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El efecto de mareas gravitatorias de las enanas blancas podrían producir las estrellas nova

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Físicos teóricos de la Universidad de Cornell podrían haber encontrado una nueva manera de explicar la formación de las estrellas nova que son astros que de forma inesperada se vuelven muy brillantes.

En el corazón de la teoría para explicar este fenómeno hay un par de viejas y densas estrellas llamadas enanas blancas, que orbitan una alrededor de la otra de forma tan cercana que sus fuerzas gravitacionales crean violentos maremotos de plasma que se despedazan cerca de la superficie de las estrellas. El fenómeno es lo que los investigadores han bautizado como una marea inducida nova.

Si la teoría es correcta, representaría un gran paso para la astrofísica, comentó uno de los investigadores principales, Jim Fuller, quien además dijo que “es un problema importante porque hay muchas enanas blancas que se encuentran en forma de estrellas binarias.

En este sentido, el tipo de enanas blancas que Fuller y Lai han estado investigando orbitan tan rápido que son capaces de dar una vuelta completa en menos de media hora. Debido a que las enanas blancas son tan densas, la fuerza gravitacional que generan es tan poderosa que es capaz de empujarlas una hacia la otra en una espiral que se va apretando cada vez más. La gravedad deforma de manera tan poderosa a ambas estrellas, que increíblemente dejan de tener la tradicional forma esférica para pasar a tener forma ovalada y la fricción causada por dicha fuerza también genera un calor tan enorme, que es muchísimo más fuerte que el del Sol.

Por otra parte, ambos investigadores han teorizado también en el sentido de que el calor generado es depositado en la pequeña capa de hidrógeno que rodea a una enana blanca. Este elemento químico tan sólo representa el 0.01 por ciento de la masa de una enana blanca. Y debido a que el hidrógeno es volátil, es capaz de generar una poderosa reacción nuclear producto de la fricción entre las dos estrellas. Tal reacción nuclear desencadena a su vez una serie de explosiones atómicas. Estas reacciones se aceleran hasta que todo el hidrógeno es quemado y lo que vemos de ese proceso de combustión es el destello de una nova.

Eventualmente las novas dejan de producir reacciones nucleares, pero las enanas blancas continúan orbitando en espiral una conjunto a la otra durante mucho tiempo.

Hay que decir que tomará algo de tiempo probar que la teoría es correcta, debido a que las enanas blancas son notoriamente oscuras y por lo tanto difíciles de ver. El efecto de mareas gravitatorias que se produce entre enanas blancas y que, por consiguiente, genera una explosión nova ocurre solamente una vez cada cada muchas décadas y dura muy pocos días, “por lo que tenemos que observar en el lugar correcto en el tiempo correcto y tener suerte de ver una”, afirmó Fuller.

La investigación ha aparecido publicada en el último número de la revista Astrophysical Journal Letters y los investigadores que la llevaron acabo han tenido el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos y la NASA.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Physorg

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Encuentran inusual sistema planetario formado en el universo temprano

Impresión artística de la estrella HIP 11952 y los dos planetas que la orbitan similares a Júpiter /Fuente: http://www.astrobio.net

Un grupo de astrónomos europeos han descubierto un antiguo sistema planetario que probablemente sea superviviente de una de las etapas más tempranas del universo, hace unos 13 mil millones de años.

El sistema consiste en la estrella HIP 11952 y dos planetas que tienen periodos orbitales de 290 días y 7 días respectivamente. Mientras que los planetas se forman generalmente a partir de nubes que contienen elementos químicos pesados, esta estrella, y contradiciendo la regla, contiene muy pocos elementos pesados y sí mucho hidrógeno y helio. El sistema promete arrojar luz sobre formación planetaria en el universo bajo condiciones bastante diferentes de aquellas que ayudaron a la formación de sistemas planetarios como el nuestro donde sí intervinieron elementos pesados.

Por otro lado, es ampliamente aceptado y conocido que los planetas se forman a partir de discos de gas y polvo que giran alrededor de estrellas jóvenes. Pero centrándose en los detalles, muchas preguntas quedan en el aire, incluyendo aquellas que tienen que ver con qué es lo que realmente se necesita para que se forme un planeta. Con los ejemplos que se tienen actualmente de más de 750 planetas descubiertos que orbitan otras estrellas, los astrónomos tienen una idea más amplia de la diversidad existente entre los sistemas planetarios. Pero también ciertas tendencias han surgido ya que, estadísticamente, una estrella que contiene más metales (en términos de la astronomía el término incluye todos los elementos químicos que no sean hidrógeno y helio) tienen más probabilidades de tener un planeta.

Todos los elementos químicos que conocemos se sintetizan en el interior de las estrellas y se forman a partir de la fusión del hidrógeno en helio. /Fuente: http://jumanjisolar.com/

Esto sugiere una cuestión clave: que, en su origen, el universo casi no contenía elementos químicos salvo hidrógeno y helio, debido a que la mayoría de los elementos pesados se formaron a lo largo de mucho tiempo en el interior de las primeras estrellas para posteriormente ser arrojados hacia el espacio como estrellas masivas, terminando su vida a partir de una explosión gigante (supernova). Entonces: ¿que hay sobre la formación planetaria en las condiciones que prevalecían en aquel universo temprano hace unos 13 mil millones de años? Si, como hemos visto, las estrellas que poseen mayor riqueza de metales pesados tienen mayor probabilidad de formar planetas, ¿existiría la posibilidad también de que en estrellas con un bajo contenido de metales pesados la formación de planetas también fuera posible? Y si la respuesta fuera sí ¿en qué momento de la historia del universo debemos de revisar entonces para dar cuenta de los primeros planetas que se formaron?

Afortunadamente, y para tratar de dar respuesta a estas interrogantes, un grupo de astrónomos del Instituto de Astronomía Max-Planck en Heidelberg Alemania, han descubierto un sistema planetario que podría ayudar a dar respuestas a estas cuestiones. Como parte de un sondeo en estrellas con poco volúmen de metales pesados, los científicos identificaron dos planetas gigantes alrededor de la estrella HIP 11952 que se encuentra en la constelación de Cetus a unos 375 años de la Tierra. Por sí mismos, estos planetas (HIP 11952b y HIP 11952c) no son usuales. Lo que es inusual es el hecho de que orbiten una estrella con tan poca cantidad de metales pesados y, en particular, una estrella tan vieja.

Los nuevos planetas descubiertos pudieron haberse formado cuando la Vía Láctea apenas comenzaba su formación /Fuente: http://www.astrobio.net

Para los modelos clásicos, que favorecen la formación planetaria en estrellas ricas en metales que van más allá del hidrógeno y el helio, planetas que giren en torno a una estrella de este tipo es extremadamente raro y, como menciona Veronica Roccatagilata del Observatorio de Munich, “en 2010 encontramos el primer ejemplo de un sistema estelar pobre en metales de nombre HIP 13044. En ese entonces pensamos que podría ser el único caso; ahora parece que todo indica que hay más planetas girando en torno a estrellas poco ricas en metales de lo que esperábamos”.

HIP 13044 se volvió famoso como el “exoplaneta de otra galaxia” debido a que es muy probable que formara parte del llamado flujo estelar (el remanente de una galaxia que fue tragada por la Vía Láctea hace millones de años).

Comparado con otros sistemas exoplanetarios, HIP 11952 no es el único que es pobre en metales pesados, pero, sin lugar a dudas, es uno de los más viejos que se han encontrado hasta ahora ya que su edad se estima en unos 12,8 mil millones de años.

“Nos gustaría descubrir y estudiar más sistemas planetarios de este tipo ya que nos permitiría refinar nuestras teorías sobre formación planetaria. El descubrimiento de los planetas en HIP 11952 nos muestra que los planetas se han estado formando a través de la vida de nuestro universo”, afirmó Anna Pasquali del Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg y co-autora del estudio.

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: Astrobiology Magazine

Miden por primera vez un átomo de antihidrógeno

Estos son átomos de antihidrógeno chocando, en 2010, dentro del detector Alpha del Cern / Fuente: http://smbhax.com/

La versión de antimateria del átomo de hidrógeno, llamado antihidrógeno, podría develar sus secretos próximamente.

Los científicos esperan que el antihidrógeno tenga exáctamente las mismas propiedades que el hidrógeno, ya que, y después de 80 años de esperar, la prueba ha sido posible.

Un reporte publicado en la revista Nature ha mostrado el primer “espectro” de antihidrógeno atrapado, mostrando la energía requerida para cambiar los giros de sus positrones. Experimentos adicionales mostrarán si es, de hecho, como el hidrógeno o, por el contrario, posee algunas diferencias.

Hay que mencionar que cada partícula posee una antipartícula, la cual es idéntica en todos sus aspectos, excepto porque posee carga opuesta. Al electrón cargado negativamente se le llama positrón y al protón cargado negativamente se le denomina antiprotón. Juntos, un antiprotón y un positrón, forman al átomo más simple del universo: el antihidrógeno.

Una vez que el antiátomo es formado, debe ser puesto aparte de la materia ordinaria. Cuando una partícula y una antipartícula se encuentran, se destruyen mutuamente convirtiéndose en energía en un proceso llamado aniquilación.

Lo dicho arriba nos lleva al corazón mismo del más grande misterio sobre la antimateria, ya que, cuando el Universo se formó, cantidades iguales de materia y antimateria se debieron de haber producido; pero si ese fuera el caso, se debieron de haber aniquilado mutuamente desde entonces. Hasta el momento no se ha podido explicar por qué la materia predomina en el Universo.

Investigaciones recientes sugieren que hay una sutil diferencia en la forma en la que la antimateria trabaja; y los científicos detrás de la nueva investigación creen que su trabajo puede probar lo que es.

Momentos magnéticos.

La hazaña de atrapar un átomo de antihidrógeno fue realizada por el Aparato de Antihidrógeno de Fïsica Láser (Alpha) del CERN. De hecho, en 2010, el equipo del Alpha reportó para la revista Nature que habían atrapado 38 átomos en una fracción de segundo; y en 2011 reportaron en la revista Nature Physics haber logrado el mismo truco sobre los 1,000 segundos.

Habiendo perfeccionado sus métodos, el equipo se ha movido ahora a analizar los anti-átomos. “Éste ha sido el objetivo de nuestro programa desde un principio”, ha explicado Jeffrey Hangst, uno de los científicos del detector Alpha.

“Más de 20 años de investigación nos han llevado a estos resultados, para ver si los átomos de antimateria son iguales a los átomos de materia, y ahora es posible hacer esto”, ha dicho en una entrevista a la BBC.

El detector Alpha del CERN /Fuente: http://press.web.cern.ch/

El truco consistía en hacer uso del “momento magnético” de los anti-átomos: una propiedad en la que ellos se comportan como algo parecido a diminutos imanes de barra.

Aplicando pulsos de energía de microondas, el equipo fue capaz de hacer que los imanes dieran vuelta, en un proceso que es muy parecido a lo que les sucede a los átomos de nuestro cuerpo cuando nos sometemos a un escanéo por Imágen por Resonancia Magnética.

Los análisis realizados sobre el antihidrógeno proveen a los investigadores de medidas precisas sobre cuánta energía se necesita para lograr ese cambio de giro, pero éste es solo el primer paso en lo que se convertirá en un largo programa para hacer pruebas con el antihidrógeno sometiéndolo a luz láser, lo que ayudará a mostrar una imágen completa de los niveles de energía dentro de cada átomo de antihidrógeno.

Por ahora, el equipo del Alpha está satisfecho por haber hecho las primeras medidas sobre un anti-átomo.

“Yo no sé cómo tomará el público este resultado, pero para nosotros es la cosa más grande que jamás hemos realizado”, ha dicho el doctor Hangst.

A continunación se puede ver un pequeño documental donde se explica con mayor profundidad lo que este descubrimiento representa:

 

Y en este otro una animación muy bien realizada sobre cómo se llevó a cabo el experimento:

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN DE Julio García.

FUENTE: www.bbc.co.uk

Nuevas formas de vida en la Tierra a partir de un “tóxico”: el arsénico

Atardecer en el Lago Mono /Fuente: http://www.galerainwater.com

Hasta hace no mucho tiempo sabíamos que para producir nuevas formas de vida en la Tierra, requeríamos de una receta tradicional  formada por seis elementos químicos: oxígeno, hidrógeno, carbono, nitrógeno, azufre y fósforo. Sin embargo, esta idea ha cambiado radicalemente luego de que un grupo de investigadores estadounidenses descubriera que la vida también se puede producir en situaciones extremas, a partir de elementos químicos altamente tóxicos como el arsénico. Para hablarnos de este descubrimiento conversamos con el Dr. en Ciencias Ricardo Amils, quien es catedrático de Biología Molecular en la Universidad Autónoma de Madrid y quien además es investigador asociado al Centro de Astrobiología (CINTA), que pertenece al Ministerio de Defensa de España:

 

> En el resumen sobre información de ciencia y tecnología, hablamos sobre las las estaciones y sus efectos en los ritmos biológicos, los videos sin límite de tiempo que ya se pueden “subir” a Youtube y la información, aún no plenamente confirmada, sobre las nuevas características del Ipad 2:

 

> En la reseña bibliográfica nos referimos al libro Simplejidad de Jefrey Kluger:

La vida de las estrellas: ¿por qué también nacen y mueren como los humanos?

Nebulosa de Trifid en Sagitario /Fuente: http://www.stardustobervatory.org

No cabe duda que tanto las estrellas como los seres humanos tenemos algo en común: nacemos, nos reproducimos y morimos en un tiempo finito del espacio y el tiempo. La diferencia entre estas y nosotros estriba en que las estrellas lo hacen de forma muy particular en un proceso que puede durar varios millones de años, y en donde están implicados procesos muy complejos de termodinámica y gravedad;  procesos  a los que nos referimos de manera más amplia a continuación:

 

> En el resumen de información sobre ciencia y tecnología, hablamos sobre un nueva investgación que señala que dormir con luz artificial aumenta los riesgos de padecer depresión, además nos referimos a la reciente hazaña realizada por físicos del CERN que han logrado atrapar por primera vez átomos de antimateria y sobre un proyecto que está en marcha desde 2003 que pretende ayudar a predecir el cambio climático en la Tierra a partir del uso de miles de ordenadores caseros ubicados en todo el mundo:

 

> En la reseña bibliográfica nos referimos al más reciente libro del matemático inglés Roger Penrose titulado Ciclos del tiempo: una extraordinaria nueva visión del universo: