Una cisterna de helio del KSTAR, que forma parte del sistema de refrigeración del reactor. Foto: wikipedia.org

Un equipo de físicos surcoreanos ha logrado encender y mantener estable durante 20 segundos una réplica del Sol en miniatura dentro de un dispositivo de fusión nuclear. A partir de hidrógeno, los científicos obtuvieron un plasma (el cuarto estado de la materia) compuesto de iones calientes que superó los 100 millones de grados de temperatura.

Según la información difundida por el Instituto Coreano de Energía de Fusión, se trata de un nuevo récord mundial, puesto que varios centros científicos y este mismo proyecto, conocido bajo las siglas KSTAR, solo consiguieron mantener temperaturas de 100 millones de grados durante lapsos de tiempo significativamente más cortos.

Así, el máximo anterior establecido a finales de 2018 por los investigadores coreanos fue de solo 1,5 segundos y en 2019 esa marca fue elevada a 8 segundos en al menos dos ocasiones.

Esta tecnología, puesta en práctica asimismo en Reino Unido, Francia y otros países europeos, aparte de Estados Unidos y China, se basa en la separación de los iones y los electrones de los átomos del hidrógeno para generar el plasma. El segundo elemento estructural del sol, el helio, también participa en esta plataforma experimental, pero dentro de un sistema de refrigeración.

Las siglas KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, o Investigación avanzada de Tokamak superconductor de Corea) se refieren a una clase de instalación experimental construida por primera vez en la Unión Soviética, mientras que la 'T' central de 'Tokamak' son un acrónimo de palabras rusas que se traducen como “cámara toroidal con bobinas magnéticas”. Esta cámara es el eslabón central de la plataforma de fusión surcoreana, situada en la ciudad de Daejeon.

El récord se hizo posible gracias a una mejora en el rendimiento del sistema de transporte interno de materiales que ha permitido al instituto superar las limitaciones naturales de sobrecalentamiento que afrontan asimismo otros centros de estudios nucleares.

“Las tecnologías requeridas para operar largo tiempo el plasma a 100 millones de grados son clave para hacer viable la energía de fusión”, explicó el director del KSTAR, Si-woo Yoon. En su opinión, el logro de su plataforma representa “un importante punto de inflexión en la carrera por asegurar las tecnologías para operar el plasma de alto rendimiento a largo plazo”, algo que en el futuro servirá para la “fusión nuclear comercial”.

25 diciembre 2020

(Con información de RT Español)

Interior de un prototipo de detector de neutrinos para la mina de Dakota del Sur, construido con finas mallas metálicas en el CERN./CERN. — CERN./CERN

El proyecto DUNE es el más importante de física fundamental en Estados Unidos de las últimas décadas.

Homestake fue la mayor y más profunda mina de oro de de Norteamérica hasta que se cerró en 2002 tras 125 años de funcionamiento. Este remoto lugar de Dakota del Sur se convirtió oficialmente en 2007 en un laboratorio subterráneo de física fundamental, aunque ya mucho antes se habían instalado en sus profundas cavernas algunos experimentos, incluido uno que mereció el premio Nobel. Ahora se anuncia la nueva etapa para convertir la mina en sede del megaproyecto científico más importante de las últimas décadas en Estados Unidos, el Long-Baseline Neutrino Facility, dedicado a estudiar las partículas fundamentales llamadas neutrinos.

Para hacer realidad este enorme detector de neutrinos hará falta excavar 800.000 toneladas de rocas para obtener tres gigantescas cavernas conectadas, de siete pisos de altura, a más de kilómetro y medio de profundidad, que puedan albergar los detectores y el equipamiento complementario en una superficie de 16.000 metros cuadrados. Es seguramente una de las mayores y más difíciles obras públicas de ingeniería que se realizarán en Estados Unidos esta década y se ha adjudicado a la compañía minera Thyssen Mining, ha anunciado el laboratorio nacional Fermilab, que coordina este proyecto internacional con el que Estados Unidos quiere recuperar protagonismo en la física de partículas. Se utilizarán explosivos y una tuneladora de cuatro metros de diámetro.

En los cuatro módulos de detección subterráneos en la mina, llamados DUNE y que están aislados de cualquier tipo de interferencia, se recibirá un intenso haz de neutrinos procedentes de un acelerador de partículas, la otra pata del proyecto, que se construye a 1.300 kilómetros de distancia en Fermilab (Illinois). Los neutrinos son las partículas con masa más abundantes en el Universo pero resultan sumamente difíciles de detectar porque apenas interactúan con el resto de la materia. Saber más sobre su papel en la existencia de la materia, buscar fenómenos subatómicos que contribuyan a la unificación de las fuerzas o poder ser testigos del nacimiento de una edtrella de neutrones o un agujero negro son algunos de los objetivos de este proyecto. En él participan más de 1.000 científicos de 30 países, entre ellos España, y pretende ser la base de la investigación internacional sobre neutrinos durante décadas, siguiendo en las huellas de otros detectores en lugares profundos, como el canadiense Snolab (antes Sudbury) o el italiano Gran Sasso.

El megaproyecto está financiado con fondos públicos, en su mayor parte a través del Departamento de Energía, y también con aportaciones del Estado de Dakota del Sur y donaciones como la del mecenas Denny Sanford, que dio nombre al laboratorio subterráneo en la antigua mina. Sin embargo, como en todos los grandes proyectos, el aspecto económico es un problema. Han aumentado los costes previstos sobre los 2.600 millones de dólares presupuestados, en parte porque los socios internacionales remolonean en concretar su participación, y se teme que el proyecto tenga que retrasarse o recortar sus objetivos iniciales. La pandemia del coronavirus tampoco ayuda.

Por otra parte, que empiece la excavación a gran escala constituye un hito en el proyecto científico pero desde hace años están en marcha los preparativos para construir el laboratorio. La cooperación con el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), otra gran instalación científica, es estrecha y en sus instalaciones junto a Ginebra se están ensayando los prototipos de detectores que se instalarán en Sanford, construidos con piezas procedentes de varios países. "La comunidad de física de partículas está preparándose de varias formas para cuando esté listo DUNE", ha comentado Stefan Soldner-Rembold, de la Unversidad de Manchester y portavoz de esta infraestructura. "Es un ejemplo estupendo de colaboración; mientras se excava en Dakota del Sur, los socios de DUNE en todo el mundo están diseñando y construyendo las partes de los detectores".

En la propia mina se han ensayado a pequeña escala las explosiones controladas para ensanchar las cavernas. El plan es subir las rocas a la superficie por un elevador, triturarlas y luego transportarlas por la ruta de un antiguo tranvía minero hasta una gigantesca corta a cielo abierto situada en las proximidades, que data de los años 80 del pasado siglo. Todo ello hay que hacerlo con el menor impacto ambiental posible y sin trastocar los otros experimentos que se llevan a cabo en la antigua mina. La excavación durará unos tres años y se espera que el detector esté listo en 2026.

embargo, vendrá después de que esté terminada la obra civil, porque los detectores contendrán unas 70.000 toneladas de argón líquido, que debe mantenerse a 184 grados bajo cero. Como hacer llegar el argón a tal profundidad y cómo mantenerlo a esa bajísima temperatura solo es posible con tecnologías que derivan de las utilizadas en la industria del gas natural. Los físicos de partículas, sin embargo, tienen ya una amplia experiencia con estos sistemas criogénicos que luego encuentran aplicaciones en otros aspectos técnicos no ligados a la investigación física, como por ejemplo en medicina.

24/11/2020 07:48

El Nobel de Física, a Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Ghez por sus trabajos sobre los agujeros negros

 

Sus investigaciones han contribuido a revelar el secreto más oscuro de la Vía Láctea, declaró el jurado

 

Estocolmo. El británico Roger Penrose, el alemán Reinhard Genzel y la estadunidense Andrea Ghez fueron galardonados este martes con el premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre "los agujeros negros", de los que nada se escapa, ni siquiera la luz.

La Real Academia de las Ciencias sueca concedió la mitad del premio a Penrose, de 89 años, por demostrar "que la formación de un agujero negro es una predicción sólida de la teoría de la relatividad general" y la otra mitad a Genzel, de 68, y Ghez, de 55, por descubrir "un objeto compacto y extremadamente pesado en el centro de nuestra galaxia", explicó el jurado.

Ghez es la cuarta mujer que gana un Nobel de Física, el más masculino de los seis prestigiosos galardones, una distinción que la científica afirmó tomarse "muy en serio".

"Estoy encantada de poder servir de modelo para las mujeres jóvenes que se plantean ir hacia este ámbito", sostuvo.

Aunque a muchos nos fascina, "muy pocas personas entienden lo que es un agujero negro. Las leyes de la física cerca de uno son tan diferentes de las que operan en la Tierra, es muy difícil de conceptualizar", admitió la astrónoma, quien reside en California.

Entidad de la que nada escapa

Penrose ha utilizado desde 1965 las matemáticas para probar que los agujeros negros pueden formarse y convertirse en una entidad de la que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Sus cálculos demostraron que son una consecuencia directa de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

El científico británico era cercano a su célebre compatriota astrofísico Stephen Hawking, fallecido en 2018. Un Nobel para él habría sido "bien merecido", comentó el profesor en una rueda de prensa.

Juntos "probaron matemáticamente que cuando una estrella muy masiva colapsa, termina en agujero negro", explicó Luc Blanchet, del Instituto de Astrofísica de París.

Desde los años 90, Genzel y Ghez han investigado conjuntamente el centro de la Vía Láctea, donde comprobaron la existencia de un agujero negro supermasivo, bautizado Sagitario A*.

Utilizando los mayores telescopios para estudiar las órbitas de las estrellas cercanas, comprobaron matemáticamente mediante la atracción gravitacional la existencia de un objeto invisible y con una masa equivalente a unas 4 millones de veces la del Sol.

Los estudios de estos científicos han contribuido a conocer "el secreto más oscuro de la Vía Láctea", aclamó el jurado.

La canciller alemana, Angela Merkel, a través de su portavoz, expresó su "gran agradecimiento" a su compatriota Genzel por su "trabajo pionero".

En el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Genzel contó haber derramado "algunas lágrimas", pensando que debía esperar muchos años para la distinción. "Una de las cualidades que un investigador necesita para ganar un Nobel es vivir mucho", bromeó.

Los agujeros negros supermasivos son un enigma de la astrofísica, sobre todo por la manera en que llegan a ser tan grandes, y su formación centra muchas investigaciones. Los científicos piensan que devoran, a una velocidad inaudita, todos los gases interestelares que los rodean.

Una primera imagen revolucionaria de estos fenómenos cósmicos fue revelada al mundo en abril de 2019 por un equipo internacional del Event Horizon Telescope, que registro las radiaciones emitidas por el disco de acreción que rodea al agujero negro en el centro de la Galaxia M87, a más de 50 millones de años luz de la Tierra.

"Es la edad de oro para la investigación sobre los agujeros negros", declaró Shep Doeleman, director del proyecto.

En 2019, el Nobel de Física fue para tres cosmólogos, el canadiense-estadunidense James Peebles, quien siguió los pasos de Einstein para aclarar los orígenes del universo, y los suizos Michel Mayor y Didier Queloz, quienes revelaron la existencia de un planeta fuera del sistema solar.

Los Nobel se están anunciando esta semana como estaba previsto, pero debido a la pandemia se canceló la ceremonia de entrega de los premios, programada para el 10 de diciembre en Estocolmo.

Los galardonados recibirán el premio en su país de residencia.

El lunes, el de Medicina fue otorgado a los estadunidenses Harvey Alter y Charles Rice, con el británico Michael Houghton, por su sus hallazgos sobre el virus causante de la hepatitis C. Este miércoles se anunciará el de Química, el jueves el de Literatura, el viernes el de la Paz y el lunes el de Economía.

La superficie del segundo planeta del sistema solar está a 864º F (462º C), ¡tan caliente como para derretir plomo! Foto: dottedhippo/iStock.

Este lunes se dio a conocer que en lo alto de la atmósfera de Venus se halló fosfina (PH3), uno de los potenciales marcadores biológicos y sustancias químicas que pueden evidenciar la presencia de organismos microbianos. Los científicos no afirman que su descubrimiento signifique que en las capas altas de la atmósfera de Venus hay vida y solo indican que la presencia de la fosfina muestra que en el planeta puede haber procesos químicos desconocidos para la ciencia.

La fosfina es un gas tóxico que no tiene color ni olor en estado puro, y en la Tierra está asociado con entes orgánicos. La inhalación de este gas, y sobre todo la exposición prolongada al mismo, puede causar náuseas, vómitos, bronquitis, falta de aliento, convulsiones, edema pulmonar, daño del hígado, problemas de la vista y del habla e incluso la muerte.

Se conocen solo dos formas de obtener la fosfina: en el proceso industrial —el gas se produjo para su uso como agente de guerra química en la Primera Guerra Mundial—, y como parte de algún tipo de función poco conocida en animales y microbios. Algunos científicos lo consideran un producto de desecho, mientras que otros no.

Los productos de fosfina, utilizada hoy en día en las industrias de los plásticos y semiconductores y también como insecticida en granos almacenados y para fabricar retardantes de llamas, huelen a ajo o a pescado podrido.

La Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades de EE.UU. (ATSDR, por sus siglas en inglés) indica que la fosfina puede inflamarse y explotar a temperatura ambiente, y en pequeñas cantidades puede surgir de forma natural a partir de la degradación de materia orgánica.

¿Qué tiene que ver con la vida extraterrestre?

Como en la Tierra la fosfina puede ser producto de microorganismos anaerobios, en 2019 la propusieron para considerar como una biofirma para buscar la vida en exoplanetas. El gas cumple con la mayoría de los criterios para ser catalogado de esta manera, pero su detección es bastante difícil.

La atmósfera de Venus contiene muchos compuestos de azufre y prácticamente carece de vapor de agua y oxígeno, lo que la convierte en un lugar extremadamente inadecuado para la aparición de formas de vida proteínicas, pero existen teorías que aceptan la posibilidad de que algunos microorganismos podrían adaptarse a las condiciones tan extremas y vivir en las capas altas de la atmósfera del planeta gracias a complejas reacciones químicas.

Las biofirmas —y la presencia de la fosfina sigue siendo un potencial marcador biológico— pueden ayudar a confirmar o refutar esta hipótesis. En el caso de Venus, los propios investigadores que formaron parte del estudio subrayaron que la detección de este gas no puede considerarse como una evidencia sólida de la presencia de vida microbiana, y únicamente apunta a procesos geológicos o químicos potencialmente desconocidos para la comunidad científica.

No obstante, el administrador de la NASA, Jim Bridenstine, ha calificado el hallazgo de un "avance más significativo hasta ahora en sustanciar el caso de la vida fuera de la Tierra". "Hace unos diez años la NASA descubrió vida microbiana a 120.000 pies en la atmósfera superior de la Tierra. Es hora de dar prioridad a Venus", escribió en su cuenta de Twitter.

15 septiembre 2020

(Con información de AP y RT)

Simulación de una fusión de agujero negro binario.Foto Afp

 

Descubren la colisión de dos hoyos negros que creó uno nuevo de tamaño jamás visto // Tardó 7 mil millones de años en revelarse a la ciencia

 

Washington. Los agujeros negros no dejan de causar extrañeza, incluso a los astrónomos. Acaban de detectar la señal de una antiquísima colisión violenta de dos de ellos que creó uno nuevo de tamaño jamás visto.

“Es la explosión más violenta desde el Big Bang que haya observado la humanidad”, señaló Alan Weinstein, del Instituto Tecnológico de California y miembro del equipo que efectuó el descubrimiento.

Demoró 7 mil millones de años en revelarse a la ciencia: un agujero negro masivo de un nuevo tipo, fruto de la fusión de dos agujeros negros, fue observado directamente por primera vez gracias a las ondas gravitacionales, anunciaron ayer dos estudios.

Este hallazgo constituye la primera prueba directa de la existencia de agujeros negros de masa intermedia (entre 100 y 100 mil veces más masivos que el Sol) y podría explicar uno de los enigmas de la cosmología, esto es, la formación de estos objetos supermasivos presentes en varias galaxias, incluida la Vía Láctea.

¡Es una puerta que se abre sobre un nuevo paisaje cósmico!, se felicitó en rueda de prensa Stavros Katsanevas, director de Virgo, uno de los dos detectores de ondas gravitacionales que captaron las señales de este nuevo agujero negro.

Se trata de regiones del espacio tan densas que ni siquiera dejan escapar la luz. Los observados hasta ahora eran de dos tamaños en general. Unos son “pequeños”, llamados agujeros negros estelares, formados cuando se colapsa una estrella y su tamaño es alrededor del de una ciudad pequeña. Los otros son los supermasivos, millones o miles de millones de veces más masivos que el Sol, en torno de los cuales giran galaxias enteras.

Según estimaciones de los astrónomos, no tenía sentido que los hubiera de dimensiones intermedias porque las estrellas que crecían demasiado antes de colapsar se consumen sin dejar agujeros negros.

Según los científicos, el colapso de una estrella no podía crear un agujero negro estelar mucho mayor que 70 veces la masa de nuestro Sol, explicó Nelson Christensen, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia.

Sin embargo, en mayo de 2019 dos detectores captaron una señal que resultó ser la energía de dos agujeros negros estelares –cada uno de ellos demasiado grande para ser un estelar– que chocaban entre sí. Uno tenía 66 veces la masa de nuestro Sol y el otro 85 veces.

Resultado de ello fue el primer agujero negro intermedio que se haya descubierto con 142 veces la masa del Sol.

En la colisión se perdió una enorme cantidad de energía bajo la forma de una onda gravitatoria, que viaja por el espacio a la velocidad de la luz. Esa es la onda que captaron el año pasado los físicos en Estados Unidos y Europa por medio de detectores llamados LIGO y Virgo. Tras descifrar la señal y verificar el trabajo, los científicos publicaron los resultados este miércoles en las revistas Physical Review Letters y Astrophysical Journal Letters.

Debido a que los detectores permiten captar las ondas gravitatorias como señales de audio, los científicos pudieron escuchar la colisión, que por ser tan violenta y dramática, duró apenas una décima de segundo.

“Suena como un golpe sordo, no como gran cosa en un parlante”, concluyó Weinstein.

(Con información de Afp)

Hicieron una importante contribución al planeta azul en su formación. La gráfica fue tomada de un video captado por un conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles. Foto Afp

 

Hallaron en condritas de enstatita suficiente hidrógeno como para proveer con al menos tres veces la masa del líquido de sus océanos

 

 El agua cubre 70 por ciento de la superficie de la Tierra y es una sustancia crucial para la vida, pero cómo llegó el líquido hasta aquí sigue siendo materia de debate científico.

Equipo de científicos franceses dio un paso para solucionar este añejo acertijo tras el anuncio en una publicación en la revista Science de que logró identificar las rocas espaciales que pudieron traer el agua a la Tierra.

La cosmoquímica Laurette Piani, quien lideró la investigación, señaló que, al contrario de teorías prevalecientes, el agua del planeta podría haber estado contenida en sus bloques esenciales.

Según los primeros modelos que explican la formación del sistema solar, los grandes discos de gas y polvo que se arremolinaban alrededor del Sol y terminaron formando los planetas interiores estaban demasiado calientes como para formar hielo.

Esto podría explicar las condiciones de esterilidad de Mercurio, Venus y Marte, pero no del planeta azul, con sus vastos océanos, una atmósfera húmeda y su geología bien hidratada.

La idea más frecuente es que el agua apareció en una etapa posterior, traída por un objeto extraterrestre, y los principales sospechosos son los meteoritos que poseen el líquido en abundancia, conocidos como condritas carbonáceas.

El problema, sin embargo, era que su composición química no coincide plenamente con la de las rocas de la Tierra.

Además, esas condritas se formaron en las afueras del sistema solar, lo que baja su probabilidad de haber golpeado al planeta cuando era joven.

Bloques fundamentales

Otro tipo de meteoritos, llamado condritas de enstatita, posee una composición química mucho más cercana, lo que indica que constituyen los bloques fundamentales que formaron la Tierra y los otros planetas interiores.

De estas rocas, que se formaron cerca del Sol, se asumía que eran demasiado secas para justificar las enormes reservas de agua del planeta.

Para probar si esa presunción era cierta, Piani y sus colegas de la Universidad de Lorraine utilizaron una técnica de medición llamada espectrometría de masas para cuantificar el contenido de hidrógeno en 13 condritas de enstatita.

Hallaron que las rocas contenían suficiente hidrógeno como para proveer a la Tierra con al menos tres veces la masa de agua de sus océanos.

También midieron los dos tipos de hidrógeno, conocidos como isótopos, porque la proporción relativa de éstos es muy diferente entre distintos cuerpos del sistema solar.

"Encontramos que la composición de hidrógeno isotópico de las condritas de enstatita es similar a la del agua almacenada en el manto terrestre", destacó Piani, quien comparó el hallazgo a una coincidencia en el ADN.

La investigación no excluye que más agua haya llegado luego de otras fuentes, como cometas, pero indica que las condritas de enstatita realizaron un aporte significativo a la cantidad del líquido de la Tierra en su etapa de formación.

El hallazgo "aporta un elemento crucial a este rompecabezas", escribió Anne Peslier, científica de la NASA, en una editorial que acompaña la publicación.

Captura de imagen de una animación de computadora que muestra el plano de la expansión que ha tenido durante los 14 mil millones de años de su existencia. Foto Afp

Científicos del mundo lo lograron tras el análisis de galaxias y cuásares

 

Ginebra. Astrofísicos del mundo publicaron este lunes el mayor mapa en tres dimensiones del universo visible, tras el análisis de cuatro millones de galaxias y cuásares.

"Ese trabajo ofrece simplemente la historia de la expansión del universo más completa hasta la actualidad", subrayó Will Percival, de la Universidad de Waterloo y uno de los investigadores involucrados en el proyecto.

El mapa, fruto de una colaboración de más de 20 años de algunos cientos de científicos surgidos de una treintena de instituciones, fue preparado a partir de la última Exploración Digital Celeste Sloan (por el nombre de la fundación que la financió).

Gracias a los trabajos teóricos sobre el Big Bang, así como a la observación del fondo difuso cosmológico (la radiación residual de microondas dejada por esa explosión), los primeros instantes del universo son relativamente bien conocidos por los investigadores.

Los estudios realizados sobre las galaxias y las medidas de distancia dieron una buena comprensión de la expansión del universo que ha ocurrido durante los casi 14 mil millones de años de su existencia.

"Quedaban pendientes algunos datos entre el inicio del universo y el periodo actual", explicó Kyle Dawson, de la Universidad de Utah y uno de los líderes del trabajo.

"En 2012, lancé el proyecto con la idea de producir el mapa más completo del universo en tres dimensiones, utilizando por primera vez como marcadores las galaxias que todavía producen estrellas y los cuásares", sostuvo Jean-Paul Kneib, astrofísico de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).

El mapa muestra filamentos de materia y vacíos que definen la estructura del universo desde que se hizo transparente a la luz, cuando solamente habían pasado 380 mil años desde el Big Bang.

Respecto de la parte relativa al universo ubicado a 6 mil millones de años luz, los investigadores observaron las galaxias más viejas y rojizas. Para las más lejanas, se concentraron en las más jóvenes, las azules.

Con la finalidad de ir más lejos, o sea hasta 11 mil millones de años-luz de distancia, utilizaron cuásares, los agujeros negros supermasivos ubicados en el centro de muchas galaxias y que son los objetos más luminosos por la cantidad de energía que irradian cuando la materia que los rodea cae en su interior.

"Gran inflación"

El mapa muestra que en cierto momento la expansión del universo se aceleró y después siguió su ritmo. La teoría astrofísica llama a ese periodo "la gran inflación".

Esta aceleración parece debida a la presencia de energía oscura, elemento teórico nunca detectado, que se integra a la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, pero cuyo origen aún no es comprendido, indicó la EPFL.

Los astrofísicos han sabido durante décadas que el universo se está expandiendo, y fue el astrónomo estadunidesne Edwin Hubble quien en la primera mitad del siglo XX descubrió la constante de esa aceleración.

Científicos del CERN descubrieron una partícula nunca observada antes

El Centro Europeo de Física de Partículas (CERN) anunció este miércoles el descubrimiento de una nueva partícula formada por cuatro quarks que, según los investigadores, ayudará a entender la forma en que éstos interactúan para formar los protones y neutrones que se encuentran en el núcleo de los átomos.

Ni la partícula ni la clase a la que pertenecería habían sido observadas con anterioridad, y son especialmente raros dado que los quarks, partículas elementales mínimas en la física subatómica, se suelen agrupar en parejas o tríos para formar hadrones -de los que los protones y neutrones son ejemplos-.

El CERN señaló en un comunicado que se pudo dar con el hallazgo gracias a observaciones en el LHCb, uno de los cuatro equipos de experimentación situados en diferentes zonas del Gran Colisionador de Hadrones. A su vez, indicó que el descubrimiento fue presentado en un reciente seminario del centro y también publicado en la base de datos científicos arXiv.

La organización también explicó que los teóricos predijeron durante décadas la existencia de hadrones de cuatro y cinco quarks, descritos en ocasiones como tetraquarks y pentaquarks. Hace algunos años, experimentos como el LHCb pudieron confirmar la existencia de algunos de estos hadrones “exóticos”.

Según el CERN, estas partículas con una rara combinación de quarks son “un laboratorio ideal para estudiar una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza conocidas, aquélla que enlaza protones, neutrones y el núcleo atómico que componen la materia”.

Además, resaltó que el estudio de estas interacciones es esencial para determinar si procesos extraños como esta combinación de cuatro quarks muestran una “nueva física” o cumplen el modelo estándar de esta ciencia, uno de los principales propósitos de la investigación iniciada en sus aceleradores de partículas.

De esta manera, el centro aseguró que si las partículas formadas por cuatro quarks son ya de por sí extrañas, la descubierta ahora lo es aún más al ser todos del mismo tipo, el llamado quark C (de “charm”, “encanto”), el cual es considerado una modalidad “pesada”.

 “Hasta ahora los experimentos sólo habían descubierto tetraquarks con dos quarks pesados como máximo, y nunca con más de dos del mismo tipo”, detalló el portavoz de LHCb, Giovanni Passaleva, en el comunicado.

El descubrimiento se consiguió analizando datos de colisiones de partículas en los últimos períodos de actividad del Gran Colisionador de Hadrones, de 2009 a 2013 y de 2015 a 2018. El Colisionador actualmente se encuentra cerrado por trabajos de renovación y mejora, y su reapertura se prevé para mayo de 2021.

Los investigadores aclararon que todavía no es posible determinar si la nueva partícula detectada es un verdadero tetraquark o es en realidad una pareja de partículas formadas por dos quarks. Sin embargo, cualquiera de los dos casos les ayudaría a probar modelos de interacción cuántica.

Imagen del cielo completo visto en rayos X por el telescopio espacial eRosita./MPE/IKI

La primera imagen de un nuevo telescopio espacial ruso alemán duplica el número de fuentes emisoras conocidas hasta ahora

 

La primera imagen completa del cielo en rayos X que ha obtenido un nuevo telescopio espacial de Rusia y Alemania es espectacular, pero los datos a partir de los que se ha generado son mucho más importantes. En ella figuran más de un millón de objetos calientes y energéticos, fenómenos violentos como los lejanos agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. El objetivo principal de la misión, llamada eRosita, es estudiar la misteriosa energía oscura.

El nuevo mapa del Universo, que cartografía las emisiones que no vemos en las observaciones en luz visible o en radio, muestra casi el doble de fuentes de rayos X que las identificadas durante los 60 años de existencia de este tipo de astronomía, explican los astrónomos del telescopio eRosita, lanzado en julio del año pasado. La imagen, una de varias más limitadas, es una presentación de millones y millones de datos. Por ejemplo, las unidades de luz, los fotones captados, se han coloreado en función de su energía de menos a más (del rojo al azul). Además hay que tener en cuenta, como en toda observación astronómica, que se está mirando hacia atrás en el tiempo, observando también radiación emitida cuando el Universo era más joven. En este aspecto se ha llegado cuatro veces más lejos.

"Esta imagen de todo el firmamento cambia por completo la forma en que vemos el universo energético; observamos una gran cantidad de detalles, la belleza de las imágenes es realmente impresionante", afirma Peter Predehl , investigador principal de eRosita en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE). Pero por delante, los científicos tienen años y años de estudio de todo lo que han captado en solo seis meses, más lo que captarán en los próximos años, dado que el último análisis parecido lo hizo el telescopio Rosat, hace 30 años, y entonces se remontó cuatro veces menos en tiempo y distancia.

Cómo se hizo el barrido del cielo en 360 grados para obtener finalmente, y tras mucho trabajo, esta imagen, merece una explicación. El telescopio eRosita va a bordo de un satélite que se mantiene en el segundo punto de Lagrange, un punto de equilibrio en el sistema Sol-Tierra situado a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. El satélite SRG es ruso y los instrumentos de eRosita alemanes.

El telescopio cuenta con siete cámaras y durante seis meses ha rotado de manera continua captando de forma uniforme todo lo que ve desde ese lugar de privilegio para la observación, dentro del Sistema Solar. Para generar la imagen, el cielo se ha proyectado en una elipse, en la que el corazón de la Vía Lactea está en el centro y la galaxia se extiende en horizontal. La Vía Láctea se ve sobre todo en azul porque al haber mucho polvo y gas entre medias en el plano galáctico solo se captan las fuentes más fuertes de rayos X. Encima se distingue en colores rojizos la llamada burbuja local de gas caliente, que están atravesando el Sol y sus planetas. El gran punto blanco es Escorpio X-1, una estrella binaria que es el la fuente de rayos X más brillante.

En cuanto a lo que aparece fuera de la galaxia, la mayoría de las fuentes detectadas son núcleos activos de galaxias muy distantes, que contienen agujeros negros supermasivos, informa MPE. Estos se mezclan con cúmulos de galaxias, que se ven como manchas brillantes por el gas caliente confinado por halos de materia oscura. También hay estrellas solitarias y binarias, agujeros negros y restos de explosiones de supernova, así como fenómenos considerados menos frecuentes y exóticos, como la fusión de dos estrellas de neutrones. "El telescopio a menudo capta inesperadas explosiones de rayos X y tenemos que alertar a los telescopios terrestres inmediatamente para intentar comprender qué los produce", explica Mara Salvato, astrónoma del equipo.

Con esta información el proyecto quiere abordar problemas básicos de la cosmología actual, para entender la evolución del Universo. Cartografiar millones de galaxias activas para comprender el efecto de la gravedad en la formación de los 100.000 cúmulos existentes estimados es un objetivo, también relacionado con intentar entender la forma de actuar de la energía oscura, que tiene que contrarrestar la gravedad, en la aceleración de la expansión del Universo.

Para los astrofísicos rusos, el camino ha sido muy largo y dificultoso desde que desapareció la Unión Soviética. En el satélite van otros telescopios rusos complementarios de eRosita y SRG es la única misión ambiciosa de astrofísica que Rusia tiene activa en la actualidad. Hasta ahora, por lo menos, está siendo todo un éxito.

23/06/2020 07:32

Por MALEN RUIZ DE ELVIRA

Disco alrededor de la joven estrella donde se detectaron los signos del fenómeno.Foto Afp

Hasta ahora se han identificado miles de exoplanetas, pero poco se sabe acerca de cómo se forman, explican

 

Observaciones realizadas con el Telescopio Muy Grande (VLT, por sus siglas en inglés), del Observatorio Europeo Austral (ESO), captaron reveladoras señales del nacimiento de un sistema estelar. Alrededor de la joven estrella AB Aurigae hay un denso disco de polvo y gas en el que los astrónomos detectaron una estructura espiral prominente con un "giro" que marca el sitio donde se puede estar formando un planeta.

La característica observada podría ser la primera evidencia directa de un planeta recién nacido.

"Hasta ahora se han identificado miles de exoplanetas, pero poco se sabe sobre cómo se forman", afirmó Anthony Boccaletti, quien dirigió este estudio desde el Observatorio de París, Universidad PSL.

Los astrónomos saben que los planetas nacen en discos polvorientos que rodean a las estrellas jóvenes, como AB Aurigae, a medida que el polvo y el gas frío se amontonan. Las nuevas observaciones realizadas con el VLT, publicadas en la revista Astronomy & Astrophysics, proporcionan pistas cruciales para ayudar a los científicos a entender mejor este proceso.

"Necesitamos observar sistemas muy jóvenes para captar el momento en que se forman los planetas", señaló Boccaletti en un comunicado. Pero, hasta ahora, los astrónomos habían sido incapaces de obtener imágenes lo suficientemente nítidas y profundas de estos discos jóvenes para encontrar el punto exacto que marca el lugar donde puede estar naciendo un planeta.

Las nuevas imágenes presentan una impresionante espiral de polvo y gas alrededor de AB Aurigae, situada a 520 años luz de la Tierra, en la constelación de Auriga (el cochero). Este tipo de espirales indican la presencia de planetas recién nacidos, que "patean" el gas, creando "perturbaciones en el disco en forma de onda, algo así como la estela de un barco en un lago", explicó Emmanuel Di Folco, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (LAB), en Francia, que también participó en el estudio.

Puntos de perturbación

A medida que el planeta gira alrededor de la estrella central, esta onda toma forma de brazo espiral. En la nueva imagen de AB Aurigae, la región amarilla espiral que se ve cerca del centro, intensamente brillante (que, respecto de su estrella, se encuentra a la misma distancia que Neptuno del Sol), es uno de estos puntos de perturbación en el que el equipo cree que se está formando un planeta.

Las observaciones del sistema AB Aurigae realizadas hace unos años con el Atacama ALMA, del que ESO es socio, proporcionaron los primeros indicios de que se estaban formando planetas alrededor de la estrella. En las imágenes de este instrumento, los científicos vieron dos brazos espirales de gas cerca de la estrella, que se encuentran dentro de la región interior del disco.

Luego, en 2019 y principios de 2020, Boccaletti y un equipo de astrónomos de Francia, Taiwán, Estados Unidos y Bélgica, se propusieron captar una imagen más clara dirigiendo hacia la estrella el instrumento Sphere del VLT de ESO, en Chile. Las imágenes son las más profundas del sistema AB Aurigae obtenidas hasta la fecha.

Con el potente sistema de captación de imágenes de Sphere, los astrónomos pudieron ver la luz más débil proveniente de los pequeños granos de polvo y las emisiones del disco interior. Así, confirmaron la presencia de los brazos espirales detectados por primera vez por ALMA y también vieron otra característica destacada: un "giro", que indica la presencia de un planeta formándose en el disco.

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