La tormenta de cometas que se zambullen en el Sol

Enero 25, 2011: El Sol acaba de experimentar una tormenta, no de explosivas llamaradas y plasma caliente, sino de cometas helados.

"La tormenta comenzó el 13 de diciembre y terminó el 22", dice Karl Battams, del Laboratorio de Investigaciones Navales, ubicado en Washington, D.C. "Durante esos días, el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO, por su sigla en idioma inglés) detectó 25 cometas que se zambullían en el Sol. ¡Eso era una locura!"

Los cometas que se zambullen en el Sol (alias "raspadores solares") no son algo nuevo. Usualmente el SOHO detecta uno de ellos cada varios días, cuando se zambulle en el interior del Sol y se desintegra a medida que el calor solar sublima sus volátiles hielos. "Pero 25 cometas en apenas diez días... eso es una observación sin precedentes", dice Battams.

"Los cometas eran objetos de 10 metros, aproximadamente del tamaño de una habitación o de una casa", señala Matthew Knight, del Observatorio Lowell, en Flagstaff, Arizona. "En lo que a cometas se refiere, a estos se los considera objetos pequeños".

Una tormenta de cometas que se zambullen en el Sol, según fue grabada por el SOHO y avistada por primera vez por Michal Kusiak, un cazador de cometas polaco, el 20 de diciembre de 2010. Haga clic aquí para ver un vídeo de la mortal zambullida de los cometas.

El SOHO realiza este tipo de trabajo mejor que ningún otro. El coronógrafo de la nave espacial utiliza un disco opaco con el fin de bloquear el resplandor del Sol produciendo de este modo un eclipse solar artificial y revelando durante el proceso objetos tenues que ningún telescopio en la Tierra sería capaz de distinguir. Todos los días, astrónomos aficionados de todas partes del mundo examinan las imágenes en busca de nuevos cometas. Desde el momento en que el SOHO fue lanzado al espacio, en 1996, se han encontrado más de 2.000 cometas de esta forma, lo cual constituye un verdadero récord para cualquier astrónomo o para cualquier misión espacial.

Tanto Battams como Knight están convencidos de que la tormenta de cometas que tuvo lugar en diciembre de 2010 podría presagiar la llegada de un raspador solar mucho más grande, algo que podría ser presenciado por las personas a simple vista y, quizás, a plena luz del día.

"Es sólo cuestión de tiempo", dice Battams. "Sabemos que por allí andan algunos cometas grandes".

El cometa Ikeya-Seki, fotografiado por Roger Lynds, en Kitt Peak, Arizona, en la mañana del 20 de octubre de 1965. [Más información, en idioma inglés]

El cometa Ikeya-Seki es un buen ejemplo. Apareció de la nada en 1965, se zambulló en el Sol y se abalanzó sobre la superficie estelar a sólo 450.000 km de distancia del centro del Sol. Como el núcleo de Ikeya-Seki era grande (medía aproximadamente 5 km de ancho), el cometa sobrevivió al encuentro y emergió como uno de los más brillantes de los últimos miles de años. Algunos observadores japoneses pudieron verlo a plena luz del día, justo al lado del Sol matutino. La gente presenció con asombro cómo Ikeya-Seki se partió en, al menos, tres pedazos antes de desvanecerse en el interior del sistema solar. Algunos cometas raspadores solares similares fueron avistados en los años 1843, 1882, 1963 y 1970.

Estos raspadores solares están relacionados entre sí. Los astrónomos los llaman "la familia Kreutz" en honor al astrónomo Heinrich Kreutz, quien durante el siglo 19 fue el primero en estudiarlos como grupo. En la actualidad, la referencia que se hace a esta familia de cometas se le atribuye a Brian Marsden (1937-2010), del Centro para Planetas Menores, de Harvard. Fue él quien analizó las órbitas de los cometas Kreutz y observó que probablemente se originaron cuando un único cometa gigante, que fue avistado en el siglo 12, se dividió en varios pedazos; tal vez se trata del Gran Cometa del año 1106. De acuerdo con el trabajo de Marsden, los cometas de la clase de Ikeya-Seki, así como los raspadores solares de menor tamaño, observados por el SOHO, son simplemente fragmentos de diferentes tamaños que provienen de ese progenitor.

Los investigadores Zdenek Sekanina y Paul Chodas, del Laboratorio de Propulsión a Chorro o JPL, por su sigla en idioma inglés, simularon la fragmentación del progenitor de Kreutz y, en una edición de 2007 de la Revista de Astrofísica, sugirieron que quedan más fragmentos. La cuenta de raspadores solares del SOHO que ha hecho Knight avala esta idea.

"Desde el lanzamiento del SOHO, se ha registrado un aumento en la cantidad de raspadores solares Kreutz", señala Knight. Una tabla que figura en la tesis doctoral de ese investigador, en 2008, muestra que el SOHO detectó 69 raspadores solares en 1997, en comparación con los 200 detectados en 2010. "El aumento es significativo y no puede ser explicado ni como resultado de las mejoras hechas al SOHO, ni como un incremento en la habilidad y destreza de los cazadores de cometas".

¿El cometa Ikaya-Seki habrá sido precedido por una tormenta parecida a la que tuvo lugar en diciembre de 2010?

Nadie lo sabe.

"Todavía durante la era de los coronógrafos espaciales no hemos visto cometas Kreutz de gran tamaño", señala Knight. "En 1965, el SOHO no existía para registrar la cantidad de cometas pequeños que se zambulleron en el Sol, antes del Ikeya-Seki. Podrían haber sido 200 cometas por año; o podrían haber sido 1.000. Sin contar con más información, no podemos saber con certeza cuán pronto tendremos el privilegio de ver a uno de los verdaderos monstruos".

Battams sugiere lo siguiente: "Permanezcan pendientes del SOHO".

¿La vida podría haber surgido en el cielo? Titán brinda algunas pistas

"... somos hijos tanto de la Tierra como del cielo". (Carl Sagan)

Diciembre 30, 2010: En las películas de ciencia ficción, los primeros indicios de vida aparecen usualmente en un espeso charco de cieno primigenio. Sin embargo, nuevas investigaciones sugieren que la acción se inició en los tormentosos cielos, muy por encima de la superficie de la Tierra.

La idea surgió de la investigación dirigida por Sarah Hörst, quien trabaja en la Universidad de Arizona. Su equipo recreó, en el laboratorio, las reacciones químicas que se llevan a cabo en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno.

Una fotografía de las lunas de Saturno: Titán (en primer plano) y Tetis (en segundo plano), tomada por la nave espacial Cassini [Más información]

"Estamos descubriendo que el tipo de química que puede ocurrir en una atmósfera tiene intrigantes implicancias para la vida en la Tierra y en cualquier otro lugar del sistema solar", dice Hörst. "Los cielos de Titán podrían producir una química interesante: la fabricación de los bloques de construcción básicos para que exista la vida".

Hörst y sus colegas mezclaron diversas moléculas (monóxido de carbono⁽¹⁾, nitrógeno molecular y metano) halladas en la atmósfera de Titán. Luego, bombardearon dicha mezcla con radiación electromagnética con el fin de simular la radiación solar.

Lo que ocurrió después quizás no hizo que los científicos gritaran "¡vive!", pero fue muy intrigante. Apareció un conjunto de múltiples moléculas complejas, que incluye a los aminoácidos y a los nucleótidos.

"Nuestro experimento es el primero en demostrar que se puede fabricar los precursores de la vida arriba, en una atmósfera, sin la necesidad de contar con agua líquida⁽²⁾. ¡Esto quiere decir que los componentes básicos de la vida podrían formarse en el aire y luego llover desde el cielo!"

Titán es única en nuestro sistema solar. Está moteada por lagos y dunas, y se encuentra envuelta en una espesa atmósfera de nitrógeno y metano; esta luna es una cápsula del tiempo congelada que alberga las condiciones que existían en la Tierra en sus inicios. A pesar de que el líquido que hay en la superficie de Titán es metano en lugar de agua, esta luna es el único cuerpo en el sistema solar, aparte de la Tierra, que tiene líquido en su superficie.

Cuando volví y miré la pantalla, pensé: esto no es posible", dijo Sarah Hörst. [Más información]

"Nuestra intención inicial no fue demostrar que se puede crear 'vida' en los cielos de Titán", explica Hörst. "Estábamos tratando de resolver un misterio. La nave espacial Cassini detectó moléculas pesadas⁽³⁾ en la atmósfera de Titán, y queríamos averiguar qué podrían ser".

En busca de indicios vinculados con las moléculas misteriosas, Hörst empleó códigos de computadora para buscar fórmulas moleculares conocidas en los resultados del laboratorio. Casi por capricho, decidió buscar nucleótidos y aminoácidos.

"Cuando oprimí la tecla 'enter', esperaba recibir un claro: 'no, no hay nada allí'".

Salió un rato y, cuando regresó, recibió una gran sorpresa.

"¡La computadora estaba imprimiendo un listado tan extenso que pensé que había cometido un error!"

Pero no había ningún error.

"Teníamos alrededor de 5.000 moléculas que contenían los componentes adecuados: carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Sabíamos que teníamos los elementos de las moléculas orgánicas, pero no podíamos determinar cómo estaban organizados. Es como los 'legos': cuanto más de ellos tengamos, más estructuras se podrán construir. Y pueden ser dispuestos de muchas maneras distintas".

Una ventana hacia la atmósfera de Titán. Energizada mediante microondas, la mezcla gaseosa en la cámara de reacción de Hörst brilla como un letrero de neón de color rosa. Crédito de la fotografía: S. Hörst [Más información]

Entre las estructuras que ya han identificado en el experimento de laboratorio hay cinco nucleótidos que se encuentran en el ADN y en el ARN, y dos aminoácidos. Pero ella sospecha que podría haber más aminoácidos en la mezcla.

¿Cómo podría generarlos la atmósfera de Titán?

La respuesta se encuentra en otro descubrimiento de la sonda Cassini: columnas de agua que son eyectadas desde la luna hermana de Titán, Encélado. Los investigadores tienen evidencia sólida de que estos géiseres son la fuente del oxígeno que se requiere para poner en marcha las primeras reacciones en cadena necesarias para la vida.

"El agua que es eyectada en las columnas se descompone en hidrógeno y oxígeno. Y la cantidad de oxígeno que ingresa a la atmósfera de Titán desde afuera es precisamente la necesaria para fabricar la cantidad de monóxido de carbono detectada en esa atmósfera".

Después, tienen lugar otras reacciones químicas⁽⁴⁾, las cuales producen las moléculas pesadas que detectó la nave espacial Cassini. Si los resultados de laboratorio son correctos, en esa mezcla hay aminoácidos y nucleótidos.

"Aún no sabemos con certeza cuáles son las moléculas que se encuentran en la atmósfera de Titán", dice Hörst, "pero hay una posibilidad bien definida de que los precursores de la vida estén cayendo en forma de lluvia sobre la superficie de Titán".

Imagínelo: una luna que rocía a otra con agua para generar los bloques de construcción básicos de la vida, los cuales luego caen sobre la superficie de la luna en forma de tormenta de metano.

Después de todo, la vida real podría ser más extraña que la ficción.

Traen a la Tierra muestras del asteroide Itokawa

Diciembre 29, 2010: La sonda espacial Hayabusa, de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (Japanese Aerospace Exploration Agency o JAXA, por su sigla en idioma inglés) ha traído a la Tierra diminutos trozos de un mundo alienígeno: el asteroide Itokawa.

"Es una sensación increíble tener otro mundo justo en la palma de tu mano", dijo Mike Zolensky, quien es curador asociado del Departamento de Polvo Interplanetario (Interplanetary Dust, en idioma inglés) del Centro Espacial Jonhnson (Johnson Space Center, en idioma inglés), y también es uno de los tres miembros del equipo científico que no son japoneses. "¡Estamos viendo, de cerca y por primera vez en la historia, de qué está realmente hecho un asteroide!"

Arriba: La sonda Hayabusa fotografía su propia sombra sobre el asteroide Itokawa, en 2005, antes de recolectar muestras de la enorme roca espacial. [Más información]

Zolensky tiene buenas razones para estar emocionado. Los asteroides se formaron en los albores de nuestro sistema solar, así que estudiar estas muestras nos puede enseñar cómo se formaron y evolucionaron.

La sonda Hayabusa fue lanzada al espacio en 2003 con el fin de emprender un viaje de mil millones de kilómetros hasta el asteroide Itokawa, al cual llegó poco más de dos años más tarde. En 2005, la sonda realizó una hazaña espectacular: aterrizó sobre la superficie del asteroide⁽¹⁾. El objetivo era recolectar muestras de un mundo alienígeno.

Pero hubo un problema. Los proyectiles programados para hacer volar polvo desde la superficie fallaron, lo que dejó para recolección únicamente las partículas levantadas durante el aterrizaje. ¿Había acaso logrado entrar algo de polvo en la cámara de recolección?

Arriba: El retorno de la sonda Hayabusa se produjo exactamente como estaba planeado, de acuerdo con lo expresado por la agencia JAXA. [Leer información completa (en idioma inglés)]

Zolensky y otros científicos ansiosos, con los ojos clavados en el cielo, vieron al fin cómo la respuesta se zambullía en la atmósfera terrestre a 43.450 kilómetros por hora (27.000 millas por hora) la noche del 13 de junio de 2010. El vehículo principal del Hayabusa se desintegró sobre una llanura australiana al finalizar el reingreso y la cápsula que contenía la muestra intacta descendió lentamente por el aire hacia la Tierra con ayuda de un paracaídas.

"Estábamos fascinados", dice Zolensky. "Conforme esperábamos que descendiera, nadie se movía".

Pero la espera apenas comenzaba. Debido a que tratar de recuperar la cápsula en la oscuridad era demasiado peligroso, él tuvo que pasar una noche en vela antes de poder dar una mirada más de cerca.

"Fui uno de los primeros en abordar el helicóptero que voló hasta el sitio de aterrizaje a la mañana siguiente. Y fui la primera persona en caminar hasta la cápsula".

Zolensky tuvo que detenerse a menos de 3 metros (10 pies) de distancia. Más espera.

"Observé al equipo cuando la recuperaba. Usaron máscaras, guantes y trajes mullidos de color azul. Tuvieron que deshabilitar las cargas de despliegue del paracaídas que no se usaron y eso ponía realmente los pelos de punta. Entonces recogieron la cápsula con muchísimo cuidado y la colocaron en una caja".

La valiosa carga fue llevada en un avión hasta Japón para su análisis. ¿Adivinen quién la estaba esperando cuando llegó?

"Estaba listo para trabajar", dijo Zolensky, quien junto a su compañero de equipo, Scott Stanford, del Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, había viajado a Japón para presenciar la apertura de la cápsula.

"Los primeros resultados fueron desalentadores. Cuando exploramos la cápsula con un equipo especial de barrido tomográfico axial computarizado (TAC, por su sigla en idioma español), pareció que no había nada en el interior".

A continuación, los miembros japoneses del equipo desmantelaron la cápsula minuciosamente, pieza por pieza. "Tuvieron que usar un micromanipulador para evitar la contaminación y el proceso tomó meses".

Más espera.

Arriba: Fotografías del material encontrado en el interior del contenedor de retorno de muestras de la sonda Hayabusa, tomadas con un microscopio electrónico. Las flechas rojas apuntan a las partículas del asteroide. [Más información]

"Una vez que observamos el interior de la cápsula, pudimos ver polvo en las paredes internas. Pensé: '¡ya tenemos algo de polvo de asteroide aquí!', pero aún existía la posibilidad de que el contenido pudiese estar contaminado durante el lanzamiento o el reingreso y aterrizaje".

El siguiente paso fue extraer y analizar las partículas —otro proceso agonizantemente lento, y más espera.

"Las partículas son, cada una de ellas, más pequeñas que el diámetro de un cabello humano. Finalmente usamos una espátula de teflón para recolectar una gran cantidad de minúsculas partículas".

Aunque la mayoría de las partículas aún están en la cápsula, el equipo ha extraído y analizado 2.000 de ellas con un microscopio electrónico.

¿Y entonces?

"¡Al menos 1.500 de ellas provienen del asteroide! Estamos viendo trozos que provienen de otro mundo. Parece ser un asteroide de un tipo muy primitivo. Les contaremos más en el mes de marzo de 2011, durante la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias (Lunar and Planetary Science Conference, en idioma inglés), la cual se llevará a cabo en Houston".

Esta es apenas la tercera vez en la historia que se logra traer a la Tierra muestras de un cuerpo extraterrestre sólido. Los astronautas de la misión Apollo, así como los robots soviéticos Luna, fueron los primeros —nos trajeron muestras de polvo lunar. Y la sonda Stardust, de la NASA, recolectó y trajo a la Tierra muestras del cometa Wild 2, en 2006.

"Los japoneses están encantados, y nosotros también. Incluso el emperador ha solicitado que se le permita hacer una visita personal a la cápsula. Esta es la misión Apollo, pero japonesa. ¡Nos están mostrando a todos un nuevo mundo!"

El descubrimiento de un "bicho de arsénico" expande la definición de la vida

Diciembre 2, 2010: Con el apoyo de la NASA, un grupo de investigadores ha descubierto el primer microorganismo terrestre capaz de desarrollarse y reproducirse utilizando arsénico, un elemento químico muy tóxico. El microorganismo, que vive en el Lago Mono, California, sustituye al fósforo por arsénico para construir su ADN y otros componentes celulares.

Imagen microscópica del GFAJ-1 creciendo en arsénico. [Imagen ampliada]

"La definición de la vida acaba de expandirse", dijo Ed Weiler, administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas, en las oficinas centrales de la agencia, ubicadas en Washington. "Conforme avanzamos en nuestros esfuerzos por encontrar signos de vida en el sistema solar, tenemos que ampliar nuestro pensamiento, hacerlo más diverso y considerar que puede existir vida de una manera diferente a la que conocemos".

El hallazgo de una composición bioquímica alternativa alterará los libros de texto de biología y expandirá el alcance de la búsqueda de vida fuera del planeta Tierra. La investigación será publicada en la edición de esta semana de la revista Science Express.

Carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre son las seis piezas básicas de todas las formas de vida conocidas en la Tierra. El fósforo es parte de la columna vertebral química del ADN y del ARN, las estructuras que transportan las instrucciones genéticas para la vida, y es considerado un elemento esencial para todas las células vivas.

El fósforo es un componente esencial de la molécula que transporta la energía en todas las células (el adenosín trifosfato) y también de los fosfolípidos que conforman todas las membranas celulares. El arsénico, aunque es químicamente similar al fósforo, es venenoso para la mayoría de los seres vivos en la Tierra. El arsénico destruye los senderos del metabolismo porque, químicamente, se comporta de manera similar al fosfato.

"Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que encontramos es un microbio que hace algo completamente distinto: construye partes de sí mismo con el arsénico", dijo Felisa Wolfe-Simon, una becaria de Investigación en Astrobiología para la NASA, en el Centro de Estudios Geológicos de Estados Unidos (U.S. Geological Survey, en idioma inglés), en Menlo Park, California, y quien dirigió al equipo que llevó a cabo la investigación. "Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede hacer la vida que aún no hemos visto?"

El área de las investigaciones en el Lago Mono, en California central. [Imagen ampliada] [Más información]

El microbio recién descubierto, la cepa GFAJ-1, es miembro de un grupo común de bacterias, las Gammaproteobacterias. En el laboratorio, los investigadores lograron exitosamente que los microbios del lago crecieran con una dieta muy baja en fósforo y muy generosa en arsénico. Cuando los investigadores quitaron el fósforo y lo reemplazaron con arsénico, los microbios continuaron creciendo. Análisis posteriores indicaron que el arsénico estaba siendo usado para producir los componentes básicos de las nuevas células de GFAJ-1.

El punto crucial que los científicos investigaron consistió en saber, para el microbio que creció en el arsénico, cuándo fue el arsénico incorporado en la maquinaria bioquímica vital del organismo, como lo es el ADN, las proteínas y las membranas celulares. Una variedad de técnicas sofisticadas de laboratorio fueron usadas para determinar dónde fue incorporado el arsénico.

El equipo escogió explorar el Lago Mono debido a su química inusual, especialmente su alta salinidad, su alta alcalinidad y sus altos niveles de arsénico. Esta química es, en parte, una consecuencia del aislamiento del Lago Mono de sus fuentes de agua dulce durante un período de 50 años.

La geomicrobióloga Felisa Wolfe-Simon está recolectando sedimentos del fondo de las aguas poco profundas del Lago Mono, en California. Crédito: Henry Bortman, ©2010 [Más información]

Los resultados de este estudio aportarán información valiosa a investigaciones en muchas áreas, incluyendo el estudio de la evolución de la Tierra, la química orgánica, los ciclos bioquímicos, la lucha contra las enfermedades y la investigación de la Tierra como sistema. Estos hallazgos también abren nuevas fronteras en el campo de la microbiología y de otras áreas del conocimiento.

"La idea de bioquímicas alternativas para la vida es común en la ciencia ficción", dijo Carl Pilcher, quien es el director del Instituto de Astrobiología de la NASA (NASA Astrobiology Institute, en idioma inglés), en el Centro de Investigaciones Ames (Ames Research Center, en idioma inglés), ubicado en Moffet Field, California. "Hasta ahora, una forma de vida que usa el arsénico como bloque fundamental era solamente teoría, pero ahora sabemos que un tipo de vida como ese existe en el Lago Mono".

El equipo de investigación incluye a científicos del Centro de Estudios Geológicos de Estados Unidos, de la Universidad Estatal de Arizona (Arizona State University, en idioma inglés), localizado en Tempe, Arizona, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (Lawrence Livermore National Laboratory, en idioma inglés), ubicado en Livermore, California, de la Universidad Duquesne (Duquesne University, en idioma inglés), en Pittsburgh, Pennsilvannia, y de la Fuente de Radiación Sincrotrónica de Stanford (Standford Synchroton Radiation LightSource, en idioma inglés), en Menlo Park, California.

El Programa de Astrobiología de la NASA (NASA Astrobiology Program, en idioma inglés), en Washington, contribuyó con fondos para las investigaciones a través de su Programa de Exobiología y Biología Evolutiva (Exobiology and Evolutionary Biology, en idioma inglés), así como del Instituto de Astrobiología (Institute for Astrobiology, en idioma inglés), de la NASA. El Programa de Astrobiología de la NASA apoya investigaciones sobre el origen, la evolución, la distribución y el futuro de la vida en la Tierra.

Erupciones masivas sacuden al Sol

Diciembre 13, 2010: El 1 de agosto de 2010, un hemisferio entero del Sol hizo erupción. Filamentos de magnetismo se desprendieron y explotaron, ondas de choque se desplazaron a toda velocidad por la superficie estelar y nubes de gas caliente de miles de millones de toneladas fueron expulsadas hacia el espacio. Los astrónomos sabían que acababan de presenciar algo importante.

Fue un suceso tan importante que quizás haya hecho pedazos varias ideas antiguas sobre la actividad solar.

"El evento del 1 de agosto en verdad nos abrió los ojos", dice Karel Schrijver, quien trabaja en el Laboratorio Astrofísico y Solar de la empresa Lockheed Martin, en Palo Alto, California. "Vemos ahora que las tormentas solares pueden ser eventos globales, que se desarrollan a escalas que antes no podíamos imaginar".

Haga clic aquí para ver una película, grabada en el ultravioleta extremo, de la erupción global del 1 de agosto. Diferentes colores representan diferentes temperaturas del plasma en el rango de 1,0 a 2,2 millones de Kelvin. Crédito del video: Observatorio de Dinámica Solar.

Schrijver ha estado trabajando por los últimos tres meses con el físico solar, y colega en Lockheed Martin, Alan Title, con el fin de entender lo que ocurrió durante la "Gran Erupción". Tenían muchos datos para analizar. El evento fue registrado con un nivel de detalle sin precedentes por el Observatorio de Dinámica Solar (Solar Dynamics Observatory o SDO, en idioma inglés) y por las naves espaciales gemelas STEREO (sigla en idioma inglés de Observatorio de Relaciones Solares - Terrestres), de la NASA. Con varios de sus colegas presentes para ofrecer comentarios, delinearon sus hallazgos hoy en una conferencia de prensa que tuvo lugar en el marco de la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense, en San Francisco.

Las explosiones solares no son eventos aislados y localizados, anunciaron. La actividad solar está interconectada por medio del magnetismo a lo largo de distancias asombrosas. Fenómenos como las erupciones solares, los tsunamis y las eyecciones de masa coronal pueden ocurrir todos al mismo tiempo, incluso separados por cientos de miles de kilómetros, conformando un concierto caótico de complejidad abrumadora.

Las naves espaciales gemelas STEREO, de la NASA, alrededor del Sol. [Página oficial de STEREO]

"Ya no es suficiente enfocarnos en los campos magnéticos de regiones activas aisladas si queremos predecir erupciones solares", dice Title, "ahora debemos conocer el campo magnético superficial de prácticamente todo el Sol".

Esta revelación incrementa la carga de trabajo de quienes pronostican el tiempo en el espacio, pero también aumenta la potencial precisión de sus predicciones.

"La estrategia de estudiar globalmente el Sol podría traer grandes avances en la predicción de la actividad solar", comenta Rodney Viereck, quien trabaja en el Centro para la Predicción del Tiempo en el Espacio, en Boulder, Colorado, el cual pertenece a la Administración Nacional Océanica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration o NOAA, por su sigla en idioma inglés). "Esto, a su vez, permitirá brindar mejores pronósticos a nuestros clientes, como por ejemplo a los operadores de redes eléctricas o aerolíneas comerciales, quienes podrían actuar de forma pertinente para proteger sus sistemas y afianzar la seguridad de los pasajeros y de la tripulación".

En un artículo que prepararon para la Revista de Investigación Geofísica (Journal of Geophysical Research o JGR, por su sigla en idioma inglés), Schrijver y Title identificaron más de una docena de significativas ondas de choque, llamaradas, erupciones de filamentos y eyecciones de masa coronal, que abarcan 180 grados de longitud solar y 28 horas de tiempo. Al principio, parecía que se trataba de un conjunto de estrépitos; pero eso fue solamente hasta que confeccionaron gráficos de los eventos en un mapa del campo magnético solar.

Title describe este momento, que es digno de un ¡Eureka!: "Vimos que todos los eventos de actividad solar sustancial estaban conectados entre sí por medio de un extenso sistema de capas separatrices, separadoras y cuasi–separadoras". Una capa "separatriz" es una zona magnética parecida a una falla geológica, donde pequeños cambios en las corrientes de plasma circundantes pueden disparar grandes tormentas electromagnéticas.

Las zonas donde ocurrieron los eventos más importantes están indicadas en esta imagen del Sol capturada en el ultravioleta extremo. Dicha imagen fue obtenida por el Observatorio de Dinámica Solar durante la Gran Erupción del 1 de agosto. Las líneas blancas trazan el campo magnético solar. Crédito de la imagen: K. Schrijver & A. Title. [Imagen ampliada]

Durante mucho tiempo, los investigadores han sospechado que este tipo de conexión magnética era posible. "La noción de que podría haber erupciones solares 'solidarias' tiene al menos tres cuartos de siglo", escribieron en su artículo para la JGR. En algunas ocasiones, los observadores veían erupciones solares que estallaban una después de la otra —como si fueran palomitas de maíz—, pero era imposible demostrar que existía un vínculo entre ellas. Los argumentos que apoyaban la idea de causa y efecto eran estadísticos y muchas veces dudosos.

"El SDO y las naves espaciales gemelas STEREO han revolucionado esta clase de trabajo", dice Lika Guhathakurta, quien es investigadora del programa Viviendo con una Estrella, de la NASA. "Las tres naves espaciales, en conjunto, monitorizan el 97% de la superficie del Sol, permitiendo de este modo a los investigadores ver conexiones que eran muy difíciles de percibir en el pasado".

Concepto artístico del Observatorio de Dinámica Solar (SDO, por su sigla en idioma inglés). [Página oficial de SDO]

Como prueba de ello, aunque solamente dos terceras partes del evento que tuvo lugar en el mes de agosto fueron visibles desde la Tierra, éste fue registrado en su totalidad por la flota SDO–STEREO. Además, las mediciones del campo magnético solar que fueron llevadas a cabo por el SDO revelaron conexiones directas entre los varios componentes de la Gran Erupción, y esta vez no fueron necesarias las estadísticas.

Queda mucho trabajo por hacer. "Estamos aún separando las causas de los efectos", dice Schrijver. "¿Fue el evento una gran reacción en cadena, en la cual una erupción desataría otra —bang, bang, bang— en secuencia? ¿O todo ocurrió de forma simultánea, como consecuencia de algún cambio a mayor escala en el campo magnético del Sol?"

Es posible que el análisis futuro revele el detonador subyacente. Por ahora, el equipo está todavía acostumbrándose a la idea del carácter global de la actividad solar. Un comentarista recordó la vieja historia de los tres hombres ciegos que describen un elefante: uno toca su trompa, otro sostiene su cola y el tercero le huele una uña. Estudiar el Sol mirando una mancha solar a la vez puede ser tan limitante como lo ocurrido en esa historia.

"No quiere decir que todas las erupciones serán globales", destaca Guhathakurta. "Pero el carácter global de la actividad solar ya no puede ser ignorado".

Como si el Sol no fuese ya lo suficientemente grande ...

Las tormentas eléctricas fabrican antimateria

Enero 11, 2011: Haciendo uso del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, de la NASA, los científicos han detectado haces de antimateria producidos por encima de las tormentas eléctricas en la Tierra, un fenómeno nunca antes observado.

Los científicos creen que las partículas de antimateria fueron creadas dentro de las tormentas eléctricas en un Destello de Rayos Gamma Terrestre o DRGT, por su sigla en idioma español (Terrestrial Gamma-ray Flash o TGF, en idioma inglés), asociado a los relámpagos. Se estima que diaramente se producen alrededor de 500 TGF en todo el mundo, pero la mayoría de ellos no son detectados.

"Estas señales son la primera evidencia directa de que las tormentas eléctricas pueden crear haces de partículas de antimateria", dijo Michael Briggs, quien es miembro del equipo que opera el Monitor de Destellos de Rayos Gamma (Gamma-ray Burst Monitor o GBM, en idioma inglés) del Telescopio Fermi, en la Universidad de Alabama, ubicada en Huntsville (UAH, por su sigla en idioma inglés). Briggs presentó este descubrimiento el pasado lunes en una conferencia que se llevó a cabo durante la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, en Seattle.

Concepto artístico de partículas de antimateria dispersándose por encima de una tormenta eléctrica. [Video]

El telescopio Fermi está diseñado para monitorizar los rayos gamma, que constituyen la forma más energética de luz. Cuando la antimateria que golpea a este telescopio colisiona con una partícula de materia normal, ambas partículas son inmediatamente aniquiladas y transformadas en rayos gamma. El GBM ha detectado rayos gamma con energías de 511.000 electrónvoltios, lo cual indica que un electrón ha encontrado su contraparte de antimateria, un positrón.

Aunque el GBM del Fermi fue diseñado para observar eventos de alta energía en el universo, también está proporcionando valiosas contribuciones para entender este extraño fenómeno. El GBM monitoriza constantemente el cielo entero así como la Tierra que se encuentra por debajo suyo. El equipo del GBM ha identificado 130 TGF desde el lanzamiento del telescopio Fermi, el cual tuvo lugar en el año 2008.

Fermi se encontraba sobre Egipto, el 14 de diciembre de 2009, cuando un destello de positrones emergió desde una tormenta eléctrica en África. [Imagen ampliada]

"En órbita desde hace menos de 3 años, la misión Fermi ha demostrado ser una increíble herramienta para explorar el universo. Ahora aprendimos que también puede descubrir misterios mucho más cerca de nosotros", dijo Ilana Harrus, quien es científica del programa Fermi en la base de operaciones de la NASA, en Washington.

En la mayoría de los TGF observados, la nave espacial se encontraba directamente arriba de una tormenta eléctrica. Sin embargo, en cuatro casos, las tormentas se hallaban muy alejadas del Fermi. Además, las señales de radio producidas por relámpagos, las cuales fueron detectadas por una red de monitorización global, indican que los relámpagos se encontraban a cientos de kilómetros de distancia o más cuando se realizó la detección. Durante un TGF ocurrido el 14 de diciembre de 2009, el Fermi estaba localizado sobre Egipto, pero la tormenta eléctrica activa se encontraba en Zambia, unos 4.500 kilómetros (2.800 millas) al sur. La distante tormenta se hallaba por debajo del horizonte del telescopio Fermi, de forma que no fue posible detectar los rayos gamma producidos por ella.

"Aunque Fermi no podía ver la tormenta, la nave espacial estaba magnéticamente conectada a ella", explicó Joseph Dwyer, quien trabaja en el Instituto de Tecnología de Florida, en Melbourne, Florida. "El TGF produjo electrones y positrones de alta velocidad, los cuales viajaron sobre el campo magnético de la Tierra hasta colisionar con la nave espacial".

El haz continuó viajando más allá del telescopio Fermi hasta llegar a un lugar, conocido como punto espejo, donde su movimiento dio marcha atrás y golpeó de nuevo al Fermi, apenas 23 milisegundos más tarde. En cada ocasión, los positrones del haz colisionaron con los electrones de la nave espacial. Las partículas se aniquilaron mutuamente, emitiendo de este modo los rayos gamma detectados por el GBM localizado a bordo del Fermi.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los TGF son producidos por los intensos campos eléctricos en las cercanías de la parte superior de las tormentas eléctricas. Si las condiciones son las adecuadas, dicen, el campo se vuelve lo suficientemente fuerte como para producir una avalancha ascendente de electrones. Estos electrones de alta energía, que alcanzan velocidades cercanas a la de la luz, despiden rayos gamma cuando son desviados por las moléculas de aire. Usualmente, estos rayos gamma son detectados como un TGF.

Haga clic para ver los tres pasos que se producen cuando una tormenta eléctrica da lugar a un destello de antimateria. [Más información]

Sin embargo, la cascada de electrones produce tantos rayos gamma que logra que electrones y positrones sean eyectados fuera de la atmósfera. Esto ocurre cuando la energía transportada por un rayo gamma se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón. Son estas partículas las que alcanzan la órbita del telescopio Fermi.

La detección de positrones demuestra que muchas partículas de alta energía están siendo eyectadas fuera de la atmósfera. De hecho, los científicos ahora creen que todos los TGF emiten haces de electrones y positrones. Un artículo que describe este hallazgo fue aceptado para su publicación en la revista de investigación Geophysical Research Letters (Cartas de Investigación en Geofísica, en idioma español).

"Los resultados proporcionados por el telescopio Fermi nos llevan un paso más cerca en el camino para entender cómo es que funcionan los TGF", dijo Steven Cummer, de la Universidad Duke. "Aún falta descifrar qué es lo que hace especial a estas tormentas eléctricas y el papel específico que juegan los relámpagos en el proceso".

El Sol roba cometas a otras estrellas

Noviembre 23, 2010: La próxima vez que se emocione al ver un cometa centelleando en el cielo nocturno, considere lo siguiente: lo que está experimentando es un placer robado. Usted está disfrutando del espectáculo a expensas de una estrella distante.

Un cúmulo de estrellas en formación en la Nebulosa de Orión. Según la investigación realizada por Hal Levison, estas estrellas podrían estar intercambiando cometas entre sí. [Más información]

El delito ha quedado expuesto mediante sofisticadas simulaciones por computadora llevadas a cabo por investigadores del Instituto de Investigaciones del Suroeste (Southwest Research Institute o SWRI, en idioma inglés).

"Si los resultados son correctos, nuestro Sol podría estar atrapando cometas que se encuentran en el 'patio trasero' de las estrellas vecinas", dice Hal Levison, quien es un científico que trabaja para el SWRI. Además, él cree que este robo es el responsable de la presencia de la mayoría de los cometas que se encuentran en la nube de Oort, en los límites de nuestro sistema solar.

"Sabemos que las estrellas se forman en cúmulos. El Sol nació dentro de una enorme comunidad de otras estrellas que se formaron en la misma nube de gas. En ese cúmulo a partir del cual se originaron, las estrellas estaban lo suficientemente cerca unas de otras como para jalar cometas hacia ellas por vía gravitacional. Es como si fueran niños de un vecindario que juegan mutuamente en sus patios. Es difícil imaginarse que no suceda algo como esto".

Según este modelo de "robo", los cometas acompañaban a la estrella más cercana cuando el cúmulo de origen se disolvió. El Sol se quedó con un botín bastante importante —la nube de Oort, la cual estaba repleta de cometas que pertenecían a todo el "vecindario".

La nube de Oort es una inmensa nube de cometas que orbitan al Sol más allá de la órbita de Plutón. Lleva el nombre del astrónomo holandés Jan Oort, quien a mediados del siglo veinte propuso que esta nube podría ser una explicación al origen de los cometas que a veces visitan el sistema solar interior. Aunque no se han hecho observaciones directas que confirmen la existencia de la nube de Oort, la mayoría de los astrónomos creen que es la fuente de todos los cometas de período largo o de clase similar al cometa Halley.

Concepto artístico de la nube de Oort. Obsérvese que la escala de distancias es logarítmica. Comparada con el tamaño de las órbitas planetarias, la nube de Oort se encuentra muy alejada. De hecho, el tamaño estimado de la nube de Oort, 10^5 unidades astronómicas, es aproximadamente 1 año luz. Si el Sol pasara a dos años luz de una estrella similar, las nubes de Oort de las estrellas se superpondrían y sus cometas se mezclarían. Crédito de la imagen: ESO. [Más información]

El modelo estándar de producción cometaria indica que nuestro Sol obtuvo estos cometas de forma honrada.

"Ese modelo propone que los cometas son residuos de la formación de planetas de nuestro propio sistema solar y que nuestros planetas fueron los responsables de impulsarlos gravitacionalmente hacia enormes distancias, poblando así la nube. Sin embargo, creemos que este tipo de escenario ocurrió en todos los sistemas solares antes de que el cúmulo de origen se dispersara".

De otra forma, dice Levison, los números no se corresponden con las observaciones.

"El modelo estándar de ningún modo puede producir la cantidad de cometas que vemos [cayendo desde la nube de Oort]. Las estrellas hermanas del Sol tienen que haber contribuido con algunos cometas para la mezcla".

Los cometas de la nube de Oort miden generalmente alrededor de 2 ó 3 kilómetros (1 ó 2 millas), y están tan lejos que estimar su cantidad no es una tarea fácil. Pero Levison y su equipo dicen que, basándose en las observaciones, debería haber alrededor de 400 mil millones de cometas allí afuera. El modelo "doméstico" de formación cometaria puede explicar solamente una población de 6 mil mllones.

¿Podría este cometa, ahora una super–estrella cometaria, haber sido robado de otro sistema estelar? Nadie lo sabe. Lea más sobre el cometa Hartley 2 aquí.

"Esa sería una nube de Oort bastante anémica, y una gigantesca discrepancia —demasiado grande como para ser explicada por errores en los cálculos. No es posible que nos equivoquemos por tanto, de modo que tiene que haber algo mal en el modelo mismo".

Él menciona la órbitas cometarias como evidencia.

"Estos cometas se encuentran en órbitas muy peculiares —órbitas altamente excéntricas, de período largo, que los llevan muy lejos de nuestro Sol, a regiones remotas del espacio. De modo que no pudieron haberse formado en órbita alrededor del Sol. Tienen que haberse originado cerca de otras estrellas y haber sido secuestrados y transportados hasta aquí".

Esto quiere decir que los cometas nos pueden decir mucho no solamente sobre la historia temprana del Sol, sino también sobre la historia de otras estrellas.

"Podemos estudiar las órbitas de los cometas y poner su química en el contexto de dónde y alrededor de qué estrella se formaron. Es intrigante pensar que algunas de las cosas que tenemos provienen de otras estrellas. Somos 'parientes'".