LAS SIMILITUDES ENTRE MARTE Y DESIERTO DE ATACAMA.

Su intensa radiación ultravioleta, la escasez de agua y la existencia de colonias microbianas subterráneas dentro de rocas son algunas de las condiciones que reúne el desierto chileno y que lo hacen tan similar al planeta rojo.

Durante años el desierto de Atacama no sólo ha sido reconocido por ser la zona más árida del mundo, sino también por su parecido con Marte. Es por ello que investigadores de la NASA lo escogieron como la locación perfecta para ensayar futuras expediciones al planeta rojo y comprobar si en él existe vida.

Su intensa radiación ultravioleta, la escasez de agua y la existencia de colonias microbianas subterráneas dentro de rocas son algunas de las condiciones que reúne el desierto chileno y que lo hacen tan similar a dicho planeta. Según científicos del proyecto Arads de la NASA, esta es la principal razón por la que plantean la hipótesis de que en el planeta rojo podría haber vida oculta, al igual que en Atacama.

“Queremos dilucidar si existe vida en Marte y de esta forma determinar si es posible desarrollar la vida como la conocemos en la Tierra. Hoy las naciones están empeñadas en colonizar Marte, pero para eso antes es necesario desarrollar actividad biológica en nuestro planeta para saber si es viable. Es necesario convertir el sustrato de Marte en una fuente fértil para producir alimento, oxígeno y agua. Todo gira en torno a establecer un ambiente sustentable”, dice Luis Cáceres, doctor en Ciencias de la Ingeniería de la U. de Antofagasta, que participó en el proyecto Arads.

Si bien aún no hay plazos concretos para la realización de una misión a Marte que lleve a la práctica los experimentos simulados en Atacama, la expedición al planeta rojo ya está decidida y se estima que en 2019 se realice el último ensayo para repetir los procedimientos.

ASTRÓNOMA Y PREMIO NACIONAL DE CIENCIAS EXACTAS: "LOS RAYOS CÓSMICOS DE MARTE SON FATALES PARA EL ADN.

Científica María Teresa Ruiz advierte sobre los peligros con que se encontrará la humanidad si llega a Marte.

Fue la primera mujer en ganar el Premio Nacional de Ciencias Exactas. Es la presidenta de la Academia Chilena de Ciencias, cargo que también por primera vez es ocupado por una mujer. El año pasado sumó a sus reconocimientos el premio L’Oreal Unesco for Women in Science, por el aporte que sus observaciones podrían entregar “a la cuestión de vida en otro planeta”. La astrónoma María Teresa Ruiz observó por primera vez una enana café, un tipo de estrella ya fallecida incapaz de brillar con luz propia, descubrimiento que la ubica en un importante lugar de la astronomía mundial.

Haciendo un alto en sus vacaciones, la ganadora del Premio Nacional de Ciencias Exactas en 1997 deja unos minutos para hablarnos de Marte. En ese sentido, la investigadora confiesa que el olfato es uno de los sentidos que tiene más desarrollado. “Siempre me he preguntado qué olor tienen los planetas”, cuenta.

¿Imagina qué olor tiene Marte?
Es difícil oler. Si vamos tendríamos que estar con alguna especie de escafandra… aunque olor a bosque seguro que no tiene. Se me ocurre que tiene olor a algo oxidado, como óxido de fierro. Su atmósfera tiene mucho dióxido de carbono.

¿Por qué nos llama tanto la atención el planeta rojo?
Es lo que tenemos más cerca, desde siempre, incluso con instrumentos primitivos, se pudo ver la superficie de Marte. Fue así como en 1877 el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli vio varias rayas y dijo que eran canales, después Percival Lowell, un norteamericano, dibujó canales sobre el planeta y se empezaron a construir ideas sobre alguna civilización viviendo allí. Por algo hablamos de marcianos y no de extraterrestres. La apuesta más segura es que si había seres fuera del planeta, fueran de Marte. Después, con los instrumentos más modernos, se comprobó que los canales no eran tal cosa y que todo era efecto de la óptica y los lentes que se usaban.

Hoy se sabe que Marte tiene una superficie con accidentes geográficos similares a los de la Tierra, con grandes cañones como los de El Colorado pero más profundos, montañas, volcanes, uno de ellos gigante de 25 kilómetros llamado Monte Olimpo.

¿Se ha vuelto más complejo ahora que sabemos más de Marte?
Marte nos ha dado muchas sorpresas con las misiones que se han realizado. La química de la roca no es tan distinta a la que hay en la Tierra. Alguna vez hubo agua pero al menos en la superficie ya no, habría en los casquetes polares. Tiene tormentas de polvo realmente impresionantes que pueden cubrir la mitad o un tercio del planeta. Si uno está observando con los equipos, pueden pasar semanas sin ver nada por culpa de ese polvo. La atmósfera es tan poco densa, que no daría ni siquiera para que se mueva el pelo, pero se levanta un polvo tan fino que si una misión se encuentra con una de esas tormentas, se ensucian los equipos, se tapan los paneles solares. Algo de eso ha pasado con los rovers.

Usted se dedica a estudiar objetos muy distantes de la Tierra. ¿Le interesó estudiar a Marte?
No, nunca me llamó la atención. Si ahora comenzara a estudiar, me centraría en el Sol. Dependemos 100% de él y sabemos tan poquito. Sería bueno que más personas se dedicaran a la astronomía solar y que les dieran más recursos para hacerlo. Conocemos más de las galaxias lejanas que de la nuestra.

¿Cree que alguna vez llegaremos a Marte? ¿Lo colonizaremos?
Han lanzado varios vehículos para tomar datos y, según eso, es factible una misión tripulada. Tardamos un año en ir y otro en volver. No es tanto como viajar a otras estrellas. Pero ir y volver, no a colonizar.

Hay un libro, El marciano. Es un astronauta que se queda olvidado en una misión. Pensaban que se había muerto y se las arregla para sobrevivir. Lo interesante del libro es que primero llega una misión en la que envían todo el equipo, sin seres humanos y después, en una segunda misión tripulada a armar el equipo necesario para quedarse allí. A veces la ciencia ficción se adelanta a la ciencia misma. Creo que es menos arriesgada la ciencia ficción.

En la medida en que el Sol se caliente más, la Tierra aumentará su temperatura y Marte también. Sería un poco más agradable, pero no tiene atmósfera y hasta ahora no tenemos cómo poner una porque se nos escaparía.

¿Si instalamos una carpa, como un invernadero?
Quizás con una especie de invernadero podríamos vivir allá, pero hay otro problema y que no es menor: los rayos cósmicos. Son partículas de alta energía fatales para el ADN. En la Tierra, el campo magnético actúa como un escudo contra ellas y las desvía, pero Marte no tiene campo magnético. Es difícil imaginar que la vida pueda prosperar ahí, hay que hacer algo contra los rayos cósmicos… (se queda pensando un par de segundos)… en un lugar controlado, podría ser bajo la superficie, es una posibilidad, no sería tan loco. Los rayos cósmicos podrían ser frenados por la roca de la superficie.

Si es poco probable colonizar Marte, ¿hay algún planeta de la Vía Láctea al que nos podamos ir?
Venus, ni pensarlo. Alguna vez se supone que fue agradable como la Tierra, pero el Sol lo calentó mucho y se evaporó todo el líquido por culpa del efecto invernadero galopante. No le podemos ver la superficie porque tiene nubes muy densas, con mucha presión atmosférica. El peso que tiene su atmósfera es equivalente a caminar a mil metros bajo la superficie del mar. ¿Mercurio? Está calcinado… Y el resto que nos queda son los planetas gaseosos, muy fríos, seguirán siendo de hielo.

MÉXICO: ¿CÓMO OPERA EL OBSERVATORIO ATMOSFÉRICO MÁS ALTO DEL MUNDO?

Observatorio Atmosférico Altzomoni ubicado en el Estado de México.

Cortesía del Centro de la Atmósfera de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

El laboratorio instalado por la máxima casa de estudios de México analiza las condiciones climáticas de la nación azteca a 4.000 metros de altura.

En 2012, la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) establecieron el Observatorio Atmosférico Altzomoni, ubicado a 4.000 metros de altura sobre el nivel del mar y considerado por la comunidad científica como el más alto del mundo.

Localizado en las faldas del volcán Iztaccíhuatl, en el Estado de México, este laboratorio tiene un objetivo que no solo es de carácter universitario, actualmente se dedica a la investigación ambiental y al estudio de la composición de la atmósfera alta del planeta Tierra.

Gracias a su ubicación estratégica, Altzomoni cuenta con menor interferencia de vapor de agua, lo que podría afectar las indagaciones de la máxima casa de estudios del país azteca. Además de ello, este laboratorio detecta con gran exactitud la cantidad de gases de efecto invernadero como ozono y carbono negro, los cuales provocan el aumento de la temperatura en la Tierra.

De acuerdo con el doctor Michel Grutter de la Mora, investigador del Grupo de Espectroscopía y Percepción Remota del CCA y titular del Observatorio Altzomoni, "este laboratorio sirve como referente para efectuar mediciones satelitales y brindar información de calidad a instancias como la Comisión Nacional de Áreas Protegidas, el Servicio Meteorológico y el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México".

Debido a las técnicas de percepción remota, el CCA ha determinado la composición química y las propiedades físicas de la atmósfera mediante métodos ópticos, lo que ayudó que el observatorio atmosférico Altzomoni analizara, hasta la fecha, las fuentes contaminantes que existen en la capital mexicana con mayor detalle.

Grutter de la Mora dijo que "debido a que la mayoría de las estaciones de este tipo se encuentran en latitudes muy altas, son muy escasas las observaciones en los trópicos, donde los procesos de intercambio de gases en la troposfera alta y la estratosfera toman un papel relevante".

Y agregó: "Las moléculas [de los gases de efecto invernadero] tienen movimientos libres de vibración y rotación, así como la capacidad de absorber radiación en frecuencias específicas. De este modo —reiteró— pueden identificarse y cuantificarse en el paso óptico de la radiación antes de llegar a los sensores de Altzomoni instalados en la superficie, lo que permite conocer la afectación del balance energético del planeta tras el uso de combustibles fósiles".

De acuerdo con el titular de este recinto, "con un sondeo remoto de emisiones se puede estudiar la composición química de los gases emitidos por el volcán Popocatépetl, tales como el dióxido de azufre, con el cual es posible conocer la evolución y abundancia relativa de otros gases de origen volcánico".

En lo que respecta a la calidad del aire del Valle de México, Grutter de la Mora dijo que, "a partir de interpretaciones geológicas de la actividad del coloso, el transporte de contaminantes y la composición atmosférica, es posible contribuir al mejoramiento de los modelos de predicción del clima y realizar un seguimiento puntual del cambio climático, ya que al parecer este no tiene fronteras".

CIENTÍFICO REVELA EL SECRETO DEL PRECISO ALINEAMIENTO DE LAS PIRÁMIDES DE EGIPTO.

La teoría podría finalmente explicar cómo los egipcios alinearon las paredes de la pirámide con los puntos cardinales sin el uso de tecnología moderna, un misterio que hasta ahora ha mantenido perplejos a los arqueólogos.

A 4.500 años desde que se erigieran en las afueras de El Cairo, las pirámides de Egipto aún tienen misterios por resolver. Uno de ellos, y quizá el más conocido junto con su edificación, se relaciona con la alineación casi perfecta de las estructuras con los puntos cardinales, algo que de acuerdo a un reciente estudio, tiene que ver con el equinoccio de otoño.

La teoría pertenece a Glen Dash, un ingeniero y estudioso de las pirámides, quien en el The Journal of Ancient Egyptian Architecture asegura que los antiguos egipcios utilizaban una técnica conocida como el “método del círculo indio” para la ubicación de los monumentos, empleando las sombras proyectadas en el suelo para alinear las cuatro caras de las estructuras con el norte, sur, este y oeste, y todo con apenas una desviación de 0,66 grados.

La nueva teoría afirma que de esta forma, los arquitectos crearon puntos de referencia aprovechando que en el equinoccio de otoño, debido a la inclinación específica de la Tierra en ese día, el día y la noche duran casi lo mismo. Así, con una vara en una plataforma de madera, narcaron la ubicación de la sombra proyectada durante todo el día, dibujando líneas perfectas de este a oeste.

De acuerdo al estudio, las tres pirámides más grandes de Egipto, incluidas otras como “Khafre” y la “Pirámide Roja”, comparten el mismo alto grado de precisión en su alineación con los puntos cardinales.

“Las tres pirámides muestran el mismo tipo de error: se giran ligeramente en sentido antihorario desde los puntos cardinales “, señala Dash.

Para probar su teoría, el ingeniero realizó su propio experimento, utilizando una vara para proyectar sombras a partir del 22 de septiembre de 2016, el primer día del equinoccio de otoño de ese año, y luego trazó el camino del sol a lo largo del día utilizando la sombra, de la misma forma que según él, lo hicieron los antiguos egipcios. Así, a medida que el sol se movía, la sombra se desplazaba por el suelo como la punta de un reloj de sol.

Aunque su idea parece tener lógica, hasta cierto punto es imposible comprobarla, ya que los egipcios no dejaron ningún registro que diga qué métodos utilizaron en aquél tiempo.

“Desafortunadamente, los egipcios nos dejaron pocas pistas. No se han encontrado documentos de ingeniería o planes arquitectónicos que brinden explicaciones técnicas que demuestren cómo alinearon sus templos o pirámides”, afirma Dash.

Aún así, afirma que su teoría tiene la ventaja de ser menos complicada que otros procedimientos expuestos hasta hoy, como el uso de las estrellas. “Es difícil imaginar un método más simple, ya sea conceptualmente o en la práctica”, señala.

DESCUBREN EXPLOSIÓN CÓSMICA DE HACE 10.500 MILLONES DE AÑOS, LA MÁS LEJANA DETECTADA HASTA AHORA.

El fenómeno se produjo cuando una estrella masiva ubicada en una galaxia muy alejada estalló en una explosión conocida como supernova. Su energía liberada brilla el equivalente a 200 soles y puede ser percibido desde la Tierra.

La explosión de la supernova más lejana jamás detectada, ocurrida hace 10.500 millones de años, fue detectada por un grupo de astrónomos, se anunció este martes.

“DES16C2nm (el nombre dado a esta supernova) está extremadamente lejos, es extremadamente brillante y extremadamente rara, no es el tipo de cosa que, como astrónomo, ves todos los días”, explica Mathew Smith, autor principal del estudio, en un comunicado de la Universidad de Southampton, en Reino Unido.

El fenómeno se produjo cuando una estrella masiva ubicada en una galaxia muy alejada estalló en una explosión cósmica como supernova.

Los fenómenos que acompañan el final de una estrella cuyas masa sea al menos 8 veces superior a la del sol, son muy violentos ya que la materia que compone el astro es expelida a velocidades de varios miles de kilómetros por segundo.

A raíz de la increíble energía liberada, brilla tanto como 200 millones de soles y puede ser percibido desde la Tierra.

La luz emitida por el fenómeno alcanzó la Tierra 10.500 millones de años después de tener lugar y fue detectada por primera vez en agosto de 2016. Su distancia y su enorme luminosidad fueron confirmadas en octubre de 2017 por tres telescopios diferentes.

Según el equipo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Southampton, y que está detrás del estudio publicado el martes en el Astrophysical Journal, clasificó el fenómeno entre las “supernovas súper luminosas (SLSN)”, la clase de las supernovas más brillantes y raras.

“Además de un descubrimiento muy emocionante, la distancia extrema de DES16C2nm nos da una idea única de la naturaleza de las supernovas súper luminosas”, afirma Mathew Smith.

LA DESBOCADA VORACIDAD DE LOS AGUJEROS NEGROS.

Observaciones de galaxias en el óptico, infrarrojo y rayos X (azul) y recreación de un agujero negro. NASA / CXC / Penn. State / G. Yang et al & NASA / CXC / ICE / M. Mezcua et al

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Observaciones recientes con varios telescopios, entre ellos el espacial de rayos X Chandra, revelan que el crecimiento de los mayores agujeros negros del Universo es mucho más rápido que el de las galaxias en las que están situados.

En el centro de todas las galaxias:

Se cree que prácticamente todas las galaxias albergan un gran agujero negro supermasivo en su centro. La masa de tales agujeros negros puede alcanzar millones o hasta miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Por ejemplo, el agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea, conocido como Sagitario A*, tiene una masa modesta de unos 4 millones de soles, mientras que el de nuestra galaxia vecina M87 alcanza los 6.000 millones de masas solares. Este último pertenece por tanto a la categoría de agujeros negros más masivos de los conocidos, los que a veces se denominan 'ultramasivos'.

La galaxia elíptica M87 con el chorro que emana desde su agujero negro central. NASA / HST

Esos agujeros negros van aumentando su masa (creciendo) según devoran el material interestelar que abunda en su entono de los centros galácticos. Durante años, los astrónomos vienen obteniendo datos tanto de la masa de estos agujeros negros supermasivos como de la masa estelar en las galaxias que los cobijan.

Hasta ahora todo parecía indicar que los agujeros negros crecían de una manera acompasada con las galaxias que los albergan. Sin embargo, dos estudios recientes y, lo que es muy importante, independientes, acaban de refutar esta suposición.

Más aprisa en las más masivas:

Un equipo de investigadores liderado por Guang Yang, de la Penn State University (EEUU), ha calculado la tasa de crecimiento de los agujeros negros y la masa estelar para galaxias de diferentes masas, pero situadas todas ellas a distancias que van de 4,3 a 12,2 miles de millones de años luz. Este equipo ha concluido que, comparativamente, los agujeros negros crecen mucho más aprisa en las galaxias más masivas.

Para este estudio, Yang y colaboradores utilizaron el telescopio espacial Chandrade rayos X y el Hubble (ambos de NASA) y otros observatorios. En la imagen que encabeza este artículo, se muestra en azul los datos de Chandra superpuestos sobre una imagen óptica e infrarroja tomada por el Hubble. Cada fuente de rayos X observada por Chandra está producida por el gas caliente que está siendo devorado por un agujero negro en el centro de su galaxia anfitriona.

El telescopio espacial Chandra de rayos X. NASA / CXC

En las galaxias con unos 100.000 millones de estrellas (del tipo de la Vía Láctea) la razón entre las dos tasas de crecimiento (agujeros negros y estrellas) es 10 veces más alta que en galaxias de 10.000 millones de estrellas. Parece pues que los agujeros negros se alimentan más rápida y eficazmente en las galaxias muy masivas que en las menos masivas.

Ultramasivos:

De manera completamente independiente, otro grupo de astrónomos liderado por Mar Mezcua, del Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona (CSIC), ha estudiado los agujeros negros en algunas de las galaxias más brillantes y masivas del Universo. En concreto, seleccionaron 72 de ellas ubicadas en el centro de cúmulos de galaxias que se encuentran a distancias en torno a 3.500 millones de años luz de la Tierra (más cercanas, por tanto, que la muestra de Yang).

Mezcua y colaboradores también utilizaron datos de rayos X procedentes deChandra; pero además, realizaron observaciones en ondas de radio con algunos de los mayores interferómetros del planeta: el Australia Telescope Compact Array (ATCA), el Jansky Very Large Array (VLA) y el Long Baseline Observatory (LBO), estos dos últimos en Estados Unidos.

Recreación de un agujero negro supermasivo. NASA / CXC / Penn. State / G. Yang et al & NASA / CXC / ICE / M. Mezcua et al

El equipo de Mar Mezcua estimó las masas de los agujeros negros empleando una relación (bien establecida) entre la masa de un agujero negro y las emisiones en radio y rayos X que lleva asociadas. Concluyeron así que las masas de los agujeros negros eran diez veces mayores que las estimadas con la suposición de que los agujeros negros y sus galaxias crecen a la vez.

Estos investigadores han estimado que el 40 % de los agujeros negros de su muestra poseen unas masas de al menos 10 mil millones de veces la masa del Sol, lo que los sitúa en esa categoría de masa extrema de agujeros negros ultramasivos.

Las razones de este crecimiento desbocado no están claras aún. Es posible que, como apunta Mezcua, los agujeros negros quizás empezasen antes la carrera para crecer, es decir, quizás se formaron antes que el resto de la galaxia en la que se encuentran inmersos o, quizás, tuvieron una ventaja en su velocidad de crecimiento que ha durado miles de millones de años. Como el principal alimento de estos agujeros negros es el gas interestelar, parece que ese gas podría estar preferentemente dispuesto en los centros galácticos ayudando así a tratar de saciar su voracidad.

Lo que queda claro, una vez más, es que los agujeros negros son objetos extraordinarios y que su comportamiento siempre supone un desafío para la imaginación, incluso para la de los astrónomos más imaginativos.

ASÍ SE VEN LA TIERRA Y LA LUNA DESDE 63 MILLONES DE KILÓMETROS.

La nave OSIRIS-REX tomó la instantánea, mientras viajaba a una velocidad de 8,5 kilómetros por segundo.

El pasado 17 de enero, la sonda OSIRIS-REX de la Nasa tomó una sorprendente imagen de la Tierra y la Luna, a una distancia de nada menos que 63,6 millones de kilómetros.

Al momento de tomar la fotografía, la nave se alejaba de la Tierra a 8,5 kilómetros por segundo, rumbo al asteroide Bennu.

En la imagen se aprecian ambos objetos como un punto grande y brillante al centro, y otro más pequeño al costado, además de un grupo de estrellas a la izquierda (las Pléyades en la constelación de Tauro); y Hamal, la estrella más brillante de Aries en la esquina superior derecha.

La Tierra y la Luna en tanto, se disponen al centro de cinco estrellas que comprenden la constelación de Cetus, más conocida como la Ballena.

UN CERRAJERO ARGENTINO FOTOGRAFÍA POR CASUALIDAD EL NACIMIENTO DE UNA SUPERNOVA.

Es la primera vez que se captura el momento exacto en que explota una estrella.

En la ciudad de Rosario, Santa Fe (Argentina) hay una casa adosada de fachada modesta que podría pasar desapercibida, de no ser por la cúpula de cuatro metros y medio de diámetro que asoma por el tejado. Es la residencia de Víctor Buso, un cerrajero aficionado a la astronomía que, desde su observatorio casero, se ha convertido en la primera persona en fotografiar el nacimiento de una supernova. Su descubrimiento aparece publicado en el último número de Nature.

La noche del 20 de septiembre de 2016, Buso volvía a casa entusiasmado por estrenar una cámara nueva que había comprado para su telescopio. “Para no mover mi cúpula y evitar que hiciese ruido y no despertar a mis vecinos, traté de aprovechar el espacio de las compuertas ya abiertas y buscar una galaxia en esa región de cielo que se veía”, cuenta el cerrajero. Fue casualidad que en ese fragmento del firmamento le llamase la atención la galaxia espiral NGC 613, ya que ahí aparecería esa misma noche el brevísimo destello de una explosión estelar que ocurrió cuando los dinosaurios todavía caminaban sobre la Tierra.

“Fue una suerte impresionante”, dice Melina Bersten, una especialista en supernovas del Instituto de Astrofísica de la Plata que se encargó de analizar las imágenes de Buso cuando él anunció su hallazgo. Es la primera vez que se captura el momento exacto en el que explota una estrella, porque cada suceso dura apenas unas horas, y es imposible saber dónde y cuándo ocurrirá el próximo. “Si comparamos la vida de la estrella con la vida de un humano, es como capturar un pestañeo”, explica el autor de las imágenes.

Víctor Buso frente a su telescopio en su casa de Rosario, Argentina.

Por la contaminación lumínica de la ciudad, Buso acostumbra a sacar fotografías cortas de 20 segundos, que luego superpone para ganar contraste. Este método fue la clave de su descubrimiento, ya que apreció a partir de la cuadragésima foto un punto de luz que no se veía en las anteriores. “En la imagen apareció primero un píxel que a medida que me concentré en él y seguía sumando imágenes veía que más brillaba”, recuerda el astrónomo aficionado. “Esa metodología es la que se va a tener que usar para seguir encontrando supernovas tempranas. Si se expone la máquina 20 o 30 minutos, lo único que aparece en la foto es un manchón, pero aquí tenía una secuencia”, agrega.

Aunque Buso no podía saber con certeza que lo que estaba observando era una supernova a 86 millones de años luz, apreció la importancia de sus imágenes muy pronto. Él y su amigo Sebastián Otero enviaron a la Unión Internacional de Astronomía un comunicado que unos días más tarde llegó a los ojos de Bersten. Para entonces otro astrónomo profesional ya le había pedido las imágenes a Buso, pero él buscaba a alguien que pudiese estudiarlas con vistas a elaborar una publicación científica. Bersten y su marido, el también astrónomo Gastón Folatelli, se comprometieron a llevar a cabo el estudio científico, y gracias a sus fotografías han logrado reconstruir con una precisión sin precedentes las características de la estrella que explotó aquella noche, bautizada SN 2016gkg.

Secuencia de imágenes del descubrimiento. La supernova se aprecia como un punto que aparece al sur de la galaxia. V. BUSO Y G. FOLATELLI

“Las fotografías se corresponden con la emergencia de la onda de choque”, explica Bersten. La fusión de núcleos cada vez más pesados precipitó el colapso del núcleo estelar y culminó con una explosión en el centro del astro. Aunque según Bersten “no se sabe exactamente por qué ocurre la explosión”, los científicos sí saben que la onda de choque de una supernova viaja desde el núcleo hasta la superficie de la estrella. El píxel de luz de las fotografías de Buso se corresponde al momento en que emergen de la superficie los primeros fotones de la explosión. “Además de confirmar la existencia de esta fase, que había sido predicha por los modelos teóricos pero no se había podido observar, ese momento da una información única sobre la estructura de la estrella. Si observas la supernova más tarde, te pierdes mucha información”, señala la investigadora.

En este caso, los científicos han podido inferir que la estrella era una supergigante amarilla, al menos 10 veces más pesada que nuestro Sol. Estas estrellas suelen ser la fase intermedia hacia las ancianas y más calientes supergigantes rojas. El hecho, algo inusual, de que haya explotado durante esta etapa, resultando en una supernova de tipo IIb —que todavía contiene núcleos de hidrógeno—, lleva a los investigadores a pensar que podría haber formado parte de un sistema binario en el cual cedió masa a una estrella vecina antes de morir.

EL HAZ DE NEUTRINOS MÁS POTENTE ATRAVESARÁ 1.300 KM. DE LA TIERRA (VIDEO).

El chorro de partículas pasará por un gigantesco detector capaz de observar la formación de un agujero negro en tiempo real y permitirá buscar respuestas al origen del universo.

Extienda la palma de la mano. Cuente hasta tres. Un billón de neutrinos acaba de atravesar la piel, el músculo y los huesos de su mano. Estas minúsculas partículas pasan por el espacio vacío de los átomos casi a la velocidad de la luz en un viaje interestelar que no deja rastro. El Experimento de Neutrinos Subterráneo Profundo (DUNE, por sus siglas en inglés) proyecta un nuevo acelerador y dos nuevos detectores de un haz de neutrinos que recorrerá 1.300 kilómetros por el subsuelo de Estados Unidos. La prueba puede aportar respuestas sobre el origen del universo.

Los neutrinos son tan ligeros y escurridizos que pueden atravesar un año luz de plomo macizo sin despeinarse. Y, sin embargo, los científicos han conseguido atraparlos. A cien metros bajo tierra, en un laboratorio a las afueras de Chicago (EE UU) existe una cueva que alberga un contenedor metálico del tamaño de un autobús, repleto de luces, instrumentos de medición y cables. Es un detector de neutrinos.

Estas partículas subatómicas ostentan varios récords en el campo de la física. Son los corpúsculos de materia más abundantes del universo y, a pesar de ello, siguen siendo un rompecabezas. Esto es porque también son los más pequeños, lo cual impide estudiarlos directamente. Nadie sabe cuál es su masa, pero los experimentos indican que debe de ser al menos 100.000 veces menor que la del electrón, que es la siguiente partícula menos pesada. Además, no tienen carga eléctrica, por lo que raramente interactúan con otros cuerpos.

Aunque los neutrinos pueden venir de muchos sitios —como las estrellas o los plátanos—, su mayor fuente terrestre es un acelerador de partículas que arroja protones contra un bloque de grafito y está cerca de esa cueva de EE UU, en las instalaciones del laboratorio de ciencia básica Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory). Los científicos creen que estas partículas podrían ser la clave para descubrir física más allá del Modelo Estándar, el marco teórico incompleto que describe el comportamiento de la materia.

Un detector más grande que el de Chicago se encuentra enterrado a 800 kilómetros de distancia, en la mina Soudan del estado de Minessota. Juntos forman el experimento NOνA. Los científicos estadounidenses han creado el haz de neutrinos —que atraviesa el detector cercano y el lejano, además de toda la materia de la corteza terrestre que los separa— para tener las mejores posibilidades de observar estas partículas y de estudiar su extraño comportamiento. Los neutrinos son como fantasmas, invisibles a los instrumentos de la ciencia, pero muy de vez en cuando alguno colisiona con un átomo del fluido que hay dentro de los detectores. Esto produce partículas con carga eléctrica que dejan rastros visibles. Encontrarlos, entonces, se convierte en cuestión de cifras: cuanto más denso sea el chorro que sale del acelerador, mayor probabilidad hay de que algún neutrino choque contra un átomo en el detector.

Vista aérea del complejo de aceleradores de Fermilab, en EE UU. REIDAR HAHN FERMILAB

Pero NOνA es solo el principio. Esta instalación, que desde 2014 es el mayor experimento de neutrinos de larga distancia, está abriendo camino para algo mucho mayor: DUNE. Un nuevo acelerador y un nuevo detector serán el punto de partida para un haz de neutrinos que viajará desde Fermilab hasta el Centro de Investigación Subterráneo de Sanford (SURF), en Dakota del Sur. Allí, a un kilómetro y medio de profundidad, los investigadores de la colaboración internacional DUNE pretenden enterrar el mayor detector de la historia: cuatro módulos del tamaño de una piscina olímpica cada uno, pero seis veces más profundos, rellenos con 17.000 toneladas de argón líquido.

El misterio de los sabores

DUNE, que se prevé estará operativo durante la década de 2020, está diseñado para detectar un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos (cuyo descubrimiento fue motivo de Premio Nobel hace tres años). Existen neutrinos de tres tipos, o sabores, como los llaman los físicos: el neutrino muón, el neutrino electrón y el neutrino tau. La oscilación es otra propiedad única de estas partículas que les permite cambiar de sabor al viajar: un neutrino puede salir de Fermilab de tipo muón y en 0,004 segundos llegar a Dakota del Sur como un neutrino electrón, o como uno tau. Los científicos son capaces de distinguirlos porque cada tipo produce una partícula distinta al chocar contra un átomo: un muón, un electrón o un tau, respectivamente (el muón y el tau son hermanos más pesados e inestables del electrón).

Lo más curioso de las masas —todavía desconocidas— de los neutrinos es que no son fijas, sino que cada sabor está compuesto por una mezcla de tres masas posibles. Este fenómeno tan poco intuitivo es consecuencia de las leyes de la mecánica cuántica. Aunque los científicos han calculado la diferencia matemática entre las tres masas, desconocen su ordenación: podría haber dos grandes y una pequeña o una grande y dos pequeñas. Como el proceso de oscilación de sabores que DUNE estudiará depende de esta jerarquía, los físicos esperan que el experimento pueda resolver el misterio de la masa de los neutrinos.

“Esa información la verdad es que nos trae locos desde hace mucho tiempo”, dice Alfredo Aranda, un físico teórico de la Universidad de Colima, en México, que participa en la colaboración del experimento DUNE. Para él, conocer la escala definitiva del neutrino más ligero es la respuesta a años de investigación, pero también la posible ventana a un campo nuevo de estudio más allá del Modelo Estándar. Por ejemplo, casi todos los físicos creen que los neutrinos adquieren su masa por algún proceso aún no descrito, distinto a la interacción con el bosón de Higgs, que es la famosa partícula cuyo campo da masa a toda la demás materia conocida.

Para otros investigadores, la ordenación de las masas de los neutrinos no es intrínsecamente tan interesante, pero sí supondría un descubrimiento importante porque clarificaría algunas mediciones en otras vías de investigación. “Si logramos entender la jerarquía de las masas, podemos simplificar nuestro estudio de las oscilaciones porque eliminamos muchas incógnitas”, explica a EL PAÍS Steve Brice, el jefe de la división de neutrinos de Fermilab, durante una visita de este periódico al laboratorio financiada por la red Elusives. Un estudio más detallado de las oscilaciones como el que pretende ofrecer DUNE, dice Brice, es emocionante porque podría responder a una de las preguntas más grandes de la física: ¿por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria?

Durante el Big Bang, se cree que aparecieron partículas y antipartículas —de masa idéntica pero con carga opuesta— a partes iguales. Cuando la materia se encuentra con la antimateria, ambas se desintegran espontáneamente y liberan energía. Sin embargo, en el universo actual domina la materia, lo cual sugiere un desequilibrio en el comportamiento de estas masas enfrentadas. El acelerador de Fermilab es capaz de producir neutrinos y antineutrinos (ambos existen a pesar de tener carga neutra); si se descubre que oscilan a distinto ritmo, los físicos habrán conseguido una pista para explicar la asimetría cósmica.

Una carrera contra la próxima supernova

DUNE es un proyecto inmenso, tan grande que “ningún país de la Tierra sería capaz de completarlo solo”, según Brice. Por eso cuenta con la participación de universidades y centros de investigación en más de 30 países. En España, una decena de físicos está colaborando en el diseño y la prueba de protoDUNE: dos detectores de argón líquido en el laboratorio europeo CERN (Ginebra). Estos aparatos son los prototipos del detector lejano de DUNE y, aunque solo ocupan un 1% del volumen que tendrá el instrumento final, ya son enormes.

Interior vacío de un prototipo en miniatura (protoDUNE) para el detector de neutrinos propuesto.MAXIMILIEN BRICE CERN

“El objetivo de protoDUNE es ver si tecnológicamente podemos hacer detectores tan grandes”, explica Mario Martínez-Pérez, investigador del Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) en Barcelona y gestor del plan nacional de física de partículas. “Tenemos que comprobar que la tecnología escala con el volumen”. Gracias a este trabajo, los científicos de CERN diseñarán el primer contenedor refrigerador para DUNE, que deberá mantener el argón líquido del detector a 184 grados centígrados bajo cero.

En Fermilab, Christopher Mossey dice que “es la primera vez que CERN proporciona algo así para un experimento fuera de Europa en sus 60 años de historia”. Él es director adjunto del proyecto LBNF, la parte administrativa del experimento encargada de preparar las instalaciones. Entre otras tareas, LBNF debe excavar 800.000 toneladas de roca para colocar los detectores. Y lo debe hacer con cierta urgencia, según Mossey: “DUNE tiene varios objetivos científicos, y uno de ellos es detectar los neutrinos que emite una supernova. Normalmente esto ocurre [en nuestra galaxia] cada cuarto de siglo. La siguiente ya va tarde. Sería una lástima terminar, y activar el interruptor, por así decirlo, dos semanas después del acontecimiento”.

Si una estrella cercana muere en los próximos años y produce una supernova, los científicos podrán, por primera vez, observar la formación de un agujero negro en tiempo real. “Muchas supernovas se convierten en agujeros negros”, señala Steve Brice, “cuando esto ocurre, absorben los neutrinos que estaban emitiendo; la fuente de neutrinos se corta de golpe”. Desde la Tierra, el detector observaría un flujo copioso y repentino de neutrinos seguido de un abrupto vacío: el nacimiento de un agujero negro. Esta parte del experimento podría estar lista tan pronto como 2022, ya que no depende de la activación del nuevo haz de neutrinos de Fermilab, prevista para 2026.