Sistemas planetarios más allá del Sistema Solar

Durante los días 27 al 29 de agosto, la Universidad Autónoma de Madrid ha organizado el curso de verano “Sistemas planetarios más allá del Sol” en la residencia “La Cristalera”, localizada en la sierra madrileña. A continuación proporcionamos un resumen de las charlas impartidas por los diversos ponentes, todos ellos reconocidos investigadores en sus respectivos campos.

Carlos Eiroa durante la inauguración del curso.

Formación de Estrellas y Planetas
Ricardo Hueso
Universidad del País Vasco

La primera charla del curso de veranos nos ha mostrado claramente la extraordinaria planetodiversidad que se ha puesto de manifiesto desde los descubrimientos iniciales en 1993 (planetas alrededor de estrellas de neutrones) y 1995 (alrededor de estrellas similares al Sol). El Sistema Solar se nos presenta entonces como un caso particular, con una diferenciación clara entre su parte interna y la parte más externa. Un aspecto interesante es que el isótopo del alumino 26Al, con una vida media para su desintegración radiactiva de unos 0.75 millones de años, se puede utilizar para la datación del Sistema Solar, permitiendo afirmar que la nebulosa inicial a partir de la cual se formó fue enriquecida poco antes por una supernova cercana. En cualquier caso, los discos circunestelares son representan consecuencias necesarias en la formación de una estrella. En ellos, existe una evolución del gas y el polvo que los conforman, así como una condensación de hielos.

Ricardo Hueso al comienzo de su presentación sobre la formación de estrellas y sistemas planetarios.

En el Sistema Solar, los planetas gigantes se formaron a partir de núcleos de material helado, creados durante los primeros 5 millones de años. Con posterioridad, comenzaron a acretar el gas cercano presente en disco circunestelar. La nebulosa de gas se disiparía en los primeros 10 millones de años años. Los planetas telúricos se formaría más tarde, a partir de los planetesimales. Las regiones de formación de planetas gigantes y de tipo terrestres fueron distintas, y parece ser que hubo una migración, bastante lenta en el caso de Urano y Neptuno (en un proceso que duraría unos 100-500 millones de años). Habría habido un gran bombardeo tardío que duró unos 700 millones de años. Las primeras señales de vida en la Tierra aparecerían unos 1000 millones de años después de la formación del Sistema Solar. Con posterioridad ha habido una importante evolución atmosférica y biológica, con impactos cada vez menos frecuentes.

Los primeros cinco millones de años.

Una vez que la temperatura baja lo suficiente como para que los hielos se condensen, se forman pequeñas partículas, que se depositan sobre el plano del disco. Así, el hielo crece por agregación hasta pocos centímetros de diámetro. La agregación sigue, hasta formarse los planetesimales, hasta 10 km, En ese momento, la gravedad empieza a ser relevante, y la agregación comienza a ser más rápida.

A Mercurio, Marte y a los asteroides en el cinturón les falta masa. ¿Qué es lo que ha ocurrido? Es una evidencia de que parte de la masa fue expulsada. Fue debido a la fuerte atracción gravitatoria sobre los planetesimales que estuvieron presentes en las órbitas de Marte y el cinturón. En el caso de Mercurio, es el propio Sol el que causo este efecto.

La formación de planetas gigantes presenta las siguientes características:
- Se forman a partir de planetesimales ricos en agua.
- Agrupamiento hasta protoplanetas de 5-10 la masa de Tierra en unos 5-10 millones de años.
- Acretamiento posterior del gas.

De ser este modelo correcto, en el núcleo de Júpiter debería haber un núcleo de esta masa, esencialmente de hielo. Este modelo predice que la composición de gases nobles, que no se condesan, debería ser la misma que la del Sol. Sin embargo, Galileo midió una abundancia aproximadamente el doble que la solar. Un modelo alternativo implica que la nebulosa protosolar debería tener una masa mucho mayor. El disco, muy masivo, se fragmentaría en una formación similar a la de las estrellas, pero daría lugar a la formación muy rápida de demasiados planetas. Además, no se formarían planetas en el interior. Tal vez no sea adecuado para el Sistema Solar, pero sí para sistemas exoplanetarios con planetas muy masivos.

Migración de planetas: interacción planeta-disco, en un planeta de baja masa, incluyendo:
- Movimientos hacia el interior de manera muy rápida (migración de tipo I).
- Si el planeta es de alta masa, la migración es de tipo II, y vacía gran parte del disco. La migración es muy lenta. Estos huecos pueden ser medidos con la instrumentación actual.
- Un tipo III de migración, desbocada, hacia dentro o fuera.

De planetesimas a planetas en 100 millones de años.-

Las simulaciones que intentan dar cuenta de la formación de planetas telúricos que ocurrirían durante los primeros 100 millones de años, son de gran complejidad. El crecimiento oligárquico, simulaciones son caóticas (estocásticas), que dependen fuertemente de los parámetros iniciales.

El Sistema Solar
Frank Marchis
Departamento de Astronomía, Universidad de California, Berkeley, y SETI Institute

Esta presentación no ilustra sobre las características del Sistema Solar en el contexto exoplanetario, haciendo hincapié en los planetas de tipo terrestres y en Júpiter y Saturno resaltando sus similitudes y diferencias.

Los planetas telúricos, incluyendo ilustraciones correspondientes a sus respectivas atmósferas. Imagen tomada de la presentación de Franck Marchis.

Un aspecto muy importante es la comparación entre los planetas telúricos, incluyendo desde a geología hasta la atmósfera. La evolución de la actividad tectónica es importante para el mantenimiento de vida sobre nuestro planeta. Sin embargo, ¿de dónde viene la diferencia entre las características físicas y químicas de las atmósferas?

Los procesos geológicos y atmosféricos crean el ciclo de agua en nuestro planeta, algo que es verdaderamente único. También existe un ciclo de dióxido de carbono, concentrado en los océanos y las rocas del fondo marino. Así que ambos interactúan fuertemente.

Métodos de detección de planetas extrasolares: propiedades y características
Gael Chauvin
Observatorio de Grenoble

Una muy interesante y completa introducción de la historia de los descubrimientos y de las metodologías (indirectas, tales como velocidad radial, “timing” en púlsares, microlente gravitacionales, tránsitos; e imagen profunda, tales como tránsito secundario y clásico).

La técnica de la velocidad radial

El método de la velocidad radial nos permite indagar sobre las propiedades orbitales y físicas en la parte más interna de los sistemas exoplanearios, hasta unas cinco unidades astronómicas (la distancia media entre la Tierra y el Sol, equivalente a 150 millones de kilómetros). La frecuencia de exoplanetas, en una muestra total de unas 4000 estrellas, es del 7 %, con masas entre 7 veces la masa de la Tierra y 20 veces la masa de Júpiter, y todo tipo de excentricidades en las órbitas.

Gael Chauvin mostrando imágenes obtenidas por la técnica de óptica adaptativa.

Estructura de la atmósfera mediante los tránsitos. Es reseñable la importancia de eliminar las falsas detecciones debido a eclipses parciales de binarias estelares, o por enanas marrones. La combinación de los datos de los tránsitos con la información que nos proporciona la técnica de velocidad radial, nos muestra que las densidades de los exoplanetas (y las estructuras internas) son muy distintas. Además. Este método nos permite recolectar información sobre la posible atmósfera y las propiedades superficiales del exoplaneta, mediante el estudio de los inicios y finales de los eclipses, y también durante los eclipses secundarios (por la emisión térmica el propio planeta) o por los efectos de la irradiación según la fase orbital.

Imágenes profundas

La exploración de la parte más externa por imagen profunda. La óptica adaptativa, junto a la coronografía, han supuesto una verdadera revolución, y han permitido la obtención de la primera imagen de un exoplaneta por imagen directa: 2M1207. Este sistema, formado por una enana marrón y un exoplaneta, nos plantea grandes problemas sobre su propia formación.

Enanas marrones: relación con planetas gigantes
María Rosa Zapatero
Instituto de Astrofísica de Canarias

Las Enanas marrones, objetos subestelares caracterizados por la ausencia de reacciones nucleares, representan en el eslabón intermedio entre las estrellas y los exoplanetas. Así, el estudio de ellos desde una visión global, nos proporciona un tapiz completo con detalles sobre sus propiedades y evolución.

Espectros infrarrojos de dos enanas marrones de tipo espectral T y de varios planetas gigantes y de tipo terrestre pertenecientes al Sistema Solar. Imagen tomada de la presentación de M.R. Zapatero Osorio,

Utilizando un espectro de transmisión de la Tierra, obtenido recientemente durante el eclipse de Luna del pasado día 15, nos ha mostrado diferentes compuestos moleculares que podrían ser utilizados como biomarcadores, como es el caso de oxígeno molecular, ozono, dióxido de carbono y metano.

Discos exoplanetarios: análogos extrasolares del Cinturón de Kuiper y de la Luz Zodiacal
Amaya Moro-Martín
Princeton University

Las estrellas de cierta edad, superiores a los 10 millones de años, pueden poseer unos tenues discos de polvo con una masa similar a la de la Luna y localizados en un toro con radio mínimo de unas 10 unidades astronómicas (UA) y máximo de unas 100 UA. Se suelen detectar como luz dispersa en el óptico e infrarrojo cercano, o por emisión térmica (en el infrarrojo medio hasta milimétrico). Estos discos están formados por material procesado, no por polvo formado durante la evolución inicial de la estrella y de su disco circunestelar (que ha podido dar lugar a la formación de un sistema planetario). Por tanto, la presencia de un disco de este tipo implica la presencia de planetesimales, que son los bloques iniciales en la formación de planetas.

Amaya Moro-Martín durante su presentación.

En el Sistema Solar, la masa del cinturón de Kuiper (de su disco de debris) es de una diez milésima de la masa de la Luna. Así, la cantidad de materia de un cinturón disminuye por la propia erosión (al colisionar entre si inducidas por objetos del tamaño de Plutón) y por eyecciones dinámicas (expulsión más allá del Sistema Solar debida a la migración de planetas). Esto se produjo durante los primeros 700 millones de años (el denominado bombardeo pesado tardío). También hay colisiones entre planetesimales que dan lugar una gran cantidad de polvo. Un ejemplo sería la familia de asteroides Veritas, que sería responsable del 25 % de la luz zodiacal y que tal vez se produjo por colisión hace unos 8 millones de años.

Planetas extrasolares terrestres
Helmut Lammer
Space Research Institute. Graz. Austria

El estudio comparativo de los objetos pertenecientes al Sistema Solar pone de manifiesto que un aspecto muy importante es el hecho que los objetos tipo Tierra también incluyen algunos satélites que orbitan en torno a Júpiter y Saturno, tales como Titán. Este tipo de astros también pueden encontrarse en un sistema exoplanetario, y en principio podría tener las características adecuadas para desarrollar actividad biológica.

Clasificación de los planetas y satélites masivos según sus propiedades y sus condiciones de habitabilidad. Imagen tomada de la presentación de Helmut Lammet.

La zona de habitabilidad clásica es aquella en la cual las condiciones astronómicas, geofísicas y climatologías permiten la presencia de agua líquida en la superficie del planeta o satélite. Sin embargo, puede realizarse una clasificación más sofisticada que el la que diferentes ambientes y posibles biosferas son consideradas (con cuatro posibles ambientes, dependiendo de las condiciones iniciales y de la evolución). De especial importancia es la tectónica de placas, que controla parcialmente la composición y condiciones físicas de la atmósfera, y la actividad magnética, que protege de los efectos de la estrella central, como es el efecto del viento estelar.

Un aspecto importante es la propia evolución de la estrella. En el caso del Sol, el análisis de análogos solares nos muestra aspectos muy importantes de la cantidad de energía emitida con el tiempo, así como la propia actividad estelar.

La evolución de la composición química de la atmósfera terrestre ha sido bastante compleja, a partir de una gran riqueza en dióxido de carbono pasando por un estado intermedio con gran cantidad de metano, hasta el oxigeno, que empezó a aparecer hace unos 2500 millones de años. Esta evolución será muy diferente en posibles planetas terrestres que orbiten en torno a estrellas diferentes (de tipo espectral K o M).

Detección de planetas terrestres: de COROT a Darwin.
Vincent Coude du Foresto
Observatorio de Paris

La pregunta que realmente subyace es: ¿hay vida más allá de la Tierra? Sin embargo, un problema inicial es la propia definición del termino “vida”. Por otra parte, ¿es posible detectar vida de forma remota? La respuesta es positiva, al menos dentro del Sistema Solar. Existen varios ejemplos, como la Gran Barrera de Coral (La estructura viva más fácilmente distinguible desde el espacio) o el experimento realizado por la sonda Galileo durante un vuelo rasante sobre nuestro planeta, a sugerencia de Carl Sagan, antes de ser insertado definitivamente en la órbita de Júpiter. Esto es relativamente sencillo debido al hecho de que la atmósfera terrestre se encuentra muy lejos del equilibrio químico. La propia existencia de grandes cantidades de oxigeno es un claro indicativo de actividad biológica. El desafío ahora es la detección de planetas tipo Tierra fuera del Sistema Solar y la presencia de actividad biológica en los mismos. Misiones como Darwin, que pudiera ser lanzado dentro de unos 20 años, tienen este objetivo.

Perspectiva con los asistentes al curso.

Durante las noches, se realizaron observaciones astronómicas, coordinadas por Carlos Hoyos. El curso se cerró con una activa mesa redonda, con el tema “Hacia la identificación de otros entornos habitables fuera del Sistema Solar”, que incluía como ponentes Vincent Coude du Foresto, Francisco Anguita y David Barrado.

Fuente | weblogs.madridmasd.org

Leer más...

2012: No habrá llamarada solar asesina

Podríamos estar en medio de un descomunal espectáculo de fuegos artificiales en 2012. El Sol se aproximará a su pico en el ciclo de 11 años, conocido como “máximo solar”, por lo que es de esperar una gran actividad en el Sol. Algunas predicciones colocan el máximo del Ciclo Solar 24 como más energético que los últimos máximos solares de 2002 y 2003 (¿recuerdas todas esas llamaradas de clase X batiendo los registros?). Los físicos solares están entusiasmados con este nuevo ciclo y los nuevos métodos de predicción se están poniendo en uso. ¿Deberíamos preocuparnos?

De acuerdo con uno de los muchos escenarios apocalípticos que hemos presentado anteriormente en el final del mundo basado en las profecías mayas para el año 2012, éste en realidad tiene algo de base científica. Es más, puede existir cierta correlación entre el ciclo solar de 11 años y los ciclos temporales vistos en el calendario maya, ¿tal vez esta antigua civilización comprendió cómo el magnetismo del Sol sufre cambios de polaridad cada década aproximadamente? Además, los textos religiosos (tales como la Biblia) dicen que en el día del Juicio Final implicará una gran cantidad de fuego y azufre. ¡Por lo que parece, vamos a quedar asados vivos por nuestra propia estrella el 21 de diciembre de 2012!

Antes de pasar a las conclusiones, demos un paso atrás y pensemos en todo esto. Como la mayoría de distintas formas en las que el mundo terminará en 2012, la posibilidad de que el Sol expulse una descomunal llamarada solar dañina hacia la Tierra es muy atractiva para los apocalípticos. Pero echando un vistazo a lo que realmente sucede durante un evento de llamaradas solares dirigidas hacia la Tierra, la Tierra en realidad está muy bien protegida. Aunque algunos satélites pueden no estarlo…

La Tierra ha evolucionado en un entorno altamente radiactivo. El Sol lanza constantemente partículas de alta energía desde su superficie dominada por el magnetismo en forma de viento solar. Durante el máximo solar (cuando el Sol está en su etapa más activa), la Tierra puede ser lo bastante desafortunada como para estar en el punto de mira de una explosión con la energía de 100 mil millones de bombas como la que se lanzó en Hiroshima. Esta explosión es conocida como llamarada solar y sus efectos pueden causar problemas aquí en la Tierra.

Antes de echar un vistazo a los efectos colaterales en la Tierra, vamos a observar en Sol y comprender brevemente por qué se enfada tanto cada 11 años aproximadamente.

El Ciclo Solar

Primero, y más importante el Sol tiene un ciclo natural de aproximadamente 11 años. Durante el tiempo de vida de cada ciclo, las líneas de campo magnético del Sol son arrastradas alrededor del cuerpo solar mediante una rotación diferencial en el ecuador solar. Esto significa que el ecuador gira más rápido que los polos magnéticos. Conforme esto continúa, el plasma solar arrastra las líneas de campo magnético alrededor del Sol, provocando tensión y acumulando energía. Conforme incrementa la energía magnética, se forman ondas en el flujo magnético, forzándolos a ir a la superficie. Estas ondas se conocen como bucles coronales los cuales se hacen más numerosos durante los periodos de alta actividad solar.

Aquí en donde entran en juego las manchas solares. Conforme los bucles coronales continúan surgiendo en la superficie, las manchas solares aparecen también, a menudo situadas en la base de los bucles. Los bucles coronales tienen el efecto de empujar las capas más calientes de la superficie del Sol (la fotosfera y cromatosfera) hacia los lados, exponiendo la zona de convección más fría (las razones de porqué la superficie solar y la atmósfera están más calientes que el interior se deben al fenómeno de calentamiento de la corona). Conforme la energía magnética se acumula, se puede esperar que cada vez mayor flujo magnético sea forzado a unirse. Aquí es donde tiene lugar el fenómeno de reconexión magnética.

La reconexión es el disparador de las llamaradas solares de distintos tamaños. Tal y como informamos anteriormente, las llamaradas solares varían entre las “nanollamaradas” a las “llamaradas de case-X” que son eventos muy energéticos. Se da por supuesto que las mayores llamaradas solares pueden generar la energía de 100 mil millones de explosiones atómicas, pero no dejes que esta cifra te preocupe. Para empezar, estas llamaradas tienen lugar en la corona baja, justo al lado de la superficie solar. Es decir, a caso 160 millones de kilómetros de distancia (1 UA). La Tierra no está ni mucho menos cerca del estallido.

Cuando las líneas de campo magnético solar liberan una enorme cantidad de energía, el plasma solar se acelera y queda confinado en un entorno magnético (el plasma solar son partículas supercalentadas como protones, electrones y algunos elementos ligeros como núcleos de helio). Cuando interactúan las partículas del plasma, pueden generarse rayos-X si las condiciones son las adecuadas y es posible el bremsstrahlung. (El Bremsstrahlung tiene lugar cuando las partículas cargadas interaccionan, dando como resultado una emisión de rayos-X). Esto puede crear una llamarada de rayos-X.

El problema con las llamaradas solares de rayos-X

El mayor problema con una llamarada de rayos-X es que tenemos poco aviso sobre cuándo va a suceder, dado que los rayos-X viajan a la velocidad de la luz. Los rayos-X de una llamarada de clase-X alcanzarán la Tierra en aproximadamente ocho minutos. Cuando los rayos-X impactan en nuestra atmósfera, son absorbidos por la capa más externa conocida como ionosfera. Como ya podrás adivinar por el nombre, este en un entorno altamente cargado y reactivo, lleno de iones (núcleos atómicos y electrones libres).

Durante eventos solares tan potentes, los índices de ionización entre los rayos-X y los gases atmosféricos se incrementan en las regiones D y E de la ionosfera. Esto provoca un aumento súbito en la producción de electrones en estas capas. Estos electrones pueden causar interferencias en el paso de las ondas de radio a través de la atmósfera, absorbiendo las señales de radio de onda corta (en el rango de frecuencia alto), bloqueando posiblemente las comunicaciones globales. Estos eventos son conocidos como “Perturbaciones Ionosféricas Súbitas” (o SIDs) y se hacen lugares comunes durante los periodos de alta actividad solar. Es interesante apuntar que el incremento en la densidad de electrones durante una SID aumenta la propagación de las ondas de radio de Muy Baja Frecuencia (VLF), un fenómeno que los científicos usan para pedir la intensidad de los rayos-X que proceden del Sol.

¿Eyecciones de masa coronal?

Las emisiones de llamaradas solares de rayos-X son sólo parte de la historia. Si las condiciones son las adecuadas, podría producirse una eyección de masa coronal (CME) en el lugar de la llamarada (aunque los fenómenos pueden ocurrir de forma independiente). Las CMEs son más lentas en su propagación que los rayos-X, pero sus efectos globales aquí en la Tierra pueden ser más problemáticos. Puede que no viajen a la velocidad de la luz, pero aún así viajan bastante rápido; pueden llegar a un índice de 3,2 millones de km/h, lo que significa que pueden alcanzarnos en cuestión de horas.

Aquí es donde se pone gran parte del esfuerzo en la predicción del clima espacial. Tenemos un puñado de naves situadas entre la Tierra y el Sol en el Punto de Lagrange Tierra-Sol (L₁) con sensores a bordo para medir la energía e intensidad del viento solar. Cundo una CME pasa a través de su posición, las partículas energéticas y los campos magnéticos interplanetarios (IMF) pueden medirse directamente. Una misión conocida como Explorador de Composición Avanzado (ACE) se sitúa en el punto L₁ y proporciona a los científicos informes cada hora de la aproximación de una CME. ACE forma equipo con el Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO) y el Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres (STEREO), por lo que las CMEs pueden rastrearse desde la corona inferior hasta el espacio interplanetario, a través del punto L₁ hacia la Tierra. Estas misiones solares están trabajando activamente juntas para proporcionar a las agencias espaciales adelantos sobre una CME dirigida contra la Tierra.

Entonces, ¿qué sucede si una CME alcanza la Tierra? Para empezar, gran parte depende de la configuración magnética de la IMF (desde el Sol) y del campo geomagnético de la Tierra (la magnetosfera). Generalmente hablando, si ambos campos magnéticos están alineados con sus polaridades apuntando en la misma dirección, es altamente probable que la CME sea repelida por la magnetosfera. En este caso, la CME se deslizará sobre la Tierra, provocando algunos cambios de presión y distorsión en la magnetosfera, pero de cualquier forma pasará sin problemas. No obstante, su las líneas de campos magnéticos están en una configuración anti-paralela (es decir, las polaridades magnéticas en direcciones opuestas), puede tener lugar una reconexión magnética en los límites de la magnetosfera.

En este evento, la IMF y la magnetosfera se fusionarán, conectando el campo magnético de la Tierra con el del Sol. Esto configura la escena de uno de los eventos más sobrecogedores de la naturaleza: las auroras.

Satélites en peligro

Cuando el campo magnético de una CME conecta con el de la Tierra, se inyectan partículas de alta energía en la magnetosfera. Debido a la presión del viento solar, las líneas de campo magnético del Sol se centrarán en la Tierra, curvándose tras nuestro planeta. Las partículas inyectadas en el “lado diurno” serán canalizadas a las regiones polares de la Tierra donde interactuarán con nuestra atmósfera, generando la luz de las auroras. Durante esta época, el Cinturón de Van Allen se “supercargará”, creando una región alrededor de la Tierra que podría causar problemas en los astronautas desprotegidos y en los satélites sin escudos.
Como si no fuese suficiente con el Cinturón de Van Allen, los satélites podrían sucumbir a la amenaza de una atmósfera en expansión. Como sería de esperar, si el Sol golpea a la Tierra con rayos-X y CMEs, habrá un calentamiento inevitable y una expansión global de la atmósfera, posiblemente invadiendo las altitudes orbitales de los satélites. Si no lo comprobamos, un efecto de aerofrenado sobre los satélites podría provocar que se frenasen y cayeran. El aerofrenado se ha usado de forma extensiva como una herramienta de vuelo espacial para frenar las naves cuando se insertan en órbita alrededor de otro planeta, pero esto tendrá un efecto adverso sobre los satélites que orbitan la Tierra dado que cualquier disminución de la velocidad podría provocar una reentrada en la atmósfera.

También sentimos los efectos en el suelo

Aunque los satélites están en la primera línea, si hay una potente subida en las partículas energéticas que entran en la atmósfera, podremos sentir los efectos adversos aquí sobre la Tierra también. Debido a la generación de rayos-X en los electrones de la ionosfera, algunas formas de comunicación pueden entrecortarse (o eliminarse por completo), pero esto no es todo lo que puede suceder. En regiones a latitudes particularmente altas, una vasta corriente eléctrica, conocida como “electrojet”, puede formarse en la ionosfera gracias a estas partículas entrantes. Con una corriente eléctrica siempre viene un campo magnético. Dependiendo de la intensidad de la tormenta solar, las corrientes pueden ser inducidas aquí en el suelo, sobrecargando posiblemente las redes eléctricas nacionales. El 13 de marzo de 1989, seis millones de personas perdieron el suministro eléctrico en la región de Québec en Canadá después de un enorme incremento en la actividad solar causado por corrientes inducidas en el terreno. Québec quedó paralizado durante nueve horas mientras los ingenieros ideaban una solución al problema.

¿Puede nuestro Sol producir una llamarada asesina?

La respuesta corta a esta pregunta es “no”.

La respuesta larga es un poco más elaborada. Aunque una llamarada solar dirigida directamente contra nosotros, podría provocar problemas secundarios tales como daños en los satélites, lesiones a astronautas sin protección y apagones, la llamarada en sí no es lo bastante potente para destruir la Tierra, y ciertamente, no en 2012. Tengo que decir que, en el futuro lejano, cuando el Sol comience a agotar su combustible y se convierta en una gigante roja, podría ser una mala época para la vida en la Tierra, pero tendremos que esperar unos cuantos miles de millones de años a que eso suceda. Incluso podría existir la probabilidad de que varias llamaradas de clase-X se lancen a la vez y que por pura mala suerte nos impacten una serie de CMEs y estallidos de rayos-X, pero ninguno lo bastante potente como para superar nuestra magnetosfera, ionosfera y la gruesa atmósfera que hay debajo.

Las llamaradas solares “asesinas” han sido observadas en otras solar estrellas. En 2006, el observatorio Swift de la NASA vio la mayor llamarada solar jamás observada a 135 años luz de distancia. Con una liberación de energía estimada en 50 millones de billones de bombas atómicas, la llamarada de II Pegasi habría aniquilado la mayor parte de la vida en la Tierra si nuestro Sol hubiese disparado una llamarada de semejante energía. No obstante, nuestro Sol no es II Pegasi. II Pegasi es una violenta gigante roja con una compañera binaria en una órbita muy cercana. Se cree que la interacción gravitatoria con su compañera binaria y el hecho de que II Pegasi es una gigante roja son la raíz de este evento de llamarada energética.

Los apocalípticos apuntan al Sol como una posible fuente asesina para la Tierra, pero el hecho es que nuestro Sol es una estrella muy estable. No tiene una binaria compañera (como II Pegasi), tiene un ciclo predecible (de aproximadamente 11 años) y no hay pruebas de que nuestro Sol haya contribuido a ninguna de las extinciones masivas en el pasado a través de una enorme llamarada dirigida contra la Tierra. Se han observado grandes llamaradas solares (tal como la llamarada de luz blanca de Carrington en 1859)… pero aún seguimos aquí.

Para añadir otro giro más, los físicos solares están sorprendidos por la carencia de actividad solar en el inicio de este ciclo solar, lo que ha llevado a algunos científicos a especular que podríamos estar al borde de otro mínimo de Maunder y una “Pequeña Edad del Hielo”. Ésto está en total oposición con la predicción de los físicos solares de la NASA de 2006 sobre que este ciclo sería extraordinario.

Esto me lleva a concluir que aún tenemos que recorrer un largo camino en la predicción de llamaradas solares. Aunque la predicción del clima espacial está mejorando, pasarán algunos años antes de que podamos leer el Sol con una precisión suficiente para decir con alguna certeza cómo de activo será el ciclo solar. Por tanto, en lo que respecta a la profecía, predicción o mito, no existe una forma física de decir que la Tierra será golpeada por ninguna llamarada, mucho menos una enorme en 2012. Incluso si una gran llamarada nos impactase, no sería un evento de extinción. Sí, los satélites podrían quedar dañados provocando problemas secundarios como pérdida de GPS (lo que podría interrumpir el control de tráfico aéreo por ejemplo) o las redes energéticas nacionales quedas sobrecargadas por electrojets de auroras, pero nada más extremo que eso.

Pero espera, para solventar este problema, los apocalípticos ahora dirán que una gran llamarada solar nos impactará justo cuando el campo magnético de la Tierra se debilite e invierta, dejándonos sin protección ante los estragos de una CME… Las razones de porqué esto no va a suceder en 2012 merecen su propio artículo. Por lo que queda a la espera del siguiente artículo sobre 2012 “2012: No habrá inversión geomagnética”.

Fuente | Ciencia kanija

Leer más...

Choque de cúmulos provee pistas sobre materia oscura

Una poderosa colisión entre cúmulos galácticos ha sido capturada por el Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio de rayos-X Chandra. El descubrimiento provee evidencia y nuevos conocimientos sobre la materia oscura.

Las nuevas observaciones del cúmulo conocido como MACSJ0025.4-1222 indican que una titánica colisión separó a la materia ordinaria de la materia oscura. Esto proporciona una confirmación independiente de un efecto similar detectado previamente en el Cúmulo Bullet(Bala, en inglés) también conocido como 1E 0657-56, mostrando así que aquel caso previo no es un caso anómalo.

De alguna forma, MACS J0025 puede ser pensado como una “precuela” del Cúmulo Bullet. Al estar a una mayor distancia (5.7 mil millones de años luz) los astrónomos están viendo una colisión que ocurrió mucho antes que la del Cúmulo Bala.

Existe, sin embargo, una importante diferencia entre ambos: este nuevo sistema descubierto no contiene una “bala”, es decir, un denso núcleo de gas que puede verse en movimiento a través del Cúmulo Bala. Sin embargo, la cantidad de energía involucrada en esta gigantesca colisión ahora descubierta es casi tan extrema como la encontrada en el Cúmulo Bala.

MACSJ0025 se formó luego de una enormemente energética colisión entre dos grandes cúmulos. Usando imágenes de luz visible de Hubble, los astrónomos fueron capaces de inferir la distribución total de la masa -ya sea materia normal u oscura. El Hubble fue usado para mapear la materia oscura (coloreada en azul) usando una técnica conocida como lente gravitacional. Los datos de Chandra permitieron a los astrónomos mapear con precisión la materia ordinaria, mayormente en forma de gas caliente, que resplandece brillantemente en rayos-X (mostrado en rosa).

Al fusionarse los cúmulos para formar MACSJ0025 a velocidades de millones de kilómetros por hora, el gas caliente en los cúmulos colisionó y se enlenteció, pero la materia oscura pasó a través de esta colisión. La separación entre el material mostrado en rosa y en azul, provee así de evidencia observacional para la materia oscura y apoya la visión de que las partículas de la materia oscura interactúan entre sí muy poco o nada, además del tirón gravitacional.

Uno de los grandes logros de la astronomía moderna ha sido el establecer un inventario del contenido de materia y energía del universo. La llamada materia oscura forma parte de hasta un 23% del contenido, cinco veces más que la materia ordinaria. Estos nuevos hallazgos en MACS J0025 confirman los descubrimientos anteriores.

El equipo de astrónomos en el estudio fue liderado por Maruša Bradač de la Universidad de California, Santa Barbara y Steve Allen del Instituto Kavli de la Universidad de Stanford. Sus resultados aparecerán en una próxima edición de The Astrophysical Journal.

Fuente | Ultimas noticias del cosmos

Leer más...

Realizadas excavaciones profundas por la Phoenix durante su nonagésimo día en Marte

La siguiente muestra de suelo marciano que se tomará para su análisis, procederá de una zanja unas tres veces más profunda que cualquiera de las anteriores que ha realizado el vehículo Phoenix de la NASA. El martes 26 de agosto, la cuchara del brazo robótico de la Phoenix, tomará una muestra de suelo del fondo de la zanja designada como “stone soup” [sopa de piedra], que posee una profundidad de unos 18 cm.

El martes será el nonagésimo día desde que aterrizó la Phoenix en el planeta rojo y representa el tiempo establecido inicialmente para la principal misión de la Phoenix. La NASA ha ampliado la duración de la misión hasta septiembre, pero corre el tiempo para el osado vehículo, dado que se está acercando el invierno en la región polar marciana.

La muestra de suelo procedente del fondo de esta zanja, será introducida en la tercera celdilla del laboratorio químico para su análisis por vía húmeda. Este Laboratorio Portátil, junto con el Microscopio y el Analizador Electroquímico y Conductivímetro (MECA), se han utilizado anteriormente solo dos de sus cuatro celdillas para análisis de suelos.

Michael Hecht, científico jefe para el MECA del JPL, ha manifestado que “En las dos primeras celdillas hemos analizado muestras procedentes de la superficie y de la interfase de hielo y los resultados parecen similares. Nuestro objetivo para la Celdilla nº 3 es utilizarla como exploratoria para tratar de ver algo que sea diferente. El interés por la Stone Soup es debida a que en esta región profunda se podrían recoger y concentrar distintas clases de sustancias”.

Stone Soup, se encuentra en el límite de la depresión natural inferior situada entre dos montecillos poligonales que caracterizan la llanura ártica donde aterrizó la sonda Phoenix. La zanja está situada hacia la izquierda, o sea, hacia el oeste, y representa la zona final de trabajo del brazo robótico en el lado norte de la Phoenix.

Cuando se excavó cerca del polígono central, se tropezó con una capa de tierra helada tan dura como el hormigón, de unos 5 cm por debajo de la superficie. En la región poligonal cercana a Stone Soup no se ha encontrado aún una capa de hielo como la anterior.

“La depresión existente entre las regiones de forma poligonal constituye una especie de trampa donde se pueden acumular objetos”, manifestó Hetch. “Durante un largo espacio de tiempo, puede incluso ser una región por donde discurra hacia el centro, el material que se desprende de las zonas laterales.

El equipo de científicos ha designado dos lugares definitivos como sitios de toma de las siguientes muestras que serán trasladadas al Laboratorio de Análisis. El fin de semana pasado, “hemos tenido un conflicto entre Stone Soup y la materia blanca encontrada en la fosa denominada “upper Cupboard”, y ganó Stone Soup. Hetch dijo que “hemos sido capaces de confirmar que la sustancia blanca era un depósito rico en sales, tendríamos que haberlo analizado, pero fuimos incapaces de confirmarlo con distintos métodos.

Los dos lugares seleccionados para la toma de muestras ofrecían la oportunidad de obtener más información acerca de la distribución de sales en la zona de trabajo de la Phoenix, que podría constituir un indicador acerca de si hubo o no presencia de agua líquida. La sal se habría concentrado en los lugares que podrían haber estado mojados.

Mientras se procedía a trasladar la muestra desde Stone Soup al Laboratorio de Análisis por vía húmeda, también se utilizó el Thermal and Evolved Gas Analizer (Analizador térmico del gas emitido), para examinar la muestra de suelo recogida la semana pasada de otra zanja a una profundidad intermedia entre la superficie y la dura capa helada.

Fuente | LatinQuasar

Leer más...

Resuelto el misterio de las estrellas jóvenes cerca de agujeros negros

El misterio de cómo pueden formarse las estrellas dentro de la profundad gravedad de un agujero negro ha sido resuelto por un equipo de astrofísicos de las Universidades de St. Andrews y Edimburgo.

El equipo, patrocinado en parte por el Consejo de Instalaciones Tecnológicas y Científicas (STFC), realizó el descubrimiento tras desarrollar simulaciones por ordenador de nubes gigantes de gas que estaban siendo aspiradas hacia un agujero negro. La nueva investigación puede ayudar a los científicos a lograr una mejor comprensión del origen de las estrellas y los agujeros negros supermasivos en nuestra galaxia y el universo. El nuevo descubrimiento se publicará en la revista Science esta semana (22 de agosto de 2008).

Hasta ahora, los científicos había quedado desconcertados por cómo podían formarse las estrellas alrededor de un agujero negro, dado que las nubes moleculares – los lugares normales de nacimiento de las estrellas – quedarían destrozados por el inmenso tirón gravitatorio del agujero negro.

No obstante, el nuevo estudio del profesor Professor Ian Bonnell (St. Andrews) y el Dr. Ken Rice (Edimburgo) encontró que las estrellas parecen formarse a partir de discos de forma elíptica, el remanente de una gigantesca nube de gas desgarrada por su encuentro con el agujero negro.

El descubrimiento de cientos de jóvenes estrellas, de gran masa y formando órbitas ovales alrededor de un agujero negro tres millones de veces más masivo que el Sol, y en el centro de nuestra galaxia, se describe como uno de los descubrimientos recientes en astrofísica más apasionantes.

El Prof. Bonnell comenta que “Estas simulaciones muestran que las estrellas jóvenes pueden formarse en la vecindad de los agujeros negros supermasivos siempre que exista un suministro razonable de nubes de gas desde el exterior de la galaxia.

Las simulaciones, realizadas por el supercomputador SGI Altix de la Alianza física de Universidades Escocesas (SUPA) SGI – que necesitó de un año de tiempo de cálculo – siguieron la evolución de dos nubes de gas gigantes separadas de hasta 100 000 veces la masa del Sol, conforme caían al agujero negro supermasivo.

Las simulaciones muestran cómo las nubes son destrozadas por el inmenso tirón gravitatorio del agujero negro. Las desgajadas nubes forman patrones en espiral conforme orbitan el agujero negro; los patrones en espiral eliminan energía cinética del gas que pasa cerca del agujero negro y la transfieren al gas que pasa más lejos. Esto permite que parte de la nube sea capturada por el agujero negro mientras que el resto escapa. En estas condiciones, sólo las estrellas con gran masa son capaces de formarse y estas estrellas heredan las órbitas excéntricas del disco. Estos resultados encajan con las dos principales propiedades de las estrellas jóvenes del centro de la galaxia: gran masa y órbita excéntrica alrededor del agujero negro supermasivo.

El Dr. Rice comenta que “El elemento crucial fue el modelado del calentamiento y enfriamiento del gas dado que nos decía cuánta masa es necesaria por parte del gas para tener la suficiente gravedad como para superar la propia presión del gas, y por tanto formar una estrella. El calor está causado por la extrema compresión de la nube conforme se estira y desgarra por el tirón del agujero negro. Esto se equilibra con el enfriamiento, el cual requiere un conocimiento detallado de cómo de rápido escapa la radiación de la nube”.

El Profesor Bonnell concluye que, “Las estrellas actualmente presentes alrededor del agujero negro supermasivo de la galaxia tienen tiempos de vida relativamente cortos de aproximadamente ~10 millones de años, lo que sugiere que este proceso es probablemente repetitivo. Tal suministro continuo de estrellas en la vecindad del agujero negro, y una dieta de gas acretado directamente, puede ayudarnos a entender el origen de los agujeros negros en nuestra galaxia y otras del universo”.

Fuente | Ciencia kanija

Leer más...

Cúmulo galáctico gigante visto en los inicios del universo

Los astrónomos han observado el mayor cúmulo de galaxias jamás visto en el universo lejano.

El descubrimiento de este lejano grupo, que se estima que contiene tanta masa como mil galaxias grandes, ofrece más pruebas de la existencia de la enigmática fuerza conocida como energía oscura.

“Este es el más luminoso, y por tanto probablemente el más masivo, cúmulo de galaxias descubierto en esta época”, dijo Georg Lamer del Instituto de Astrofísica en Potsdam, Alemania, quien lideró el equipo del descubrimiento. “La luz que observamos se inició hace aproximadamente 7700 millones de años. Esto es aproximadamente la mitad de la edad del universo, por lo que es hace bastante tiempo, y está muy lejos”.



Cuando los astrónomos observan objetos lejanos, están mirando hacia atrás en el tiempo, en este caso viendo objetos que están a 7700 millones de años luz de distancia.

Lamer y su equipo descubrieron el cúmulo, conocido por su nombre de catálogo, 2XMM J083026+524133, por casualidad mientras estudiaban una porción del cielo para un catálogo de fuentes de rayos-X. Usando el observatorio orbital de rayos-X, XMKM-Newton, de la Agencia Espacial Europea, observaron un objeto extremadamente brillante sin ninguna galaxia visible en las cercanías de la luz óptica visible.

Tras notar el objeto aberrante, tomaron una exposición más profunda con el Gran Telescopio Binocular en Arizona y determinaron que la fuente de la luz era un lejano grupo de galaxias que contenían la masa aproximada de 1000 Vías Lácteas.

Los astrónomos dicen que el descubrimiento ofrece la prueba de la misteriosa fuerza conocida como energía oscura que los científicos creen que impulsa la expansión acelerada del universo. La energía oscura se cree que cuenta aproximadamente con el 70 por ciento del universo, mientras que la porción restante está hecha de materia normal y su enirmática hermana la materia oscura.

“La existencia del cúmulo sólo puede explicarse con la energía oscura”, dijo Lamer.

Dado que la energía oscura está contribuyendo al estiramiento del universo, y acelera el proceso de separación de las galaxias entre sí, dificultaría el crecimiento de cúmulos galácticos masivos en épocas más recientes.

Para probar la energía oscura, los científicos comparan la frecuencia de estos cúmulos masivos hoy con respecto a épocas anteriores. Si no hubiese energía oscura, se esperará que los cúmulos crecieran de forma relativamente rápida, por lo que los cúmulos mayores que vemos ahora serían relativamente pequeños a la edad de la mitad del universo, y no serían cúmulos gigantescos.

“El hecho de encontrar estos cúmulos es una clara confirmación de la energía oscura”, dijo Lamer a SPACE.com. “Pasó hace mucho tiempo y es en realidad tan masiva como las más masivas que observamos en la actualidad. Sin la energía oscura observaríamos muchos más cúmulos masivos de lo que vemos en realidad”.

El descubrimiento se detallará en el próximo ejemplar de la revista Astronomy & Astrophysics.

Fuente | Ciencia kanija

Leer más...

Corrientes estelares en el halo galáctico

Un nuevo mapa de la Vía Láctea revela una complicada estructura de corrientes entrecruzadas de estrellas, no detectadas anteriormente.

Si bien la mayor parte de las estrellas de nuestra galaxia está concentrada en un disco bastante plano y en una bulbosa región central, el halo sería lo primero que encontraría un viajero intergaláctico cuando se acercara a nuestro universo-isla.

El halo comienza en el borde del disco, a unos 65 000 años-luz del centro galáctico y se extiende hasta unos 300 000 años-luz de distancia del centro. Está compuesto por cúmulos estelares, nubes de gas, materia oscura, y algunas estrellas solitarias. Algunos de estos componentes fueron robados por la Vía Láctea a galaxias enanas que pasaron cerca.

Modelo teórico de una galaxia como la Vía Láctea, mostrando corrientes de estrellas arrancadas de galaxias satélites destrozadas que se han unido a la galaxia central. Las estructuras que se ven en los mapas estelares SDSS-II apoyan la predicción de una Vía Láctea externa complicada. La región que se muestra tiena aproximadamente un millón de años-luz de lado; el Sol se encuentra a unos 25 000 años-luz del centro de la Vía Láctea, y en esta imagen aparecería como muy cercano al centro.

© K. Johnston, J. Bullock

Las corrientes estelares más grandes del halo han sido cartografiadas a lo lardo de la última década, pero nuevos datos obtenidos por la Prospección Digital Sloan del Cielo (Sloan Digital Sky Survey = SDSS-II) descubrieron muchas otras corrientes más pequeñas no conocidas anteriormente, remanentes de galaxias enanas que se aventuraron demasiado cerca y de algunas pocas compañeras supervivientes. Estas corrientes, entonces, son los restos de galaxias más pequeñas que han sido consumidas por la Vía Láctea.

Los nuevos descubrimientos fueron presentados el pasado 16 de agosto de 2008 en un simposio en Chicago.

Pequeñas corrientes, pequeña fracción

La prospección midió los movimientos de cerca de un cuarto de millón de estrellas en áreas seleccionadas del cielo, en busca de grupos que viajaran a la misma velocidad. La búsqueda descubrió 14 estructuras diferentes, 11 de las cuales nunca habían sido observadas previamente.

Como la investigación incluyó únicamente una pequeña fracción de la Vía Láctea, las 14 corrientes descubiertas “implican un enorme número, cuando extrapolamos el resto de nuestra galaxia”, dijo Kevin Schlaufman, un estudiante graduado de la Universidad de California en Santa Cruz.

Podría haber hasta cerca de 1 000 corrientes en los 75 000 años-luz interiores de la Vía Láctea, agregó Schlaufman, asumiendo que cada una de las 14 estructuras observadas es en realidad una corriente separada. Existe también la posibilidad de que realmente haya menos corrientes que simplemente han sido observadas en lugares diferentes.

Hilos de pasta

La investigadora Kathryn Johnston de la Universidad de Columbia describe al halo como “un entrevero de pasta”.

“En el centro de la galaxia, estos filamentos estelares se acumulan y simplemente se observa una mezcla uniforme de estrellas”, dijo. “Pero cuando se observa más lejos se comienzan a detectar hilos individuales, así como algunos rasgos más parecidos a montones de pasta que provienen de galaxias enanas que se encontraban en órbitas más alargadas”.

Las galaxias enanas que pasan cerca de la Vía Láctea pueden ser estiradas por las fuerzas gravitatorias hasta convertirse en hilos de pasta, que se enroscan alrededor de la galaxia a medida que las estrellas trazan los mismos senderos orbitales a velocidades diferentes, dijo Johnston.

Heidi Newberg, del Instituto Politécnico Rensselaer, y su estudiante graduado Nathan Cole han estado intentando seguir algunos de estos filamentos a medida que los mismos se enroscan en su camino alrededor de la galaxia.

“El poner las piezas todas juntas a representado un gran reto”, dijo Cole, “porque la corriente que proviene de una galaxia enana puede enroscarse alrededor de la Vía Láctea y pasar a través de corrientes de estrellas arrancadas de otras galaxias enanas”.

Newberg y Cole descubrieron al menos dos estructuras superpuestas, y quizás tres o más, en la dirección de la constelación de Virgo, donde las imágenes SDSS revelaron un exceso de estrellas que cubría un área enorme del cielo. Las mediciones de velocidad pueden ser utilizadas para separar los sistemas que se superponen, algunos de los cuales provienen de un brazo gravitatorio de la galaxia enana de Sagitario.

Sobrevivientes

Los datos SDSS revelaron también 14 enanas supervivientes compañeras de la Vía Láctea, incluyendo a dos nuevos descubrimientos anunciados en el simposio. Estas galaxias satélites se encuentran orbitando dentro del halo de materia negra invisible cuya gravedad mantiene unida a la Vía Láctea.

Las enanas recién descubiertas son mucho menos luminosas que las conocidas antes de la prospección. Aunque SDSS puede detectar enanas ultra-tenues, solamente puede hacer si están cerca, de modo que podría haber varios centenares o incluso más dentro del oscuro halo de la Vía Láctea.

“El SDSS nos ha enseñado mucho sobre la Vía Láctea y sus vecinos”, dijo Johnston. “Pero todavía estamos recién comenzando a cartografiar la galaxia en un modo comprehensivo, y hay todo un tesoro de descubrimientos allí afuera esperando por la nueva generación de prospecciones, incluyendo a las dos nuevas inspecciones de la Vía Láctea que serán llevadas a cabo por SDSS-III”.

Vista total desde la Tierra de toda la prospección 2MASS de la Vía Láctea.

Fuente | El atril del orador

Leer más...