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viernes, 27 de marzo de 2015
lunes, 23 de marzo de 2015
Un choque de estrellas: la explicación para una enigmática explosión ocurrida en el siglo XVII
Un choque de estrellas: la explicación para una enigmática explosión ocurrida en el siglo XVII
Observaciones de APEX ayudan a desentrañar el misterio de la Nova Vulpeculae 1670
23 de Marzo de 2015
Nuevas observaciones, llevadas a cabo con APEX y otros telescopios, revelan que la estrella que los astrónomos europeos vieron aparecer en el cielo en 1670 no era una nova, sino un tipo de colisión estelar mucho más excepcional y violento. Fue lo suficientemente espectacular como para verse fácilmente a simple vista durante su primer estallido, pero los rastros que dejó eran tan débiles que ha sido necesario utilizar telescopios submilimétricos para llevar a cabo un meticuloso análisis que, finalmente, pudiera despejar el misterio más de 340 años después. Los resultados aparecen en línea en la revista Nature el 23 de marzo de 2015.
Algunos de los más grandes astrónomos del siglo XVII, incluyendo a Hevelius — el padre de la cartografía lunar — y aCassini, documentaron cuidadosamente, en el año 1670, la aparición de una nueva estrella en el cielo. Hevelius la describió como una nova “sub capite Cygni” (una nueva estrella debajo de la cabeza del cisne) pero actualmente los astrónomos la conocen por el nombre de Nova Vulpeculae 1670 [1]. Los relatos históricos sobre novas son escasos y de gran interés para los astrónomos actuales. Se afirma que la Nova Vul 1670 es la nova registrada más antigua y más débil recuperada con posterioridad.
El autor principal de este Nuevo estudio, Tomasz Kamiński (ESO e Instituto Max Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania), explica: "durante muchos años se creyó que este objeto era una nova, pero cuanto más se ha estudiado menos parecía una nova ordinaria — o cualquier otro tipo de explosión de una estrella".
Cuando apareció por primera vez, Nova Vul 1670 era fácilmente visible a simple vista y, durante los dos años siguientes, fue variando su brillo. Luego desapareció y reapareció dos veces, antes de desaparecer para siempre. Pese a que está muy bien documentada para su época, los audaces astrónomos de entonces carecían del equipo necesario para resolver el enigma sobre el peculiar comportamiento de la presunta nova.
Durante el siglo XX, los astrónomos llegaron a comprender que la mayoría de las novas podrían explicarse por el comportamiento de estrellas binarias cercanas entre sí que explotan y “se dan a la fuga”. Pero Nova Vul 1670 no encajaba en absoluto en este modelo y seguía siendo un misterio.
Pese a la creciente capacidad tecnológica de los telescopios, se creyó durante mucho tiempo que este evento no había dejado ningún rastro, y hubo que esperar hasta la década de 1980 para que un equipo de astrónomos detectara una débil nebulosa alrededor de la zona en la que, supuestamente, debían estar los restos de la estrella. Pero, aunque estas observaciones ofrecieron una tentadora conexión con el avistamiento de 1670, no lograron arrojar nueva luz sobre la verdadera naturaleza del evento presenciado en los cielos de Europa hace más de trescientos años.
Tomasz Kamiński continúa la historia: "ahora hemos sondeado la zona en longitudes de onda de radio y submilimétricas. Hemos encontrado que los alrededores del remanente están bañados por un gas frío, rico en moléculas, con una composición química muy inusual".
Además de APEX, el equipo utilizó el Submillimeter Array (SMA) y el radio telescopio Effelsberg para conocer la composición química y medir las proporciones de diferentes isótopos del gas. Uniendo todos estos datos, lograron crear un informe muy detallado de la composición de la zona, lo cual permitió evaluar de dónde podría provenir esta materia.
Lo que el equipo descubrió es que la masa del material frío era demasiado grande para ser el producto de la explosión de una nova y, además, las proporciones de isótopos medidas por el equipo alrededor de Nova Vul 1670 eran diferentes a las que se esperan de una nova. Pero si no fue una nova, entonces ¿qué fue?
La respuesta es una espectacular colisión entre dos estrellas, más brillante que una nova, pero menos que una supernova, que produce algo denominado nova roja luminosa. Son eventos muy excepcionales en los que las estrellas explotan debido a una fusión con otra estrella, arrojando al espacio el material que anteriormente contenían en su interior y dejando tan sólo un débil remanente rodeado de un ambiente fresco, rico en moléculas y polvo. Esta nueva clasificación de estrellas explosivas, recientemente aceptada, encaja casi a la perfección en el perfil de Nova Vul 1670.
El coautor de este trabajo, Karl Menten (Instituto Max Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania) concluye: "los descubrimientos de este tipo son los más divertidos: ¡los que son totalmente inesperados!".
Notas
[1] Este objeto se encuentra dentro de los límites de la moderna constelación de Vulpecula (el zorro), justo al otro lado de la frontera de Cygnus (el cisne). A menudo también se denomina Nova Vul 1670 y CK Vulpeculae, su nombre como estrella variable.
Información adicional
Este trabajo se presentó en el artículo científico “Nuclear ashes and outflow in the oldest known eruptive star Nova Vul 1670”, por T. Kamiński et al., que aparece en línea en la revista Nature el 23 de marzo de 2015.
El equipo está formado por Tomasz Kamiński (ESO, Santiago, Chile; Instituto Max Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania [MPIfR]), Karl M. Menten (MPIfR), Romuald Tylenda (Centro Astronómico N. Copernicus, Toruń, Polonia), Marcin Hajduk (Centro Astronómico N. Copernicus), Nimesh A. Patel (Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Cambridge, Massachusetts, EE.UU.) y Alexander Kraus (MPIfR).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
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Los rayos cósmicos confirman que se fundió el corazón de Fukushima
Los rayos cósmicos confirman que se fundió el corazón de Fukushima
Un detector de muones muestra el interior de dos reactores accidentados en Japón
Imagen proporcionada por Tepco sobre estos trabajos de detección.
Mientras Chernóbil todavía lucha para cubrir los restos de la tragediacon un segundo sarcófago, en Fukushima aún dan los primeros pasos para controlar por completo y desmantelar los reactores accidentados en 2011, una tarea que durará unas cuatro décadas. Al margen de las interminables fugas de agua que traen de cabeza a los responsables de la central, el principal objetivo es determinar la situación exacta del combustible radiactivo que quedó fuera de control durante varios días, provocando la mayor catástrofe atómica en lustros. Ahora, gracias a los rayos cósmicos, tenemos la confirmación de que el núcleo del reactor 1 de Fukushima se fundió por completo y que también se derritió, parcialmente, el combustible del reactor 2.
Esas barras de uranio derretidas generan tanto peligro que no ha sido posible entrar hasta el corazón de los reactores accidentados para determinar exactamente su estado. Las mediciones indirectas indicaban que estábamos en un escenario de fusión de los núcleos pero una nueva técnica que se sirve de la física de partículas ha ayudado a radiografiar, por el momento, dos de los reactores accidentados. Se trata de un detector de muones, unas partículas elementales que surgen cuando penetran en la atmósfera los rayos cósmicos, y que llegan por miles hasta la superficie de la Tierra. Estas partículas que frenan al chocar con objetos muy densos, como el combustible nuclear, y se pueden detectar con una suerte de placas de radiografía colocadas a los lados del reactor.
Al atravesar todo el invento, los muones han mostrado que no queda nada de combustible en el corazón del reactor número 1. Es decir, mientras el núcleo estuvo sin refrigerar con agua durante el accidente, las barras de uranio se derritieron por completo, cayendo por el fondo de la vasija que las contenía. Por eso no salen en la fotografía que han conseguido los físicos de varias universidades japonesas, que han desarrollado esta técnica junto a científicos del Laboratorio de Los Álamos y la empresa Toshiba, responsable de los trabajos de desmantelamiento de Fukushima.
Como la plancha detectora de los muones se coloca a ras de suelo, la imagen que ha devuelto de este reactor solo permite saber que el combustible se fundió y ya no está en su sitio, pero no ayuda a saber cuál es su situación en el sótano del reactor o si ha comprometido por el suelo la robusta contención que separa el núcleo del exterior. Posteriormente, Tepco ha dado a conocer el resultado de este examen en el reactor 2, que ha mostrado una descomposición parcial del núcleo al comparar la imagen con la de un reactor en condiciones normales.
"Los resultados reafirman nuestra idea previa de que una cantidad considerable de combustible se había fundido en el interior", explicó Hiroshi Miyano, uno de los científicos, a AFP. "Pero no hay evidencia de que el combustible se haya derretido a través de los edificios de contención y alcanzado el exterior". Para asegurarse, el siguiente paso será el uso de robots que se cuelen por todos los rincones de los edificios.
Hoy se ha conocido el gasto que ha supuesto hasta el momento el desmantelamiento de Fukushima para los japoneses: 1.450 millones de euros de las arcas públicas, según un informe gubernamental que recoge la agencia Kyodo. Poco más de un tercio de ese dinero se ha gastado en los esfuerzos por controlar las continuas filtraciones y fugas de agua que inundan todo el entorno de la central.
Científicos rusos crean nuevo material para proteger naves de la radiación del espacio
Científicos rusos crean nuevo material para proteger naves de la radiación del espacio
El objetivo es evitar que la radiación deforme el material al que protege, a través de un revestimiento aplicado a la estructura. En la foto, la Estación Espacial Internacional, donde ya se están aplicando algunos desarrollos de la Universidad Politécnica de Tomsk. Foto: EFE MOSCÚ.- Científicos rusos de la Universidad Politécnica de Tomsk, en Siberia, han puesto a prueba un nuevo material de protección antirradiación para naves espaciales desarrollado en colaboración con sus colegas de la Universidad Estatal de Bielorrusia. "Hemos realizado estudios preliminares en los que se han obtenido materiales para elevar la resistencia a la radiación", dijo a Efe el director del Instituto de Física y Altas Tecnologías de la Universidad de Tomsk, Alexéi Yákovlev. "De hecho, hemos desarrollado una sustancia de varias capas manipuladas a escala atómica, un revestimiento que en condiciones extremas de radiación no debe dejar que el material al que protege se deforme", explicó. Yákovlev comparó la arquitectura cristalina de la sustancia con la del carbono, que sirve de base tanto para un diamante como para el grafito. "No hay diferencia en las moléculas. El asunto radica en su estructura: mientras que en el primer caso son durísimas y permiten cortar hasta el cristal, en el segundo se desgastan fácilmente, como observamos cuando escribimos con un lápiz", apuntó. Agregó que las tecnologías creadas en el instituto permiten obtener distintas propiedades de un mismo material. El científico precisó que de momento se están haciendo pruebas con cubiertas de capas muy finas, lo que permite obtener "resultados más rápidos". Una vez concluidas esas pruebas, asegura, será posible crear equipos para posibilitar la aplicación de la protección antirradiación en condiciones extremas, como es el espacio. El Instituto de Física y Altas Tecnologías de la Universidad dedica gran parte de sus estudios a la elaboración de materiales y tecnologías espaciales, algunas de las cuales ya se utilizan en la Estación Espacial Internacional (EEI). Así, el próximo viernes tres astronautas de la EEI aplicarán una sustancia nanotecnológica desarrollada por la Universidad de Tomsk sobre las ventanas de la plataforma orbital para protegerlas de distintos factores cósmicos. Además, la Universidad de Tomsk tiene previsto inaugurar este año un centro de elaboración de nuevas tecnologías de impresión tridimensional en condiciones extremas. Esta podrá utilizarse también en la EEI en caso de necesidad de fabricar "in situ" algún elemento de la plataforma
Fuente: Emol.com - http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2015/03/23/709358/cientificos-rusos-crean-nuevo-material-para-proteger-naves-de-la-radiacion-del-espacio.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+Noticias-Tecnologia+%28Noticias+Tecnolog%C3%ADa%29
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Life, the universe and everything? World's largest machine gets ready to restart
Life, the universe and everything? World's largest machine gets ready to restart
Story highlights
- The LHC, a 27km (17 mile) particle accelerator, is ready to fire up again after a two-year upgrade
- After nailing down the elusive Higgs boson particle in 2013, physicists are now on the trail of dark matter
- Dark matter has never been observed, but it makes up nearly 85 percent of all the matter in the universe
(CNN)It may not provide the answer to life, the universe and everything, but when the Large Hadron Collider at Geneva's CERN starts up again this month, particle physicists are planning to give this question their best shot.
Having finally nailed down the elusive Higgs boson particle in 2013 -- the elementary particle that has unlocked some of the universe's longest-standing secrets -- physicists are now on the trail of dark matter.
And with the Large Hadron Collider (LHC) -- the 27km (17 mile) circumference particle accelerator that occupies a tunnel on the Franco-Swiss border -- now tricked out with new magnets, more powerful energy beams and a tighter vacuum, scientists are hoping to shine a light on some of the universe's more arcane phenomena.
"Higgs was the final piece of the jigsaw of what we call the Standard Model of particle physics," Dr Mike Lamont, operations group leader at the facility, told CNN. "But we know that this model is not complete."
Dark matter
"One of the big things we know is out there -- but we don't yet understand -- is dark matter.
"There's a lot of astronomical observations to support the fact that this stuff exists, so this is one thing that we might hope shows up."
Dark matter is currently a hypothesis. It is a type of matter that can't be seen but whose presence can be inferred from its gravitational effects on visible matter, radiation and even the very structure of the universe.
Physicists believe this unseen material makes up about 85 percent of all the matter in the universe. Regular matter, which we are made of along with all the stars, planets and other tangible cosmic material, accounts for just around 4 percent of the mass-energy of the known universe. In other words, the vast majority of what constitutes reality still eludes us.
Particle physicists will no doubt be on the edge of their seats when the new souped-up collider is put through its paces this month, although it can take months for the data to be processed.
"There are a number of theories that give you dark matter candidates -- one of the favourites issupersymmetry," Lamont said, adding that the team got no sign of it at all in the facility's first three-year run.
"What the physicists are hoping is that with the step up in energy we will be able to explore a bit more of parameter space and that something dramatically new will show up.
Eyes on the prize
"If it does, it's Nobel prizes all around; it really will be a major breakthrough. If it's not, then it's back to the drawing board."
The increased energy of the new collider will be key to the new studies. The energy of collisions in the LHC in 2015 will be 13 TeV (teraelectron volt) compared with 8 TeV in 2012 during its last run.
While the facility is a big industrial user of power -- about 180MW when it's running at full tilt -- it's not quite powerful enough to dim the lights or send the air-conditioning down in surrounding areas.
One of the big things we know is out there - but we don't understand - is dark matter
"We have a dial that tells us how much energy we're using - it would be equivalent to about 10% of the total power in the Geneva canton," Lamont said.
But anyone expecting a "Bride of Frankenstein" scenario of flashing lights and crackling electrical discharges is going to be disappointed. According to Lamont, while the machine is tremendously powerful, it operates within a vacuum, making it relatively quiet.
"The beam itself does hum, we can hear it oscillating, but the collision energy between one proton and another -- while it's a huge amount of energy for a proton -- is like a house fly hitting another house fly at 5 miles per hour.
"The beam, however, does have a huge amount of energy and we have to be very careful with it."
The Big Bang
He said the proton beam is launched at a tangent to the ring and when the energy of the beam needs to be absorbed, they use a graphite block to damp it.
"Now that really does give a good bang," Lamont said. "We had microphones down there and this you could hear."
While there are billions of protons per package sent hurtling through the collider at a rate of 11,000 times per second, only 20 or 30 protons per package will actually collide to produce an effect that can be studied.
Scientist must monitor equipment that registers hundreds of millions of collisions per second typically over 12-hour periods.
"The experiments need this because the interesting stuff like the Higgs is extremely rare. Only very rarely do these collisions produce something interesting and this is the big challenge for us -- to trigger the interesting stuff," he said.
Plenty of good physics
The Higgs may have gone a long way to answering the questions thrown up by the Standard Model, but Lamont says there will still be plenty of good physics to be examined by what is effectively the world's biggest machine.
"We're planning a major upgrade in 2023-25 -- there'll be new more powerful focusing magnets installed and some other upgrades and this will allow us to multiply by five the number of collisions we can deliver.
"That program is planned out until 2035 ... there are some interesting milestones coming up."
He remains sanguine, however, about the possibility that after weeks of collisions and months and sometimes years of study, scientists and researchers may have actually moved further away from answering the mysteries and paradoxes of particle physics beyond the Standard Model.
"Maybe the universe is a bit simpler than we think it is," Lamont said.
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