BLOGS
Ciencia para llevar Ciencia para llevar

CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

Archivo de la categoría ‘Astronomía’

Ciencia en el Barrio: un proyecto para la igualdad de oportunidades

Por Mar Gulis (CSIC)

Según la última encuesta de Percepción social de la ciencia de la FECYT, cerca de un 5% de ciudadanas y ciudadanos participan en actividades de divulgación científica durante la Semana de la Ciencia y la Tecnología y hasta un 16% visita al menos una vez al año algún museo de ciencia. La mayoría de las participantes son personas que ya tienen un interés previo, muchas de ellas incluso son asiduas y otras constituyen lo que se conoce como público cautivo: alumnas y alumnos que asisten a actividades organizadas por sus centros escolares durante la jornada escolar. Incluso en estos casos, este público cautivo pertenece a institutos de secundaria habituales en las actividades que inundan cada año nuestras ciudades. La dificultad está en llegar a aquellas personas que no solo no acuden sino que ni siquiera conocen estas iniciativas.

‘Ciencia en el Barrio. Divulgación científica para el desarrollo social y la igualdad de oportunidades’ es un proyecto que busca cubrir esta laguna y facilitar el acceso a las actividades de divulgación científica a segmentos de la población que por sus características socioeconómicas hasta ahora no participaban de ellas. La iniciativa, puesta en marcha por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y que cuenta con el apoyo económico de la FECYT, se está desarrollando en cinco distritos de Madrid: Puente de Vallecas, Hortaleza, Carabanchel, Villaverde y San Blas. En ellos, a través de la colaboración de seis Institutos de Educación Secundaria de la red pública, el CSIC ha organizado cerca de medio centenar de actividades sobre temas de actualidad científica con diferentes formatos: talleres experimentales, conferencias, clubes de lectura, exposiciones y visitas guiadas a centros de investigación punteros. En su fase piloto han participado más de un millar de estudiantes de 4º de la ESO, nivel en el que el alumnado aún no ha tenido que elegir de forma definitiva el itinerario docente con la clásica separación de letras y ciencias. El resto de alumnas y alumnos del centro, así como las comunidades educativa y vecinal, también pueden participar en algunas de las actividades.

Ciencia en el Barrio

Durante un año, las chicas y los chicos han tenido la oportunidad de hablar de tú a tú con el personal investigador y técnico del CSIC; desmontar mitos y estereotipos sobre la ciencia; hacer preguntas y experimentar con todos sus sentidos. Catas de chocolate, talleres de cocina macromolecular, charlas sobre las aplicaciones de la luz o sobre cómo se forman las ideas, son algunas de las actividades en las que han participado. También han dialogado con los autores en clubes de lectura sobre libros de temas tan diversos como los neandertales, los robots o la vida de Alan Turing.

Y han sabido aprovechar la oportunidad. Han preguntado y debatido hasta dejar pasar el tiempo del recreo y alargar las horas programadas inicialmente para las actividades.

En la nueva etapa del proyecto, que comenzará este próximo abril, el CSIC aumentará el número de institutos y estudiantes implicados y fomentará la participación de las vecinas y vecinos de los distritos. Una de las principales novedades será la organización de una feria de divulgación científica en la que un grupo de chicas y chicos explicarán a otros estudiantes, familiares y vecinos los experimentos desarrollados en sus aulas con la tutela del CSIC.  Esperemos que sea la primera de muchas ferias.

 

Un viaje espacial de 20 años para descubrir si hay vida en Próxima b

Por Miguel Abril (CSIC)*

Hace solo unos meses se anunció oficialmente uno de los hitos más importantes de la astronomía de los últimos años: el descubrimiento de Próxima b, un exoplaneta parecido al nuestro con condiciones que podrían hacerlo habitable. Aunque no es, ni mucho menos, el primero descubierto con estas características, lo que hace tan especial a Próxima b es que orbita en torno a la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri, a solo 4,2 años luz. La noticia hizo que el proyecto Breakthrough Starshot –una iniciativa que pretende mandar la primera sonda en viaje interestelar– cobrara un interés especial al fijar sus ojos en el exoplaneta recién descubierto como potencial objetivo.

Portada de Nature sobre el descubrimiento de Próxima b.

Pero vayamos por partes: ¿tan cerca está este nuevo exoplaneta? ¿Cuánto son cuatro años luz? Podemos visualizarlo de forma muy gráfica realizando un sencillo experimento mental: supongamos que reducimos el Sol al tamaño de un garbanzo y lo colocamos en el punto central de un campo de fútbol. En ese caso, la Tierra sería del tamaño de un grano de arena y orbitaría a un metro de distancia. Y Próxima Centauri, ¿dónde quedaría? Pues ni en el banderín de córner, ni en la portería, ni siquiera en las gradas, como podríamos pensar. Incluso en este modelo reducido Próxima Centauri queda muy lejos: no solo fuera del estadio, sino incluso de la ciudad, de la provincia y muy probablemente de la comunidad autónoma. Concretamente, a unos 270 kilómetros de distancia del garbanzo. Conclusión: no, Próxima b no está próxima (lo siento, me lo han puesto a huevo).

Entonces… ¿Qué pasa, que nadie les ha explicado esto a los responsables de Starshot? ¿Cómo pretenden mandar una sonda hasta allí si está tan lejos? Y, aunque lo consiguieran, ¿cuánto tardaría en llegar? Empecemos diciendo que la misión no enviaría una única sonda, sino un enjambre de ingenios de pequeño tamaño, bajo consumo y coste reducido, para así aumentar las posibilidades de éxito. Estas minisondas tendrían el tamaño de un chip electrónico (similar a un sello postal), aunque para impulsarlas se usarían velas de unos 2 x 2 metros, que se propulsarían usando un láser de gran potencia situado en la superficie terrestre. Según los expertos, mediante esta técnica se conseguirían velocidades del orden de… ¡un 20% de la velocidad de la luz! Así el viaje hasta Próxima b duraría algo más de veinte años y apenas cuatro después se podrían tener datos e imágenes del planetita.

Representación de cómo serían las minisondas enviadas por Breakthrough Starshot hasta Próxima b. / Wikimedia Commons.

¿Y qué pasa si lo conseguimos? ¿Encontraríamos vida en Próxima b? Pues esto es objeto de intenso debate. Hay quien dice que las enanas M como Próxima Centauri son demasiado activas para permitir que se desarrolle la vida, y que además los planetas en su zona de habitabilidad están tan cerca que presentan lo que se conoce como anclaje por marea. Es decir, que ofrecerían siempre la misma cara a la estrella (como sucede con nuestra Luna), por lo que un hemisferio tendría temperaturas abrasadoras y el otro sería un desierto congelado. Sin embargo, los defensores de la posibilidad de vida argumentan que bajo ciertas condiciones el anclaje puede no ser total, como es el caso de Mercurio, que gira sobre sí mismo tres veces por cada dos vueltas al Sol. Y que incluso con anclaje total, tal vez en la zona de transición entre el día y la noche podría haber una estrecha franja con temperaturas templadas que permitirían al menos el desarrollo de formas de vida simple… (¿En serio? ¿Vida simple en una franja estrecha? ¡Venga, Dios, que has creado cosas tan chulas como el tiranosaurio o el tigre de dientes de sable! ¡Puedes hacerlo mejor!).

Un reciente estudio de la Universidad de Cornell sugiere la biofluorescencia como posible mecanismo de defensa ante las súbitas liberaciones de radiación de alta energía que se producen en las enanas M. La biofluorescencia es un fenómeno mediante el cual determinados corales y otros organismos de nuestro planeta absorben las radiaciones ultravioleta y las transforman en longitudes de onda dentro del espectro visible. Vale, no es un tigre de dientes de sable, pero brilla por la noche. Como en Avatar. Mola.

 

*Miguel Abril es ingeniero electrónico en el Instituto de Astrofísica de Andalucía del CSIC, en Granada, y miembro del grupo de divulgación científica Big Van.

FOTCIENCIA14: estas son las mejores imágenes de 2016

Por Mar Gulis (CSIC)

Un chorro de agua que cambia su trayectoria y curvatura al entrar en contacto con un dedo, resina fosilizada de conífera, una imagen microscópica de un medallón del siglo XIV, esferas de carbono que parecen una ciudad futurista… Estos son algunos de los temas abordados en las propuestas que han resultado elegidas en la 14 edición de FOTCIENCIA.

Si quieres verlas, mira este vídeo:

Estas imágenes, junto a otras que se elegirán entre las 666 presentadas, serán incluidas en un catálogo y formarán parte de una exposición que recorrerá diferentes museos y centros de España durante 2017. Dos copias de la muestra itinerante estarán disponibles para su préstamo gratuito.

FOTCIENCIA es una iniciativa de ámbito nacional organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con la colaboración de la Fundación Jesús Serra. El objetivo es acercar la ciencia a la ciudadanía a través de fotografías que abordan cuestiones científicas desde una visión artística y estética. Cada imagen va acompañada de un comentario escrito por su autor/a en el que explica el interés científico de lo que ilustra.

Toda la información relativa a FOTCIENCIA está disponible en la web www.fotciencia.es

 

Eclipses, tránsitos y ocultaciones

Luis CuestaPor Luis Cuesta* y Mar Gulis (CSIC)

Si miramos al cielo con atención mañana por la tarde-noche podremos observar un sutil eclipse de luna desde la mayor parte de España. Parte de nuestro satélite se teñirá de rojo y se oscurecerá, sin dejar de verse por completo, al bloquear la Tierra los rayos de Sol que llegan a la Luna. Es lo que se conoce como un eclipse penumbral parcial, que se produce cuando los tres cuerpos se alinean de forma que una parte de la Luna entra en el cono de penumbra creado por la Tierra.

eclipse luna

Eclipse total de luna visto desde el Observatorio de Calar Alto (Almería). / Juan Pedro Gómez Sánchez.

Aprovechamos la ocasión para hablaros de eclipses, tránsitos y ocultaciones; fenómenos que se producen cuando los cuerpos astronómicos se encuentran alineados. Es la diferencia en el tamaño aparente de los cuerpos lo que hace que se dé uno de ellos y no los otros.

Se habla de eclipse cuando el tamaño de los cuerpos es similar. Así, en los eclipses de Sol los tamaños aparentes de nuestra estrella y nuestro satélite son casi iguales, por lo que la Luna tapa completamente al Sol. A veces, los cambios en las distancias relativas, debidos a que las órbitas no son exactamente circulares, producen eclipses anulares, en los que la Luna no tapa completamente el disco solar.

La ocultación ocurre cuando el cuerpo más cercano, el que pasa por delante y produce la ocultación, es mucho más grande que el más lejano, el ocultado. El cuerpo ocultado desaparece completamente durante un tiempo hasta que vuelve a aparecer al otro lado del ocultador. Es lo que pasa, por ejemplo, cuando los planetas del sistema solar pasan por detrás del Sol.

transito venus

Tránsito de Venus visto desde Cartagena. / Juan Pedro Gómez Sánchez.

Por el contrario, un tránsito se da cuando el cuerpo más cercano, el que pasa por delante, es mucho más pequeño que el más lejano, el transitado. Durante el tránsito, el cuerpo pequeño no tapa completamente al grande, sólo oculta parte de su luz en la zona del tránsito. Sólo los planetas interiores, como Mercurio y Venus, pueden producir tránsitos sobre el Sol. En promedio, se producen 13 tránsitos cada 100 años en el caso de Mercurio –el próximo será en noviembre 2019– y cada 1000 años en el caso de Venus –habrá que esperar a 2117 para ver el siguiente–.

 

¿Por qué hay tan pocos eclipses de Sol si la Luna pasa por delante de él cada 28 días?

Un dato importante es que no basta con que los cuerpos estén en conjunción (es decir, que se encuentren en la misma posición proyectada sobre el plano de su órbita) para que se produzca uno de estos fenómenos: los cuerpos, además, deben estar debidamente alineados. Eso explica que no tengamos un eclipse de Sol y otro de Luna más o menos cada 28 días, cada vez que la Luna pasa por delante del Sol (luna nueva) o detrás de la Tierra (luna llena). Los eclipses son eventos poco frecuentes porque la órbita de la Luna está inclinada un poco más de 5 grados con respecto al plano de rotación de la Tierra, de forma que la mayoría de las veces que los astros están en conjunción no se alinean de forma necesaria para que ocurran estos fenómenos.

De igual manera, no siempre que Marte está en conjunción con el Sol se produce una ocultación (Marte pasa por detrás del Sol) porque su órbita tiene una ligera inclinación de casi 2 grados con respecto a la eclíptica. Tampoco en el caso de Mercurio, con 7 grados de inclinación de su órbita, ocurre un tránsito o una ocultación cada vez que se produce una conjunción con el Sol.

conjunción mercurio

Ejemplos de posibles conjunciones de Mercurio. En el caso A) no se produce tránsito, en el caso B), sí porque están además alineados. / Luis Cuesta.

Los tránsitos, claves en la ‘caza’ de exoplanetas

Los tres eventos que hemos visto han servido a lo largo de la historia para determinar parámetros fundamentales en astronomía. Por ejemplo, los tránsitos sirvieron para obtener la primera medida bastante aproximada de la distancia entre la Tierra y el Sol, parámetro en el que se basan todas las medidas de distancia al resto de objetos en el universo. Las ocultaciones, por su parte, han servido para determinar la forma, posibles satélites e incluso la atmósfera de varios planetas menores del Sistema Solar, como Plutón. En estos casos, lo que se ha observado es la ocultación de estrellas por estos cuerpos.

Eclipse anular de sol de visto cerca del horizonte. / Juan Pedro Gómez Sánchez.

Eclipse anular de sol de visto cerca del
horizonte. / Juan Pedro Gómez Sánchez.

Hasta ahora hemos hablado sobre todo de eventos dentro de nuestro Sistema Solar pero los tránsitos, ocultaciones y eclipses también se producen en estrellas lejanas. Las estrellas dobles eclipsantes son un buen ejemplo y han servido para detectar los primeros agujeros negros. Pero por lo que destacan sobre todo los tránsitos es por su importancia en la búsqueda de vida en el Universo más allá de la Tierra. En los últimos años han sido la herramienta que ha permitido detectar la mayor parte de los exoplanetas que conocemos.

El efecto es similar al que se da en los tránsitos de Mercurio o Venus por delante del Sol: el exoplaneta, mucho más pequeño que su estrella, no la oculta completamente y únicamente produce una ligera disminución en la luz observada cuando pasa por delante. A partir de esta variación periódica del brillo se puede determinar la órbita del astro y su tamaño. En algunos casos, cuando ha sido posible observar también el tránsito secundario (cuando el exoplaneta pasa por detrás de la estrella), se ha podido estimar además la masa del exoplaneta y su temperatura. Además, en ciertos casos, se ha podido evidenciar la presencia de una atmósfera alrededor del exoplaneta estudiando la luz de la estrella que la atraviesa (algo parecido a lo que sucede con la luz que tiñe de rojo nuestro satélite durante un eclipse de luna).

Curva de luz de la estrella WASP-3 durante el tránsito de su exoplaneta. / Luis Cuesta.

Curva de luz de la estrella WASP-3 durante el tránsito de su exoplaneta. / Luis Cuesta.

Gracias a esta técnica ya se han encontrado varios planetas muy parecidos a la Tierra en tamaño, aunque todavía no con condiciones adecuadas para la vida tal y como se da en la Tierra. La ventaja del estudio de estos tránsitos es que se reproducen en cada paso del exoplaneta y permiten mejorar los resultados repitiendo sistemáticamente las observaciones. Pero, además, es seguro que el avance de las técnicas de observación nos llevará a encontrar gemelos de la Tierra con condiciones propicias para la vida. Determinar realmente su existencia en esos exoplanetas es otra cuestión pues aún no se ha dado con un identificador inequívoco de vida; es otro camino por recorrer en astrobiología.

 

* Luis Cuesta es astrofísico y se dedica a la promoción y divulgación de la ciencia.

Kepler o cómo detectar una mosca posada en el Empire State a 30 km

Por Mar Gulis (CSIC)

afsdfasdf

Momento del lanzamiento de Kepler en 2009 / NASA / S. Joseph / K. O’connell

A las 10:49 del 6 de marzo de 2009 la NASA lanzó al espacio, desde Cabo Cañaveral (Florida), el telescopio Kepler. Situado a unos 120 millones de kilómetros de la Tierra, este sofisticado instrumento se diseñó para identificar planetas similares al nuestro orbitando alrededor de estrellas parecidas al Sol y en torno a la zona de habitabilidad de las mismas. En un principio, Kepler apuntó “única y exclusivamente a una pequeña región del firmamento, tomando imágenes cada 30 minutos de alrededor de 150.000 estrellas”, tal y como explicaron David Barrado y Jorge Lillo, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).  Pero después de varios fallos y de no poder apuntar con precisión a esa área, se entró en la denominada fase K2. Así, “Kepler realiza ahora campañas de tres meses en las que apunta a una región determinada, pero siempre en lo que se denomina la eclíptica, el plano de la órbita de la Tierra”, puntualiza Barrado.

Según estos investigadores, “la precisión del telescopio Kepler es tal que puede detectar disminuciones en el brillo de una estrella del orden de 10 partes por millón”. Para que cualquiera pueda entender estas cifras, ponen el siguiente ejemplo: la sonda sería capaz de detectar, “a una distancia de 30 kilómetros, una mosca posada en una de las ventanas del emblemático edificio Empire State”. Y es esa asombrosa precisión la que permite a Kepler obtener datos que sirven para constatar la existencia de cientos o incluso miles de planetas con tamaños y características semejantes a los de la Tierra.

Estos complejos cálculos se llevan a cabo de la siguiente manera: al medir con exactitud “las variaciones en el brillo de cada astro, se pueden detectar objetos que, al pasar por delante del mismo (como ocurre en los eclipses de Sol), lo oculten parcialmente y produzcan estos descensos de luminosidad. Este es el llamado método de los tránsitos”, afirman Barrado y Lillo. Eso mismo sucede en nuestro sistema solar cuando Mercurio o Venus se proyectan sobre el sol. Como su tamaño es mucho menor que el de nuestro astro, obviamente seguirá siendo de día, pero si se efectúan mediciones con la instrumentación adecuada, se apreciará una disminución del brillo estelar. Con los exoplanetas –aquellos planetas que están fuera de nuestro sistema solar– se procede de la misma manera y, en función de lo grande que sea esa disminución y de cuánto dure, “podemos obtener parámetros del planeta como su radio, el periodo de su órbita o la distancia a la que está de su estrella”, añaden. En general, cuando más pequeño sea el planeta (su masa), más difícil será detectarlo y confirmar su existencia.

Pese a la complejidad de estas mediciones, el pasado mayo los responsables del telescopio Kepler anunciaron el descubrimiento de 1.284 nuevos exoplanetas, el doble de los conocidos hasta la fecha. El hallazgo fue el resultado de un segundo análisis de los datos captados por Kepler en julio de 2015, que señalaban ya unos 4.302 candidatos a planetas. Los científicos emplearon un método estadístico que calcula la probabilidad de que cada planeta detectado exista realmente, es decir, que las señales captadas por el telescopio sean de naturaleza planetaria, y no causadas por estrellas u otros cuerpos celestes. Según los datos obtenidos, que fueron publicados en The Astrophysical Journal, hay más de un 99% de posibilidades de que esos 1.284 planetas sean reales, mientras que los restantes son solo candidatos probables o bien señales que habrían producido otros fenómenos astrofísicos, según la propia NASA.

afdasf

Ilustración de la NASA del telescopio Kepler / NASA

Aunque Kepler finalizará su misión en 2018, se prevé que para entonces el equipo de investigadores que trabaja con él habrá elaborado una especie de censo o catálogo de planetas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Kepler ha supuesto un punto de inflexión porque antes de su lanzamiento no se sabía si los exoplanetas eran algo frecuente o una rareza galáctica. “Ahora sabemos que podría haber más planetas que estrellas”, afirmó en mayo Paul Hertz, otro científico de la NASA.

No solo eso. Ya hay evidencias de que de los 1.284 planetas detectados, unas cuantas decenas podrían ser rocosos y de un tamaño similar al de la Tierra. De ellos, la comunidad científica subraya que nueve orbitan en la denominada zona habitable, es decir, la distancia adecuada respecto a su estrella para permitir que tengan agua líquida en la superficie. Así, desde el lanzamiento de Kepler en 2009, se ha constatado la existencia de 21 planetas con esas características. Son los exoplanetas más parecidos a la Tierra y con más posibilidades a albergar algún tipo de vida.

Si se extrapola el número de planetas detectados hasta la fecha a la población de estrellas conocidas, las cifras resultantes apabullan: podrían existir decenas de miles de millones de planetas ‘habitables’ en toda la Vía Láctea.

Como señalan Barrado y Lillo, “si hace solo 10 años era difícil afirmar si seríamos capaces de detectar planetas similares a la Tierra, ¿cuáles serán los siguientes logros de la ciencia en el campo exoplanetario?”. Dado que los planetas del sistema solar no están solos en el universo, tal vez, dicen, “el hallazgo de un gemelo de la Tierra, en cuanto a condiciones y habitabilidad, no esté tan lejos”.

¿Cómo se imaginaban la Luna en el siglo XIX?

Fotografía de un molde de escayola construido por Nasmyth recreando la región del cráter Copérnico. Publicada en ‘La Luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite’ (1874).

Fotografía de un molde de escayola construido por Nasmyth recreando la región del cráter Copérnico. Publicada en La Luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite (1874).

Por Montserrat Villar y Mar Gulis (CSIC)*

Mira esta fotografía de un cráter lunar. ¿Dirías que es real o que se trata de una maqueta? Publicada en 1874 por el ingeniero mecánico e inventor James Nasmyth (1808-1890) y el astrónomo James Carpenter (1840-1899), la imagen solo puede ser una recreación…  aunque es sorprendentemente buena para la época.

Pese a que por aquel entonces hacía varias décadas que se habían empezado a obtener fotografías de nuestro satélite, la calidad no era suficiente para resaltar los detalles de su superficie con la nitidez que los autores deseaban. En lugar de esto, Nasmyth construyó moldes de escayola del relieve lunar inspirados en observaciones telescópicas realizadas junto a Carpenter. Los moldes fueron iluminados con diferentes intensidades y desde distintos ángulos, controlando las condiciones con exquisito cuidado, y posteriormente fotografiados.

Hoy en día algunas de esas imágenes siguen dando a primera vista la impresión de haber sido tomadas in situ. Pero hay más. Nasmyth y Carpenter no limitaron su recreación de la Luna a estos moldes –que en la actualidad se conservan en el Museo de la Ciencia de Londres–. En su libro La luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite, donde se incluyeron las fotografías, los autores trataron de describir otras sensaciones que experimentaría en la Luna un ser humano que encontrara un método para poder respirar.

Molde de escayola de una porción de la superficie lunar realizado por Nasmyth. / Museo de Ciencias , Londre (CC-BY-NC-ND-2.0.)

Molde de escayola de una porción de la superficie lunar realizado por Nasmyth. / Museo de Ciencias , Londres (CC-BY-NC-ND-2.0.).

Detallaron, por ejemplo, los efectos de la ausencia de aire. Incluso cuando el Sol o la Tierra brillaran altos sobre el horizonte, al no haber difusión de la luz como ocurre en nuestra atmósfera, se vería un cielo totalmente negro salpicado por las luces de estrellas y planetas, que se apreciarían con mayor nitidez que en cualquier noche terrestre.

Nasmyth y Carpenter también imaginaron los cambios en el paisaje producidos por los marcados juegos de luces y sombras sobre el relieve lunar; o los contrastes de color debidos a la composición de la superficie, donde diferentes minerales darían coloraciones especiales y únicas a la escena.

Además recrearon el espectáculo de un eclipse solar producido por la Tierra. En la ilustración realizada por Nasmyth,  se aprecia el Sol en la distancia eclipsado por nuestro planeta, tal y como lo vería un observador en  la Luna. Su forma empieza a despuntar detrás del círculo terrestre, que tiene un tamaño aparente unas cuatro veces mayor. La corona aparece impresionante. La luz solar atraviesa la fina capa de la atmósfera de nuestro planeta rodeándolo de un halo brillante y rojizo que ilumina un paisaje montañoso y salvaje donde reina la desolación.

El Sol eclipsado por la Tierra visto desde la Luna. / Ilustración de James Nasmyth.

El Sol eclipsado por la Tierra visto desde la Luna. / Ilustración de James Nasmyth.

Junto a sugerentes imágenes, en el libro también hay espacio para el “mortal silencio que reina en la luna”: “Mil cañones podrían ser disparados y mil tambores golpeados en aquel mundo sin aire, pero ningún sonido saldría de ellos. Labios que podrían temblar, lenguas que intentarían hablar, pero ninguna de sus acciones rompería el silencio de la escena lunar”.

 

* Montserrat Villar es investigadora en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) en el grupo de Astrofísica extragaláctica. 

Biominería: el poder de las ‘bacterias comepiedras’

AutorPor Felipe Gómez Gómez (CSIC-INTA)*

Montones de mineral apilados y humeantes. Casi desde el inicio de la minería esta ha sido una imagen habitual a pie de mina. Los mineros han regado y siguen regando con agua ácida el material extraído de la tierra, porque saben que de esta forma se obtiene un mayor rendimiento al procesarlo. Históricamente se ha hecho así porque funciona, pero pocas veces ha trascendido la explicación científica.

Bacilo

Acidithioabacillus ferrooxidans fue la primera bacteria aislada de un ambiente ácido en una mina española y capaz de oxidar elementos metálicos.

Corta Atalaya

Mina a de Corta Atalaya en Río Tinto (Huelva). / Wikipedia.

Lo cierto es que, de modo consciente o no, se está practicando la biominería. Al regar el mineral, se potencia el crecimiento de bacterias que favorecen la extracción de metales como cobre, cobalto, níquel o cinc. El aumento de la actividad bacteriana hace que suba la temperatura y, con ella, la evaporación de agua. Por eso vemos vapor emanar de los montones.

De hecho, sabemos que gran parte del cobre que se extrae al disolver el mineral en un líquido, proceso conocido como lixiviación, se obtiene gracias a la intervención de microorganismos que normalmente se encuentran de forma natural en los minerales. Por esta razón sería más preciso hablar ‘biolixiviación’.

Hoy en día se están desarrollando investigaciones para entender mejor estos procesos y optimizar sus rendimientos. Pero no queremos quedarnos en este punto: también tratamos de identificar microorganismos que de forma específica incrementan la extracción de ciertos metales.

¿Cómo trabajan las bacterias mineras?

Las bacterias logran hacer solubles los minerales porque se alimentan de ellos; motivo por el que son conocidas como ‘comedoras de piedras’ o ‘quimiolitótrofas’. Para ganar energía oxidan los minerales: les extraen electrones, los almacenan en una especie de pila y producen con ello una diferencia de potencial que utilizan para sus procesos metabólicos. En estos procesos de oxidación transforman la materia en CO2 como producto de desecho.

La primera bacteria identificada capaz de lixiviar fue aislada en 1947 al investigar el deterioro de los equipos metálicos en una mina española, en río Tinto. La gran capacidad de oxidación de sus aguas hacía que el material metálico, como carretillas, trenes y demás medios de carga, tuvieran una degradación muy acelerada, fuera de lo habitual. Por aquel entonces la razón se achacó a las aguas ácidas, pero aun así los responsables de la mina decidieron que el fenómeno fuera estudiado por un equipo de microbiólogos. Como resultado de su trabajo se aisló el microorganismo Acidithiobacilus ferrooxidans, que, traducido del griego, es acido porque crece a pH bajo (ácido), thio porque es capaz de oxidar azufre, bacillus porque tiene forma de bastón (es, por tanto, un bacilo) y ferrooxidans porque además es capaz de oxidar hierro.

Existen otras bacterias biolixiviadoras con nombres similares en alusión a los elementos que son capaces de oxidar y por tanto de liberar (lixiviar) al medio líquido donde están creciendo.

Atractivo marciano

Marte

El hecho de que las bacterias litotrofas no se alimenten de materia orgánica las hace candidatas a habitar Marte.

Las ‘bacterias comepiedras’ se están poniendo de moda porque, al ser capaces de alimentarse exclusivamente de material inorgánico, son candidatas potenciales a habitar lugares exóticos, extremos e incluso otros cuerpos planetarios distintos a la Tierra. Algunos de estos minerales se han identificado en la superficie marciana, así que si confirmamos la presencia de agua en el planeta rojo la ecuación nos permite concluir que en Marte podrían llegar a habitar bacterias de este tipo. Además, pensando en el aprovechamiento económico, se podrían utilizar para extraer minerales (hacer biominería) en la superficie de nuestro planeta vecino.

 

* Felipe Gómez Gómez es investigador en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

Agujeros negros: los dragones de las galaxias

M. VillarPor Montserrat Villar (CSIC)*

Érase una vez un dragón que dormitaba en el interior de una gruta, en pleno corazón del reino. Los habitantes de aquel país vivían plácidamente y sin grandes avatares, salvo los propios de una existencia cotidiana. Todos sabían que allí moraba un temible monstruo. Sin embargo, residían despreocupados pues este pasaba los días escondido y tranquilo, sin molestar a nadie. Salvo a quienes entraban en la cueva: estos no regresaban jamás. La bestia entonces despertaba y las consecuencias eran devastadoras.

Muchas galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, contienen agujeros negros en sus centros. Son los monstruos de nuestra historia. Los denominamos ‘supermasivos’ por sus masas enormes. Si usamos la de nuestro Sol como unidad, las masas pueden estar en un rango de entre unos pocos millones y hasta 20 mil millones de soles. Habría que juntar todas las estrellas de una galaxia como la Gran Nube de Magallanes para reunir una masa equivalente. Con la asombrosa diferencia de que ocuparían un volumen menor que el del Sistema Solar.

Superviento

Impresión artística de un superviento generado en el entorno de un agujero negro en la galaxia activa NGC 3783. / ESO-M. Kornmesser.

En general, los agujeros negros supermasivos se hallan en estado latente. No sabríamos de su existencia si no fuera porque vemos que las estrellas y el gas en las proximidades del centro galáctico se mueven tan deprisa y en un volumen tan pequeño, que solo un agujero negro puede explicar movimientos tan extremos. Sin embargo, en un 10% de las galaxias estos agujeros negros presentan una actividad frenética. Son las llamadas galaxias activas. En ellas el agujero negro está siendo alimentado; aportes suficientes de material (gas, estrellas) hacen que se active. Como el dragón que dormita tranquilo sin molestar a nadie hasta que entra algún incauto despistado y su furia se desata. En estos casos la actividad del agujero negro puede hacer que el centro de una galaxia brille tanto como decenas, hasta miles de galaxias juntas. Esta luz tan intensa es emitida por material muy caliente cercano al agujero negro, pero situado fuera del horizonte de sucesos, pues nada que cruce este horizonte puede escapar, ni siquiera la luz.

Un descubrimiento de gran importancia realizado hace tan sólo unos 15 años ha mostrado que (dicho de manera simplificada) la masa de las estrellas de una galaxia y la del agujero negro supermasivo se hallan relacionadas, siendo la masa del agujero negro aproximadamente una milésima (0,1%) la de la galaxia. Es decir, cuanta más masa tiene uno, más masa tiene la otra. Como si lo que pesa el dragón de la historia estuviera relacionado con lo que pesan todos los habitantes del reino juntos.

Grafica

La masa del agujero negro supermasivo está íntimamente relacionada con la masa de las estrellas de la galaxia que lo alberga (K. Cordes y S. Brown, STScI).

Esto sugiere que la galaxia y el agujero negro central no se formaron y crecieron de manera independiente, sino que hubo algún mecanismo que los conectaba. Sin embargo, dada la enorme diferencia en masa, la región en la que se siente la gravedad del agujero negro es diminuta en relación a la galaxia entera. Esto puede imaginarse al comparar el tamaño de una moneda de euro con el de una ciudad como Madrid. ¿Qué mecanismos pueden conectar la evolución de algo tan pequeño y la de algo comparativamente gigantesco? Es una cuestión que actualmente causa un acalorado debate en la comunidad científica, puesto que su respuesta tiene implicaciones importantes en cuanto a nuestra comprensión de la formación y la evolución de galaxias.

Un posible mecanismo es el de los llamados ‘supervientos’. Los modelos predicen que con su enorme potencia, la energía liberada en las proximidades del agujero negro activo podría ser capaz de expulsar gran parte del gas en las galaxias en formación. Este ‘superviento’ privaría a las galaxias de buena parte del combustible necesario para formar nuevas estrellas y alimentar el agujero negro. Así, la energía inyectada en el medio circundante regularía simultáneamente el crecimiento del agujero negro y el de la galaxia que lo alberga, que podría así ralentizarse, llegando incluso a detenerse. Según esto, los agujeros negros supermasivos ‘conspiraron’ en los inicios para manipular la formación de las galaxias; algo comparativamente minúsculo consiguió así moldear la evolución de algo gigantesco.

El dragón de la historia no ha medido las consecuencias de su devastadora violencia: ha destruido su entorno causando dramáticos efectos que impiden el crecimiento futuro de la población del reino y ha provocado además su propia muerte por inanición.

¿O no…?

¿Qué ocurrirá si un día, cuando todo parezca inerte y en calma, un aventurero temerario se arriesgue a entrar en la gruta?

¿Volverá a despertar el monstruo?

 

* Montserrat Villar es investigadora en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) en el grupo de Astrofísica extragaláctica. 

‘Ciencia para llevar’ cumple dos años: estos son nuestros 10 posts más leídos

Por Mar Gulis (CSIC)

Hoy en ‘Ciencia para llevar’ estamos de enhorabuena por partida doble: celebramos nuestro segundo aniversario y también que, hace ya algunas semanas, superamos la simbólica cifra del millón de visitas (el 1 de febrero alcanzamos las 1.036.438). En estos dos años de blog hemos publicado 218 entradas escritas por investigadores e investigadoras del CSIC o por Mar Gulis, el nombre colectivo que adopta el equipo editor de ‘Ciencia para llevar’.

Astrofísica, ética aplicada, alimentación saludable… En nuestros posts hemos hablado de una gran variedad de temas científicos y abarcado prácticamente todas las áreas del conocimiento, reflejando la pluralidad de líneas de investigación en las que trabajan los más de 120 centros del CSIC. Con ello hemos querido contribuir a que la ciencia ocupe el lugar que se merece en nuestra cultura general y retornar en cierta forma a la sociedad la inversión pública en investigación.

Mosaico

Como testimonio de lo que han supuesto estos dos años de blog, hoy recogemos las 10 entradas que mayor acogida han tenido entre quienes nos leéis. Sería injusto decir que son las mejores, porque otras de menor impacto tienen también una gran calidad. De lo que no hay duda es que han sido capaces de despertar un enorme interés. Si todavía no las has leído, aquí tienes una nueva oportunidad para hacerlo:

  1. ¿Los restos de una persona ahogada en el diluvio universal? En 1725 un médico suizo presentó a la comunidad científica los restos de una persona que se ahogó en el famoso diluvio (agosto 2015).
  1. La perturbadora teoría de los mundos paralelos. Cada vez que tomamos una decisión, la realidad se desdobla en mundos distintos… Esta hipótesis gana adeptos en la física cuántica (octubre 2014).
  1. El experimento científico más hermoso de todos los tiempos: la doble rendija. La prueba de la doble rendija sigue fascinando a la comunidad científica más de 200 años después: contiene el misterio de la física cuántica (noviembre 2015).
  1. ¿De dónde viene el nombre de los elementos químicos? El nombre del mercurio en latín significa plata líquida, el curio debe su nombre a su descubridora (Marie Curie) y un pueblecito sueco tiene cuatro elementos dedicados a él (abril 2014).
  1. El Mar Muerto está muy vivo. En un mililitro del Mar Muerto viven millones de microoganismos que resisten los altos niveles de salinidad. Algunos podrían ayudarnos a llevar la vida a otros planetas (agosto 2014).
  1. ¿Qué te dice tu caca? La textura y el color de nuestros excrementos informan de la salud de nuestra flora intestinal. En algunos casos puede ser necesario un trasplante de heces para recuperarla (enero 2015).
  1. Si te pica una medusa, ni amoniaco ni agua dulce. Conoce cómo actuar en caso de que te pique uno de estos animales gelatinosos (julio 2014).
  1. ¿Qué había ‘antes’ del Big Bang? Para el físico Alberto Casas, esta pregunta tiene el mismo sentido que plantearse a qué dedicaba Dios su tiempo antes de crear el tiempo (marzo 2014).
  1. Sólido, líquido, gaseoso, plasma… ¿Hay más estados de la materia? El estado sólido no es tal, sino un conjunto de diferentes formas de solidificarse la materia (mayo 2014).
  1. La manzana de Apple, ¿un homenaje de Steve Jobs a Turing? El origen de uno de los logos más conocidos del mundo podría estar relacionado con la forma en la que se suicidó Turing, matemático y ‘padre’ de la computación (septiembre 2014).

Baade y Zwicky: la extraña pareja que descubrió las estrellas supernovas

autorPor Miguel A. Pérez Torres (CSIC)*

Si el director de cine Gene Saks hubiera decidido hacer una versión de la excelente comedia La extraña pareja (1968) protagonizada por científicos, sin duda habría escogido a Walter Baade en el papel de Félix (Jack Lemmon) y a Fritz Zwicky para el de Óscar (Walter Matthau).

Fritz Zwicky (Bulgaria 1898 – EE.UU. 1974), físico especialista en materia condensada, llegó al Instituto de Tecnología de California (el famoso CalTech) en los años veinte del siglo pasado, procedente de Suiza, donde se crió y cursó estudios universitarios. Era brillante y polifacético, pero su corrosiva y neurótica personalidad, así como su arrogancia sin límites, lo convirtieron en poco más que un bufón para muchos de sus colegas.

Pareja

Walter Baade (arriba) y Fritz Zwicky (abajo).

En una ocasión, en el colmo de la arrogancia, Zwicky llegó a afirmar que él y Galileo eran las dos únicas personas que sabían utilizar correctamente un telescopio. Un ejemplo de su bufonería neurótica estaba relacionado con el fanatismo que profesaba por el deporte. No era raro encontrarlo en el suelo del recibidor del comedor de CalTech haciendo flexiones con un solo brazo, demostrando así su virilidad ante cualquiera que, en su opinión, la hubiera puesto en duda.

Asimismo, era tan agresivo y sus modales tan intimidatorios que incluso su colaborador más cercano, Walter Baade (Alemania 1893 – 1960), el otro protagonista de este artículo, y que tenía una personalidad tranquila, llegó a negarse a que lo dejaran solo con Zwicky entre las cuatro paredes de un despacho. En un más que probable acceso de paranoia, Zwicky llegó a acusar a Baade de ser nazi, lo cual era completamente falso. Y, al menos en una ocasión, Zwicky amenazó con matar a Baade, que trabajaba en el observatorio de Mount Wilson, colina arriba de Caltech, si alguna vez lo veía en el campus de su instituto.

En fin, Zwicky era un científico que la mayoría no querría tener como compañero de despacho, pero cuya brillantez y colaboración con Baade iban a resultar fundamentales para explicar la aparición de unas estrellas extremadamente brillantes, y que habían traído de cabeza a los astrónomos durante décadas.

En marzo de 1934, Baade y Zwicky enviaron dos comunicaciones a la Academia de Ciencias de los Estados Unidos que marcarían un antes y un después en la astrofísica.

En la primera de esas comunicaciones, titulada ‘On Super-novae’, los autores proponían la existencia de un nuevo tipo de estrellas ‘nova’, las ‘super-novas’. Las novas, estrellas que aumentan su brillo enormemente durante periodos típicos de días o semanas, eran conocidas al menos desde el siglo anterior, y quizá por ello habían dejado de llamar la atención de los astrónomos. La aparición de una nova excepcionalmente brillante en la nebulosa de Andrómeda, en 1885, renovó el interés de los científicos por este tipo de astros. Sin embargo, nadie había logrado explicar satisfactoriamente este fenómeno.

En su trabajo, Baade y Zwicky proponían que las supernovas eran un fenómeno general en las nebulosas (en aquella época, el término ‘galaxias’ no estaba todavía asentado). Además, estas supernovas ocurrirían con mucha menor frecuencia que las novas, de ahí que se hubieran descubierto tan pocas.

Baade y Zwicky utilizaron como supernova-patrón el objeto descubierto en 1885 en la galaxia de Andrómeda, y calcularon que su luminosidad máxima debió de ser unas 70 millones de veces la de nuestro sol, compitiendo así con la luminosidad total de una galaxia. Posiblemente, esta colosal luminosidad fue decisiva para que propusieran el nombre de ‘super-novas’.

Supernova 1994D (punto brillante en la parte inferior derecha) captada por el teloscopio Hubble. / NASA-ESA-

Supernova 1994D (punto brillante en la parte inferior derecha) captada por el teloscopio Hubble. / NASA-ESA-

La pareja también estimó que la estrella tuvo que haber perdido una fracción significativa de su masa inicial, incluso varias veces la masa del sol. La conclusión principal del trabajo era que las supernovas representaban la transición de una estrella ordinaria a un objeto con una masa mucho menor. Aunque expresada con ciertas reservas, ya que la presencia de objetos como la supernova de 1885 en Andrómeda era todavía muy escasa, la hipótesis de Baade y Zwicky se vio plenamente confirmada por observaciones y estudios posteriores.

En la segunda comunicación, titulada explícitamente ‘Cosmic Rays From Super-Novae’, Baade y Zwicky sugerían que los rayos cósmicos se producían en las supernovas (¡cuya existencia habían propuesto en la página anterior!) y explicaban satisfactoriamente las observaciones de rayos cósmicos existentes en la época.

Estos resultados habrían bastado, por sí solos, para ganarse una reputación de por vida, como así fue por otra parte. Pero la pareja fue más allá en su segundo trabajo y, “con todas las reservas”, avanzó la hipótesis de que las supernovas representaban la transición de una estrella ordinaria a una estrella de neutrones.

Hay que tener en cuenta que James Chadwick había descubierto el neutrón apenas año y medio antes, en 1932. Baade y Zwicky entendieron que ese nuevo estado de la materia en las estrellas las haría estables, pero quisieron ser especialmente cautos. Solo así también se entiende que separaran sus resultados sobre las supernovas en dos comunicaciones, en lugar de publicarlas como un único artículo.

Son muy pocos los trabajos en astrofísica que, como estos de Baade y Zwicky, presentan tantos conceptos nuevos, incluso revolucionarios, al tiempo que dan con la solución a problemas que habían permanecido largo tiempo sin respuesta satisfactoria alguna. La presentación de estos resultados en dos breves, concisos y muy claros artículos, propició su rápida difusión, no sólo entre los astrofísicos, sino también entre el público en general.

Hoy día, todos los estudiantes de astrofísica aprenden en los libros de texto que la muerte de una estrella masiva da como resultado una supernova, que a su vez deja como remanente una estrella de neutrones (o quizá un agujero negro, como hoy sabemos). También aprenden que las supernovas representan la principal fuente de rayos cósmicos en el universo. Todo esto se lo debemos a los estudios pioneros realizados por Baade y Zwicky en los años 1930. Insisto, a “Baade y Zwicky”, ya que es muy habitual citar solamente a Zwicky como la persona que realizó estas gestas científicas, algo que posiblemente se deba a su peculiar personalidad, que contrastaba con la del tranquilo y caballeroso Baade.

 

* Miguel A. Pérez Torres es investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía.