miércoles, 18 de enero de 2012

Ciencia y tecnología. Exoplanetas del tamaño de la Tierra

Por: Valram.
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Primeros exoplanetas del tamaño de la Tierra

Diciembre 27, 2011: La misión Kepler, de la NASA, ha descubierto los primeros planetas del mismo tamaño que la Tierra, los cuales están en órbita alrededor de una estrella similar al Sol. Los planetas, llamados Kepler–20e y Kepler–20f, se encuentran ubicados demasiado cerca de su estrella como para estar en la llamada zona habitable, donde el agua líquida podría existir en la superficie del planeta. Estos son los exoplanetas más pequeños confirmados alrededor de una estrella como nuestro Sol.

El descubrimiento marca un logro importante en la búsqueda de planetas como la Tierra. Se cree que los nuevos planetas son rocosos. Kepler–20e es apenas un poco más pequeño que Venus; mide 0,87 veces el radio de la Tierra. Por su parte, Kepler–20f es algo más grande que la Tierra; mide 1,03 veces su radio. Ambos planetas se encuentran ubicados en un sistema que cuenta con cinco planetas, llamado Kepler–20, el cual se localiza aproximadamente a 1.000 años luz de distancia en la constelación de Lira.
Este diagrama compara conceptos artísticos de los primeros planetas del tamaño de la Tierra que fueron hallados en órbita alrededor de una estrella parecida al Sol, con algunos planetas de nuestro propio sistema solar, la Tierra y Venus. Crédito de la imagen: NASA/Ames/JPL–Caltech



Kepler–20e completa una órbita alrededor de su estrella huésped cada 6,1 días y Kepler–20f lo hace cada 19,6 días. Estos cortos períodos orbitales indican que se trata de mundos muy calientes e inhóspitos. Kepler–20f, con una temperatura de alrededor de 430°C (800°F), tiene condiciones similares a las de un día promedio en el planeta Mercurio. La temperatura superficial que impera en Kepler–20e, de más de 760°C (1.400°F), es suficiente para derretir el cristal.

"El objetivo primario de la misión Kepler es encontrar planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable", dijo Francois Fressin, del Centro Harvard–Smithsoniano de Astrofísica, en Cambridge, Massachusetts, quien es el autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista de investigación Nature

"Este descubrimiento demuestra por primera vez que existen planetas del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas, y que somos capaces de detectarlos".

El sistema Kepler–20 incluye a otros tres planetas que son más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno. Kepler–20b es el planeta más cercano a su estrella y la orbita cada 3,7 días; Kepler–20c es el tercer planeta y lo hace cada 10,9 días; y Kepler–20d es el quinto planeta y orbita su estrella cada 77,6 días. Si se colocaran estos cinco planetas en nuestro sistema solar, sus órbitas casi podrían caber en el interior de la órbita de Mercurio. La estrella huésped pertenece a la misma categoría, de tipo–G, que nuestro Sol, aunque es un poco más pequeña y fría.

El sistema tiene una disposición planetaria inesperada. En nuestro sistema solar, los mundos pequeños y rocosos orbitan cerca del Sol, mientras que los grandes y gaseosos se encuentran en órbitas más lejanas. En comparación, los planetas de Kepler–20 están organizados de una manera que alterna sus tamaños: grande, pequeño, grande, pequeño y grande.

"Los datos proporcionados por Kepler nos están enseñando que algunos sistemas planetarios tienen disposiciones de planetas muy diferentes a la que vemos en nuestro sistema solar", dijo Jack Lissauer, quien es un científico planetario y miembro del equipo científico de Kepler, en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, en Moffet Field, California. "El análisis de los datos proporcionados por Kepler continúa mostrándonos la gran diversidad de planetas y sistemas planetarios que hay en nuestra galaxia".

Los científicos no están muy seguros de cómo es que evolucionó el sistema, pero no creen que los planetas se hayan formado en los sitios donde se encuentran actualmente. La teoría es que los planetas se originaron más lejos de su estrella y luego migraron hacia adentro, posiblemente ayudándose mediante interacciones con el material del disco a partir del cual nacieron. Esto permitió que los mundos mantuvieran un espaciamiento uniforme a pesar de sus tamaños alternantes.

El telescopio espacial Kepler detecta planetas y candidatos a ser considerados planetas midiendo las diminutas disminuciones del brillo de 150.000 estrellas, en busca de planetas que crucen (o transiten) por enfrente de sus estrellas huésped. El equipo científico de Kepler requiere al menos tres tránsitos para confirmar una señal y considerar que proviene de un planeta.

El 5 de diciembre, el equipo anunció el descubrimiento de Kepler–22b, un planeta en la zona habitable de su estrella huésped. Sin embargo, es probablemente demasiado grande para tener una superficie rocosa. Por otro lado, aunque Kepler–20e y Kepler–20f son del tamaño de la Tierra, se encuentran demasiado cerca de su estrella huésped como para tener agua líquida en la superficie.

"En este juego cósmico de escondidas, encontrar planetas que tengan justo el tamaño y la temperatura adecuados parece ser sólo una cuestión de tiempo", dijo Natalie Batalha, quien es la directora adjunta del equipo científico de Kepler, y profesora de astronomía y física en la Universidad Estatal de San José. "Estamos sentados en el borde de nuestros asientos, pues sabemos que los descubrimientos más esperados de Kepler están por llegar".

Para obtener más información acerca de la misión Kepler y para ver el comunicado de prensa digital, visite: http://www.nasa.gov/kepler (en idioma inglés).

Fuente: NASA Discovers First Earth-size Planets Beyond Our Solar System

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Valram


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viernes, 13 de enero de 2012

Ciencia y tecnología. Nacimiento de los primeros agujeros negros

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Cuando nacieron los agujeros negros

La mayoría de las galaxias en el universo, incluyendo nuestra propia Vía Láctea, albergan enormes agujeros negros que varían en masa desde alrededor de un millón a cerca de 10 mil millones de veces el tamaño de nuestro sol. Para encontrarlos, los astrónomos buscan la enorme cantidad de radiación emitida por el gas que cae en estos objetos durante el tiempo que el agujero negro se "activa", es decir, acreción de materia. Este gas "infall" en los agujeros negro se cree que es el medio por el cual los agujeros negros crecen.

Ahora, un equipo de astrónomos de la Universidad de Tel Aviv, entre ellos el profesor Hagai Netzer y su investigación de los estudiantes Benny Trakhtenbrot, han determinado que la era del crecimiento rápido de los primeros agujeros negros más masivo se produjo cuando el universo tenía sólo alrededor de 1.2 mil millones de años -no dos a cuatro mil millones años de edad, como se creía anteriormente- y están creciendo a un ritmo muy rápido.

La nueva investigación se basa en observaciones con algunos de los mayores telescopios terrestres en el mundo: "Gemini Norte" en la cima del Mauna Kea en Hawaii, y la "Matriz del Telescopio Muy Grande" en el Cerro Paranal en Chile. Los datos obtenidos con los avanzados instrumentos de estos telescopios muestran que los agujeros negros que se activaron cuando el universo tenía alrededor de 1.2 mil millones de años son aproximadamente diez veces más pequeños que los agujeros negros más masivos que se observan en los últimos tiempos.

Sin embargo, están creciendo mucho más rápido. La tasa de crecimiento medido permitió a los investigadores estimar lo que sucedió con estos objetos mucho antes, así como tiempos muy posteriores.

El equipo descubrió que los primeros agujeros negros, aquellos que iniciaron el proceso de crecimiento cuando el universo tenía sólo varios cientos de millones de años, tenían masas de sólo 100-1000 veces la masa del sol. Tales agujeros negros pueden estar relacionados con las primeras estrellas en el universo. También encontraron que el período de crecimiento posterior de las fuentes observadas, después de los primeros 1,200 millones años, duró solamente 100-200 millones de años.

El nuevo estudio es la culminación de siete años de duración del proyecto en la Universidad de Tel Aviv diseñado para seguir la evolución de los agujeros negros más masivos y compararlos con la evolución de las galaxias en la que estos objetos residen.

(Photo:Tau)

Fuente: When the black hole was born


Tel Aviv University

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miércoles, 11 de enero de 2012

Ciencia y tecnología. Lluvia sólida contra la sequía

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Artículo publicado en Milenio el 5 de enero de 2012
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Científico mexicano desarrolla lluvia sólida contra la sequía

http://www.milenio.com/cdb/doc/impreso/9089951
2012-01-05 • Impreso

Sergio Jesús Rico, egresado del IPN, creó el método para implantar líquido solidificado en los campos agrícolas para que las raíces de las plantas aprovechen la humedad y crezcan sanas y fuertes.

Foto: Especial

El ingeniero en química industrial explica que su estado permite transportarla a lugares de difícil acceso.

Con el fin de encontrar solución al problema de la sequía que padecen algunos estados del norte del país y para mejorar la eficiencia agrícola mediante sistemas de irrigación óptimos, el egresado del Instituto Politécnico Nacional (IPN) Sergio Jesús Rico desarrolló una metodología para implantar agua solidificada en los campos agrícolas, con el objeto de que las raíces de las plantas aprovechen la humedad y crezcan sanas y fuertes.

Rico, egresado de la generación 60-64 de la carrera de Ingeniería Química Industrial, de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas del IPN, creó el proyecto de lluvia sólida con base en la fórmula de poliacrilato de potasio, que permite gelatinizar los líquidos y rehidratarlos repetidas veces durante su vida útil, que va de 8 a 10 años.

Las moléculas del agua se adhieren al poliacrilato de potasio —que es un polvo blanco tipo azúcar, al que el investigador denominó silos de agua—, y el líquido se gelatiniza. Por cada kilo de esta fórmula se solidifican 500 litros de agua, lo que equivale a media tonelada de lluvia sólida.

“La lluvia sólida es un sistema de riego que, a diferencia de otros como el de goteo y cintillo, es el único que emplea agua en estado sólido; los resultados son extraordinarios porque la raíz se mantiene húmeda por varios meses, y se rehidrata en repetidas ocasiones con las precipitaciones”, resaltó.

El agua de lluvia se adhiere al gel localizado en las raíces de las plantas y éste se humedece lo suficiente para que aproveche el agua necesaria; por tanto no hay desperdicio, ya que el agua no se infiltra al subsuelo, ni se evapora. “La cualidad de la lluvia sólida de no perderse por filtración al subsuelo la hace ideal para sembrar en zonas áridas, áreas de baja precipitación y en parcelas sin riego”, destacó Rico.

Este proyecto es de trascendental importancia, toda vez que en la historia de la humanidad se ha tenido la necesidad de almacenar el agua de lluvia y siempre se ha hecho en forma líquida, esta tecnología desarrollada por el egresado del IPN ofrece la posibilidad de almacenar la lluvia en costales y en forma sólida.

“El hecho de almacenar el agua en estado sólido permite su transportación hasta los lugares de difícil acceso como montañas, en donde se dificulta la entrada de una pipa; sin embargo en animales de carga se logra llegar hasta los lugares más difíciles”, indicó Rico.

La lluvia es capturada de los techos y otros medios, posteriormente es dirigida y almacenada en cualquier tipo de recipiente; una vez que el líquido está en contenedores, los silos de agua son agregados en proporción de una tapa rosca por litro de agua, con esto se inicia el proceso de solidificación de la lluvia.

El continuo crecimiento de los desiertos, el cambio climático y la incertidumbre de la temporada de lluvias, son problemas que se superan con la instalación de la lluvia sólida en la raíz de las plantas. La humedad permite la siembra, cosecha y sobrevivencia aun en temporada de sequía.

Por el manejo de esta exitosa metodología de irrigación con agua sólida, el ingeniero Sergio Jesús Rico Velasco está nominado al Premio Mundial del Agua 2012, que año con año otorga el Stockholm International Water Institute, en Estocolmo, Suecia.

El inventor de este sistema señaló que puede utilizarse en todo tipo de vegetación como pastos, bosques, campos, invernaderos y, sobretodo, en la producción de alimentos.

La lluvia sólida también fue probada en India en sembradíos que con el sistema tradicional requieren riegos de 80 litros, una vez por semana, a diferencia del método con Lluvia sólida, en el que sólo es necesario un riego de 50 litros cada tres meses.

En Colombia se implementó este novedosos método de irrigación, “los resultados indicaron un ahorro de 75 por ciento en los costos de riego, 100 por ciento en incremento de follaje y flores, y 300 por ciento en desarrollo de raíces”, explicó el investigador.

Eficacia probada
  • La eficacia del sistema se probó en 2005 tras un estudio comparativo en sembradíos de maíz en Autlán, Jalisco.
  • Para las pruebas se aplicaron los dos sistemas de riego: con el tradicional (lluvia de temporal) cosecharon 600 kilos y con el de lluvia Sólida obtuvieron 10 toneladas por hectárea.
  • Los beneficios también se comprobaron en Perote, Veracruz; La Piedad, Michoacán, y Topilejo, DF.
  • El egresado del IPN usó con éxito su invento en India con sembradíos de papaya, mango, cacahuate, algodón, trigo y palmeras de coco, y en Colombia en invernaderos de rosas y claveles.

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viernes, 6 de enero de 2012

Ciencia y tecnología. Tierra primitiva pudo haber tenido dos lunas

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Colisión con segunda luna perdida explicaría asimetría lunar


Colisión anterior con una compañera más pequeña podría explicar por qué la Luna tiene dos lados que se ven tan diferentes. Martin Jutzi y Asphaug Erik

La tierra una vez tuvo dos lunas que se fusionaron en una colisión en “cámara lenta”, que tuvo varias horas en completarse, proponen los investigadores en la revista Nature.

Ambos satélites se habrían formado a partir de los desechos expulsados cuando un protoplaneta del tamaño de Marte chocó contra la Tierra al final de su período de formación. Considerando la teoría tradicional de que la Luna bebé rápidamente arrastró cualquier material disperso alrededor de la tierra o por su velocidad venciera a la fuerza de gravedad y fuera expulsado al espacio interestelar, la nueva teoría sugiere que un cuerpo sobrevivió, estacionado en un punto gravitatoriamente estable en el sistema Tierra-Luna.

Varios “puntos de Lagrange” existen, pero los dos más estables están en la órbita de la Luna, 60º por delante o 60° por detrás.

Las huellas de esta "otra" luna permanecen en una dicotomía misteriosa entre la cara visible de la Luna y su cara oculta, dice Erik Asphaug, un científico planetario de la Universidad de California, Santa Cruz, quien es co-autor del estudio junto a Martin Jutzi, ahora de la Universidad de Berne.

La cara visible de la Luna está dominada por llanuras de lava de baja altitud, mientras que su lado más lejano está formado por tierras altas. Pero el contraste es más profundo en la corteza: en el lado oscuro es 50 kilómetros más gruesa que en el lado cercano.

Lo que esto sugiere, dice Asphaug, es que algo ha "deformado" la capa de KREEP (más cercana) que consolidó a un lado de la Luna, después que el resto de la corteza se había solidificado. Un impacto, según él, es la explicación más probable.

"Por definición, una gran colisión se produce en un solo lado", dice, "y se crea una asimetría, a menos que el mundo se derrita completo".

Asphaug y Jutzi han creado un modelo de computadora que muestran que el estado actual de la Luna puede ser explicado por una colisión con una luna hermana de una trigésima parte de masa de la Luna, o alrededor de 1,000 kilómetros de diámetro.

Esa luna podría haber sobrevivido en un punto de Lagrange el tiempo suficiente para que su capa superior y la de la Luna se consolidaran, así como que la capa más profunda (KREEP) de la Luna permaneció líquida.

Mientras tanto, las fuerzas de marea de la Tierra que podrían haber causado las dos lunas emigrarían hacia el exterior. Cuando llegaron cerca de un tercio de la distancia actual de la Luna (un proceso que tomaría decenas de millones de años), la gravedad del Sol se habría convertido, entonces, en un jugador significativo en su dinámica orbital.

"Los puntos de Lagrange se vuelven inestables y cualquier cosa atrapada allí está a la deriva", dice Asphaug. Poco después, las dos lunas se encontraron. Pero debido a que estaban en la misma órbita, el choque fue a una velocidad relativamente baja.

"No es un caso típico de la formación de cráteres, donde una 'bala' excave un cráter mucho mayor que la bala", dice Asphaug. "Aquí, se hace un cráter de sólo alrededor de una quinta parte del volumen del impactador… ".

Como un panqueque
En las primeras horas después del impacto, la gravedad habría aplastado al impactador en una capa relativamente delgada, pegada en la parte superior de la corteza existente de la Luna. "Se termina como un panqueque", dice Asphaug. 

El impacto ha empujado a la capa de KREEP aún líquida hacia el lado opuesto de la Luna.

La teoría de Apshaug no es el único intento de explicar la dicotomía lunar. Otros se han acogido a los efectos de marea de la gravedad de la Tierra, o las fuerzas convectivas de las rocas de enfriamiento en el manto de la Luna.

"El hecho de que el lado cercano de la Luna se ve muy diferente a la cara oculta ha sido un enigma desde los albores de la era espacial", dijo Francis Nimmo, uno de los autores de un artículo de 2010 en Science proponiendo las fuerzas de marea como la cause.

Pero a pesar de su modelo de competencia, Nimmo (un colega de Asphaug en Santa Cruz, pero no de los autores del nuevo estudio) llama a la nueva teoría "elegante".

Y Peter Schultz de la Universidad Brown en Providence, Rhode Island, lo llama "interesante" y "provocativa", a pesar de su teoría propia sobre un choque de alto ángulo en el polo sur de la Luna, que él cree que ha presionado material de la corteza hacia el norte para formar las tierras altas de la cara oculta.

"Todo esto es muy divertido y nos dice que hay preguntas fundamentales que se mantienen sobre la Luna", dice.

La próxima misión de la NASA GRIAL, diseñada para sondear el interior de la Luna con mediciones precisas de su gravedad, puede ayudar a averiguar lo que sucedió hace millones de años. "Pero al final", dice Schultz, "nuevas muestras lunares pueden ser necesarias."

Los puntos de Lagrange, también denominados puntos L o puntos de libración, son las cinco posiciones en un sistema orbital donde un objeto pequeño, sólo afectado por la gravedad, puede estar teóricamente estacionario respecto a dos objetos más grandes, como es el caso de un satélite artificial con respecto a la Tierra y la Luna.


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