Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 868167 veces)

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Identifican el cúmulo de galaxias más grande y brillante

ASTRONOMÍA

Ilustración de una galaxia en el centro del cúmulo Phoenix. (Foto: NASA/CXC/M. Weiss)

Unos astrónomos de la Universidad de Arizona han ayudado a identificar el cúmulo de galaxias más brillante y de más rápida formación estelar del que se tenga conocimiento hasta la fecha. Su labor se encuadra dentro de un proyecto más amplio, llevado a cabo por un equipo en el que trabajan expertos de diversas instituciones y que se dirige desde el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.
El cúmulo empequeñece a los cúmulos más conocidos, produciendo en su centro unas 740 deslumbrantes estrellas nuevas cada año.
Oficialmente conocido como SPT-CLJ2344-4243, el cúmulo Phoenix (llamado así por el nombre de la constelación en la que reside), es uno de los más masivos y más luminosos del universo.
Por muy enorme que nos parezca nuestra galaxia la Vía Láctea, no es más que una mota al lado de las estructuras más grandes del universo: los cúmulos de galaxias. Estos cúmulos pueden ser tan grandes como para albergar cientos o incluso miles de galaxias, agrupadas mediante lazos gravitacionales entre ellas. En el corazón de la mayoría de los cúmulos de galaxias, se ubican galaxias viejas y masivas, dentro de las cuales sólo nacen unas pocas estrellas nuevas cada año.
Hoy en día, se sabe de la existencia de miles de cúmulos de galaxias en el universo. Pero el cúmulo Phoenix destaca por encima de todos ellos. Mide aproximadamente 10 millones de años-luz de diámetro, o sea unas 100 veces el diámetro de la Vía Láctea, y es varios miles de veces más masivo que ella.
Desde hace más de 30 años, los astrónomos han supuesto que el gas en algunos de estos cúmulos debería enfriarse rápidamente y alimentar a la galaxia en el centro, lo que permitiría el nacimiento de nuevas estrellas, pero no lo han visto en ninguno de los varios miles de cúmulos de galaxias que han observado.
Finalmente, el equipo de Dan Marrone, del Observatorio Steward adscrito a la Universidad de Arizona, y Michael McDonald, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, del MIT, ha encontrado uno que realmente coincide con esa expectativa.
Además de su masa y luminosidad, el cúmulo Phoenix tiene otra cualidad excepcional: Mientras que los núcleos de la mayoría de los cúmulos de galaxias aparecen de color rojo, indicando ello que sus estrellas son muy viejas, la galaxia en el núcleo del cúmulo Phoenix es de color azul, una indicación indirecta de que el gas circundante se enfría a un ritmo rápido, lo que a su vez genera las condiciones ideales para una alta tasa de formación de estrellas. Las estrellas de gran masa son azules, aunque debido a tener una vida muy corta, no existen durante mucho tiempo. Las estrellas con masa más modesta son rojas, o se vuelven rojas, y existen durante mucho más tiempo. Una población estelar predominantemente azul delata por tanto una notable juventud, y el nacimiento simultáneo de muchas estrellas.
Las galaxias ubicadas en los centros de los cúmulos galácticos suelen ser rojas. Ese color delata que en ellas hay mayormente estrellas viejas. Éstas acostumbran a orbitar alrededor de un agujero negro masivo, y aparte de esto no suele haber regiones con alta actividad astrofísica, ni tampoco nacen más que unas pocas estrellas cada año. Sin embargo, la galaxia central en el cúmulo Phoenix de alguna manera se ha mantenido muy activa, y en ella nacen muchas estrellas cada año.
En la investigación también han trabajado Eiichi Egami, Timothy Rawle y Marie Rex, de la Universidad de Arizona.

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‘Curiosity’ detecta en Marte indicios de corrientes de agua que podían llegar a la altura de la cadera

ASTRONOMÍA

Afloramiento rocoso de Hottah, en el que se han encontrado indicios de un antiguo flujo de agua. (Imagen: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

En algún momento del pasado el agua corrió por la superficie de Marte, al menos en el lugar donde ahora se encuentra el Curiosity de la NASA.
Algunas de las últimas imágenes enviadas por el robot desde el planeta rojo muestran gravas de antiguos cauces, cuyos tamaños y formas pueden dar a los científicos pistas sobre la velocidad a la que fluían estos arroyos y la profundidad que tenían.
“Por el tamaño de las gravillas podemos estimar que el agua se desplazaba a poco menos de un metro por segundo”, ha declarado William Dietrich, uno de los investigadores de la misión. En cuanto al nivel del agua, Dietrich ha afirmado que llegaría “al menos a la altura del tobillo y como máximo hasta la cadera”.
Además, el científico asegura que es “la primera vez que se observa directamente material transportado por el agua en Marte, después de muchas especulaciones sobre el tamaño de estos sedimentos”.
El descubrimiento se produjo en la base del monte Sharp, dentro del cráter Gale, en dos afloramientos rocosos llamados Hottah y Link.
Según la NASA, la forma redondeada de algunas de las piedras indica que fueron transportadas a larga distancia, y la abundancia de canales sugiere que se trataba de un flujo continuado, y no de corrientes temporales. Por otro lado, los investigadores señalan que el tamaño de estas gravillas varía de tamaño, entre el de un grano de arena y el de una pelota de golf.
La presencia de agua suele asociarse con la posibilidad de la existencia de formas de vida. Según John Grotzinger, del Instituto de Tecnología de California, “una corriente larga de agua puede ser un entorno habitable, aunque no era la zona por la que más apostábamos como entorno para albergar vida”.
“Lo que es seguro es que ya hemos encontrado el primer entorno potencialmente habitable en Marte”, concluye el investigador.
El Curiosity, que aterrizó en Marte el día 6 de agosto, tiene como misión en los próximos dos años investigar si en la zona del cráter Gale han existido alguna vez condiciones favorables para la vida microbiana, y en poco menos de dos meses ya ha empezado a arrojar los primeros resultados positivos. A bordo viaja un instrumento español, REMS, cuyos datos preliminares también se han presentado esta semana. (Fuente: SINC)

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Actualidad espacial

ASTRONÁUTICA

(Foto: Arianespace)

El carguero europeo ATV-3 se desacopló por fin de la estación espacial internacional. Su partida se suspendió el martes pasado, cuando la transmisión errónea de la orden de desacople obligó a cancelar la maniobra. El estudio de lo ocurrido indicó que el sistema había enviado la orden con una identificación errónea del vehículo, el cual tuvo que ignorarla. El error, en el archivo de configuración ruso, fue resuelto, dándose luz verde a la salida.
Con el ATV-3 aún unido a la estación, se planeó usar sus motores para modificar la órbita de ésta, ante el aviso de un posible paso cercano de dos objetos. Pero los controladores decidieron que éstos no significarían ningún peligro por su lejanía y no fue necesario realizar la maniobra.
Finalmente, el ATV Edoardo Amaldi se separó del módulo Zvezda a las 21:44 UTC del 28 de septiembre. Debía permanecer cuatro días en vuelo libre antes de iniciar la entrada y destrucción atmosférica. Los astronautas almacenaron a bordo basura y otros artículos inservibles.
La próxima misión ATV estará protagonizada por el ATV-4 (Albert Einstein), que despegará en 2014.
Mientras, en el centro de lanzamiento de Kourou, en la Guayana Francesa, despegaba un cohete Ariane-5 ECA con dos satélites de comunicaciones a bordo, el Astra-2D y el GSAT-10. La misión VA209 se inició a las 21:18 UTC del 28 de septiembre, y se desarrolló con total normalidad. Ambos satélites fueron situados en la correspondiente órbita de transferencia geoestacionaria.
El Astra-2F es propiedad de la empresa SES, de Luxemburgo. Ha sido construido por Astrium sobre una plataforma Eurostar 3000 y pesa 5968 kg. Preparado para trabajar durante 15 años en la posición geoestacionaria 28,2 grados Este, principalmente para el mercado británico, pero también para el resto de Europa, Oriente Medio y África, utilizará repetidores en banda Ku y Ka. Sus servicios abarcarán la televisión directa, la banda ancha y las comunicaciones móviles.
Su compañero de viaje fue el GSAT-10, de la India. Se trata de un satélite de comunicaciones construido por la agencia ISRO sobre una plataforma U-3K. Utilizará 12 repetidores en banda Ku y 18 en banda C, además de una carga GAGAN en banda L para mejorar los servicios de navegación GPS. El GSAT-10 pesó unos 3.435 kg al despegue. Se espera su instalación en la posición geoestacionaria 83 grados Este.
Durante la madrugada del día 29 de septiembre, otro satélite viajó al espacio: el Francisco de Miranda, un ingenio venezolano construido en China y llamado allí “Venezuela Yaogan Weixing yi hao”, o VRSS (Venezuela Remote Sensing Satellite). Su objetivo será observar la superficie de la Tierra, ayudando a controlar las cosechas del país, los desastres naturales, etc.
El VRSS-1 fue construido por la China Great Wall Industry Cooperation sobre una plataforma CAST-2000.
El despegue se produjo a las 04:12 UTC, desde la base de Jiuquan, a bordo de un cohete CZ-2D. El vehículo, de 880 kg, fue soltado en una órbita polar de 639 km, que permitirá al menos 3 pasos diarios sobre Venezuela. Las dos cámaras de a bordo enviarán 350 fotografías diarias con una resolución máxima de unos 2,5 metros. El control del satélite se efectuará desde la Base Aeroespacial Capitán Manuel Ríos.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=HtsR46ZvrBQ&feature=player_embedded[/youtube]

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El instrumento español en Marte anuncia la llegada de la primavera

ASTROMETEOROLOGÍA

(Imagen: CAB)

Desde mediados de septiembre apenas hiela durante el día en el entorno marciano del rover Curiosity, en el cráter Gale. La estación mediambiental REMS (Rover Environmental Monitoring Station), de fabricación española, ha registrado una ‘agradable’ temperatura diurna de 6 ºC y la presión atmosférica también está subiendo ligeramente. Eso sí, por la noche hace mucho frío: por debajo de los –70 ºC, según los datos presentados en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias.
"El que ya estemos viendo temperaturas diurnas tan ‘cálidas’ es una sorpresa y muy interesante”, ha explicado Felipe Gómez, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) donde se ha desarrollado el instrumento. Los primeros datos de REMS se han presentado esta semana en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias (EPSC2012) que se ha celebrado en Madrid.
Los datos de la estación medioambiental, que se pueden consultar en inglés y castellano en una web, confirman que desde el 13 de septiembre las temperaturas han sido iguales o superiores a 0º C durante el día. De hecho no ha helado en la mitad de los días registrados mientras lucía el Sol. En el hemisferio sur de Marte, donde se encuentra Curiosity –aunque próximo al Ecuador– se acerca la primavera, y los científicos están ansiosos por conocer cómo evolucionan las temperaturas hasta el pleno verano.
"Todavía estamos en una fase inicial y testeando nuestros modelos, pero si continúa esta tendencia ‘cálida’ durante el verano y no es algo puntual, incluso podríamos pronosticar temperaturas en torno a los 20”, ha dicho Gómez. “Y esto sería muy emocionante desde el punto de vista de la habitabilidad (el objetivo de la misión MSL del rover), ya que podríamos tener temperaturas diurnas lo suficientemente altas para la formación de agua líquida”.
Por la noche, sin embargo, los registros bajan drásticamente por debajo de los –70 ºC. Como la atmósfera marciana es mucho más delgada que la terrestre y su superficie mucho más seca, los efectos del calentamiento solar en el aire y el suelo son mucho más pronunciados que en la Tierra.
REMS también ha detectado que la presión ha aumentado de un promedio diario de unos 730 pascales durante las primeras tres semanas tras el aterrizaje hasta unos 750 pascales –menos de una centésima de la presión terrestre–. El dato mínimo ha sido de 685 pascales y 780 el máximo, valores ligeramente más altos de los esperados. La mayor parte de la variación se debe a las ‘mareas’ marcianas, que allí están relacionadas con la energía del Sol en lugar de con la influencia de la Luna como en la Tierra.
“Las mareas se ven afectadas por la distribución de las nubes y el polvo en la atmósfera, así como al patrón de los vientos a gran escala", dice Javier Gómez-Elvira, el investigador principal del instrumento REMS y director del CAB.
Respecto a las dos unidades de viento de REMS, Gómez-Elvira ha explicado a SINC que una se dañó “probablemente por alguna pequeña piedra que chocara durante el aterrizaje, aunque la razón última todavía no la sabemos”. Respecto a la otra, situada en el segundo boom, “ya tenemos una colección de datos que estamos procesando y esperamos que esté operativa en las próximas semanas”.
“El resto de los sensores funcionan correctamente”, confirma el investigador, “aunque el de humedad está en un periodo de ‘caracterización’ y se está chequeando en colaboración con el equipo del Finnish Meteorological Institute (FMI, Finlandia) que lo ha desarrollado”.
Tanto Gómez-Elvira como Gómez han destacado el anuncio que hizo ayer la NASA sobre el hallazgo de rocas que confirman la presencia de agua en el pasado de Marte, aunque se trata de una observación visual del Curiosity en la que REMS no ha intervenido.
Durante la presentación en el congreso de los datos preliminares de la estación española, también se han dado a conocer los primeros resultados de otro instrumento AN (Dynamic Albedo Neutrons). Se trata de un dispositivo que analiza la presencia de agua en el subsuelo gracias al efecto que tiene uno de sus dos elementos, el hidrógeno, sobre los neutrones.
La información que ha facilitado hasta ahora DAN parece indicar que el entorno de Curisosity podría ser más seco de lo esperado. "La predicción basada en mediciones anteriores con datos del orbitador Mars Odyssey era que el suelo del cráter tendría alrededor del 6% de agua, pero los datos muestran que solo es una fracción de eso”, ha explicado Maxim Mokrousov, del Instituto de Investigación Espacial de Rusia y diseñador principal del instrumento.
Una posible explicación para esta discrepancia podría ser que el contenido de agua varía bastante a lo largo de la superficie de Marte. Las regiones polares son las que tienen más agua, pero también es posible que haya variaciones locales significativas, incluso a escala de regiones concretas, como el cráter Gale.

Fuente: SINC

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El Hubble retrata a una galaxia espiral cubierta de polvo

ASTRONOMÍA

(Foto: ESA/Hubble & NASA)

El Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble nos vuelve a asombrar con una imagen de una galaxia cercana. Esta semana nos acercó a la NGC 4183, vista aquí sobre un hermoso telón de fondo salpicado por otras galaxias más lejanas.
Esta galaxia se encuentra a unos 55 millones de años luz de nuestro Sol y tiene una extensión de cerca de 80.000 años luz, un poco más pequeña que la Vía Láctea. La NGC 4183 pertenece al grupo de la Osa Mayor y se ubica en la constelación de Canes Venatici (‘Los Perros Cazadores’ o ‘Los Lebreles’).
La galaxia NGC 4183 presenta una estructura espiral abierta y un núcleo apenas perceptible. Desafortunadamente, desde la Tierra la vemos de canto, lo que nos impide apreciar sus brazos espirales en toda su magnitud. No obstante, esta imagen nos muestra su disco galáctico con un asombroso nivel de detalle.
Los discos de las galaxias están compuestos principalmente de polvo, gas y estrellas. En esta imagen podemos distinguir unos intrincados filamentos de polvo sobre el plano galáctico que bloquean parcialmente la luz emitida por el núcleo de la galaxia.
Recientemente se ha presentado una hipótesis que sugiere que la NGC 4183 podría tener una estructura barrada. Las ‘barras’ galácticas canalizan el gas desde los brazos espirales hacia el centro de la galaxia, acelerando la tasa de formación de estrellas en esta región.
La galaxia NGC 4183 fue observada por primera vez el 14 de enero de 1778 por el astrónomo británico William Herschel.
Esta fotografía es una composición de las imágenes tomadas en las bandas de la luz visible y del infrarrojo por el Canal de Gran Angular (WFC) de la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) del Telescopio Espacial Hubble. El campo de visión abarca unos 3.4 minutos de arco.
Esta foto también ha sido seleccionada como la Imagen de la Semana del Telescopio Espacial Hubble.

Fuente: ESA

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La sonda espacial Juno prosigue su viaje hacia Júpiter tras un ajuste de trayectoria

ASTRONÁUTICA

(Foto: NASA/JPL-Caltech)

Habiendo completado una nueva maniobra de ajuste de rumbo, la nave Juno de la NASA sigue ahora una trayectoria con un grado de precisión capaz de garantizar su pase óptimo el próximo 9 de octubre por las inmediaciones de la Tierra, para lograr que ésta la acelere más hacia el destino final de su intrincado viaje: Júpiter.
Puede parecer un poco absurdo que una nave que despegó de la Tierra en agosto de 2011 y que va rumbo a Júpiter, pase de nuevo junto a la Tierra 14 meses después. Aunque dé la impresión de haber desandado parte del camino, la sonda sigue el itinerario correcto para alcanzar Júpiter en 2016. No debemos olvidar que la Tierra y Júpiter son un punto de origen y otro de destino que están moviéndose de forma constante y a gran velocidad en órbitas alrededor del Sol. Por esa y otras razones, no es viable que la Juno viaje en línea recta de un planeta a otro. Los viajes interplanetarios típicos siguen trayectorias curvas alrededor del Sol, que evolucionan hacia un trazado en espiral.
La fugaz visita de la Juno a la Tierra prevista para dentro de unos días, después de más de un año de viaje interplanetario, servirá para que este vehículo aproveche esa cercanía para ganar más velocidad gracias a la acción del campo gravitatorio terrestre, con el consiguiente ahorro de combustible. Los viajes mediante asistencia gravitacional, que es como se le llama a esta técnica de acelerar naves haciéndolas pasar muy cerca de planetas, permiten no tener que cargar a bordo cantidades ingentes de combustible, que podrían incluso hacer inviable una misión, aunque implican que la nave deba seguir un camino bastante largo y tortuoso para alcanzar su punto de destino, un camino que puede incluir volver a pasar por las cercanías de la Tierra como en este caso.
Si todo sale bien, la Juno sobrevolará la Tierra a una altitud mínima de 560 kilómetros (348 millas).
Una vez en órbita a Júpiter, a donde llegará en julio de 2016, la sonda orbitará alrededor del planeta durante aproximadamente un año (33 órbitas) y utilizará su colección de ocho instrumentos científicos para investigar por debajo de la oscura cubierta de nubes que oculta al gigante gaseoso, a fin de obtener así más información sobre los orígenes, estructura, atmósfera y magnetosfera de Júpiter, e intentar detectar la existencia de un núcleo sólido en el planeta.
Un dato llamativo acerca de la Juno es que obtiene la energía para sus sistemas eléctricos de paneles solares. Recordemos que la órbita de Júpiter se encuentra cinco veces más lejos del Sol que la seguida por la Tierra, de tal modo que el planeta gigante recibe 25 veces menos luz solar que nosotros. Juno es la primera nave alimentada por energía solar que ha sido diseñada por la NASA para operar a gran distancia del Sol. A fin de captar la suficiente luz solar, la superficie de sus paneles solares es bastante grande. Tres paneles solares se extienden hacia afuera desde el cuerpo hexagonal de la Juno, dando a la nave espacial un tamaño global de unos 20 metros de punta a punta. Está previsto que los paneles solares permanezcan expuestos a la luz del Sol continuamente hasta el fin de la misión, excepto por unos minutos durante ese paso futuro de la nave cerca de la Tierra.

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El factor bacteriano de la obesidad

BIOLOGÍA

Las bacterias del intestino podrían influir en la regulación de la ganancia de peso. (Foto: Getty Images)

En un futuro, puede que se combinen vacunas y antibióticos con restricción calórica o cirugía bariátrica para controlar el peso corporal, según las conclusiones de un nuevo estudio acerca de las interacciones entre la dieta, el sistema inmunitario y las bacterias que viven en el intestino.
Las bacterias intestinales desempeñan un papel crucial en la digestión. Ellas proporcionan enzimas necesarias para la absorción de muchos nutrientes, sintetizan ciertas vitaminas y aumentan la absorción de energía obtenida de los alimentos. Hace cincuenta años, en la ganadería se comprobó que regulando los microbios presentes en los animales mediante dosis bajas de antibióticos administrados por vía oral, se podía acelerar el aumento de peso del ganado. Más recientemente, unos científicos descubrieron que los ratones criados en un ambiente libre de gérmenes, y por tanto sin microbios intestinales, no ganaban peso extra, incluso con una dieta rica en grasas.
Unos investigadores de la Universidad de Chicago, en Estados Unidos, han logrado ahora desentrañar algunos de los mecanismos bacterianos que intervienen en la regulación del peso corporal. Estos científicos se centraron en la relación entre el sistema inmunitario, las bacterias intestinales, la digestión y la obesidad, y han mostrado cómo la obesidad provocada por la dieta depende no sólo de las calorías ingeridas, sino también de los microbios presentes en el cuerpo.
Para medir los efectos de los microbios y los del sistema inmunitario, el equipo de Yang-Xin Fu y Vaibhav Upadhyay, de la citada universidad, comparó ratones normales con ratones que tienen un defecto genético que hace que sean incapaces de producir linfotoxina, una sustancia que ayuda a regular las interacciones entre el sistema inmunitario y las bacterias en el intestino. Los investigadores comprobaron que los ratones que carecen de linfotoxina no ganan peso extra, incluso después de estar consumiendo una dieta rica en grasas durante bastante tiempo.
Con una dieta estándar, ambos grupos de ratones mantuvieron un peso estable. Pero después de nueve semanas con una dieta rica en grasas, los ratones normales aumentaron en un tercio su peso corporal, la mayor parte en forma de grasas. Los ratones que carecían de linfotoxina comieron tanto como los otros, pero no aumentaron de peso.
La dieta rica en grasas provocaba cambios en los microbios intestinales en ambos grupos. Los ratones normales experimentaban un aumento notable de una clase de bacterias (Erysopelotrichi) que tiempo atrás ya fue asociada con la obesidad y problemas de salud relacionados. Los ratones que carecían de linfotoxina no podían eliminar a las bacterias filamentosas segmentadas, sobre las cuales se descubrió previamente que inducen ciertas respuestas inmunitarias en el intestino. Eso conducía a una menor absorción total de grasa.
El papel de los microbios intestinales se confirmó cuando los investigadores trasplantaron el contenido de los intestinos de ratones del estudio a ratones normales criados en un ambiente libre de gérmenes, y por tanto sin microbiota propia. Los ratones que recibieron bacterias de donantes que producían linfotoxina ganaron peso rápidamente. Los que recibieron bacterias de ratones que carecían de linfotoxina ganaron mucho menos peso durante cerca de tres semanas, hasta que su propio sistema inmunitario comenzó a normalizar la mezcla bacteriana.
Los autores del estudio constataron en los experimentos que el paso desde una dieta normal a una dieta rica en grasas iniciaba en los animales una serie de cambios relacionados. En primer lugar, alteraba el equilibrio de los microbios en el sistema digestivo. Estos cambios en la microbiota alteraban la respuesta inmunitaria, lo cual luego introducía más cambios a la comunidad microbiana intestinal.
Los resultados de la investigación sugieren que puede ser posible averiguar cómo regular estos microbios de maneras que puedan ayudar a prevenir enfermedades relacionadas con la obesidad. Parece factible inhibir algunos efectos nocivos importantes del sobrepeso y de la obesidad mediante la estrategia de regular la microbiota intestinal y quizá también ajustar la reacción inmunitaria.
Sin embargo, tal como advierten los autores del estudio, habiendo más de 500 cepas diferentes de bacterias presentes en los intestinos, y teniendo en cuenta las diferencias entre el ratón y el Ser Humano, antes de intentar desarrollar cualquier tratamiento antibacteriano contra la obesidad habrá que cerciorarse de cuáles son los microbios específicos que promueven el aumento de peso y cuáles son las reacciones exactas del cuerpo humano que favorecen la proliferación de tales microbios.

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El estado exótico en que el óxido de níquel se vuelve un conductor eléctrico

FÍSICA

(La disminución de la resistencia eléctrica del óxido de níquel empieza a 1,3 millones de atmósferas.) (Foto: Carnegie I.)

Se ha descubierto cuáles son las condiciones bajo las cuales el óxido de níquel puede convertirse en un metal conductor de la electricidad.
Los físicos han predicho durante décadas que el óxido de níquel, bajo una compresión adecuada, dejaría de comportarse como un compuesto aislante, que no conduce la electricidad, para pasar a actuar como un metal conductor.
Sin embargo, las predicciones al respecto no habían podido ser confirmadas anteriormente.
Unos científicos del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., han determinado ahora que el compuesto se convierte en un metal conductor de la electricidad bajo enormes presiones, del orden de 2,4 millones de veces la presión atmosférica.
El equipo de Viktor Struzhkin y Alexander Gavriliuk puso muestras delgadas, con un grosor no mayor de una micra, en una celda de yunque de diamante diseñada con este propósito.
Los investigadores consiguieron hacer mediciones lo bastante precisas y fiables como para poder determinar que la disminución de la resistencia eléctrica del óxido de níquel empieza a 1,3 millones de atmósferas (130 gigapascales).
A 2,4 millones de atmósferas, se registró una espectacular disminución, de tres órdenes de magnitud, en la resistencia eléctrica, lo que indica un cambio claro desde un estado semiconductor a uno conductor de la electricidad.

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¿Hacia un rayo tractor gracias a la mecánica cuántica?

FÍSICA

El grupo de investigación. (Foto: Roy Kaltschmidt)

Un añejo tema de la ciencia-ficción es el rayo tractor, una tecnología en la que se utiliza luz para mover objetos de gran masa. Una variante de esta tecnología era el rayo tractor usado en la película "La guerra de las Galaxias", el cual capturó al Halcón Milenario y lo introdujo en la Estrella de la Muerte.
Aunque los rayos tractores de ese tipo siguen perteneciendo a la ciencia-ficción, actualmente se utilizan haces de luz para manipular mecánicamente átomos u objetos diminutos de vidrio, y se progresa rápidamente en el control de cuerpos cada vez más grandes.
Unos científicos del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y la Universidad de California en Berkeley han mostrado por primera vez que las fluctuaciones cuánticas en un campo de luz son responsables de guiar los movimientos de objetos mucho más grandes que un electrón, y, en principio, podrían guiar el movimiento de objetos aún mayores.
Lo descubierto por el equipo de Daniel Brooks, Thierry Botter, Sydney Schreppler, Thomas Purdy, Nathan Brahms y Dan M. Stamper-Kurn, abre también caminos tecnológicos hacia diversos dispositivos ópticos cuánticos y hacia una mayor capacidad de detectar ondas gravitacionales, entre otras posibilidades.
La luz se refuerza en el interior de una cavidad óptica a determinadas frecuencias de resonancia, de forma similar a como una cuerda tensada de guitarra vibra produciendo sólo tonos específicos. Colocar un resonador mecánico dentro de la cavidad cambia la frecuencia de resonancia de la luz que pasa por ella, de modo similar a como cambia el tono de vibración de una cuerda de guitarra al deslizar los dedos hacia arriba o hacia abajo. A medida que la luz pasa por la cavidad óptica, actúa como un diminuto rayo tractor.
Si una cavidad óptica es de calidad ultraelevada, y el elemento resonador mecánico en su interior tiene un tamaño parecido al de un átomo y es enfriado hasta casi el Cero Absoluto, se puede usar el sistema optomecánico de cavidad resultante para detectar el más mínimo movimiento mecánico. Asimismo, incluso las fluctuaciones más pequeñas en la luz, o el vacío, pueden hacer que los átomos vibren. Mediante cambios en la luz se puede controlar ese movimiento atómico. Esto no sólo abre la puerta a estudios fundamentales de la mecánica cuántica que podrían darnos más información sobre el mundo "clásico" en que habitamos, sino también abre un camino hacia el procesamiento de información cuántica, sensores de fuerza ultrasensibles, y otras tecnologías que en la actualidad pueden parecer exclusivas de la ciencia-ficción.

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La masa de la vida en la Tierra es menor de lo asumido

BIOLOGÍA

Calculada por peso, la cantidad de vida existente en la Tierra es menor de lo que se venía creyendo hasta ahora. Foto: Amazings / NCYT / MMA.

Calculada por peso, la cantidad de vida existente en la Tierra es menor de lo que se venía creyendo hasta ahora. Concretamente, esas estimaciones anteriores sobre la masa total de toda la vida en nuestro planeta deben ser reducidas en alrededor de un tercio. Así se desprende de los resultados de una nueva investigación llevada a cabo por un equipo de especialistas de Alemania y Estados Unidos.
Según estimaciones previas, en el conjunto de los organismos vivos hay almacenadas cerca de un billón (un millón de millones) de toneladas de carbono, de las cuales el 30 por ciento está en microbios unicelulares del subsuelo oceánico, y el 55 por ciento en las plantas terrestres. El equipo de Jens Kallmeyer, del Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ), ahora ha revisado esta cantidad: En vez de 300.000 millones de toneladas de carbono, en los microbios del subsuelo marino sólo hay cerca de 4.000 millones de toneladas. Esto reduce en aproximadamente un tercio la cantidad total de carbono almacenado en los organismos vivos.
Las estimaciones anteriores se basaron en núcleos de material del subsuelo obtenidos mediante perforaciones cercanas a la costa o en zonas muy ricas en nutrientes. Cerca de la mitad del área oceánica del mundo es extremadamente pobre en nutrientes. Durante los últimos 10 años se ha sospechado que la biomasa del subsuelo marino estaba sobreestimada, pero no había datos que demostraran esto.
Jens Kallmeyer y sus colegas de la Universidad de Potsdam en Alemania y la Universidad de Rhode Island en Estados Unidos recolectaron núcleos de sedimento de áreas del fondo marino que estaban muy lejos de cualquier costa o isla. El trabajo realizado durante seis años indica que en los sedimentos extraídos de algunos sitios en mar abierto, los cuales son llamados "desiertos del mar" debido a la escasez extrema de nutrientes, hay hasta 100.000 veces menos células que en los sedimentos recogidos en lugares cercanos al litoral.
Con estos nuevos datos, los científicos recalcularon la biomasa total en los sedimentos marinos y encontraron esos nuevos valores mucho más bajos.

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Una sustancia de origen vegetal es capaz de guardar información a nivel molecular

BIOQUÍMICA

Molécula de salicilato de metilo. (Imagen: Wikipedia)

El salicilato de metilo, una sustancia de origen vegetal tradicionalmente usada como protector solar, podría utilizarse en el diseño de modernas aplicaciones tecnológicas gracias a su particular reacción a la luz. Así lo indica una reciente investigación de la Universidad Autónoma de Madrid, en España, que logró obtener un modelo que abre la puerta al desarrollo de estas aplicaciones.
En un reciente trabajo publicado en la revista Physical Chemistry Chemical Physics, Javier Catalán, investigador de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), propone un completo esquema que relaciona las evidencias científicas existente sobre “el singular comportamiento fotofísico del salicilato de metilo”.
El salicilato de metilo es una sustancia fotoestable —la radiación solar no afecta su composición química— gracias a la doble transferencia protónica que regenera su estructura molecular. No obstante, el compuesto presenta todavía un comportamiento fotofísico más interesante para los científicos que radica en la capacidad para generar dos emisiones fluorescentes desde un mismo estado electrónico excitado.
La fluorescencia es un tipo particular de emisión de luz que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energía en forma de radiaciones electromagnéticas, y que luego la emiten de la misma manera pero con una longitud de onda diferente. Por lo general, las sustancias fluorescentes absorben energía en forma de radiación electromagnética de onda corta (rayos X y radiaciones UV, por ejemplo), y la emiten a una longitud de onda más larga.
La doble fluorescencia mostrada por el salicilato de metilo fue estudiada por primera vez por un científico alemán, A. Weller, en 1956. Desde entonces, científicos de todo el mundo se han esforzado por comprender a fondo su naturaleza, llegando al consenso de que las dos fluorescencias del compuesto son generadas por la presencia de dos confórmeros, los cuales poseen en su estructura un enlace de hidrógeno intramolecular.
De forma más precisa, el trabajo de Javier Catalán determina que solo el confórmero más estable del salicilato de metilo presenta una primera fluorescencia que es estructurada, poco intensa y que comienza a detectarse aproximadamente a los 337 nanómetros de longitud de onda. Y una segunda, que es mucho más intensa, centrada entorno a los 450 nanómetros, y que no desarrolla estructura.
“La viabilidad de las posibles innovaciones tecnológicas derivadas del salicilato de metilo pasa por comprender adecuadamente estas características”, declara el investigador. Su último trabajo no sólo ofrece un modelo para la mejor compresión de estas, sino que además facilita importantes pautas para el diseño de sustancias orgánicas que podrían servir para almacenar memoria a nivel molecular.
El salicilato de metilo es una sustancia que puede extraerse de las ramas del abedul o del té y a la que tradicionalmente se le ha dado distintos usos medicinales y domésticos, como el de protector solar. De hecho, en la antigüedad las mujeres egipcias ya lo aplicaban en sus pieles, protegiéndose de este modo de las radiaciones UV de los rayos solares.
Actualmente, el salicilato de metilo se produce de manera sintética mediante la mezcla de ácido salicílico y metanol, y el estudio de su comportamiento fotofísico está abriendo un abanico de aplicaciones tecnológicas que van desde la utilización de su estructura molecular para la generación de radiación láser (mediante un mecanismo de fototransferencia protónica), hasta el diseño de sustancias susceptibles de guardar información a nivel molecular (mediante el fenómeno de doble fluorescencia).

Fuente: SINC

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Una curiosa capa fría en la atmósfera de Venus

ASTRONOMÍA

El terminador de Venus. (Foto: ESA/MPS, Katlenburg-Lindau)

La sonda europea Venus Express ha descubierto una región sorprendentemente fría en las capas más altas de la atmósfera del planeta, en las que la temperatura podría ser lo suficientemente baja como para que se congele el dióxido de carbono, formando hielo o nieve.
Venus es famoso por su densa atmósfera de dióxido de carbono y por las altas temperaturas que ésta provoca sobre la superficie del planeta. Por ello, con frecuencia se le presenta como el hermano inhóspito de la Tierra.
En un nuevo estudio basado en los datos recogidos por la sonda europea Venus Express a lo largo de cinco años de observaciones, un grupo de científicos ha descubierto una capa muy fría en la atmósfera del planeta, a unos 125 kilómetros sobre su superficie, en la que se alcanzan temperaturas de -175°C.
Esta inusual capa es mucho más fría que cualquier región de la atmósfera terrestre, por poner un ejemplo, y eso a pesar de que Venus se encuentra mucho más cerca del Sol que nuestro planeta.
Este descubrimiento se realizó mientras se medía cómo se filtraba la luz del Sol a través de la atmósfera de Venus, para así determinar la concentración de moléculas de dióxido de carbono a distintas altitudes a lo largo del terminador – la línea de separación entre la parte iluminada y la parte en sombra del planeta.
Al combinar las medidas de la concentración de dióxido de carbono con los datos de la presión atmosférica, los científicos fueron capaces de derivar el perfil de temperaturas de la atmósfera de Venus.
“Como a una determinada altitud la temperatura cae por debajo del punto de fusión del dióxido de carbono, sospechamos que se podría llegar a formar nieve carbónica en esta región de la atmósfera venusiana”, explica Arnaud Mahieux, del Instituto Belga de Aeronomía Espacial y autor principal del artículo que presenta estos resultados en el Journal of Geophysical Research.
Las nubes de partículas de nieve o hielo de dióxido de carbono tendrían que ser muy reflectantes, y podrían llegar a crear capas más brillantes que la propia luz solar.
“No obstante, aunque Venus Express haya observado regiones muy brillantes en la atmósfera de Venus que podrían indicar la presencia de hielo, también podrían ser el resultado de otras perturbaciones atmosféricas, por lo que de momento tenemos que ser prudentes”, puntualiza Mahieux.
Este estudio también descubrió que esta capa fría a lo largo del terminador se encuentra emparedada entre dos capas relativamente más cálidas.
“Los perfiles de temperaturas en la cálida cara iluminada del planeta y en la fría cara que se encuentra a la sombra son extremadamente diferentes a partir de los 120 kilómetros de altitud. El terminador es una región de transición, afectada por las condiciones a ambos lados”.
“A lo largo del terminador, la cara en sombra podría jugar un papel importante a una determinada altitud, y la cara iluminada un papel incluso mayor a otras altitudes”.
Los perfiles de temperaturas obtenidos a partir de otros conjuntos de datos de Venus Express, entre los que se encuentran los recogidos durante el tránsito de Venus del pasado mes de junio, concuerdan con estos resultados.
Los modelos matemáticos están de acuerdo con los perfiles observados, pero para confirmar esta hipótesis será necesario examinar el papel que juegan los otros compuestos químicos presentes en la atmósfera de Venus, tales como el monóxido de carbono, el oxígeno o el nitrógeno. En las capas más altas de la atmósfera de Venus estos compuestos son incluso más abundantes que el dióxido de carbono.
“Este descubrimiento todavía es muy reciente, y aún tenemos que pensar y comprender cuáles podrían ser sus repercusiones”, explica Håkan Svedhem, científico del proyecto Venus Express para la ESA.
“Pero sin duda es algo muy especial, ya que no tenemos este tipo de perfiles de temperaturas a lo largo del terminador de la Tierra o de Marte, cuyas atmósferas presentan unas composiciones químicas y condiciones térmicas muy diferentes”.

Fuente: ESA

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Confirman que la energía oscura existe

ASTROFÍSICA

Representación gráfica de los datos estudiados. (Foto: Tierra: NASA/BlueEarth; Vía Láctea: ESO/S. Brunier; CMB: NASA/WMAP)

La energía oscura, una fuerza misteriosa propuesta desde el ámbito teórico como la causa de que la expansión del universo se esté acelerando, existe, o por lo menos esa es la conclusión a la que ha llegado un equipo de astrónomos de la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido y la Universidad Ludwig-Maximilian en Múnich, Alemania.
Después de una investigación de dos años dirigida por Tommaso Giannantonio y Robert Crittenden, el equipo de científicos ha determinado que las probabilidades de que la energía oscura exista son del 99,996 por ciento.
Esto sin embargo no ayuda a esclarecer qué es la energía oscura. La comunidad científica sigue sin tener idea de la naturaleza de esta misteriosa fuerza, aunque algunos teóricos creen que podría tratarse de la manifestación de la constante cosmológica de Einstein, que asigna energía al espacio, incluso cuando está libre de materia y radiación.
Se cree que hoy en día la materia normal constituye alrededor de un 4 por ciento del universo, la materia oscura un 23 por ciento, y la energía oscura aproximadamente el 73 por ciento restante.
La energía oscura actúa contra la gravedad, de un modo que, hasta cierto punto haría que se la pudiera describir como "antigravedad", y parece que comenzó a actuar de manera dominante en el cosmos hace unos 6.000 millones de años, cuando el universo tenía cerca de la mitad de la edad que tiene ahora. Hasta aquella época, el universo se había estado expandiendo a una velocidad cada vez menor, debido, esencialmente, al efecto de la atracción gravitatoria ejercida mutuamente por todas las concentraciones de materia existentes en él. Sin embargo, cuando la expansión del universo separó lo suficiente esas acumulaciones de materia, el universo experimentó un cambio fundamental en su naturaleza, y la energía oscura empezó a ejercer una influencia mayor que la de la gravedad. En aquel momento decisivo de ese enigmático pulso entre titanes, la expansión del universo comenzó a acelerarse.
A diferencia de la energía como la conocemos (y medimos), la energía oscura no parece actuar a través de ninguna de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. No puede ser observada directamente, por ejemplo a través de la luz u otras manifestaciones de la fuerza electromagnética. Las evidencias de la energía oscura son indirectas.

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Producción natural, en vegetales, de metabolitos nunca antes vistos

BIOQUÍMICA

Clint Chapple. (Foto urdue U.)

Unos investigadores han captado en plena acción a la evolución al descubrir un nuevo conjunto de metabolitos sintetizados por plantas Arabidopsis.
La Arabidopsis, con parientes evolutivos tales como la col (o repollo) y la canola, se separó evolutivamente de su ancestro hace unos 40 millones de años.
Desde entonces, se han duplicado muchos genes de la Arabidopsis.
Cuando se produce una duplicación, normalmente una copia del gen sigue desempeñando su función anterior, mientras que la otra puede mutar y adquirir nuevas propiedades y funciones.
Una de esas duplicaciones permitió que la Arabidopsis empezara a crear los nuevos compuestos que ahora han sido descubiertos por el equipo del bioquímico Clint Chapple, de la Universidad Purdue, en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos.
Éste es un ejemplo de cómo la naturaleza experimenta con la química. Si ese nuevo gen se vuelve útil para la planta debido a que los nuevos compuestos la ayudan a sobrevivir de alguna forma o a reproducirse de forma más eficaz, el gen es preservado.
Chapple, Jing-Ke Weng, Yi Li y Huaping Mo, estaban estudiando cómo evolucionan nuevas vías metabólicas en las plantas cuando descubrieron los metabolitos, que ellos han llamado arabidopironas.
Muchos metabolitos distintos son usados por los vegetales para defenderse, atraer a los polinizadores y regular su pigmentación.
Algunos metabolitos vegetales nos sirven también a los humanos, ya que son la base para medicamentos.
Las arabidopironas sólo se encuentran en la Arabidopsis, aunque por ahora no está claro qué función desempeñan.

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¿Promover la presencia de Vitamina B en vegetales de consumo humano?

BIOLOGÍA

Algunos proyectos de mejora de plantas podrían incrementar el contenido vitamínico de vegetales y obtener así alimentos más nutritivos. (Imagen: Amazings / NCYT / MMA / JMC)

Las deficiencias de Vitamina B (vitaminas del grupo B) son comunes en muchas partes del mundo y pueden causar problemas graves de salud, como por ejemplo enfermedades cardiovasculares y defectos de nacimiento.
Algunas fuentes comunes de Vitamina B son legumbres, verduras de hoja verde (como por ejemplo lechuga) y cereales integrales.
Unos investigadores de la Universidad de Florida están desarrollando bases de datos y modelos informáticos para mostrar cómo y dónde se crean las vitaminas del grupo B en los vegetales, una información que los científicos creen que se puede utilizar para guiar proyectos de mejora de plantas, como por ejemplo los dedicados a incrementar el contenido vitamínico de vegetales y obtener así alimentos más nutritivos, e incluso para aumentar la velocidad de producción de tales cultivos con mayor contenido nutritivo.
Las bases de datos que están siendo desarrolladas, bajo la coordinación del equipo de Andrew Hanson, son la base para modelos, o simulaciones por ordenador, sobre el modo en que se crea la Vitamina B en las plantas.
Cuando estén terminados dichos modelos, los investigadores podrán usarlos para evaluar modos de aumentar la cantidad de Vitamina B en el sistema antes de experimentar sobre plantas.
Los modelos también podrían permitir a los investigadores acelerar la creación de plantas para su uso en la producción de biocombustibles y bioplásticos.

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