El planeta enano Ceres emite vapor

El descubrimiento difumina la distinción entre cometas y asteroides 
  La distinción tradicional entre los cometas, como bolas de hielo sucio, y asteroides, como rocas, parece estar difuminándose.
Ceres, planeta menor o el mayor asteroide conocido del Sistema Solar (dependiendo de qué definición se use), emite vapor de agua y puede que lo esté haciendo precisamente como un cometa, por sublimación de hielo.
Lo han descubierto unos astrónomos que lo han investigado con el telescopio espacial europeo Herschel.
El hallazgo tiene que ver con las migraciones significativas de los grandes planetas del sistema Solar, porque pudieron no haberse formado precisamente donde están ahora.
 Ceres, con un diámetro de casi mil kilómetros, un mundo en miniatura, es un cuerpo del cinturón de asteroides, el gran anillo de fragmentos situado entre las órbitas de Marte y de Júpiter.
Se había descubierto ya la pista del agua en ese asteroide en forma de minerales hidratados, pero el equipo internacional liderado por el científico de la Agencia Europea del Espacio (ESA) Michael Küppers anuncia ahora que ha identificado directamente con el Herschel (observatorio de infrarrojos de la ESA) vapor de agua en su entorno y dos fuentes de emisión en su superficie, unos seis kilogramos por segundo.
Ceres, descubierto en 1801, es un planeta enano, pero contiene la tercera parte de la masa total del cinturón de asteroides y parece que tiene un núcleo rocoso y un manto exterior helado.
La evaporación de agua puede ser debida a sublimación (el hielo se transforma directamente en gas, sin pasar por estado líquido), como en los cometas, o a criovulcanismo, cuando la erupción de los volcanes es de volátiles, como el agua, en lugar de rocas fundidas”, escriben Küppers y sus colegas en la revista Nature.
Se inclinan más bien por la explicación cometaria, pero no se puede descartar la otra idea, y en ese caso habría que pensar en una fuente de calor interna de radioisótopos de larga duración que mantendrían el calor necesario para generar las emisiones de vapor.

 

Ilustración de Ceres en el cinturón de asteroides. / ESA/ATG medialab "Es la primera vez que se detecta agua en el cinturón de asteroides y demuestra que Ceres tiene una superficie de hielo y una atmósfera", afirma Küppers en un comunicado de la ESA.
Las observaciones con el Herschel no proporcionaron suficiente resolución como para distinguir el origen del vapor, pero estos astrónomos han sido capaces de determinar las fuentes en la superficie observando las variaciones de la señal del agua durante la rotación de nueve horas del planeta enano. Han identificado así los dos zonas concretos, que son un 5% más oscuros que la media, por lo que absorberían más luz solar, siendo más templados y eficaces en la sublimación del hielo.
 La cuestión tiene mucho que ver con la denominada línea de nieve que, como una convención, divide el Sistema Solar en dos regiones: la interior de los cuerpos rocosos (el agua llegaría a los planetas terrestres con el bombardeo de cometas, después de su formación), y la exterior de los cuerpos helados, más allá del cinturón de asteroides.
Claro que algunos de esos cuerpos de hielo han podido migrar hacia el interior, señalan los investigadores. De hecho, la frontera se ha empezado a diluir con el descubrimiento de agua helada en la superficie de algunos asteroides. Si el vapor de Ceres se debe efectivamente a la sublimación de agua helada en su superficie, esto demostraría que ese mecanismo no se limita a los cometas, sino que está presente también en objetos del cinturón de asteroides.
Otros dos investigadores, Humberto Campins y Christine M. Comfort, de la Universidad de Florida Central, comentan el hallazgo y sus implicaciones en Nature y hacen hincapié en lo diferente que es Ceres de otro gran asteroide, Vesta, este último más seco y con una superficie ígnea con un pasado de calor y erupciones volcánicas que no parece haber sufrido el primero.
“Es muy probable que Ceres se formase en una región más fría en el exterior del sistema solar en formación que Vesta, más allá de la línea de nieve”, argumentan estos científicos.
Entonces entra en juego la migración de planetas y otros cuerpos dentro del Sistema Solar.
Campins y Comfort recalcan que una de las primeras pistas de que los planetas gigantes podrían haberse desplazado significativamente vino de la mano del descubrimiento de planetas extrasolares gigantes más cerca de su estrella que Mercurio lo está del Sol, en órbitas en las que no habrían podido formarse.

“La migración planetaria, desde entonces, se ha utilizado para explicar varias observaciones desconcertantes”, señalan estos astrónomos.
“La de Júpiter, por ejemplo, podría ser la causa de las diferencias de composición observadas en distintos asteroides”, añaden. “Según este escenario, los planetas gigantes en migración habrían alterado las poblaciones de cuerpos pequeños rocosos y helados (asteroides y cometas), que chocarían con la Tierra y la Luna y habrían depositado moléculas orgánicas y agua en nuestro mundo”.

El descubrimiento de las emisiones de vapor de agua en Ceres, concluyen, son compatibles con esta perspectiva de migración planetaria en la historia primitiva del Sistema Solar. Tanto los científicos de Florida como los liderados por Küppers (investigador del Centro de Astronomía Espacial de la ESA, en Madrid, ESAC), apuntan hacia el año que viene para disipar incógnitas sobre Ceres ya que a ese planeta menor llegará entonces la sonda espacial automática Dawn, de la NASA, que ya ha pasado junto a Vesta.

Unos estudiantes descubren una supernova en una galaxia cercana

Los jóvenes británicos, con un profesor, estaban probando un telescopio cuando detectaron el brillo de la explosión estelar en una de las imágenes que acaban de tomar 
La Unión Astronómica Internacional ha confirmado oficialmente el hallazgo De vez en cuando una estrella explota en el cielo y adquiere una luminosidad transitoria tal que destaca entre los muchos miles de millones de astros de la galaxia en la que reside.
No hay forma de anticiparse a un acontecimiento celeste así, y cuando se descubre una de estas supernovas es porque aparece en una imagen del cielo en un punto donde antes no estaba.
Un grupo de estudiantes que este martes andaba probando con un profesor un telescopio del Observatorio de la Universidad de Londres se encontró precisamente con una estrella muy brillante en una de las imágenes que acababan de tomar y que no aparecía en fotografías anteriores de la galaxia M82. Y encima tuvieron que hacer las observaciones corriendo y deprisa porque estaba la noche nublada, así que apenas vieron su trofeo por un trocito de cielo despejado y camino de encapotarse también. “Estábamos comiendo una pizza y cinco minutos después habíamos ayudado a descubrir una supernova.

No me lo podía creer. Me recordó por qué me interesó la economía en primer lugar”, dice uno de los estudiantes, Tom Wright. La supernova ha recibido el nombre oficial SN2014J. M82 está a unos 12 millones de años luz de distancia de la Tierra, lo que significa, en términos cosmológicos, que es una galaxia cercana, y la supernova, una de las más próximas de las últimas décadas, señala la universidad británica. El récord de proximidad desde que se inventó el telescopio sigue siendo la supernova SN1987A, de febrero de 1987, localizada a una distancia de unos 168.000 años luz, en la galaxia enana Gran Nube de Magallanes, vecina de nuestra Vía Láctea. En 1993 se descubrió en M81 otra tan cercana como la nueva. El profesor Steve Fossey estaba el pasado 21 de enero dando un cursillo rápido a un grupo de cuatro alumnos. “El cielo se estaba nublando cada vez más, así que, en lugar de la case práctica de astronomía planeada, les hice una demostración introductoria de cómo utilizar el CCD de la cámara de uno de los telescopios automáticos, de 35 centímetros de diámetro, del observatorio”, explica. Los estudiantes eligieron M82, una galaxia brillante y fotogénica, que estaba en un parche de cielo despejado aunque nublándose, explica la Universidad de Londres en un comunicado. Eran las 19.20 hora local. Y, mientras Fossey apuntaba el telescopio, vio una estrella en la galaxia que no reconocía por observaciones previas.
Efectivamente, al consultar el archivo de imágenes, esa estrella no parecía estar antes ahí. Tomaron una serie rápida de fotos con exposición de uno y dos minutos, con diferentes filtros de color, y comprobaron que el objeto brillante persistía. Lograron incluso medir su brillo y color. Además, apuntaron un segundo telescopio para verificar que no era un fallo del primero; 20 minutos más tarde el cielo se cerró del todo, pero ya habían logrado confirmar que se trataba de una fuente astronómica nueva.

A partir de ese momento, Fossey emprendió el procedimiento normal en estos casos: comprobó que no había (por Internet) ningún aviso previo respecto a esta nueva estrella en M82 y luego redactó rápidamente el primer informe para la Unión Astronómica Internacional.
Además, alertó a la red estadounidense de supernovas para que, cuanto antes, pusieran en marcha una campaña de observación con otros telescopios capaces de hacer el seguimiento del objeto y obtener espectros de su luz.
Los datos tomados por astrónomos en todo el mundo han confirmado que se trata de una supernova y parece que se trata de una de tipo Ia, es decir, una estrella enana blanca que ha estado atrayendo materia de un astro vecino hasta se ha hecho inestable y ha explotado. “La probabilidad de encontrar algo nuevo en el cielo es mínima, pero esto fue especialmente sorprendente ya que se trató de una de las primeras imágenes que tomamos con este telescopio”, ha comentado otro de los estudiantes, Ben Cooke, quien, por supuesto, va a seguir encantado su carrera de astronomía.

Observan la veloz ‘caída’ de dos estrellas en sus agujeros negros

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han comprobado que dos estrellas se aproximan a los agujeros negros que orbitan de forma más rápida de lo que  predice el modelo estándar de la física. El estudio se publica esta semana en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gracias al instrumento OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS (GTC), los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Jonay González-Hernández, Rafael Rebolo y Jorge Casares han observado en dos sistemas binarios que sus respectivas estrellas están ‘cayendo’ en los agujeros negros más rápido de lo que la teoría predice.
Según han podido observar los astrofísicos, cuyo trabajo se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, cada giro de la estrella sobre al agujero, el llamado periodo orbital, acerca progresivamente a las estrellas estudiadas al 'horizonte de sucesos', el punto de no retorno a unos 20 km del agujero negro, donde acabarán siendo absorbidas.
La masa de la estrella secundaria que es capturada por el agujero negro forma una estructura con forma  de disco en torno a éste denominada disco de acreción o agregación.
Los dos sistemas binarios observados son XTE J1118+480, con un agujero negro de aproximadamente 7,5 masas solares y su estrella secundaria, de unas 0,2 masas solares,  situado en el halo de la Vía Láctea.
Por su parte, A0620-00 (V616 Monocerotis o V616 Mon) presenta un agujero negro un poco menos masivo, de 6,6 masas  solares, con una estrella secundaria de unas 0,4 masas solares. Se encuentra localizado en la dirección en el cielo correspondiente a la constelación de Monoceros.
Ambos tienen periodos orbitales distintos. En el primero, la estrella tarda 4,1 horas en realizar un giro sobre el centro de masas del sistema a una velocidad de 765 km/s. En el segundo, la estrella viaja a una velocidad orbital de 560 km/s, con lo que tarda 7,75 horas en realizar cada giro. Por comparar, la Tierra viaja a 30 km/s alrededor del Sol

González-Hernández explica: "Dada la similitud de ambos sistemas binarios, es interesante entenderlos como dos fases de una misma secuencia evolutiva. El sistema de periodo orbital más corto se acerca a mayor velocidad. En dicha secuencia, la estrella, a medida que se acerca al agujero negro, lo hace cada vez más deprisa".
"Por tanto, la caída de las estrellas sobre sus respectivos agujeros negros no solo se produce más rápidamente de lo esperado, sino que además la velocidad de caída quizás sea acelerada, lo que implicaría que los tiempos de vida de estos sistemas son realmente cortos a escala astronómica, de unas decenas de millones de años, mucho menores de lo que se creía”, añade.
En su origen, estos sistemas binarios están compuestos por una estrella secundaria de tipo solar y una estrella primaria mucho más masiva que el Sol –con más de ocho o diez masas solares–, que evoluciona rápidamente y acaba explotando como una supernova. Esta supernova da lugar al agujero negro.
¿Nuevas teorías de la gravedad?
La teoría del modelo estándar describe el acercamiento de una estrella a un agujero negro hasta ser finalmente engullida, pero no había sido posible corroborarlo porque no se disponía de la instrumentación adecuada instalada en telescopios de gran diámetro y se necesitan escalas de tiempo de diez a 20 años para observar estas variaciones de periodo orbital.

“Las erupciones en el disco de acreción se observan desde la Tierra como la aparición de una estrella en el cielo"

El sistema A0620-00 se descubrió en 1975 mientras que XTE J1118+480 fue descubierto en el año 2000, ambos durante una fase de erupción del disco de acreción en torno al agujero negro, un momento en el que estos sistemas aumentan considerablemente su luminosidad. Estas erupciones se repiten cada cinco o diez años, pero pueden pasar incluso varias décadas sin que se produzca una.
“Las erupciones en el disco de acreción son observadas desde la Tierra como la aparición en el cielo de una estrella: en la misma posición, pero mucho más brillante. No es quizás tan espectacular como el descubrimiento de una explosión de supernova pero también impresiona”, comenta González-Hernández.
La teoría estándar de la física no predice que las caídas de las estrellas en los agujeros negros se produzcan tan rápidamente. Para el astrofísico del IAC, “ningún modelo estándar es capaz de explicar este resultado. Existen algunas teorías alternativas y/o complementarias a la teoría de la relatividad general de Einstein que están intentando explicar este resultado, aunque todavía no se puede demostrar su viabilidad”.
En el futuro, los investigadores se plantean estudiar otros sistemas binarios con distintos periodos orbitales, con el objetivo de comprobar si la tendencia observada es universal.

Crean una lámina fotovoltaica de perovskita transparente y barata

Un equipo de científicos dirigido por el investigador Hendrik Bolink del Institut de Ciència Molecular (ICMol) del Parc Científic de la Universitat de València (España) ha creado un dispositivo fotovoltaico delgado, similar a una lámina, de muy bajo coste y una alta eficiencia.

Los resultados de este trabajo, realizado en colaboración con investigadores del École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza, se publicaron en la revista Nature Photonics.

La célula solar desarrollada por los investigadores del ICMol está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra (millonésima parte de un metro).

Hendrik Bolink explica que para su preparación “se han utilizado procesos de baja temperatura similar a los usados en la imprenta, lo que permite fabricar estos dispositivos sobre láminas de cristal o folios de plástico para que sean flexibles”.

Además, “existe la posibilidad de hacer los dispositivos de apariencia semitransparente, una característica muy útil para el aprovechamiento solar desde los edificios, ya que, también por su poco espesor y bajo peso, se podrían colocar en las ventanas y, al mismo tiempo que frenaran la entrada de rayos solares, generarían electricidad”, agrega el investigador, quien apunta que empresas de la construcción ya han mostrado su interés.
Las células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en electricidad usan en la mayor parte de los casos –alrededor del 85%– silicio cristalino como material activo, un producto muy caro, mientras que el resto está basado en capas delgadas de teluro de cadmio y sulfuro de cadmio, más económicas de producir, pero basadas en materias primas muy escasas y contaminantes por incluir cadmio.

Por este motivo, “la demostración de altas eficiencias en células solares de capa delgada usando materiales muy abundantes y baratos, como los que constituyen las perovskitas, abre la puerta para aumentar el porcentaje de energía solar en la mezcla de fuentes renovables”, según Bolink.

Hendrik Bolink realizó su tesis doctoral en la Universidad de Groningen en Holanda en el año 1997 y, posteriormente, se incorporó a la empresa multinacional de química DSM como investigador y líder de proyectos I+D. Tras tres años, Bolink ocupó el puesto de Director de Desarrollo de Materiales en la unidad PolyLED de la empresa multinacional Philips.

En el año 2003 se incorporó al ICMol con el fin de desarrollar una línea de investigación novedosa sobre dispositivos optoelectrónicos moleculares. Hasta el momento, Bolink ha publicado 125 artículos científicos en revistas internacionales, mientras que ha sido investigador principal en once proyectos financiados por el Programa Marco de la Unión Europea, tres de los cuales se encuentran en activo actualmente. (Fuente: UV)