jauzac y sus colegas calcular la distribución de la materia visible y la oscura en el cúmulo, y así producir un mapa  altamente restringido de su masa.

“A pesar de que hemos sabido por más de veinte años cómo hacer un mapa de la masa de un cúmulo usando el efecto de lente fuerte, ha tomado mucho tiempo obtener telescopios que puedan hacer observaciones lo suficientemente profundas y nítidas, así como el que nuestros modelos se volvieran lo suficientemente sofisticados para que pudiéramos hacer un mapa, con un nivel de detalle sin precedentes, de un sistema tan complicado como lo es  MCS J0416.1–2403,” explica Jean-Paul Kneib, miembro del equipo.

Estudiando 57 de las galaxias lentificadas con mayor claridad y confiabilidad, los astrónomos hicieron el modelo de la masa tanto como de la materia normal como de la oscura dentro de MCS J0416.1-2403. “¡Nuestro mapa es dos veces mejor que cualquier modelo previo de este cúmulo!”, añade Jauzac.

Se descubrió que la masa total dentro de  MCS J0416.1-2403 –modelada con una extensión de 650,000 años luz de un extremo a otro–, es de 160 billones de veces la del Sol. Con un porcentaje de incertidumbre de 0.5%, esta medida es la más precisa de la masa de un cúmulo que jamás se haya producido. Al señalar con precisión el lugar donde la masa reside dentro de cúmulos como este, los astrónomos también están midiendo la deformación del espacio-tiempo con gran precisión.

“Las observaciones y las técnicas de lentificación gravitacional de Frontier Fields han hecho posible caracterizar objetos distantes de manera precisa: en este caso, un cúmulo tan lejano que su luz ha tardado 4,500 millones de años luz en alcanzarnos” añade Jean-Paul Kneib.

“Pero no vamos a parar aquí. Para obtener una imagen completa de la masa necesitamos incluir también las medidas de lentificación débil. Aunque la lentificación débil solo puede darnos una estimación aproximada de la masa del núcleo interno de un cúmulo, también nos proporciona información valiosa sobre la masa alrededor del núcleo del cúmulo”.

El equipo continuará estudiando el cúmulo usando captura de imagen ultra-profunda de Hubble, así como información de lentificación fuerte y débil para hacer el mapa de las regiones exteriores del cúmulo, así como del núcleo interno, y así se podrá detectar las subestructuras en los alrededores del cúmulo. También utilizarán medidas de rayos X del gas caliente obtenidas por el observatorio Chandra y desplazamientos al rojo espectroscópicos hechos por observatorios en tierra para hacer el mapa del contenido del cúmulo, evaluando la contribución respectiva de la materia oscura, el gas y las estrellas.

La combinación de estas fuentes de datos potencializará aún más el nivel de detalle de este mapa de distribución de masa, mostrándolo en 3D e incluyendo las velocidades relativas de las galaxias dentro de este. Esto allanará el camino para la comprensión de la historia y evolución de este cúmulo de galaxias.

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Rotación de planetas influye en la habitabilidad

Traducido por Mónica Caruana para Seti.cl

En astronomía, una zona habitable es una región de espacio alrededor de una estrella donde las condiciones son favorables para la vida tal como la encontramos en la Tierra. Los planetas y las lunas de estas regiones son los candidatos con mayor probabilidad de ser habitables. Nuestro sol tiene una temperatura de cerca de 58000 K. Para estrellas más frías que la nuestra (las enanas M, también conocidas como enanas rojas, entre 3000 y 4000 K), esta región estaría más cercana a la estrella. Para las estrellas más calientes (enanas A, a 10,000 K), la región estaría mucho más alejada. Crédito: NASA.

 

Aug 08, 2014 por Amanda Doyle, Astrobio.net

Actualmente conocemos casi 2,000 planetas extrasolares, pero la mayoría son gigantes de gas inhóspitos. Gracias a la misión Kepler de la Nasa, se ha descubierto un puñado de otros planetas rocosos y más pequeños en las zonas habitables de sus estrellas, los cuales podrían proporcionar un nicho para la vida extraterrestre.
La zona habitable de una estrella se define típicamente como el área alrededor de una estrella donde las temperaturas permitirían la existencia de agua líquida en la superficie de un planeta. En el borde interno  de esta zona, el calor abrasante de la estrella vaporiza el agua del planeta hacia la atmósfera, creando un efecto invernadero descontrolado. En el borde exterior de la zona habitable, las temperaturas son tan frías que provocan la formación de nubes de dióxido de carbono, y la poca energía solar que alcanza a llegar rebota contra las nubes, convirtiendo el planeta en un páramo congelado.

 

Sin embargo, este concepto es más bien simple. En realidad, existen muchos otros factores en juego que podrían afectar la habitabilidad de un planeta. Nuevas investigaciones han revelado que el índice al que un planeta gira es fundamental en su habilidad para mantener vida. No solo la rotación controla la duración del día y de la noche, también puede arrastrar los vientos que soplan en la atmósfera y finalmente influir en la formación de nubes.

El trabajo de investigación ha sido aceptado en el Astrophysical Journal Letters, y se puede acceder a la versión preliminar del mismo en línea, en Arxiv.

Circulación del aire e índices de rotación

La radiación que la Tierra recibe del Sol es más potente en el ecuador. El aire en esta región se calienta hasta que se eleva a través de la atmósfera, y luego se dirige hacia los polos del planeta, donde subsecuentemente se enfría. El aire frío desciende entonces desde la atmósfera, para luego ser transportado de vuelta hacia el ecuador. Este proceso de circulación atmosférica es conocido como  una célula de Hadley.

Si un planeta rota rápidamente, las células Hadley quedan confinadas a las latitudes bajas, acomodándose en diferentes bandas que circundan el planeta. Las nubes se vuelven prominentes en las regiones tropicales, lo que es de gran importancia para reflejar una porción de la luz de vuelta al espacio. Sin embargo, en un planeta con una órbita más ceñida alrededor de su estrella, la radiación recibida desde la estrella es mucho más extrema.

Esto disminuye la diferencia de temperatura entre el ecuador y los polos, y finalmente debilita las células Hadley. El resultado es una menor disponibilidad de nubes en las regiones tropicales que puedan proteger al planeta del calor intenso, y el planeta se vuelve inhabitable.

 

Zona habitable en el Sistema Solar.
Zona habitable en el Sistema Solar.

 

Si, por otro lado, el planeta rota lentamente, entonces las células Hadley pueden expandirse hasta abarcar al mundo de manera total. Esto ocurre porque la circulación atmosférica se acentúa debido a la diferencia de temperaturas entre el lado del planeta donde es de día y el lado donde es de noche. Los días y las noches son muy largos, por lo que la mitad del planeta que está bañada por la luz de la estrella tiene suficiente tiempo  para absorber el Sol. En cambio, la parte en la que es de noche está mucho más fría, porque ha estado a la sombra por algún tiempo.

 

Esta diferencia de temperatura es lo suficientemente grande para hacer que el aire cálido de la parte donde es de día fluya hacia la parte donde es de noche, de manera similar a abrir una puerta en un día frío, provocando que el aire cálido escape de la habitación. El incremento de la circulación provoca que se formen más nubes sobre el punto subestelar, que es el punto del planeta desde donde la estrella puede ser vista directamente por encima, y donde la radiación es más intensa. Las nubes sobre el punto subestelar crean entonces un escudo para el suelo debajo de ellas, ya que la radiación más dañina es reflejada.

Las nubes que poseen un alto albedo pueden permitirle a un planeta permanecer habitable incluso a niveles de radiación que anteriormente se consideraban demasiado altos, haciendo que el borde interno de la zona habitable se acerque mucho más a la estrella.

“La rotación puede tener un efecto enorme, y muchos planetas que anteriormente creíamos definitivamente no habitables, ahora pueden ser considerados canditatos”, dijo Dorian Abbot, de  University of Chicago, coautor del estudio.

 

La Tierra dentro de la órbita de Venus

El estudio utilizó simulaciones en computadora para mostrar que un planeta que rotara lentamente y con la misma composición, masa y radio de la Tierra, podría ser potencialmente habitable, incluso a la  misma distancia a la que se encuentra Venus del Sol. De acuerdo con los límites típicos de la zona habitable, Venus está situado más cerca del Sol que el borde interno de la zona. En el estudio, el planeta simulado recibió casi el doble de radiación que recibió la Tierra, y aún así la temperatura en la superficie era lo suficientemente fría como para que la vida prosperara, debido a la protección de las nubes.

A pesar de su lenta rotación, Venus en sí es de hecho un planeta abrasadoramente caliente, con una atmósfera tan densa que aplastaría a una persona contra su superficie en segundos. Esto sirve para demostrar que solo porque un planeta tiene una rotación lenta no quiere decir automáticamente que es habitable, sino que tiene el potencial de ser habitable si existen las condiciones adecuadas.

Por ejemplo, es posible que Venus girara mucho más rápido antes, por lo que habría tenido días más cortos que los que tiene ahora. La atmósfera de Venus está enriquecida de deuterio, lo que indica que quizás algún día tuvo un océano. Un índice de rotación tan rápido como este, en un planeta tan cercano al Sol, habría conducido a un efecto invernadero descontrolado y a la pérdida de los océanos. Para cuando la  velocidad de rotación del planeta se redujo a su índice actual, el daño era ya irreversible.

Una célula Hadley se crea cuando aire cálido se eleva en el ecuador, y luego se traslada a los polos. Entonces este aire se enfría, desciende y se dirige de vuelta hacia el ecuador. Crédito: Lyndon State College Atmospheric Sciences.

 

La búsqueda de planetas que giran lentamente

 A pesar de que es difícil medir los índices de rotación planetaria, quizás las futuras observaciones hechas por el Telescopio Espacial James Webb sean capaces de medir la rotación, de existir las condiciones adecuadas. El Telescopio Espacial James Webb es un telescopio infrarrojo cuyo lanzamiento está programado para el 2018, y que es capaz de medir el nivel de calor emitido por expolanetas.

El telescopio sería capaz de medir el calor emitido por cualquier nube de albedo alto que se haya formado por encima del punto subestelar. Cualquier temperatura que sea inusualmente baja en la que se esperaría sea la ubicación más caliente del planeta, podría indicar que el planeta es uno de rotación lenta y, por lo tanto, potencialmente habitable.

“Desde el espacio, la Tierra se ve como si estuviera entre -70 y -50 grados Celsius sobre amplias regiones del Pacífico tropical oeste, ya que existen muchas nubes altas allí, a pesar de que la superficie es más bien de alrededor de 30 grados Celsius”, explica Abbot.

 

Un efecto invernadero descontrolado ocurre cuando la radiación estelar queda atrapada en la atmósfera: el planeta se calienta, y los océanos se evaporan. Crédito: ESA.

 

También se sabe que muchos planetas que orbitan estrellas enanas M frías poseen rotación síncrona, lo que quiere decir que el mismo lado del planeta da la cara a la estrella todo el tiempo; o bien, rotan lentamente.

Este estudio enfatiza la importancia de mirar más allá de la zona habitable tradicional al buscar planetas que puedan albergar vida, ya que algunos planetas que antes se consideraban demasiado calientes quizás puedan ser de hecho perfectos para la vida.

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Cráter gigante al norte de Rusia desata misterio

Traducido por Mónica Caruana, para Seti.cl

Un enorme cráter descubierto en una región remota de Siberia, conocida entre los locales como “el fin del mundo”, está causando sensación en Rusia, y un de grupo de científicos ya ha sido enviado a investigar.

Misterioso cráter en el permafrost al norte de la capital regional de Salekhard, en la región Yamalo-Nenets, a 2,000 km de Moscú. Imagen captada el 16 de Junio de 2014.
Misterioso cráter en el permafrost al norte de la capital regional de Salekhard, en la región Yamalo-Nenets, a 2,000 km de Moscú. Imagen captada el 16 de Junio de 2014.

El gigantesco agujero en la región remota de Yamalo-Nenetsky, rica en energía, salió por primera vez a la luz en un video subido a YouTube, que desde entonces ha sido visto más de siete millones de veces.

“El cráter es de un tamaño enorme: se podría bajar volando en él en varios Mi-8 (helicópteros) sin tener que preocuparse por chocar contra algo”, escribió la persona que publicó el video, identificada únicamente como Bulka.

El cráter se encuentra en el permafrost ubicado a unos 30 kilómetros (18 millas) de un inmenso campo de gas, al norte de la capital regional de Salekhard, que se localiza aproximadamente a 2,000 kilómetros al noreste de Moscú.

La apariencia del misterioso abismo desató numerosas teorías de conspiración y especulaciones de que podría haber sido causado por algo de otro mundo, con algunos incluso sugiriendo que podría haber extraterrestres detrás de su aparición.

Las teorías iniciales sugiriendo que el cráter hubiera sido creado por un meteorito, ya han sido, sin embargo, descartadas por los científicos.

De acuerdo con la agencia de noticias Interfax,Vasily Bogoyavlensky, director adjunto de Oil and Gas Research Institute, de la Russian Academy of Sciences, ha dicho que esa teoría “es algo que no sobrevive a la crítica”.

Afirmó que es posible que el cráter haya sido provocado por el derretimiento de hielo subterráneo en el permafrost, lo que liberaría gases que crearían alta presión y que luego escaparían rompiendo la superficie.

“En algún momento tuvo lugar una explosión, sin necesidad de ninguna llama” dijo Bogoyavlensky.

En un esfuerzo por descubrir sus misterios, el gobernador regional Dmitry Kobylkin envió a un grupo de científicos a la tundra donde se encuentra el cráter, en la península de Yamal; que significa “el fin del mundo”, reportó Interfax, Marina Leibman, investigadora principal en el Earth Cryosphere Institute, dedicado al estudio del permafrost, formó parte del equipo enviado a explorar el área.

Un científico camina cerca de un misterioso cráter en el permafrost al norte de la capital regional Salekhard, en la región Yamalo-Nenets, a 2,000 km de Moscú, el 16 de junio de 2014.
Un científico camina cerca de un misterioso cráter en el permafrost al norte de la capital regional Salekhard, en la región Yamalo-Nenets, a 2,000 km de Moscú, el 16 de junio de 2014.

Leibman dijo en una declaración difundida por las autoridades locales que “una búsqueda meticulosa mostró que no hay rastro de actividad humana o de máquinas” cerca del cráter.

Afirmó que el cráter no podría haber sido causado por un meteorito porque no hay rastros de quemaduras en los bordes.
“Lo más probable es que haya ocurrido cuando la presión aumentó en alguna cavidad que contenía depósitos de gas del pantano (metano)”, dijo.
“Hasta este momento es solo una hipótesis, la menos contradictoria. No hay ninguna prueba”, previno.

Sin radiación
Andrei Plekhanov, investigador jefe del Scientific Centre for the Study of the Artic, dijo que el cráter tiene un diámetro de alrededor de 40 metros (130 pies) en el interior y 60 metros en el exterior.

“Para medir la profundidad de manera precisa, se necesitan especialistas que cuenten con un equipo de montañismo avanzado”, añadió.

“Es mortalmente peligroso acercarse porque los lados del montículo que se elevó están constantemente derrumbándose ”dijo Plekhanov, según fue citado en una declaración de las autoridades regionales.

Los científicos midieron los niveles de radioactividad y no hubo radiación peligrosa.
La región Yamalo-Nenetsky es la fuente de más del 80 por ciento del gas natural extraído en Rusia.

El hallazgo también dió lugar a especulación de que el cráter podría haber sido causado por una exploción de gas de lutita, dijeron las autoridades en una declaración, añadiendo: “Esta versión también será estudiada por los investigadores”.

Los científicos también hallaron un segundo cráter más pequeño, con un diámetro de cerca de 15 metros, reportó Interfax, luego de ser alertados por los pastores de renos.

“Es exactamente como el que está cerca de Bovanenkovo, pero mucho más pequeño, de alrededor de 15 metros de diámetro. Se puede ver nieve dentro del agujero”, dijo a Interfax Mikhail Lapsui, un legislador local, después de visitar el sitio.

Los expertos afirmaron estar más que dispuestos a explorar el gran cráter con mayor atención.
“Es un fenómeno interesante. Estamos discutiendo futuras examinaciones de este lugar. Realmente vale la pena continuar con la investigación científica”, dijo Vladimir Pushkarev, encargado del Russian Centre for Developing the Artic, según fue citado por las autoridades locales.

“A muchísimos científicos les gustaría estudiar la pared vertical del cráter”, dijo Leibman.

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¿Es el universo una burbuja? Vamos a averiguarlo

Traducido por Mónica Caruana para Seti.cl

Un miembro de Perimeter Associate Faculty, Matthew Johnson, está trabajando junto con sus colegas para llevar la hipótesis del multiverso, que para algunos suena como un relato fantástico, al ámbito de la ciencia comprobable.

Esta es una captura de pantalla de un video de Matthew Johnson que explica los conceptos relacionados de la inflación, la inflación eterna y el multiverso. Crédito: Perimeter Institute.
Esta es una captura de pantalla de un video de Matthew Johnson que explica los conceptos relacionados de la inflación, la inflación eterna y el multiverso. Crédito: Perimeter Institute.

Olvídemonos del big bang: en el principio, estaba el vacío. El vacío hervía de energía (llamada de muchas maneras: energía oscura, energía del vacío, campo de inflación o campo de Higgs). Como agua en una olla, esta alta energía comenzó a evaporarse, formando burbujas.

Cada burbuja contenía otro vacío cuya energía era más baja, pero aún así existente. Esta energía condujo a la expansión de las burbujas. Inevitablemente, algunas de las burbujas chocaban con otras. Es posible que algunas produjeran burbujas secundarias. Quizás las burbujas eran escasas y estaban alejadas unas de otras, o quizás se encontraban agrupadas como espuma.

Pero he aquí la cuestión: cada una de esas burbujas era un universo. En esta visión, nuestro universo es un burbuja en un espumoso mar de universos burbuja.

Esta es la hipótesis del multiverso en resumidas cuentas (y burbujas).

No es una mala historia. Está motivada, como dicen los científicos, físicamente: no fue solo inventada, sino que surgió de lo que creemos saber acerca de la inflación cósmica.
La inflación cósmica no está aceptada universalmente: la mayoría de los modelos cíclicos del universo rechazan la idea. No obstante, la inflación es una teoría destacada acerca del desarrollo temprano del universo, y hay alguna evidencia observacional que puede sustentarla.

La inflación sostiene que en el primer instante después del big bang, el universo se expandió rápidamente; tan rápidamente que un área espacial que alguna vez fue de un nanómetro cuadrado acabo midiendo más de 250 mil millones de años luz de un extremo a otro en tan solo una billonésima de un billonésima de segundo. Es una idea increíble, pero explicaría algunas observaciones astrofísicas que de otra manera resultan misteriosas.

Se cree que la inflación fue impulsada por un campo de inflación; que es energía del vacío con un nombre distinto. Una vez postulado que el campo de inflación existe, es difícil evitar una historia del tipo “en el principio estaba el vacío”. Es aquí donde la teoría de la inflación se vuelve controversial: cuando empieza a proponer universos múltiples.

Los proponentes de la teoría del multiverso argumentan que es el siguiente paso lógico en el relato de la inflación. Los detractores argumentan que no se trata de física, sino de metafísica; que no es ciencia porque no puede ser comprobada. Después de todo, la física vive o muere dependiendo de los datos que se puedan reunir y de las predicciones que puedan ser comprobadas.

Es ahí donde aparece Matthew Johnson, miembro de Perimeter Associate Faculty. Trabajando con un pequeño equipo que también incluye a otro miembro de Perimeter Faculty, Luis Lehner, Johnson está trabajando para llevar la hipótesis del multiverso al ámbito de la ciencia comprobable de manera firme.

“De eso se trata este programa de investigación”, explica. “Estamos tratando de averiguar cuáles serían las predicciones comprobables de este panorama, y luego vamos a salir a buscarlas”.

Específicamente, Johnson ha estado considerando las escasas ocasiones en las que nuestro universo burbuja se estrellaría contra otro universo burbuja. Él organiza así los pasos: “Simulamos el universo entero. Empezamos con un multiverso que tiene dos burbujas dentro; hacemos chocar las burbujas en una computadora para averiguar qué pasa, y después colocamos un observador virtual en varios lugares, y le preguntamos a ese observador qué se podría ver desde allí”.

Simular el universo entero —o más de uno— parecería un reto, pero aparentemente no lo es.

“Simular el universo es fácil”, dice Johnson. Las simulaciones, explica, no están considerando cada átomo, cada estrella o cada galaxia; de hecho, no están considerando ninguno de ellos.
“Estamos simulando cosas solo en las escalas más grandes”, dice. “Lo único que necesito es la gravedad y el material que compone las burbujas. Estamos en ese punto en el que si tienes un modelo favorito del multiverso, puedo meterlo en una computadora y decirte cómo se vería”.

Es un pequeño paso para un programa de simulación de computadora, pero un gran salto para el campo de la cosmología del multiverso. Al producir predicciones comprobables, el modelo del multiverso ha cruzado la línea entre una historia atractiva y la ciencia real.

De hecho, dice Johnson, el programa ha alcanzado el punto en el que puede desechar ciertos modelos del multiverso: “Ahora somos capaces de determinar qué modelos predicen algo que deberíamos poder ver, y como de hecho no podemos verlo, podemos descartar esos modelos”.

Por ejemplo, los choques de un universo burbuja con otros dejarían lo que Johnson llama “un disco en el cielo”, una magulladura circular en la radiación de fondo de microondas. El que la búsqueda de tal disco haya sido infructuosa hasta ahora hace que algunos modelos de choques abundantes sean poco probables.

Mientras tanto, el equipo trabaja ahora para averiguar qué otros tipos de evidencia podrían quedar tras un choque de burbujas. El equipo afirma en su investigación que es la primera vez que alguien ha creado un conjunto cuantitativo de predicciones de marcas observables de los choques de burbujas. Y aunque todavía no se haya encontrado ninguna de esas marcas, algunas de ellas pueden ser buscadas.

La verdadera importancia de este trabajo es como una prueba de concepto: demuestra que el multiverso es comprobable. En otras palabras, si vivimos en un universo burbuja, tal vez seamos capaces de darnos cuenta.

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