Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 874593 veces)

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Detectada una galaxia formada 200 millones de años después del Big Bang

ASTRONOMÍA

Esta semana se publica en Nature una investigación que ha hallado una galaxia que data de la reionización, una época del universo aún inexplorada (se encuentra fuera de la sensibilidad de la mayoría de los telescopios), pero cuyo conocimiento resulta esencial para trazar la historia cosmológica. Científicos del CSIC y la Universidad del País Vasco, ambos en España, han participado en el proyecto.
El hallazgo, realizado con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, ha sido posible gracias al efecto de lente gravitatoria producido por un cúmulo de galaxias situado en la trayectoria de la luz de MACS1149‐JD, la galaxia recién detectada, cuya luminosidad se vio magnificada.
"La mayor parte de los objetos de este tipo que se conocen son extremadamente débiles y no se puede decir mucho sobre ellos más allá de que existen. Sin embargo, la luz que nos llega de MACS1149‐JD está amplificada casi 15 veces por el efecto de lente gravitatoria del cúmulo que se encuentra en su camino y que actúa como una lupa cósmica”, señala uno de los autores, Txitxo Benítez, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC).
“Esto nos permitirá estudiarlo en detalle con otros telescopios y, por tanto, caracterizar las propiedades de las primeras galaxias que aparecieron después del Big Bang", añade el científico.
La observación del universo lejano implica adentrarse en su pasado: debido al tiempo que la luz tarda en alcanzar la Tierra, vemos el Sol cuando era ocho minutos más joven. Así, si la luz de una galaxia ha tardado 13.200 millones de años en llegar, estamos viéndola tal y como era en el universo primitivo (el universo tiene una edad estimada de 13.700 millones de años). Ese es el caso de MACS1149‐JD, una galaxia muy débil que se halla entre las galaxias conocidas más distantes.
“Calculamos que esta galaxia pudo formarse hace unos 13.500 millones de años, lo que la sitúa en una etapa verdaderamente interesante: se estima que las primeras estrellas surgieron entre los 100 y los 250 millones de años tras el Big Bang y que fueron las responsables de la reionización del medio interestelar, poniendo fin a la ‘era oscura’", explica el investigador Alberto Molino, también del IAA.
“La luz ultravioleta de aquellas primeras estrellas comenzó a ionizar los átomos de hidrógeno neutro que poblaban el universo (y que absorbían la radiación, de ahí la ‘era oscura’) y el universo fue, paulatinamente, haciéndose transparente a la radiación, es decir, observable”, añade el experto.
Este trabajo se enmarca en el proyecto CLASH (Cluster Lensing and Supernova survey With Hubble, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo principal reside en aportar luz sobre la materia y la energía oscuras. CLASH lleva a cabo un estudio en detalle de 25 cúmulos de galaxias. Uno de ellos, MACS J1149+2223, causante de la amplificación de la luz de MACS1149‐JD, constituye una de las lentes más poderosas conocidas.

Fuente: CSIC

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Se resquebraja un modelo de 46 años de antigüedad de la física del plasma y cobra fuerza otro más antiguo

FÍSICA

Se han hecho estudios sobre plasmas ultracalientes. (Foto: Sam Vinko, University of Oxford)

Los primeros estudios en condiciones controladas sobre materia extremadamente caliente y densa han destronado a un modelo propuesto hace 46 años que era el usado hasta ahora para explicar cómo los iones influyen unos sobre otros en su comportamiento en un plasma denso.
Las nuevas mediciones contradicen el modelo más aceptado, que los científicos han usado durante medio siglo para describir las condiciones existentes en los plasmas.
El equipo internacional de Orlando Ciricosta y Justin Wark, ambos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, ha abordado, en su estudio más reciente, la cuestión de cómo los átomos en un plasma denso y caliente son afectados por su entorno.
A veces se dice que el plasma es el cuarto estado de la materia, tras el sólido, el líquido y el gaseoso, y en este caso el plasma estaría cientos de veces más caliente que la superficie del Sol.
Los investigadores han logrado averiguar la cantidad de energía necesaria para que los electrones abandonen los átomos con una fuerte carga eléctrica en un plasma denso. Esto era algo que nadie había podido comprobar adecuadamente.
Gracias a un sofisticado proyector de haces láser de rayos X, el LCLS, instalado en el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en Menlo Park, California, se lograron hacer las observaciones cuyo análisis aporta ahora nuevos y esclarecedores datos sobre los tipos de plasmas que los científicos necesitan crear para ensayar algunos conceptos de diseño de reactores de fusión nuclear, el proceso que da energía a las estrellas, en el cual los núcleos de átomos sometidos a una fuerte presión se acaban fusionando y en el proceso liberan grandes cantidades de energía.
Incluso las simulaciones por ordenador muy sofisticadas usadas para simular plasmas densos suelen emplear el modelo de 1966 para simular los efectos del entorno del plasma. El trabajo de Ciricosta y sus colegas mediante el LCLS ha mostrado ahora que ese modelo ampliamente usado no concuerda con los datos. En cambio, los datos encajan mucho mejor con un modelo anterior, de 1963.
Se espera que este hallazgo tenga amplias repercusiones en la comunidad de los físicos que estudian los plasmas. Los resultados del nuevo estudio serán de utilidad para una amplia gama de campos, que van desde la investigación destinada al uso de la fusión nuclear como fuente de energía, hasta entender mejor el funcionamiento interno de las estrellas.
El modelo de 1963 puede ser aplicado con facilidad para mejorar simulaciones usadas en varios campos de la ciencia. Sin embargo, la física exacta subyacente en el nuevo enfoque respaldado por el viejo modelo está aún lejos de ser conocida en profundidad, y se necesitará investigar más.

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Asombrosa duplicación del genoma entero de un pez hace 42 millones de años

BIOLOGÍA

Un pequeño pez espátula. (Foto iane Fenster/ San Francisco State University)

Con el fin de estudiar cómo se desarrollan las extremidades humanas, los científicos suelen comparar los genes que crean las extremidades presentes en los ratones con los genes que crean las aletas presentes en los peces. Investigaciones anteriores sobre los peces espátula han sugerido que los peces poseyeron las herramientas genéticas necesarias para desarrollar extremidades mucho antes de que apareciesen las criaturas de cuatro extremidades (tetrápodos) que dieron lugar a reptiles, aves, anfibios y mamíferos.
Sin embargo, el equipo de la bióloga Karen Crow, de la Universidad Estatal de San Francisco, en California, ha descubierto ahora que el pez espátula americano, conocido por su extraño y prominente morro, duplicó su genoma completo hace alrededor de 42 millones de años.
Este hallazgo puede agregar una nueva vuelta de tuerca a la historia de cómo aparentemente las aletas de ciertos peces evolucionaron hasta convertirse en extremidades de animales adaptados a vivir en tierra firme.
En la última década, el pez espátula ha sido una referencia evolutiva muy útil en bastantes estudios sobre la evolución, debido a que su posición en el árbol genealógico evolutivo le hace, en principio, bastante representativo del ancestro de los peces con osamenta a partir de los cuales surgieron los primeros tetrápodos. Sin embargo, el hecho de que los peces espátula experimentaran una duplicación en su genoma podría distorsionar lo que nos dicen sus genes sobre la transición de aletas a extremidades, tal como advierte Crow.
Lo descubierto por ella y sus colegas sugiere que podría ser necesario reinterpretar los resultados de estudios previos que usaron al pez espátula como especie para establecer comparaciones.
Las duplicaciones de genomas enteros son sucesos evolutivos que marcan un antes y un después en la historia de las especies, ya que pueden hacer surgir nuevas especies, o nuevos rasgos en una especie ya existente. Se producen cuando una serie de circunstancias improbables coinciden, y se genera una pareja de gemelos por cada gen, por así decirlo. Cuando esto sucede, puede darse el caso de que un gen del par de genes gemelos mantenga su función original mientras que el otro gemelo desaparezca o adquiera una nueva función.
Este material genético adicional proporciona un nuevo lienzo en blanco para que la evolución pinte en él, tal como señala Crow.

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Mecanismo alternativo de producción de ácido sulfúrico en la atmósfera terrestre

GEOQUÍMICA

La formación de ácido sulfúrico en la atmósfera genera problemas medioambientales. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

El fenómeno conocido como lluvia ácida se produce, esencialmente, por la formación atmosférica de ácido sulfúrico. La lluvia de esta clase tiene serias consecuencias para la agricultura y la salud.
La formación de ácido sulfúrico en la atmósfera suele ser fruto, a grandes rasgos, de la reacción entre el dióxido de azufre y un radical hidroxilo. Estas reacciones que producen ácido sulfúrico son impulsadas por la luz solar, que en cierto modo actúa como una cerilla "encendiendo" el proceso químico.
Sin embargo, se sospechaba, desde hace tiempo, de la existencia de un mecanismo alternativo de producción, capaz de actuar sin necesidad de la luz solar.
Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido desde la Universidad de Colorado en Estados Unidos, y la Universidad de Helsinki en Finlandia, ha descubierto un nuevo y sorprendente compuesto químico en la atmósfera de la Tierra que reacciona con el dióxido de azufre para formar el ácido sulfúrico.
El nuevo compuesto, un tipo de óxido de carbonilo, se forma a partir de la reacción del ozono con los alquenos, que son una familia de hidrocarburos que provienen de fuentes tanto naturales como artificiales.
El estudio realizado por el equipo de Roy "Lee" Mauldin III, investigador en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Colorado en Boulder, identifica una vía química previamente desconocida para la formación de ácido sulfúrico, que puede producir tanto un incremento en la lluvia ácida como efectos respiratorios nocivos en los seres humanos.
La nueva vía química para la formación del ácido sulfúrico es de interés para los investigadores del cambio climático porque, habitualmente, en buena parte del mundo la mayor proporción del dióxido de azufre se produce por la combustión de combustibles fósiles en las centrales termoeléctricas y por otros procesos industriales. "Con el aumento global futuro pronosticado de las emisiones de dióxido de azufre, precursor del ácido sulfúrico, esta nueva vía afectará al ciclo atmosférico del azufre", valora Mauldin.
Casi todos los experimentos de laboratorio que se hicieron para el estudio fueron realizados en el Instituto Leibniz para la Investigación de la Troposfera, en Leipzig, Alemania.

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Dos etnias africanas protagonizaron la primera 'separación' humana hace 100.000 años

ANTROPOLOGÍA

Arte rupestre de los San en una cueva de las montañas de la provincia de Limpopo (Sudáfrica). (Imagen: Carina Schlebusch)

Un equipo internacional de científicos ha analizado 2,3 millones de variantes de ADN de 220 personas del centro y sur de África. El estudio genético, el mayor hasta la fecha, confirma que los grupos étnicos Khoi y San (bosquimanos) se separaron hace 100.000 años de la rama ancestral común a la que pertenece el resto de los humanos modernos, incluso antes de que salieran de África, hace 60.000 años.
Los KhoiSan –nombre que unifica los grupos étnicos de los ganaderos Khoi y los cazadores-recolectores San–, que habitan diferentes regiones del sur de África, son los descendientes modernos de las poblaciones que se diversificaron por primera vez de los humanos que luego emigraron fuera de este continente. Aquella diversificación inicial se produjo hace unos 100.000 años, según demuestra un estudio publicado esta semana en Science.
“Las poblaciones de Khoi y San forman parte de una rama poblacional que se separó muy pronto (hace 100.000 años) de otra rama ancestral común a todos los demás humanos modernos”, confirma a SINC Carina Schlebusch, autora principal del estudio e investigadora en el departamento de Biología Evolutiva de la Universidad de Uppsala (Suecia).
El equipo de investigadores analizó 2,3 millones de variantes de ADN de unas 220 personas de 11 poblaciones diferentes del centro y sur de África para demostrar que en la población de KhoiSan hay divergencias poblacionales que se remontan a hace 35.000 años, cuando los pueblos San del norte de Namibia y Angola se separaron de los pueblos KhoiSan del sur de África.
“Hemos identificado una única región en África donde las poblaciones tuvieron la mayor diversidad”, apunta Schlebusch quien añade que los patrones de la variación genética en las poblaciones africanas sugieren una historia poblacional "compleja".
Según el estudio, las divergencias entre los pueblos de África tienen importantes implicaciones y consecuencias a la hora de descifrar la historia de la humanidad. “Existe una asombrosa diversidad étnica entre el grupo Khoisan, y tuvimos la oportunidad de observar muchos aspectos de la colorida historia que dio origen a esta diversidad en su ADN", recalca la investigadora.
El trabajo hace hincapié en cómo se expandió el pastoreo hacia el sur de África con la cultura Khoi. Con los datos genéticos, los expertos observaron que los pastores Khoi procedían de un grupo San del sur que adoptó el pastoreo. A esto se añaden las aportaciones genéticas de un grupo de África oriental, que pudo ser el primero en introducir esta práctica ganadera en la región.
La selección de genes implicados en la función muscular, la respuesta inmunitaria, y la protección ante los rayos UV evidencian la adaptación local de los diferentes grupos Khoi y San. Para los investigadores estos genes pudieron conservarse en el catálogo genético de los grupos locales.
Pero para identificar estos genes, el equipo de científicos diseñó una estadística que puso a prueba los genes que evolucionaron rápidamente en los ancestros de los humanos modernos que viven en la actualidad. “Estos genes pudieron haber desempeñado un papel en la aparición de las características humanas modernas”, señala la autora principal.
En este sentido, los investigadores descubrieron, entre otros, genes con funciones en la morfología del esqueleto (como RUNX2 y ROR2). “Ya se sabía que había una gran cantidad de variación morfológica en el registro arqueológico previo a la aparición de la forma humana moderna, por lo que estos genes pudieron desempeñar un papel en la aparición de la anatomía humana moderna”, subraya a SINC Schlebusch.

Fuente: SINC

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El hielo comienza a formarse con 275 moléculas

QUÍMICA

Evolución de la cristalización del agua desde 123 a 600 moléculas. (Imagen: Victoria Buch, Cristoph Pradzynski y Udo Buck)

¿Cuántas moléculas de agua se necesitan para producir el cristal de hielo más pequeño? Investigadores alemanes han descubierto que con solo 275 moléculas se inicia la cristalización, y que con otras 200 más ya se observan nanocristales de agua helada. El estudio se publica esta semana en Science.
Hasta ahora ha sido muy difícil determinar con exactitud ‘dónde’ se produce el cambio de agua líquida a hielo, pero un grupo de científicos de Alemania y la República Checa ha reducido las posibilidades a alguna parte entre 100 y 1.000 moléculas. En concreto han visto que en el intervalo de las 275 a 475 (+/- 25) moléculas la fase cambia de grupos no estructurados y amorfos a otros cristalinos.
“Con alrededor de 275 moléculas se inicia la cristalización”, explica a SINC Thomas Zeuch, investigador de la Universidad de Gotinga (Alemania) y coautor del estudio que publica Science. “Primero, el núcleo del grupo de moléculas se vuelve cristalino, y luego, con alrededor de 475, ya se forman nonocristales de hielo”.
Los investigadores lo han comprobado mediante una técnica denominada ‘espectroscopia vibracional’, con la que han confirmado que el espectro infrarrojo de esas diminutas estructuras presenta las mismas características que las de muestras de hielo macroscópicas.
“Nuestro truco ha sido usar el átomo de sodio como una sonda que es sensible a la temperatura del grupo de moléculas –dice Zeuch–. El calentamiento del grupo neutro con radiación infrarroja aumenta la probabilidad de fotoionización, y este efecto se utiliza para generar el espectro que revela el tamaño”.
El nuevo enfoque también puede ser usado para estudiar los cambios de fase de otros disolventes. “Con esta técnica de espectroscopia infrarroja se pueden hacer experimentos a escala sub y nanométrica con objetos neutros, y no solo con grupos iónicos como hasta ahora”, apunta el investigador.

Fuente: Science/SINC

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Hasta luego… y gracias por el oxígeno

ASTRONÁUTICA

El ATV-3, elevando la órbita de la ISS. (Foto: ESA/NASA)

La misión del ATV Edoardo Amaldi de la ESA se acerca a su fin. La semana que viene la nave europea partirá de la Estación Espacial Internacional y se destruirá durante una reentrada controlada en la atmósfera terrestre, culminando seis meses de exitosa misión.
El ATV Edoardo Amaldi partirá de la ISS en la noche del 25 al 26 de septiembre y, justo 24 horas más tarde, recibirá el comando para iniciar una reentrada controlada sobre una zona deshabitada del Pacífico Sur.
Los Vehículos Automatizados de Transferencia (ATV) reabastecen la Estación Espacial Internacional con todo lo necesario para mantener las operaciones del laboratorio en condiciones permanentes de microgravedad. Edoardo Amaldi, el tercer vehículo de la serie, transportó unos 3400 kg de oxígeno, aire, agua, equipos y alimentos para los astronautas que viven en órbita a nuestro planeta.
Los ATVs son los vehículos más grandes de la flota internacional que reabastece la Estación Espacial. A día de hoy, el Edoardo Amaldi es el ATV que más suministros ha transportado al complejo orbital.
La Estación Espacial Internacional cae lentamente hacia la Tierra, por lo que cada cierto tiempo es necesario volver a elevar su órbita. Mientras permanece atracado en la ISS, el ATV puede encender sus propios motores para elevar la órbita del complejo orbital.
El pasado mes de agosto, el Edoardo Amaldi elevó la órbita de la Estación a 415 kilómetros sobre la superficie de nuestro planeta, lo más alto que ha estado el complejo desde el lanzamiento de su primer módulo en el año 1998.
Los ATVs son unas naves muy versátiles, capaces de transportar suministros, de elevar la órbita del complejo y de servir como un módulo adicional de la Estación mientras permanecen atracados en ella. Los cargueros europeos también son capaces de atracar en la ISS de forma completamente autónoma, bajo la atenta mirada de los expertos de la ESA y de la agencia espacial francesa (CNES) que supervisan su misión desde el Centro de Control de ATV en Toulouse, Francia.
Cuando el ATV parta de la Estación, el complejo se quedará con un módulo menos. Afortunadamente, esta pérdida sólo será temporal: el ATV-4 ya se encuentra en el Puerto Espacial Europeo, donde se está preparando para su lanzamiento.
El ATV-4, bautizado con el nombre de Albert Einstein, está preparado para relevar al Edoardo Amaldi. Su lanzamiento está programado para la primavera de 2013.
“El ritmo cada vez mayor de la explotación científica de la Estación Espacial Internacional implica que ya se necesiten nuevos suministros a bordo; no hay tiempo para descansar antes de que comience la misión del ATV-4”, comenta Massimo Cislaghi, Responsable de las Misiones ATV-3 y ATV-5.
“Con cada misión, nuestro equipo aprende a volar y a gestionar mejor la nave espacial más sofisticada jamás construida en Europa”.
Los preparativos para la misión del ATV-4 comenzaron poco después de los del ATV-3. Las dos misiones están tan próximas que el Centro de Control ya estaba probando el envío de comandos al ATV-4 mientras el ATV-3 todavía estaba en órbita.
Cuando el ATV Edoardo Amaldi parta de la Estación Espacial, completará una última tarea: sacar la basura. La nave viajará cargada con deshechos y equipos que ya no son necesarios en el complejo orbital, que se quemarán durante su reentrada en la atmósfera terrestre.
“El ATV-3 ha sido una nave fantástica, ha completado todas las tareas que le hemos pedido y, a veces, incluso más”, concluye Massimo.

Fuente: ESA

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La ciencia, motor de la economía

POLÍTICA CIENTÍFICA

En épocas de crisis económica, como por ejemplo la que está viviendo España, es un grave error recortar las inversiones en ciencia, ya que éstas acaban generando tarde o temprano beneficios económicos importantes. Rechazar invertir en ciencia equivale a vender la caña de pescar a fin de comprar pescado con el dinero obtenido en la venta.
En áreas como la medicina es obvio que invertir en ciencia equivale a disfrutar de una mejor salud y un menor riesgo de morir prematuramente.
Pero incluso dejando de lado todo lo que no sea el dinero puro y duro, la ciencia y la tecnología son también herramientas imprescindibles, sin las cuales es difícil prosperar en el ámbito económico. La historia de los emprendedores con mayor éxito y de los negocios más pujantes se basa a menudo en las nuevas ideas, y éstas pasan casi siempre por la ciencia y la tecnología. En muchos casos, un negocio comienza con un nuevo producto, ya sea un artículo de consumo, un procedimiento de elaboración, o una máquina industrial. Es indudable que un producto innovador puede ser la base para iniciar una provechosa actividad de fabricación o de distribución. Pero para llegar a eso, ha sido necesario invertir primero en investigación científica y desarrollo tecnológico.
No es casualidad que las naciones más poderosas del mundo, incluyendo, por ejemplo, a Estados Unidos, sean también las que tradicionalmente más han promovido que se invierta en ciencia. Las dos cosas, ser una nación poderosa, e invertir en ciencia, van unidas. El número de patentes obtenidas suele ir parejo al nivel económico.
Renovarse o morir, esa es hoy en día la regla de oro en la despiadada arena de los mercados donde compiten los modernos gladiadores. Mantener la capacidad competitiva pasa a menudo por innovar en los productos y en los procesos de fabricación, y eso exige una labor permanente de investigación y desarrollo. En otras palabras: Sin ese suero vivificante que es la ciencia, el tejido industrial se marchita.
Por eso, los países donde se invierte lo suficiente en ciencia prosperan más que los que no se toman ese esfuerzo.
Ni siquiera es necesario invertir sólo en unos campos específicos que a priori parezcan los más rentables. La historia ha dado infinidad de casos rentables de hallazgos científicos extravagantes que tiempo después han acabado encontrando aplicaciones prácticas insospechadas, y de nuevas tecnologías que han acabado sirviendo para muchas más cosas que aquellas para las que fueron diseñadas originalmente.
Todo conocimiento científico es útil. Eso deberían tenerlo bien claro los gobernantes. Si la especie humana logró imponerse sobre todos sus rivales y hasta depredadores, que de forma innata estaban mejor equipados físicamente para sobrevivir, fue gracias a conseguir una ventaja evolutiva que, por ahora, ninguna otra forma de vida en la Tierra ha igualado: La especie humana desarrolló la ciencia y la tecnología. Estudiar el fuego hasta descubrir cómo generarlo, fabricar la primera hacha de sílex, inventar la rueda, la agricultura, la ganadería, y obtener muchos otros logros científicos, alteraron el rumbo de su evolución natural impidiendo que se extinguiera y convirtiéndola en la forma de vida dominante del planeta.
La ciencia puede resolver los grandes problemas de la humanidad, incluyendo los económicos.
Acerca del autor de este artículo: Jorge Munnshe (nacido en Catalunya, España, en 1965) es escritor y periodista científico y cultural, especializado en nuevos o futuros avances de la ciencia y la tecnología, enigmas científicos y la vanguardia cultural. Aborda estos temas desde el terreno del ensayo y la divulgación con sus artículos y algunos de sus libros, y desde el de la ficción con novelas y relatos. Tiene publicados varios libros y alrededor de un millar de artículos. Textos suyos han aparecido en volúmenes impresos, en una cincuentena de revistas de papel y en numerosas publicaciones en formato electrónico. La mayor parte de su producción ha sido editada en español, pero algunos de sus escritos están publicados en otros idiomas, como por ejemplo inglés, francés, ruso y catalán. Ha sido galardonado con diversos premios por su actividad. Ejerció durante algún tiempo de corresponsal para un equipo que realizaba un programa radiofónico en la Radio-Televisión Estatal Rusa (antes Soviética) y uno televisivo en la Televisión Nacional (antes Regional) de Ucrania. Cofundó Amazings.com en 1996 y Noticiasdelaciencia.com en 2011.

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Relámpagos en la cara diurna de Saturno

ASTRONOMÍA

La flecha indica la posición del relámpago. (Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Un análisis detallado de imágenes tomadas por la sonda espacial Cassini de la NASA en 2011, ha revelado ahora la presencia de relámpagos en la mayor tormenta vista a corta distancia en ese planeta. Unos fogonazos azulados en medio de nubes arremolinadas han sido identificados como relámpagos, y constituyen la primera vez que los científicos han detectado en longitudes de luz visible relámpagos en la cara de Saturno iluminada por el Sol.
"No creímos que veríamos relámpagos en el lado diurno de Saturno, en vez de sólo en su lado nocturno", confiesa Ulyana Dyudina, científica del equipo de imágenes de la Cassini en el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena. "El hecho de que la Cassini pudiera detectar estos relámpagos implica que eran muy intensos".
La tormenta acaeció el año pasado. Los destellos de los relámpagos aparecen como las zonas más brillantes en el filtro azul de la cámara de la Cassini el 6 de marzo de 2011. Los científicos intensificaron bastante el color azul de la imagen para apreciar mejor los relámpagos y poder determinar su tamaño y ubicación. Los expertos todavía están analizando por qué el filtro azul capta los relámpagos. Puede ser porque los relámpagos son azules, o porque el corto tiempo de exposición de la cámara en el filtro azul hace que esos relámpagos de poca duración sean más fáciles de ver.
Lo que sí saben los científicos es que la intensidad de un destello de un relámpago de esos es comparable a los destellos de los rayos más fuertes en la Tierra. Se estima que sólo la energía visible es de 3.000 millones de vatios, durante un segundo. El fogonazo es de aproximadamente 160 kilómetros (100 millas) de diámetro cuando sale de la parte superior de las nubes. A partir de esto, los científicos deducen que los relámpagos se originan en nubes más bajas de la atmósfera de Saturno. La zona es comparable a donde se producen los relámpagos en la atmósfera de la Tierra.
En las imágenes compuestas que muestran la tormenta, los científicos han visto múltiples destellos. En una de estas imágenes, registraron cinco destellos, y en otra tres.
La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA gestiona la misión Cassini-Huygens. El orbitador Cassini y sus dos cámaras de a bordo fueron diseñados, desarrollados y ensamblados en el JPL. El grupo que se ocupa de las imágenes tiene su sede en el Instituto de Ciencia Espacial de Boulder, Colorado.

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¿Genes víricos en el genoma de varias especies de mosca?

BIOLOGÍA

Mosca con genes víricos. (Foto .J. Obbard, University of Edinburgh)

Según una nueva investigación, varias especies de mosca parecen haber incorporado en sus genomas material genético proveniente de un virus, lo cual es un llamativo fenómeno evolutivo.
En el estudio se ha constatado que varios tipos de moscas Drosophila albergan genes similares a los del virus sigma, un virus de las moscas que pertenece a la misma familia que el de la rabia.
Los autores del estudio, biólogos de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), consideran que esa información genética fue adquirida durante infecciones virales pasadas, y transmitida luego de padres a hijos a través de muchas generaciones.
El descubrimiento hecho por el equipo de Matthew Ballinger, Jeremy Bruenn y Derek Taylor, podría abrir una vía eficaz para averiguar por qué exactamente las moscas y otros organismos conservan de modo selectivo genes virales través de la evolución.
Una hipótesis es que los genes virales brindan defensa antiviral, pero los científicos han tenido problemas para comprobar esta teoría porque los genes virales hallados en los animales a menudo tienen millones de años de antigüedad, lo que implica que son lo bastante antiguos como para que la secuencia genética de esos genes difiera significativamente de la de los virus actuales.
El nuevo estudio, en cambio, ha desvelado un gen viral que parece ser relativamente joven, con material genético que se asemeja mucho al del virus sigma moderno.
Aunque no hay constancia de que estos genes tengan una función antiviral, no parece descabellado suponer que estos genes están retenidos y expresan ARN porque dan algún tipo de ventaja a las moscas.

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La Meseta Tibetana puede ser más antigua de lo creído

GEOLOGÍA

Meseta tibetana. (Foto SU)

El proceso de ascenso de la elevada topografía que tiene la Meseta Tibetana en su sector de Sichuan, China, comenzó mucho antes de lo que se pensaba, según un equipo internacional de geólogos que ha estado analizando montañas a lo largo del borde oriental de esa célebre meseta.
India y Asia comenzaron a colisionar hace entre 50 y 55 millones de años, como resultado de la tectónica de placas, una fuerza geológica que opera a gran escala y que poco a poco desplaza a los continentes por la superficie terrestre.
La colisión entre ambas masas de tierra tuvo lugar en una zona que en su día pudo parecerse a la actual isla de Sumatra, y produjo la Meseta Tibetana.
Sin embargo, el equipo de Eric Kirby, profesor de geociencias en la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, señala que antes de que India y Asia colisionaran, ya existía un relieve topográfico notable junto a la cuenca de Sichuan.
Por otra parte, la mayoría de los investigadores consideraba que la elevada topografía en el extremo oriental del Tíbet se desarrolló durante los últimos 10 a 15 millones de años, a medida que la corteza bajo la zona central de la Meseta Tibetana fluyó hacia el borde de la meseta, haciendo más gruesa la corteza terrestre en esta zona y provocando que la superficie se elevara.
En cambio, los resultados del nuevo estudio sugieren que esta elevada topografía comenzó a desarrollarse hace 30 millones de años, y quizás incluso antes.
En la investigación también han trabajado Erchie Wang del Instituto de Geología y Geofísica, dependiente de la Academia China de Ciencias en Pekín, Kevin Furlong de la Universidad Estatal de Pensilvania, y especialistas de la Universidad de Waikato en Nueva Zelanda y la Universidad Estatal de Arizona en Estados Unidos.

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Científicos españoles desarrollan un limpiaparabrisas para el polvo de Marte

ASTRONÁUTICA

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Un equipo de investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado un dispositivo que funciona como un limpiaparabrisas que elimina el polvo marciano de los sensores de las naves espaciales de la NASA que vuelan al planeta rojo.
El actuador, una especie de cepillo compuesto por fibras de teflón movidas mediante materiales con memoria de forma, se diseñó para la limpieza de los sensores ultravioleta de la misión Curiosity de la agencia espacial norteamericana, aunque finalmente no ha llegado a volar en el ‘rover’ marciano. “En nuestros laboratorios comprobamos que funcionaba correctamente en las condiciones extremas que debe soportar en Marte, con temperaturas que oscilan entre los cero grados y los ochenta bajo cero y una presión atmosférica un centenar de veces menor que la terrestre”, explica el responsable del proyecto en la UC3M, Luis Enrique Moreno, catedrático del departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática.
Este dispositivo, cuya tecnología se va a aprovechar para el desarrollo de otras misiones espaciales en marcha, resuelve un problema que se presenta en la atmósfera marciana: la acumulación de polvo de hierro, que se acumula en las superficies planas de los sensores. El ingenio fue encargado a la UC3M por la empresa española Crisa, integrada en Astrium España, para integrarlo en la estación meteorológica REMS (Rover Environmental Monitoring Station) de la misión Curiosity, desarrollada por un consorcio de centros de investigación dirigido por el Centro de Astrobiología (CSIC/INTA).
Uno de los grandes retos en este tipo de desarrollos es el peso, dado que hacer despegar cualquier tipo de material al espacio resulta muy caro. Por ello, en el diseño se ha recurrido a un tipo de actuadores basado en materiales con memoria de forma (SMA, por sus siglas en inglés), una aleación muy ligera de níquel y titanio que permite realizar movimientos cuando se calienta el compuesto. “Su principal ventaja es que la fuerza que hacen en relación al peso que tienen es muy alta, es decir, un hilo de menos de un milímetro es capaz de levantar 4 o 5 kilogramos”, indica el profesor Moreno. “El problema que tienen estos mecanismos de actuación – continúa – es que al estar basados en efectos térmicos no son tan eficientes como la tecnología de motores, aunque son mucho más ligeros, algo que resulta muy importante en las misiones espaciales”.
Este y otros grupos de investigación de la UC3M están trabajando en la actualidad en un segundo prototipo más elaborado basado en tecnologías de SMA para la limpieza del polvo en las estaciones meteorológicas fijas que se desplegarán en el marco de la misión MEIGA-METNET, cuyo lanzamiento a Marte esta previsto para el año 2014. “También estamos utilizando esta tecnología para el desarrollo de exoesqueletos utilizados para la asistencia a personas con problemas de movilidad, para intentar sustituir los motores por estos materiales, para tratar de disminuir su peso y aumentar la agilidad de uso”, apunta Luis Enrique Moreno. Este desarrollo incluso se podría aplicar en un futuro, según los investigadores, para la mejora de las articulaciones de los guantes que emplean los astronautas en las salidas extravehiculares.

Fuente: UC3M

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Hacia un sistema de alta eficacia para retirar uranio y metales tóxicos del agua

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Extraer ciertos metales del agua de mar no es tarea fácil. (Foto: Amazings / NCYT / JMC)

Ciertos adsorbentes reutilizables de alta capacidad desarrollados por el Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL), combinados del modo adecuado con fibras de polietileno que cuentan con una gran área de superficie y que son fabricadas por una compañía de Florida, Estados Unidos, dan como resultado un material que puede extraer metales disueltos en el agua, de manera rápida, selectiva y barata.
El material, llamado HiCap, supera, y por mucho, a los mejores adsorbentes de la actualidad, los cuales retienen en su superficie a moléculas, átomos o iones de gases o sólidos. El HiCap también retira eficazmente metales tóxicos del agua, según los resultados verificados por investigadores en el Laboratorio Nacional estadounidense del Pacífico Noroeste.
Los adsorbentes del ORNL, desarrollados por el equipo de Chris Janke, pueden extraer de cinco a siete veces más uranio, con tasas de absorción siete veces más rápidas que las de los mejores adsorbentes del mundo.
Lo que distingue al nuevo material compuesto es que los adsorbentes están hechos de fibras de diámetro pequeño, redondas o no, con gran área de superficie, y excelentes propiedades mecánicas.
Adaptando el diámetro y la forma de las fibras, los investigadores pueden aumentar significativamente el área de superficie y la capacidad de adsorción. Esto y la tecnología del ORNL para fabricar las fibras adsorbentes permiten obtener un material que es capaz de extraer selectivamente metales con mayor rapidez y capacidad de adsorción, lo que aumenta drásticamente la eficiencia.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Yatsandra Oyola, Sheng Dai, Richard Mayes, Tomonori Saito, Xiao-Guang Sun y Costas Tsouris del ORNL, así como Jim Brang y Jeff Haggard de la empresa Hills Inc., con sede en West Melbourne, Florida, Estados Unidos.

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Nueva y extraña familia de arañas de caverna

ZOOLOGÍA

La nueva araña. (Foto: Griswold CE, Audisio T, Ledford JM)

Se ha descubierto una nueva clase de arañas de caverna, que destacan por tener al extremo de sus patas lo que podría definirse como garras en forma de garfio.
Estas arañas son tan evolutivamente especiales que representan no sólo un nuevo género y especie, sino también una nueva familia (la Trogloraptoridae).
Los resultados de un estudio pionero sobre la nueva familia y su relevancia evolutiva y de conservación se han hecho públicos a través de la revista académica Zookeys, de Pensoft Publishers.
Un equipo de voluntarios, no necesariamente con formación académica oficial, que ejercen labores de apoyo para la investigación científica en la organización Western Cave Conservancy, y aracnólogos de la Academia de Ciencias de California, encontró estas arañas viviendo en cavernas del suroeste de Oregón. Unos colegas de la Universidad Estatal de San Diego encontraron más en bosques de secoyas.
Charles Griswold, Joel Ledford y Tracy Audisio, todos de la Academia de Ciencias de California, recolectaron, analizaron y describieron la nueva familia.
Las arañas Trogloraptor pasan mucho tiempo colgadas de redes rudimentarias en los techos de las cavernas. Con sus patas extendidas, el individuo adulto normal mide unos cuatro centímetros de extremo a extremo. Sus extraordinarias garras sugieren que son depredadores feroces y especializados, pero aún no se sabe cuáles son sus presas típicas y cómo es su conducta de ataque.
La anatomía de la Trogloraptor obligará a los aracnólogos a revisar lo que saben sobre la evolución de las arañas.
Todavía no se sabe la distribución real de la Trogloraptor. Sin embargo, el hecho de que siendo un animal peculiar y relativamente grande no haya sido descubierta hasta 2012 sugiere que no debe ser muy común.

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Rasgo clave que determina el gran tamaño cerebral del Ser Humano

NEUROLOGÍA

El cerebro humano evolucionó rápida y drásticamente. (Foto: U. Colorado)

Unos investigadores han encontrado lo que aparentemente es la clave para explicar el motivo exacto de que el cerebro humano sea más grande y más complejo que los de otros animales.
El cerebro humano, con su inigualable capacidad cognitiva, evolucionó rápida y drásticamente.
El equipo internacional de James Sikela, que incluye a investigadores de la Universidad de Colorado, la Academia Baylor de Medicina en Houston, Texas, y el Instituto Nacional estadounidense de Salud Mental, se propuso averiguar el mecanismo preciso que hizo evolucionar de tal modo al cerebro humano, hasta el punto de que el tamaño y la capacidad cognitiva de nuestro cerebro nos hace únicos como especie.
Los resultados de esta investigación indican que lo que impulsó la expansión evolutiva del cerebro humano puede ser una unidad específica dentro de una proteína, lo que se conoce como dominio proteico, que es mucho más abundante en los seres humanos que en otras especies.
El dominio proteico en cuestión es el DUF1220. Los seres humanos tenemos más de 270 copias de DUF1220 codificadas en el genoma, mucho más que otras especies. Cuanto más cercana evolutivamente al Ser Humano es una especie, más copias tendrá de DUF1220. Los chimpancés tienen 125, ocupando el segundo lugar. Los gorilas 99, los titíes 30 y los ratones sólo 1.
Una tendencia significativa es que cuantas más copias de DUF1220 haya en el genoma, más grande será el cerebro. En el estudio se ha constatado que esta tendencia se cumple ya sea al comparar diferentes especies o incluso dentro de la población humana.
Sikela y su equipo también han vinculado el DUF1220 con trastornos cerebrales. Los resultados del estudio muestran una asociación entre cifras de DUF1220 más bajas de lo normal y microcefalia (tener el cerebro demasiado pequeño). Cantidades de DUF1220 mayores de lo normal aparecen asociadas con macrocefalia (tener el cerebro demasiado grande).

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