Pequeñas Depresiones en Marte Podrían Llegar a Convertirse en "Arañas"

21.12.16.- Depresiones esculpidas por la erosión que crecen y se ramifican durante varios años marcianos pueden ser versiones menores de las características conocidas como "arañas marcianas", canales radiales con dibujos que sólo se encuentran en la región polar sur de Marte.

Los investigadores utilizando datos de la sonda espacial Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA, han informado de la primera detección del crecimiento acumulativo, entre primaveras marcianas, de canales resultantes del mismo proceso de deshielo de dióxido de carbono que se cree que forma las características en forma de araña.

Las arañas varían en tamaño de decenas a cientos de metros. Los canales múltiples normalmente convergen en un foso central, parecido a las patas y al cuerpo de una araña. Durante la última década, los investigadores revisaron en vano la cámara HiRISE de MRO para ver los cambios de año a año en ellas.

"Hemos visto por primera vez estas características más pequeñas que sobreviven y se extienden de año en año, y así es como comienzan las arañas más grandes", dijo Ganna Portyankina de la Universidad de Colorado, Boulder. "Estas están en áreas de dunas de arena, así que no sabemos si seguirán creciendo o desaparecerán bajo arena movediza".

Las dunas parecen ser un factor en cómo se forman las arañas recién nacidas, pero también pueden evitar que muchas persistan los siglos necesarios para convertirse en arañas a gran escala. La cantidad de erosión necesaria para esculpir una araña típica, a la tasa determinada a partir de observar el crecimiento activo de estos pequeños canales, requeriría más de mil años marcianos. Un año marciano dura alrededor de 1,9 años terrestres.

"Gran parte de Marte se parece a Utah si se quita toda la vegetación, pero las arañas son una forma única de Marte", dijo Candice Hansen, del  Instituto de Ciencia Planetaria de Tucson, Arizona, y coautora del informe.

El hielo de dióxido de carbono, más conocido como "hielo seco", no ocurre naturalmente en la Tierra. 

En Marte, cubre el suelo durante el invierno en las zonas cercanas a los polos, incluyendo las regiones del polo sur con terrenos de araña. Los restos oscuros aparecen en estas áreas cada primavera.

Hugh Kieffer, del Instituto de Ciencias Espaciales de Boulder, juntó estos factores en 2007 para deducir el proceso que los vincula: el Sol primaveral penetra en el hielo para calentar el suelo por debajo, causando que algo de dióxido de carbono en el fondo se descongele en forma de gas. El gas atrapado genera presión hasta que se forma una grieta en la capa de hielo, recogiendo las partículas de hielo y polvo. Esto erosiona la tierra y también suministra al géiser con las partículas que caen de nuevo a la superficie, y aparecen como los ventiladores oscuros en la primavera.

Esta explicación ha sido bien aceptada, pero en realidad ver un proceso de erosión en el suelo que podría eventualmente producir las formas de araña resultó difícil de alcanzar. Hace seis años, los investigadores que utilizaban HiRISE informaron de pequeños surcos que aparecieron en las dunas de arena cerca del polo norte de Marte en sitios donde las erupciones a través del hielo seco habían depositados en primavera. Sin embargo, esos surcos en el extremo norte desaparecieron en un año, aparentemente rellenados con arena.

"Hay dunas donde vemos estos canales ramificados en el sur, pero en esta zona hay menos arena que alrededor del polo norte", dijo Portyankina. "Creo que la arena es lo que desata el inicio del proceso de formación de un canal en el suelo."

Esta secuencia de tres imágenes de la cámara HiRISE de la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter muestra el crecimiento de una red ramificada de depresiones excavadas por el deshielo de dióxido de carbono durante tres años marcianos. 

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. de Arizona

Mejora la Capacidad de ALMA Para Detectar Agua en el Universo

21.12.16.- El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, ha comenzado a observar en un nuevo rango del espectro electromagnético. Esto ha sido posible gracias a unos nuevos receptores, instalados en las antenas del telescopio, que pueden detectar las ondas de radio con longitudes de onda de 1,4 a 1,8 milímetros, un rango que ALMA no había explotado previamente.

 Esta actualización permite a los astrónomos detectar señales débiles de agua en el universo cercano.

ALMA observa las ondas de radio del universo en el extremo de más baja energía del espectro electromagnético. Con los nuevos receptores de banda 5 recién instalados, ALMA ahora abre sus ojos a una nueva sección de este espectro de radio, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades de observación.

El Científico del Programa Europeo de ALMA, Leonardo Testi, explica el significado: "Los nuevos receptores hará mucho más fácil la detección de agua (un requisito previo para la vida tal y como la conocemos) en nuestro Sistema Solar y en regiones más distantes de nuestra galaxia y más allá. También permitirán a ALMA buscar carbono ionizado en el universo primordial".

La ubicación única de ALMA, a 5.000 metros de altura en la árida meseta de Chajnantor (Chile), es el primer factor que hace que estas observaciones sean posibles. Como el agua también está presente en la atmósfera de la Tierra, los observatorios en entornos menos elevados y menos áridos tienen más dificultades para identificar el origen de la emisión que viene del espacio. La gran sensibilidad de ALMA y su alta resolución angular implican que, ahora, en esta longitud de onda, puedan detectarse incluso débiles señales de agua en el universo local.

El receptor de banda 5, que fue desarrollado por el grupo GARD (Group for Advanced Receiver Development, grupo para el desarrollo de receptores avanzados) en el Observatorio Espacial de Onsala, de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), ya ha sido probado en el instrumento SEPIA del telescopio APEX. Estas observaciones también fueron vitales para ayudar a seleccionar objetivos adecuados para las primeras pruebas de los receptores con ALMA.

Los primeros receptores fueron construidos y entregados a ALMA en el primer semestre de 2015 por un consorcio formado por NOVA (Netherlands Research School for Astronomy, escuela de investigación de astronomía de los Países Bajos) y GARD, en colaboración con NRAO (National Radio Astronomy Observatory, observatorio nacional de radioastronomía de EE.UU.), que contribuyó aportando al proyecto el oscilador local. Los receptores ya están instalados y están siendo puestos a punto para su uso por la comunidad de astrónomos.

Para probar los receptores recién instalados se llevaron a cabo observaciones de varios objetos, incluidas las galaxias en colisión Arp 220 (una enorme región de formación estelar cerca del centro de la Vía Láctea) y una polvorienta supergigante roja próxima a explotar como supernova, lo que pondrá fin a su vida.

Para procesar los datos y comprobar su calidad, los astrónomos, junto con técnicos de ESO y del Centro Europeo Regional de ALMA (ARC, European ALMA Regional Center), se reunieron en el Observatorio Espacial de Onsala, en Suecia, para una "Semana Intensiva de banda 5", albergada por el nodo nórdico del ARC. Los resultados finales acaban de ponerse a disposición de la comunidad astronómica de todo el mundo de forma abierta.

Robert Laing, miembro del equipo en ESO, es optimista sobre las perspectivas para las observaciones de ALMA en la banda 5: "Es muy emocionante ver los primeros resultados del ALMA en banda 5 usando un conjunto limitado de antenas. En el futuro, la alta sensibilidad y la resolución angular de todo el conjunto de ALMA nos permitirán hacer estudios de agua en una amplia gama de objetos incluyendo tanto estrellas en formación como evolucionadas, además de en el medio interestelar y en regiones cercanas a agujeros negros supermasivos".

El sistema de galaxias en fusión Arp 220, por ALMA y Hubble. Image Credit: ALMA/ESO/NASA/ESA

Cassini Envía Imágenes del Hexágono de Saturno Desde su Nueva Órbita

08.12.16.- La nave espacial Cassini de la NASA ha enviado a la Tierra sus primeras imágenes de la atmósfera de Saturno desde que comenzó la última fase de su misión. Las nuevas imágenes muestran escenas desde lo alto del hemisferio norte de Saturno, incluyendo la fascinante corriente de chorro hexagonal del planeta.

Cassini inició su nueva fase de la misión el 30 de noviembre. Cada una de estas órbitas de una semana - 20 en total - transporta a la nave espacial por encima del hemisferio norte de Saturno antes de enviarla a través de los bordes exteriores de los anillos principales.

Las cámaras de imagen de Cassini adquirieron estas últimas vistas el 2 y 3 de diciembre, unos dos días antes del primer acercamiento al planeta. Los pases futuros incluirán imágenes del acercamiento más cercano, incluyendo algunas de las vistas más cercanas de los anillos externos y de las pequeñas lunas que orbitan allí.

"Esto es, el principio del fin de nuestra exploración histórica de Saturno. Viendo estas imágenes - y las que vendrán - te recuerda que hemos vivido una aventura audaz y atrevida alrededor del planeta más magnífico del sistema solar", dijo Carolyn Porco, del equipo de imágenes en el Instituto de Ciencias Espaciales, Boulder, Colorado.

El próximo pase por los bordes exteriores de los anillos está previsto para el 11 de diciembre. Las órbitas cercanas a los anillos continuarán hasta el 22 de abril, cuando el último sobrevuelo cercano a la luna de Saturno, Titán, volverá a modelar la trayectoria de vuelo de Cassini. Con ese encuentro, Cassini comenzará su gran final, saltando sobre los anillos y haciendo la primera de 22 zambullidas a través de un hueco de 2.400 kilómetros entre Saturno y su anillo más interno el 26 de abril.

El 15 de septiembre, la conclusión planeada de la misión será una inmersión final en la atmósfera de Saturno. Durante su inmersión, Cassini transmitirá datos sobre la composición de la atmósfera hasta que se pierda su señal.

Lanzada en 1997, Cassini ha estado recorriendo el sistema de Saturno desde que llegó en 2004 para un estudio cercano del planeta, sus anillos y lunas. Cassini ha realizado numerosos descubrimientos dramáticos, incluyendo un océano global con indicaciones de actividad hidrotérmica dentro de la luna Encelado y mares líquidos de metano en otra luna, Titán.

Este collage de imágenes de la nave Cassini de la NASA muestra el hemisferio norte y los anillos de Saturno, vistos con cuatro filtros espectrales diferentes. Cada filtro es sensible a diferentes longitudes de onda de la luz y revela nubes y brumas a diferentes altitudes. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

¿Primeras Señales en el Espacio Vacío de una Extraña Propiedad Cuántica?

30.11.16.- Observaciones de una estrella de neutrones, llevadas a cabo con el VLT, podrían confirmar una predicción de hace 80 años sobre el vacío.

Utilizando el VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos, que ha estudiado la luz emitida por una estrella de neutrones extraordinariamente densa y fuertemente magnetizada, puede haber encontrado los primeros indicios observacionales de un extraño efecto cuántico predicho por primera vez en la década de 1930. La polarización de la luz observada sugiere que el espacio vacío que hay alrededor de la estrella de neutrones está sujeta a un efecto cuántico conocido como birrefringencia de vacío.

Un equipo dirigido por Roberto Mignani, de INAF Milán (Italia) y de la Universidad de Zielona Gora (Polonia), utilizó el VLT (Very Large Telescope) de ESO, instalado en el Observatorio Paranal (Chile), para observar la estrella de neutrones RX J1856.5-3754, a unos 400 años luz de la Tierra.

A pesar de estar entre las estrellas de neutrones más cercanas, su extrema oscuridad hizo que los astrónomos sólo pudieran observarla en luz visible utilizando el instrumento FORS2, instalado en el VLT, en los límites de la tecnología de telescopios actual.

Las estrellas de neutrones son los densos núcleos remanentes de estrellas masivas (al menos 10 veces más masivas que nuestro Sol) que han estallado como supernovas al final de sus vidas. También tienen campos magnéticos muy extremos, miles de millones de veces más fuertes que los del Sol, que impregnan su superficie exterior y sus alrededores.

Estos campos son tan fuertes que incluso afectan a las propiedades del espacio vacío que hay alrededor de la estrella. Se cree que, normalmente, el vacío está completamente vacío, y que la luz puede viajar a través de él sin sufrir ningún cambio. Pero en la electrodinámica cuántica (QED, por sus siglas en inglés), la teoría cuántica que describe la interacción entre fotones de luz y partículas cargadas, como electrones, el espacio está lleno de partículas virtuales que aparecen y desaparecen todo el tiempo. Los campos magnéticos muy fuertes puede modificar este espacio, lo que afecta a la polarización de la luz que pasa a través de él.

Mignani, explica: "De acuerdo con la QED, un vacío altamente magnetizado se comporta como un prisma lo hace con la propagación de la luz, un efecto conocido como birrefringencia de vacío".

Sin embargo, hasta ahora, de entre las muchas predicciones de la QED, la birrefringencia de vacío carecía de una demostración experimental directa. Los intentos de detectarla en el laboratorio no han tenido éxito en los años 80 desde que se predijo en un artículo por Werner Heisenberg (conocido por formular el principio de incertidumbre) y Hans Heinrich Euler.

"Este efecto puede detectarse solamente en presencia de campos magnéticos enormemente fuertes, como los que hay alrededor de estrellas de neutrones. Esto demuestra, una vez más, que las estrellas de neutrones son laboratorios de un gran valor para el estudio de las leyes fundamentales de la naturaleza", afirma Roberto Turolla (Universidad de Padua, Italia).

Tras un cuidadoso análisis de los datos del VLT, Mignani y su equipo detectaron polarización lineal (en un grado significativo de alrededor del 16%) debida probablemente, según los investigadores, al efecto impulsor de birrefringencia de vacío en el área de espacio vacío que rodea a RX J1856.5-3754.

Vincenzo Testa (INAF, Roma, Italia), comenta: "Es el objeto más débil en el que se ha medido nunca la polarización. Requiere uno de los telescopios más grandes y más eficientes del mundo, el VLT, y técnicas precisas de análisis de datos para mejorar la señal de una estrella tan débil".

"La alta polarización lineal que medimos con el VLT no puede explicarse fácilmente con nuestros modelos, a menos que incluyamos los efectos de birrefringencia de vacío predichos por QED", agrega Mignani.

"Este studio del VLT es el primer apoyo observacional para las predicciones de este tipo de efectos QED que emanan de un campo magnético extremadamente fuerte", comenta Silvia Zane (UCL/MSSL, Reino Unido).

Mignani está emocionado ante las mejoras en este área de estudio que podrían dares gracias a los telescopios más avanzados: "Las mediciones de la polarización con la próxima generación de telescopios como el E-ELT (European Extremely Large Telescope)de ESO, pueden jugar un papel crucial a la hora de poner a prueba las predicciones de los de efectos de birrefringencia de vacío de la QED alrededor muchas más estrellas de neutrones".

"Esta medición, realizada por primera vez ahora en luz visible, también allana el camino para que puedan llevarse a cabo mediciones similares en longitudes de onda de rayos X", añade Kinwah Wu (UCL/MSSL, Reino Unido).

La polarización de la luz emitida por una estrella de neutrones. Image Credit: ESO/L. Calçada