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Descubren los dos mayores agujeros negros


Reproducción del centro de nuestra galaxia a partir de una imagen captada por el Telescopio Keck. (Imagen: Lynette Cook)


Un equipo de investigadores de EE UU y Canadá ha descubierto los dos agujeros negros más masivos que se conocen, según se publica esta semana en la revista Nature.
El horizonte de sucesos de estos agujeros, región dentro de la cual ni la luz puede escapar, se extiende hasta una distancia similar a 200 veces la órbita de la Tierra o 5 veces la órbita de Plutón. También podría compararse con el tamaño de nuestro Sistema Solar”, informa a SINC Chung-Pei Ma, investigadora de la Universidad de California en Berkeley (EE UU) y una de las autoras del trabajo.
“Como no podemos ver los agujeros negros ya que ni la luz puede escapar de su atracción, los estudiamos midiendo la velocidad de las estrellas que orbitan ‘muy cerca’ de ellos”, explica Chung-Pei Ma.
La masa de uno de los dos agujeros negros centrales descubiertos por la investigadora Chung-Pei Ma y su equipo, en la galaxia NGC 3842, es 9.700 millones de veces más grande que Sol. El otro, situado en el centro de la galaxia NGC 4889, podría ser incluso mayor.
“Los dos agujeros negros están en el centro de esas dos galaxias, que se encuentran a una distancia de 300 millones de años luz de la Tierra”, puntualiza la experta.
El más grande conocido antes de este descubrimiento se ubica en la galaxia Messier 87 y posee una masa 6.300 millones de veces más grande que el Sol.
Para obtener los datos, el equipo de astrofísicos se valió de los telescopios Gemini y Keck en Hawái y las instalaciones del Observatorio McDonald en Texas (EE UU).
El descubrimiento sugiere que los procesos de crecimiento de las grandes galaxias y sus agujeros negros son diferentes a los de las galaxias menores.
Debido a las variaciones de brillo y la luminosidad de los quásares que se encuentran en el universo temprano, los expertos creen que toda galaxia masiva con forma esferoidal alberga un agujero negro supermasivo en su punto central que los potencia.
Los astrofísicos también estiman que este tipo de agujeros negros centrales podrían llegar a tener masas 10.000 millones de veces superiores al Sol aunque un agujero de estas dimensiones nunca ha sido confirmado. (Fuente: SINC)

La difícil recuperación de los vertebrados de tierra firme tras la Gran Extinción de hace 252 millones de años


El Lystrosaurus, pariente de los mamíferos, escapó al desastre. (Imagen: Victor Leshyk)


Los eventos cataclísmicos que marcaron el final del Periodo Pérmico hace unos 252 millones de años, fueron momentos decisivos en la historia de la vida en la Tierra. Hasta un 90 por ciento de los organismos marinos se extinguieron, dando paso a una nueva gama de especies marinas, algunas de las cuales todavía existen hoy en día. Sin embargo, aunque es evidente que las especies de tierra firme sufrieron grandes pérdidas, la amplitud de la extinción y la reorganización posterior han estado envueltas en muchas incertidumbres para los paleontólogos, al menos hasta ahora.
En un nuevo estudio, se ha llevado a cabo un exhaustivo análisis, espécimen por espécimen, para confirmar que los vertebrados de tierra firme sufrieron pérdidas catastróficas. Tras emerger de entre las cenizas, por así decirlo, los supervivientes, un puñado escaso de géneros, pasaron a poder vagar libremente, sin grandes impedimentos y con pocos competidores en sus respectivos nichos ecológicos.
A partir de lo hallado en el registro fósil, el equipo de investigación, de la Universidad Brown y de la Universidad de Utah, ha llegado a la conclusión de que los ecosistemas terrestres tardaron, a través de la evolución y de la especiación, hasta 8 millones de años en recuperarse plenamente de la extinción masiva.
Al parecer, al principio los ecosistemas terrestres eran más susceptibles a riesgos graves de colapso porque existían menos eslabones en la red alimentaria.
Además, estuvieron durante bastante tiempo sujetos a numerosos altibajos, caracterizados por una alternancia entre grandes proliferaciones de vida y fuertes declives de la misma.
Para esta investigación, el equipo de Jessica Whiteside, profesora de ciencias geológicas en la Universidad Brown, ha examinado alrededor de 8.600 especímenes, desde cerca del final del Pérmico al Triásico medio, aproximadamente hace entre 260 y 242 millones de años. Los fósiles proceden de yacimientos paleontológicos de la zona sur de los Montes Urales de Rusia, y de la Cuenca de Karoo en Sudáfrica. El recuento de especímenes y su análisis indica que aproximadamente el 78 por ciento de los géneros de vertebrados de tierra firme perecieron en la extinción masiva de finales del Pérmico.

Una empresa salmantina crea el ‘aracnocóptero’, una aeronave robotizada


El 'aracnocóptero' de Arbórea. (Foto: Carlos Bernabéu)


La empresa Arbórea, ubicada en el Parque Científico de la Universidad de Salamanca, y el grupo de investigación Bisite de esta institución académica han desarrollado el ‘aracnocóptero’, un aparato que permite el vuelo sin piloto y que tiene este nombre porque, al igual que las arañas, cuenta con ocho extremidades. Dos años y medio de trabajo han permitido crear un sistema único por su capacidad de carga y las distancias a las que se puede comunicar, así que cuenta con muchísimos usos potenciales militares y civiles, ya que puede tomar imágenes y todo tipo de datos.
“La plataforma consta de la aeronave, un bloque de comunicaciones y una base de control compuesta por un ordenador tipo tablet muy resistente y un mando como el de los videojuegos”, explica en declaraciones a DiCYT Carlos Bernabéu, fundador de Arbórea. El funcionamiento es muy simple y puede servir para supervisar operaciones militares o para realizar trabajos de cartografía digital.
En el mercado hay muchos sistemas similares, llamados UAV (unmanned aerial vehicle), pero el ‘aracnocóptero’ tiene características mucho más avanzadas, ya que permite un despegue vertical y llevar una carga de hasta 3 kilogramos (mucho peso teniendo en cuenta que el aparato pesa 3’5), es desmontable, se transporta en pequeñas maletas y permite realizar vuelos con una extraordinaria estabilidad comparado con otros aparatos de este tipo, que vibran demasiado como para tomar imágenes precisas.
En otros sistemas, las comunicaciones de radio analógicas están ceñidas a 1.000 metros, pero “nuestros protocolos de comunicaciones son digitales, con un rango teórico de 100 kilómetros en condiciones óptimas. Con las ondas de radio digitales, tenemos toda la información en tiempo real en el tablet, donde vemos el vídeo y la posición del aparato en un mapa”, indica Bernabéu.
El ‘aracnocóptero’, hecho de titanio y carbono, es muy resistente, lleva una cámara que filma su propio vuelo y múltiples sensores: de presión para controlar su altura, un sónar para facilitar aterrizajes y despegues automáticos, giróscopos, magnetómetros y acelerómetros para ganar estabilidad. Además, con el GPS se le dan patrones de vuelo automáticos para que los ejecute y la información se visualiza en la interfaz del usuario. Adicionalmente, se le pueden añadir todos los instrumentos necesarios para el tipo de trabajo que se vaya a realizar y el único límite es la capacidad de carga, así que podría transportar cámaras diurnas, nocturnas y térmicas o sistemas de medición y escaneado láser para hacer perfiles topográficos.
Los sensores son cada vez más finos y más ligeros, la electrónica del sistema de vuelo es cada vez más pequeña y más eficiente y las baterías, que en la actualidad aguantan unos 40 minutos, evolucionan muy deprisa para aumentar la duración del vuelo.
En la actualidad, “tenemos prototipos operativos y hay empresas interesadas”, apunta el responsable de Arbórea, que en la actualidad tiene su sede en la Incubadora de empresas de base tecnológica del Parque Científico de la Universidad de Salamanca. Sobrevolar un barco pirata somalí puede ser un uso militar, pero en el campo civil sirve para analizar desde el aire un monumento que debe ser restaurado o para estudiar el estado de líneas eléctricas con un gran ahorro.
Los investigadores trabajan en un sistema de inteligencia artificial con el objetivo de imitar el modelo de comunicación de especies sociales como las aves o enjambres de abejas para establecer patrones de vuelos inteligentes con grupos de estos aparatos. Por ejemplo, “si buscamos radiactividad, desplegamos varios aparatos y se comunican entre ellos a través de este protocolo digital, cada uno sabe dónde están los demás y actúan para cubrir áreas sin solaparse. Si uno detecta radiactividad, los demás acuden para realizar las mediciones oportunas”. Este sistema multiagente imita los modelos de animales gregarios, ya que “los esquemas lógicos son los mismos”. (Fuente        iCYT)

Se descubre la unidad de medida usada para diseñar la misteriosa ciudad de Teotihuacán


Panorámica de Teotihuacán: La Avenida de la Muerte y la Pirámide del Sol, vistas desde la Pirámide de la Luna. (Foto: Jack Hynes)


La antigua y fascinante ciudad de Teotihuacán fue diseñada usando una unidad de medida estándar de 83 centímetros.
Ésta es la conclusión a la que ha llegado el arqueólogo Saburo Sugiyama, de la Universidad Estatal de Arizona, después de una meticulosa labor de medición y análisis.
Teotihuacán, que en idioma náhuatl significa "El lugar donde fueron hechos los dioses" o "La Ciudad de los Dioses", está ubicada a unos 45 kilómetros al nordeste de la ciudad de México, y es uno de los conjuntos arqueológicos más carismáticos del mundo. Desde 1987, está declarada Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO. Muchos son los monumentos de Teotihuacán, pero se tiende a considerar que los principales son las pirámides del Sol, la Luna y la Serpiente Emplumada.
Mediante cálculos exhaustivos, Sugiyama ha establecido la constante presencia de la citada unidad estándar en todas las estructuras, y en muchos otros elementos de Teotihuacán.
Por ejemplo, tomemos el caso de la Pirámide de la Serpiente Emplumada, también conocida como la Pirámide o Templo de Quetzalcóatl. La viga del tejado mide 1,66 metros de largo, lo cual se corresponde con el doble de esa unidad estándar. Lo mismo ocurre con la distancia entre las cabezas de serpiente, que es de cuatro veces la unidad, y con la longitud de la escalinata, que es de 16 veces la unidad.
Teotihuacán era el hogar de más de 100.000 personas en su momento de máximo esplendor, en el siglo V de nuestra era, por lo que se la considera la segunda mayor ciudad precolombina en América.
Sugiyama ha realizado investigaciones en Teotihuacán desde la década de 1980. De 1998 a 2004, él supervisó las excavaciones en la Pirámide de la Luna, donde se encontraron restos de víctimas humanas y animales de sacrificios ceremoniales, así como objetos que asocian a la población de Teotihuacán con los mayas.

¿Estamos rodeados de semillas cósmicas de la vida?


Recreación artística de la llegada a la Tierra de aminoácidos procedentes del espacio. (Imagen: NASA / Mary Pat Hrybyk-Keith)


El descubrimiento de 13 bandas interestelares difusas con las longitudes de onda más largas detectadas hasta la fecha, podría ser la clave para resolver un misterio de 90 años de antigüedad. Además, el hallazgo apoya hipótesis recientes acerca de la presencia de grandes moléculas, posiblemente orgánicas, ocultas en las nubes de polvo interestelar.
Desde hace 90 años, las bandas interestelares difusas se vienen detectando al analizar la luz de las estrellas. No importa hacia qué dirección se apunte un telescopio; en la luz procedente de virtualmente cualquier parte del universo se las detecta. Su existencia delata que la luz atraviesa nubes de gas y polvo con una composición química bastante compleja.
Las bandas interestelares difusas han sido un rompecabezas desde su descubrimiento hace 90 años. Las 500 bandas identificadas antes del nuevo estudio se presentan, en su mayoría, en longitudes de onda de luz visible y del infrarrojo cercano (el segmento infrarrojo más cercano a la luz visible en el espectro). Las líneas observadas no coinciden con las líneas previstas para moléculas simples, y no se las puede atribuir a un único portador.
Las líneas de absorción de baja energía descubiertas por el equipo de Paco Najarro, del Departamento de Astrofísica en el Centro de Astrobiología en Madrid, España, Donald Figer, director del Centro de Detectores en el Instituto Tecnológico de Rochester, Estados Unidos, y Thomas Geballe del Observatorio Gemini (integrado por telescopios en Chile y Hawái), estrechan el cerco en torno a la naturaleza de las bandas interestelares difusas, al permitir descartar algunas de las posibilidades sobre su origen. A partir de ahora, los futuros modelos teóricos sobre las longitudes de onda absorbidas por estas partículas misteriosas se deberán acomodar a estas energías inferiores.
Las observaciones en diferentes direcciones galácticas indican que el material responsable de estas bandas interestelares difusas "sobrevive" en muy diferentes condiciones físicas de temperatura y densidad.
Según las más recientes hipótesis sobre las bandas interestelares difusas, éstas señalan la abundancia de moléculas orgánicas en el espacio interestelar. Quizá, tal como razona Figer, se trate de cadenas de aminoácidos. Esto, sumado a otros indicios, respalda la teoría de que las semillas químicas de la vida se originaron en el espacio y luego "llovieron" sobre los planetas.
En la investigación también han trabajado Diego de la Fuente y Barrett Schlegelmilch.

Nanopartículas esculpidas por dentro para crear minúsculos laboratorios


Ejemplos de nanopártículas huecas. (Imagen: Institut Català de Nanotecnología)


Investigadores del Institut Català de Nanotecnología han desarrollado un método que permite trabajar en el interior de la nanopartículas.
“Si el hecho de poder estudiar y manipular la materia a escala nanométrica ya resulta asombroso, más increíble es que seamos capaces de trabajar el interior de las nanopartículas. Podemos vaciarlas, perforarlas y llenarlas de agentes capaces de cumplir tareas específicas”, subraya Edgar Emir González del Institut Català de Nanotecnología. Según González, la superficie y el interior de las nanoestructuras pueden ser programadas en composición y en arquitectura para convertirlas en minúsculos laboratorios de investigación de nuevos fenómenos químicos, ópticos, eléctricos, magnéticos, térmicos y mecánicos que acontecen en condiciones como las que se presentan en este tipo de nanoestructuras”.
En esta investigación llevan años trabajando Edgar Emir González y Victor Puntes del Institut Català de Nanotecnología en colaboración con Jordi Arbiol del Institut de Ciència de Materials de Barcelona. Los resultados del estudio se publican esta semana en Science con el título “Carving at the Nanoscale: Sequential Galvanic Exchange and Kirkendall Growth at Room Temperature”.
Según explica González, a diferencia de lo que se hacía hasta ahora (reacciones únicamente en la superficie de la nanopartícula), los huecos se presentan como  un recipiente donde generar reacciones controladas que quedan encerradas en la propia partícula. El número y forma de las cavidades creadas en el interior determinan la extensión de superficie sujeta a la reacción y, por tanto, el aprovechamiento más eficiente de las reacciones en la superficie de los materiales.
Las nuevas nanopartículas (ahora cápsulas inorgánicas de alta complejidad), reúnen todas las propiedades estructurales de los objetos envolventes, las mantas, los sobres o las maletas. Las cápsulas protegen y transportan moléculas. Si las cápsulas son nanométricas e inorgánicas, como es el caso, entonces, gracias a su alta densidad de estados electrónicos, responden a la luz de manera resonante y bien sean abiertas o cerradas, pueden ser calentadas, manipuladas con campos electromagnéticos para, por ejemplo, "transportar un cóctel de fármacos de manera segura hasta la diana terapéutica y administrar secuencialmente los fármacos hasta niveles insólitos, en que la dosis se controla a nivel celular", señala Edgar Emir González.
“Se abren posibilidades para la ciencia, tales como nuevas aplicaciones médicas en el campo de la liberación controlada de fármacos, la fabricación de sensores, catalizadores, pilas de combustibles y energía solar y fotónica, entre otras”, añade.
Así, por ejemplo, es posible estudiar fenómenos exóticos de confinamiento cuántico o el efecto de acoplamiento de las excitaciones electrónicas de las paredes internas y externas bajo la presencia de radiación electromagnética, o el estudio de reacciones químicas catalizadas en el interior de las partículas. El hueco que queda en la partícula puede también tener composición y formas diferentes aparte del aumento significativo de la superficie expuesta a reacción del material. "Es una escalada hacia el interior, un paso adelante hacia una nueva dimensión. Los nanohuecos, los vacíos dentro de la nanopartícula se convierten en excelentes nanorreactores para el transporte de agentes químicos", explican los investigadores. (Fuente: SINC)

Avance tecnológico en el estudio de las nubes


(Foto: LLNL)


Los modelos climáticos no logran representar con la precisión deseable las nubes individuales y los procesos que ocurren en ellas porque les falta la resolución espacial que les permitiría simularlas adecuadamente.
Ahora, sin embargo, unos científicos han desarrollado una nueva herramienta que permitirá que las nubes observadas en el cielo sean representadas mejor en los modelos del clima.
Tradicionalmente, las observaciones satelitales de esta clase permiten inferir las propiedades de las nubes mediante la luz que reflejan de regreso al espacio, o la emisión térmica del planeta. Sin embargo, para poder usar con la debida precisión datos satelitales en evaluaciones con modelos climáticos, se necesita una herramienta que permita una comparación más precisa entre las nubes virtuales simuladas en un modelo climático y las propiedades de las nubes medidas por satélites.
El equipo internacional de Stephen Klein y Yuying Zhang, del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Livermore, ha desarrollado el sistema COSP, que ejercerá un importante papel en el perfeccionamiento de los modelos de nubes.
Con los modelos del clima se intenta representar las nubes con la mayor precisión posible, pero dentro de unos límites ya que dichos modelos carecen de la resolución espacial suficiente para simularlas de manera completa. Los modelos climáticos globales por lo general tienen una resolución de 100 kilómetros, mientras que los modelos meteorológicos suelen tener una resolución de 20 kilómetros. Sin embargo, para representar las nubes con la precisión con que las ven los satélites, la resolución debería ser de entre 500 metros y 1 kilómetro.
Por desgracia, esas escalas tan pequeñas, conocidas en meteorología como microescalas, no son prácticas para los modelos climáticos globales o los modelos meteorológicos regionales.
El sistema COSP permite establecer una comparación entre la nubosidad simulada por los modelos del clima y las observaciones satelitales correspondientes de las nubes reales.
El sistema COSP es un desarrollo importante y necesario porque las nubes simuladas no pueden ser comparadas directamente con los datos observacionales; la representación de las nubes en los modelos no equivale directamente a lo que los satélites pueden ver. El sistema COSP elimina ambigüedades importantes en la comparación directa de las simulaciones digitales con las mediciones hechas desde satélite