Sábado, 22 Febrero 2020 05:47

Detectan luz más potente del Universo

Egresada de la UNAM, detecta por primera vez fotones ultra energéticos en los destellos de rayos gamma.

En algún lugar fuera de nuestra galaxia, una estrella masiva murió. El fenómeno dio lugar a un breve destello de rayos gamma tan potente que, a una distancia de 8 mil 900 millones de años luz, el suceso fue visible en nuestra Tierra gracias al telescopio H.E.S.S.

Cuando este fenómeno ocurrió ni siquiera había nacido el Sistema Solar, que tiene una edad aproximada de 4 mil 500 millones de años. No obstante, la luz recorrió una larga distancia hasta que el 20 de julio del 2018 un equipo de astrónomos, liderados por la egresada de la UNAM, Edna Ruiz Velasco registró el suceso desde Namibia.

Al respecto, Diego López Cámara Ramírez, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, y dedicado al estudio de estos fenómenos transitorios de altas energías, explicó que aunque los científicos ya sabían de su existencia, nunca antes un telescopio había registrado fotones tan potentes (con energías cercanas a 0.1TeV) provenientes desde un destello de rayos gamma.

El 14 de enero de 2019 la existencia de estos fenómenos nuevamente se comprobó, pero esta vez desde el telescopio MAGIC, ubicado en las Islas Canarias, España. La conclusión fue aún mayor: provino de la muerte de una estrella masiva, sucedió a una distancia sumamente lejana (de 5 mil 700 millones de años luz), se detectaron fotones aún más energéticos (del orden de 1 TeV), y se logró determinar que los fotones se energetizaron gracias a un proceso en el que los electrones les ceden su energía (proceso conocido como self sincroton comptonization).

Destellos de rayos gamma

Los destellos de rayos gamma son destellos de luz cuyos fotones son mucho más potentes que los rayos x, aquellos con los cuales los médicos sacan las placas de los huesos. “Su energía ronda en el orden de las bombas nucleares”.

Al final de su vida, una estrella de más de 12 veces la masa del Sol pierde gran parte de su atmósfera, produce un agujero negro en su núcleo, y se emite un chorro colimado compuesto de material sumamente energizado que además se mueve sumamente rápido, a más del 99 por ciento de la velocidad de la luz.

Este material sale eyectado desde el agujero negro y tras traspasar la envolvente de lo que solía ser la estrella se mueve tan rápido sobre el medio interestelar que durante un breve momento se generan los fotones ultra energéticos, que conocemos como destello de rayos gamma.

Dichos fotones ultra energéticos tienen tanta energía que ni los satélites, ni la mayoría de los telescopios terrestres los pueden detectar. Para ello se necesitan unos telescopios especiales que logran localizar los fotones ultra energéticos de modo indirecto.

Cuando llegan a nuestro planeta los fotones chocan con la atmósfera, y en ese momento se genera una cascada de partículas elementales, conocida como Cherenkov, radiación que los telescopios especializados como MAGIC o H.E.S.S. pueden detectar.

De acuerdo con López Cámara, ambos hallazgos resultan fundamentales en la astronomía, porque abre las puertas para estudiar el Universo a altas energías mediante una herramienta más. “Esto es sólo el principio”.

A decir de Diego López Cámara, en la UNAM se estudian los destellos de rayos gamma a través de varios investigadores de los Institutos de Astronomía, Ciencias Nucleares, Física y desde el Observatorio de Rayos Gamma HAWC, ubicado cerca del Pico de Orizaba.

Un ejemplo es Edna Ruiz Velasco, quien estudió física en la Facultad de Ciencias de la UNAM, además laboró por varios años en HAWC y donde realizó trabajos de investigación durante su licenciatura.

“En algún momento se podrá observar estos fenómenos desde este sitio, es sólo cuestión de tiempo”, concluyó.

 

 

 

Publicado en Tecnologia

Aunque lo más probable es que la causa de estas oscilaciones sea geológica, no se descarta la influencia de algún factor biológico.

Cuando el rover Curiosity amartizó en el cráter Gale el 5 de agosto de 2012 —254 días después de ser lanzado desde Cabo Cañaveral, Florida— de inmediato comenzó a enviar datos sobre la atmósfera de Marte. Al escudriñar las mediciones colectadas por el robot durante todos estos años, los responsables del proyecto detectaron algo desconcertante: los niveles de oxígeno (O2) subían más allá de lo esperado en la primavera y el verano marcianos, mientras que en invierno caían por debajo de cualquier pronóstico.

“El O2 en la atmósfera es producido por la descomposición del dióxido de carbono (CO2) o del agua (H2O) al ser catalizada por la luz ultravioleta, y existe la posibilidad de que también haya una fuente biológica como la fotosíntesis, lo cual, aunque poco probable, no es imposible. Vimos que las oscilaciones mencionadas coincidían con los cambios estacionales de temperatura y presión; no obstante, las temperaturas mínimas resultaban inadecuadas para que el oxígeno atmosférico se condensara y formara un líquido o un sólido capaz de precipitarse a la superficie”, señala el doctor Rafael Navarro, quien además de pertenecer al Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM es el único mexicano adscrito como investigador en el Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA.

Los detalles de lo transmitido por el rover Curiosity desde lo que alguna vez fue un gigantesco lago en Marte pueden leerse en el artículo Seasonal Variations in Atmospheric Composition as Measured in Gale Crater, Mars (publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets), del cual Navarro es uno de los autores. Los datos obtenidos —añade el astrobiólogo— allanan el camino para enviar una primera misión tripulada a Marte en un futuro muy próximo, tanto que podría estar a una o dos décadas.

“Entender el comportamiento del O2, más que un capricho, es clave para colocar humanos en la superficie marciana, ya que si recuperamos este gas y lo destinamos a quienes hagan tal viaje facilitaríamos la subsistencia de tripulaciones venideras. De hecho, la NASA lanzará en julio de este año la misión Mars 2020, la cual intentará extraer oxígeno del suelo y, de lograrlo, verá si su método es escalable y capaz de abastecer a un asentamiento humano”.

Mientras tanto, el equipo del MSL busca qué hay detrás de la fluctuación en los niveles del oxígeno molecular en Marte pues las explicaciones más obvias parecen quedarse cortas: por un lado, la descomposición del CO2 debido la luz UV no es tan eficiente como para para justificar su rápido incremento y, por el otro, si la fotólisis del H2O fuera la responsable, el total de agua en el planeta debería ser de cinco a diez veces más de lo que en realidad hay.

¿Hay vida en Marte?

Hace meses el robot Curiosity detectó un aumento y descenso inexplicables en otro gas, el metano (CH4), el cual, como el O2, es considerado una biofirma (o indicador biológico). Al darse a conocer la noticia el administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Thomas Zurbuchen, muy rápido aclaró que, aunque en la Tierra el CH4 es producido por criaturas como las bacterias metanógenas de vida libre o por rumiantes como las vacas (ello en su tracto digestivo), también puede generarse cuando las rocas y el agua interactúan en ventilas hidrotermales, por lo que pedía no caer en conjeturas rápidas ni comenzar a ver esto como prueba irrefutable de que hay seres vivos en Marte.

“Teníamos poco de haber detectado este fenómeno con el metano cuando hallamos algo parecido con el oxígeno. La diferencia es que mientras en Marte los niveles del CH4 son de parte por millón, los del O2 son mucho mayores, de 0.16 por ciento. Si comparamos esa cantidad con el 21 por ciento de oxígeno que hay en el aire de la Tierra el número parece bajo, pero si consideramos que su variación a lo largo del año marciano es de 13 por ciento, entonces vemos que la fluctuación es demasiado alta y no sabemos por qué”.

A decir del investigador, aunque lo más probable es que la causa de estas oscilaciones sea geológica, no se descarta la influencia de algún factor biológico (“resta investigar más sobre el tema”). De hecho, la decisión de que el Curiosity amartizara en el cráter Gale se debe a que hace miles de millones de años éste era un lago de 155 kilómetros de diámetro y, si alguna vez hubo vida en el planeta rojo (o si sobrevivió en forma de microorganismos en la arcilla), ése es uno de los sitios más prometedores para hacerse de evidencias.

Marte posee la mitad del diámetro de la Tierra y, por ser menos denso, pesa una décima parte que ésta, además de que su atmósfera está compuesta por un 95 por ciento de CO2, 2.6 de nitrógeno molecular, 1.9 de argón y 0.16 de O2 y, pese a todas estas diferencias, el planeta vecino no sólo es susceptible de recibir vida terrestre, sino de ser terraformado, agrega el doctor Navarro.

“Estudiar estos aspectos es importante no sólo para descifrar si hubo vida ahí en el pasado, sino para ver si podemos llevarla desde la Tierra, ya que después de la Luna el siguiente destino del hombre es Marte. De hecho, ya estamos en una nueva carrera espacial, quizá no en una tan agresiva como la entablada por Estados Unidos y la URSS durante la Guerra Fría, pero sí bastante intensa y con muchos más contendientes, pues además de que hay otros países en la justa, como China, también figuran grandes capitales privados con ambiciones muy claras de conquistar dicha empresa”.

¿Y de dónde viene este interés por llegar al planeta vecino? Carl Sagan lo explicaba, de viva voz, en una grabación de hace 24 años: “Quizá estamos ahí porque debemos estar, porque hay un profundo impulso nómada en nosotros nacido de nuestro proceso evolutivo, porque venimos de cazadores-recolectores y porque durante el 99.9 por ciento de nuestra estancia en la Tierra hemos deambulado de aquí para allá, y el próximo lugar para hacerlo será Marte”.

Por ello no extraña que cada vez haya más proyectos enfocados en este viaje interplanetario y uno de ellos es ExoMars (Exobiology on Mars) de la Agencia Espacial Europea y Roscosmos —donde también participa el doctor Navarro—, el cual enviará este año al planeta rojo un instrumento llamado HABIT a fin de colectar agua de la atmósfera marciana e intentar hacerla líquida, algo que, de conseguirse, beneficiaría a toda futura misión tripulada.

Han pasado 55 años desde que se lanzó el Mariner 4, la primera nave que se acercó lo suficiente a Marte como para fotografiarlo de cerca, y 49 desde que el Mariner 9 se convirtió en la primera nave en orbitar un planeta diferente a la Tierra, proeza lograda el 13 de noviembre de 1971, casi a la par de la salida al mercado del álbum Hunky Dory, donde David Bowie arrojaba, desde uno de sus coros, una pregunta que aún intriga a los científicos: is there life on Mars?

“De haberla deberíamos entablar debates bioéticos sin precedente, como ¿qué pasaría si contaminamos con nuestra vida a la de Marte o viceversa?, y veríamos un interés renovado por la ciencia, un incremento presupuestal en agencias como la NASA y un aumento exponencial en el número de misiones. Por ahora estamos por enviar robots tomadores de muestras con la intención de hacerlos regresar; de lograrlo estaremos muy cerca de poder afirmar, ahora sí, que hay vida en el planeta rojo, pues de conseguir ir allá y volver salvos a casa ya nada nos impedirá poner a un hombre en Marte.

 

 

Publicado en Tecnologia

• Se trata de un elemento clave para la vida.

• Puede ser llevado por meteoritos, cometas o partículas interplanetarias, pero también se forma en la atmósfera y subsuelo marcianos, explicó Rafael Navarro, investigador de la UNAM y colaborador en las misiones realizadas en el planeta rojo.

Un equipo internacional de científicos, entre los que destaca Rafael Navarro González, investigador de la UNAM, reveló por primera vez información sobre el ciclo del carbono orgánico en Marte, elemento clave para la vida como la conocemos en la Tierra.

Sus fuentes, explicó el investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) y colaborador de la NASA, pueden ser internas y externas: el carbono orgánico puede ser llevado al planeta rojo por meteoritos, cometas o partículas interplanetarias, pero también se puede formar en la atmósfera y el subsuelo marcianos.

El hallazgo fue publicado recientemente en la revista Nature Astronomy.

Carbono, imprescindible para la vida

En la Tierra el ciclo del carbono es imprescindible. “Tiene diversos orígenes y sin él la vida en nuestro planeta no existiría”, resaltó el científico universitario.

Desde su llegada al cráter Gale, en Marte (agosto del 2012), el robot explorador Curiosity ha buscado evidencias de vida en el pasado del planeta rojo, y para ese objetivo encontrar compuestos orgánicos es un punto clave.

Dentro del robot está el Sample Analysis at Mars (SAM), el equipo científico que analiza el entorno para detectar el origen y ciclo de elementos que pudieron ser la base de una antigua biosfera marciana, pues “hace tres mil millones de años su clima pudo ser más compatible con la vida como la conocemos”, explicó Navarro.

“Poco tiempo después de la formación del cráter Gale por la caída de un asteroide, se formó un lago con actividad hidrotermal por cientos de miles de años, cuya energía fue alimentada por el impacto. El lago pudo haber tenido condiciones favorables para el florecimiento de la vida”.

Hace poco se reveló que la concentración de gases atmosféricos en Marte, como metano y oxígeno, oscila con los cambios estacionales del planeta por mecanismos desconocidos; ahora, este nuevo estudio se relaciona con el análisis directo de rocas y arenas del suelo marciano, brindando por primera vez información acerca del ciclo del carbono en otro planeta. “Los experimentos realizados por SAM fueron desarrollados en los últimos cinco años de trabajo”, especificó.

Para esta tarea, Curiosity sube al monte Sharp (una montaña de cinco kilómetros de altura dentro del cráter Gale) y pulveriza pequeños fragmentos de roca o suelo de tres mil millones de años de antigüedad; posteriormente, SAM los calienta y vaporiza para revelar su contenido.

El análisis de dióxido de carbono realizado por SAM durante su ascenso por la montaña Sharp muestra una gran variación isotópica en las rocas analizadas, lo que implica que el ciclo de carbono es complejo, habiendo múltiples fuentes que contribuyeron a su formación, puntualizó.

Los análisis isotópicos sugieren que el carbono pudo ser aportado por compuestos orgánicos llevados por cometas, meteoritos o polvo interestelar; por la emanación de gases volcánicos e hidrotermales, como metano, monóxido y dióxido carbono; y finalmente por la síntesis de compuestos en la atmósfera, inducida por radiación solar y relámpagos. “Gran parte de la materia orgánica se oxidó a dióxido de carbono, que se perdió en el espacio exterior debido a la baja gravedad del planeta, o se convirtió en rocas carbonatadas”.

Los estudios realizados proporcionan información sobre el origen de los compuestos orgánicos, y probablemente nos brindarán más datos sobre el clima marciano, dijo el también colaborador de la misión ExoMars, de la Agencia Espacial Europea.

El trabajo de Navarro con la NASA continuará para buscar nuevos compuestos orgánicos, indagar por qué varían las concentraciones de metano y oxígeno en ese planeta, además de realizar nuevos experimentos mediante la llamada “química húmeda”, que consiste en hacer reaccionar el polvo marciano con reactivos químicos en pequeños vasos que funcionan como hornos y permiten detectar de forma sencilla moléculas básicas para la vida pasada, como los aminoácidos.

 

—oOo—

Conoce más de la Universidad Nacional, visita:

www.dgcs.unam.mx

 

www.unamglobal.unam.mx

o sigue en Twitter a: @SalaPrensaUNAM y @Gaceta_UNAM

 

 

 Curiosity. Foto cortesía NASA

 

 

Publicado en Tecnologia

• El instrumento llamado V0+ será parte del experimento ALICE del LHC, ubicado en el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares.

• El V0+ fue diseñado y construido en el Instituto de Física y se enviará al CERN en los próximos días.

• Considerado el experimento más grande del mundo, el LHC busca reproducir en laboratorio las condiciones iniciales que dieron origen al Universo.

Un equipo de investigadores y estudiantes del Instituto de Física (IF) de la UNAM desarrollaron un detector de partículas para ser instalado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), considerado el experimento más grande del mundo que busca reproducir en laboratorio las condiciones que dieron origen al Universo.

El instrumento universitario, llamado V0+, se instalará en el experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), uno de los cuatro grandes proyectos del LHC. El equipo se enviará al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) en los próximos días, comentaron en conferencia de medios Arturo Menchaca Rocha y Varlen Grabsky, investigadores del IF y colaboradores del proyecto.

El LHC está ubicado en la sede del CERN, en la frontera entre Suiza y Francia. Es un acelerador y colisionador de partículas que estudia la materia en condiciones extremas de alta temperatura y densidad, por medio de colisiones de iones pesados.

Recrear la sopa primigenia

En el auditorio Alejandra Jáidar del IF, Menchaca detalló que el proyecto ALICE es uno de los cuatro grandes experimentos del LHC y su propósito es estudiar el plasma de quarks y gluones, un estado de la materia que, según la física teórica, existió en los primeros instantes después del Big Bang y que se conoce como “sopa primigenia”.

En aquel momento inicial, el Universo estaba tan caliente que no se podían formar los núcleos atómicos ni sus componentes básicos, los protones y los neutrones; lo que existía era este plasma o “sopa primigenia”, mezcla de quarks y gluones libres.

A medida que el Universo se enfrió, los quarks y gluones comenzaron a interactuar entre sí, hasta que se juntaron para constituir protones y neutrones, y formar los núcleos de los átomos que constituyen la materia como la conocemos hoy.

En ALICE ya han logrado formar plasma de quarks y gluones a partir de choques entre iones pesados: partículas muy grandes con carga eléctrica. El LHC acelera estas partículas y las hace chocar casi a la velocidad de la luz dentro de ALICE para simular las condiciones posteriores al Big Bang. Esas colisiones han permitido comprender mejor el funcionamiento del Universo en etapas muy tempranas de evolución.

Disco con 50 mil fibras ópticas

Menchaca explicó que ALICE es un gran sistema de detección, hecho de 18 o 19 detectores. “Uno de ellos, que se llama Gatillo o Trigger, fue construido inicialmente en el Instituto de Física, en 2005, y funcionó durante las dos primeras corridas del LHC”.

Ahora, el LHC está por iniciar la tercera corrida, en la cual cambian las condiciones y son más restrictivas. “Fuimos invitados a participar en la actualización de nuestro detector original (V0A) con este nuevo detector V0+, con el que seguimos trabajando en el CERN”.

En su oportunidad, Grabsky explicó que el nuevo detector desarrollado por el IF es un disco plástico centellado de 1.5 metros de diámetro, que emplea 50 mil fibras ópticas, con las cuales se permitirá determinar con altísima precisión temporal (a una escala de 200 picosegundos) el número y distribución espacial de las partículas resultantes de las colisiones que ocurran en el centro de ALICE.

Con esta información será posible identificar en tiempo real si se trató de una colisión central o periférica, permitiendo así a los investigadores de ALICE seleccionar entre este tipo de interacciones.

El V0+ tiene dos propósitos: definir la colisión cuando chocan dos partículas y saber qué distancia existe entre los centros de éstas, para así determinar qué tan central es el choque y reducir la radiación de fondo, partículas que salen del punto de choque, concluyó.

 

 

 

Publicado en Tecnologia

Son 10 veces mayores a la máxima energía alcanzada en la Tierra con el acelerador de partículas del Gran Colisionador de Hadrones, en Suiza

En el Observatorio HAWC, donde se registró el hallazgo, colaboran académicos de los institutos de Física y Astronomía de la UNAM, así como expertos del INAOE

El observatorio HAWC de rayos gamma (High-Altitude Water Cherenkov), situado en el volcán Sierra Negra, Puebla, ha revelado un catálogo de nueve regiones de nuestro Universo que emiten rayos gamma de altísima energía, lo que las hace las fuentes más energéticas que han sido observadas en nuestra galaxia.

“Es asombroso que estas nueve fuentes de rayos gamma ultraenergéticos coincidan con pulsares, la mayoría a distancias de unos seis mil años luz de nosotros. Los rayos gamma no son producidos en las inmediaciones del pulsar, sino en regiones extendidas que llegan a tener de 10 a 70 años luz”, explicó Andrés Sandoval, investigador del Instituto de Física (IF) de la UNAM y portavoz de la colaboración HAWC.

En busca del origen de los rayos cósmicos

La Tierra está continuamente bañada por rayos cósmicos, y aunque fueron descubiertos por Víctor Hess hace 100 años, aún no se tiene claro cuáles son las fuentes y los mecanismos que los producen.

Esto se debe a que los rayos cósmicos son partículas cargadas y los campos magnéticos interestelares cambian su dirección, lo que impide identificar las fuentes que los generan. Pero los rayos gamma de alta energía sí permiten identificarlas por su composición.

Los rayos gamma de alta energía son producidos por interacciones de rayos cósmicos de aún más alta energía con partículas del medio en el que son acelerados.

Cuando los protones y núcleos que constituyen los rayos cósmicos chocan con átomos del medio generan reacciones nucleares que, al decaer, emiten rayos gamma y neutrinos, entre otras partículas. Pero existe otro mecanismo que produce rayos gamma de altas energías; si lo que se acelera son electrones, éstos pueden interaccionar con luz de baja energía, transfiriéndole la mayor parte de su energía en un proceso llamado “dispersión de Compton inverso”. Así, un fotón de baja energía se transforma en un rayo gamma, detalló el investigador.

La ventaja de los rayos gamma es que siendo neutrales por no tener carga eléctrica, viajan en línea recta hasta la Tierra y señalan a las fuentes donde son producidos.

El poder de observación de HAWC

Las fuentes detectadas generan rayos gamma de más de 56 trillones de electrón volts (TeV), y en tres de ellas sobrepasan los 100 TeV. Estas energías son 10 veces mayores a la máxima energía alcanzada en la Tierra con el acelerador de partículas del Gran Colisionador de Hadrones, en Suiza.

El catálogo, recién publicado en la revista Physical Review Letters, identifica por primera vez que estas regiones, en las que se aceleran partículas de rayos cósmicos, están ubicadas alrededor de pulsares extremadamente energéticos.

Estos pulsares son estrellas de neutrones altamente magnetizadas, que giran rápidamente y son creadas cuando una estrella normal muere en una explosión de supernova.

“El descubrimiento de estas regiones, en las que se pueden encontrar “PeVatrones”, aceleradores de partículas a energías de mil trillones de electrón volts (PeV), muestra la capacidad de HAWC al ser el observatorio que detecta las más altas energías en el mundo”, afirmó Magdalena González, investigadora del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM y colaboradora del proyecto. “Continuaremos observando el firmamento día y noche por los siguientes años para descubrir nuevos fenómenos en nuestro Universo”.

Haber encontrado con HAWC estas regiones de producción de rayos gamma ultraenergéticos nos permite ahora colaborar con otros observatorios para estudiar estas fuentes con fotones de otras energías: en radio, rayos X y rayos gamma de menor energía, y con otras partículas como neutrinos, que está detectando el observatorio IceCube desde la Antártica, comentó Alberto Carramiñana, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y coordinador científico de HAWC.

Las futuras colaboraciones podrían contribuir a resolver el misterio y discernir si el origen de los rayos gamma se debe a interacciones de protones o de electrones. De ser producidos por protones significaría que finalmente se han identificado regiones en las que rayos cósmicos son acelerados, cerrando el capítulo que se inició con su descubrimiento.

El Observatorio HAWC

El observatorio HAWC de rayos gamma consiste en un arreglo de 300 grandes detectores de Cherenkov cubriendo un área de 20 mil metros cuadrados en las faldas del volcán Sierra Negra, a cuatro mil 100 metros de altitud, junto al Pico de Orizaba en Puebla.

Los rayos gamma interaccionan con átomos a decenas de kilómetros de altura, produciendo una cascada de partículas que se propaga por la atmósfera a la velocidad de la luz.

Cuando las partículas llegan a los grandes contenedores de agua de HAWC producen destellos de luz por el efecto Cherenkov, que son detectados por el experimento. Almacenando 25 mil eventos por segundo día y noche, HAWC cubre dos tercios de la bóveda celeste y ha estado en operación desde hace cinco años.

 

 

 

Publicado en Tecnologia

Según expertos, el meteorito cruzó Puerto Rico en 10 segundos y tenía una longitud de 60 centímetros

Publicado en Ciencia

El objetivo de estos vuelos es validar la tecnología que más adelante se pondrá en órbita

 La instrumentación electrónica se diseña y prueba para que forme parte de nanosatélites tipo CubeSat, que contribuirán al estudio y caracterización de la ionósfera

La NASA lanzó a la estratósfera un módulo de instrumentación electrónica desarrollado por especialistas de la Universidad Nacional Autónoma de México y del Instituto Politécnico Nacional. El objetivo es validar, en condiciones de espacio cercano, la tecnología que más adelante se pondrá en órbita para contribuir al estudio y caracterización de la ionósfera.

Los vuelos estratosféricos en globo son mucho más fáciles de hacer y de menor costo, por lo que la instrumentación electrónica se prueba antes, con la idea de que forme parte de nanosatélites tipo CubeSat, que se enviarán a la ionósfera, explicó indicó Rafael Prieto Meléndez, técnico académico del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT) de la UNAM.

El maestro en ingeniería detalló que el módulo contiene instrumentación básica, principalmente la computadora de a bordo y algunos sensores (de temperatura, presión y humedad), así como un GPS para tomar datos y hacer el proceso de adquisición y registro de las señales que se registran en el vuelo. El equipo también contiene sensores de movimiento inercial, que incluyen acelerómetros, giróscopos y magnetómetros.

“Queremos tomar mediciones que ayuden a caracterizar el plasma que forma a la ionósfera y ver cómo le afectan diversos factores externos, como el clima espacial y la actividad solar, y cómo se relaciona con diversos fenómenos que ocurren en la Tierra. Pretendemos conocer las perturbaciones que tiene la ionósfera”, subrayó.

El globo lanzado por la agencia espacial de Estados Unidos, que llegó a una altura máxima de 38.5 kilómetros, llevaba colgando una góndola con tres experimentos científicos, dos de universidades estadounidenses y uno mexicano. “Para participar en esta misión sometimos nuestra propuesta a la NASA, ellos la evaluaron, consideraron que era pertinente y fuimos seleccionados para participar”, resaltó Prieto.

Desde hace casi cuatro años, el ICAT y el Centro de Desarrollo Aeroespacial (CDA) del IPN colaboran en este proyecto en el que generan instrumentación espacial, sobre todo satélites tipo CubeSat, orientados al estudio y caracterización de la ionósfera, esa parte de la atmósfera ubicada entre 80 y 400 kilómetros de altitud, una región siempre ionizada debido a los efectos de la radiación solar.

Módulo de carga útil

El módulo de carga útil EMIDSS-1 (Experimental Module for Iterative Design for Satellite Subsystems, versión 1), resultado de una colaboración entre el ICAT y el CDA, fue elegido para ser integrado a una plataforma suborbital y lanzado a la estratósfera, dentro de la campaña FY19 del programa CSBF (Columbia Scientific Balloon Facility) de la NASA.

El módulo de instrumentación electrónica fue integrado dentro de la plataforma 11 MCF #697N y lanzado desde la base del programa CSBF, ubicada en Fort Sumner, Nuevo México, Estados Unidos, en septiembre pasado, en un exitoso vuelo que tuvo una duración aproximada de cinco horas.

El viaje en globo sometió a los equipos a condiciones de espacio cercano, que son similares a las que tendrán a alturas mayores cuando estén en órbita. “Nuestro objetivo inmediato es caracterizar y validar los sistemas que desarrollamos, y cuando estén listos, el siguiente paso es poner la instrumentación en un satélite y lanzarlo a la ionósfera”, resumió Prieto Meléndez.

El equipo está diseñado para formar parte de un satélite tipo CubeSat y por ello sus dimensiones son pequeñas: 10x10x20 centímetros, contando una estructura metálica y una protección térmica; su peso eS menor a un kilogramo y medio.

 

 

 

Publicado en Tecnologia

Hasta abril del año pasado nadie había visto una imagen de estos objetos cósmicos.

Para los teóricos de los agujeros negros, permitió corroborar, en cierta medida, la descripción de la teoría de la relatividad de Albert Einstein.

La imagen del agujero negro supermasivo de Messier 87, una galaxia elíptica en el centro del cúmulo de Virgo a 55 millones de años luz de nuestro planeta, que logró obtener un equipo internacional de astrónomos es el avance de 2019 para la revista Science, de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia.

Masivos, ubicuos, y en algunos casos tan grandes como nuestro Sistema Solar, los agujeros negros se esconden a la vista. El efecto de su gravedad en los objetos que los rodean y las ondas gravitacionales emitidas cuando chocan revelan su presencia. Fue en abril de este año que un equipo internacional de radioastrónomos publicó una sorprendente imagen de la sombra de un agujero negro, que mostraba un centro oscuro rodeado por un anillo de luz creado por fotones que se mueven a su alrededor.

Para los astrónomos, la imagen es una validación de décadas de trabajo teorizando sobre estos objetos que no podían ver. Los agujeros negros son muy pequeños para los estándares cósmicos y no emiten luz; cuando crecen a masas gigantescas, como sucede en los centros de las galaxias, el remolino de gas, el polvo, y las estrellas agitadas por su extrema gravedad crean una barrera adicional para su observación.

Pero hace dos décadas, varios astrónomos comenzaron a preguntarse si los gases arremolinados cerca de un agujero negro gigante o en su frontera, podrían hacerlo visible, ya que brillan en muchas longitudes de onda. Los desarrollos en la tecnología prometieron ayudar, tal es el caso de la técnica conocida como interferometría de muy larga base, que combina datos de antenas de radio ampliamente espaciadas para simular un telescopio mucho más grande.

Esta técnica estaba revelando objetos distantes con mayor detalle, pero no se sabía si con esto se podrían identificar los detalles de un agujero negro. Así, hace doce años los primeros intentos se enfocaron en el agujero negro Sagitario A* de 4 millones de masas solares ubicado en el centro de la Vía Láctea, el más cercano a la Tierra a 26 mil años luz de distancia.

Al observar con diferentes telescopios a este agujero negro se pudo identificar también al agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia cercana Messier 87, 2 mil veces más lejos de la Tierra que el ubicado en el centro de Sgr A*, y que tiene más de mil veces su masa. Conforme las observaciones comenzaron a generar información nació el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés), un consorcio que involucra a más de 200 científicos de todo el mundo.

Esta red de instrumentos de observación, que en su conjunto forman un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, incluye al Gran Conjunto Milimétrico de Atacama (ALMA, por sus siglas en inglés), compuesto por 66 antenas en lo alto de las montañas desérticas del norte de Chile, con lo que se aumentó la sensibilidad del EHT 10 veces.

En abril de 2017, durante 10 noches, ALMA junto con otros siete observatorios en los Estados Unidos, México, Chile, España, y en el Polo Sur, hizo repetidas observaciones tanto de Sgr A* como de M87*.

Trabajando en paralelo en centros de datos en Alemania y en los Estados Unidos, un equipo de investigadores procesó los datos, mientras que otros verificaron de forma independiente los resultados. No se produjo ninguna imagen hasta el final, para evitar sesgar el resultado.

En abril se reveló la imagen de M87*, que se convirtió en la más descargada en la historia del sitio web de la Fundación Nacional para la Ciencia. La descripción de este esfuerzo y sus implicaciones formaron parte de seis artículos en la revista The Astrophysical Journal Letters.

Para los teóricos de los agujeros negros, esa primera imagen borrosa arrojó pocas sorpresas, pero es una confirmación de la descripción de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la cual predice que la sombra de un agujero negro debe ser perfectamente redonda, lo que quedó corroborado en un 10% por la imagen de M87 *.

Sin embargo, las mejores pruebas de relatividad general podrían venir de una imagen de Sgr A*, que el equipo espera terminar en el 2020. Esto porque los investigadores tienen datos mucho más precisos sobre la masa, y la distancia de Sgr A* que de M87*.

EHT tiene 11 instalaciones alineadas para la próxima ronda de observación en 2020, incluidas nuevas antenas en Groenlandia y Arizona y una variedad mejorada en Francia. Además, se espera agregar una docena de antenas especialmente diseñadas que estarán dispersas por todo el mundo y algunas en el espacio, para aumentar la resolución.

 

La elección de la gente

 

El año pasado, los lectores de la revista Science en línea votaron por los que consideraron los avances más importantes de 2019. La investigación ganadora fue la referente a los denisovanos, antiguos humanos que solo eran conocidos por restos de fósiles encontrados en una cueva en Siberia, Rusia.

Pero ese año, los investigadores identificaron que una mandíbula fosilizada de la meseta tibetana de China pertenecía a un denisovano, lo cual indicó que este linaje humano estaba muy extendido. Además, con evidencia genética se reconstruyó la cara de una niña denisovana.

Las investigaciones que siguieron en votos fueron: la del desarrollo de dos fármacos prometedores para tratar el ébola, la primera imagen de un agujero negro, y un tratamiento aprobado recientemente para la mayoría de los pacientes con fibrosis quística.

 

Reconstrucción artística de una niña denisovana de Siberia, basada en una nueva forma de inferir características físicas a partir del ADN.

 

 

Publicado en Ciencia

Prepárate para dos espectáculos lunares que se presentarán este viernes.

Publicado en Ciencia

 En las regiones frías del espacio se dan las condiciones ideales para la formación de diferentes moléculas.

A través del análisis de algunas de éstas, como el monosulfuro de carbono, los astrónomos estudian diversos procesos que tienen lugar en el universo.

Aunque la composición química del universo, al igual que en sus inicios, es mayoritariamente de hidrógeno y helio, la existencia en pequeñas proporciones de otros elementos como el oxígeno, el carbono o el nitrógeno permitieron el desarrollo de la vida en la Tierra.

En el universo primigenio por cada 100 mil átomos, 93 mil eran de hidrógeno y 7 mil de helio, una vez que se formaron las estrellas en su interior se fueron produciendo otros elementos, los cuales llegaron al espacio a través de explosiones de distintos tipos, de tal modo que en la actualidad la composición química del cosmos es más compleja, explicó Luis Felipe Rodríguez Jorge, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Acerca de la relación de la química y el estudio del universo, señaló, las diversas moléculas presentes en el espacio permiten a los astrónomos conocer la morfología, densidad, temperatura y movimiento del gas que las contiene.

Sin embargo, las moléculas requieren de condiciones específicas a fin de conservar su estructura, por lo que no se pueden formar en la superficie de las estrellas en donde las temperaturas van de 2 mil 500 hasta 50 mil grados centígrados.

El medio interestelar, el material que hay entre las estrellas, conformado principalmente por gas (hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de otros elementos), y en una pequeña proporción (1%) por partículas de polvo opaco, alberga regiones oscuras y frías conocidas como nubes moleculares.

Éstas contienen gas frío y por la fuerza de su propia gravedad algunos fragmentos se contraen hasta crear un núcleo que se convertirá en una estrella, alrededor de ella se formará un disco en rotación que dará origen a los planetas y los cuerpos menores de un nuevo sistema solar. Y es precisamente en estas nubes en donde existe una gran diversidad de moléculas.

El integrante de la Academia Mexicana de Ciencias, recordó que en la década de 1960 la radioastronomía se consolidó y desde entonces se han detectado en el espacio más de 200 moléculas. Un aspecto en común es que la mayoría de ellas tienen al carbono como parte de su estructura química. Lo anterior se debe a que este elemento posee cuatro posibilidades de enlazarse a otros átomos.

Cabe destacar que algunas de las moléculas del medio interestelar son de interés para los especialistas en el estudio del universo, es el caso del hidrógeno molecular pues éste emite radiación infrarroja durante el choque entre dos nubes moleculares o el monosulfuro de carbono detectable en regiones con alta densidad de materia.

Para detectar estas moléculas y obtener información de un evento o un objeto del universo en particular, es necesario analizar todo el espectro electromagnético (radio, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gama).

Cada molécula emite ondas de radio características y al sintonizar un radiotelescopio, como el Gran Conjunto Milimétrico de Atacama, ubicado en Chile, o el Conjunto Muy Grande de Radiotelescopios, es posible detectarlas, esto ayuda a determinar de qué material se trata, en qué cantidad está y como se está moviendo.

Si bien la información que los científicos recaban con el estudio de las moléculas del medio interestelar es muy valiosa, es necesario profundizar en el entendimiento de su formación, así como de los cambios químicos que acompañan el nacimiento de un nuevo sistema solar y otros eventos del universo, concluyó Luis Felipe Rodríguez Jorge.

 

 

Publicado en Ciencia
Página 1 de 28
logo
© 2018 La Unión de Morelos. Todos Los Derechos Reservados.