Las enanas blancas ultramasivas, las que tienen una masa superior a 1.1 veces la masa del Sol (M⊙) son uno de los objetos astrofísicos más buscados ya que su cercanía al límite de Chandrasekhar sugiere que son candidatos a una próxima explosión como supernova de tipo Ia. Ver tal explosión en directo es el sueño de muchos astrofísicos ya que permitirá verificar experimentalmente las teorías sobre estabilidad estelar. El satélite Newton y su misión multiespejo de rayos X (XMM) observaron una de masa > 1.2 M⊙ en la binaria de rayos X llamada RX J0648.0–4418, descubrimiento que se publicó en S. Mereghetti et al., “An Ultramassive, Fast-Spinning White Dwarf in a Peculiar Binary System,” Science 325: 1222-1223, 4 September 2009. Esta estrella está acretando materia de su compañera, rica en helio, y es posible que explote como supernova Ia próximamente. Más aún, cuando se acaba de publicar que, gracias a un eclipse de rayos X se ha mejorado la estimación de su masa a 1.28+/-0.05 M⊙ como nos indican los propios autores del descubrimiento S.Mereghetti et al., “The discovery of a massive white dwarf in the peculiar binary system HD 49798/RX J0648.0-4418,” ArXiv, 19 Nov 2009.
No se trata de la enana blanca ultramasiva más masiva, ya que, hasta donde yo sé, el récord lo ostenta LHS 4033 para la que los métodos de paralaje estiman una masa entre 1.310-1.330 M⊙, mientras que los métodos de espectroscopía la dotan de una masa algo mayor entre 1.318-1.335 M⊙, como nos presentaron Conard C. Dahn et al., “Analysis of a Very Massive DA White Dwarf via the Trigonometric Parallax and Spectroscopic Methods,” The Astrophysical Journal 605: 400-404, 2004. Los interesados en este tipo de enanas blancas disfrutarán del artículo de S. Vennes, A. Kawka, “On the empirical evidence for the existence of ultramassive white dwarfs,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 389: 1367-1374, 12 Aug 2008.
La búsqueda de este tipo de enanas blancas ultramasivas llevará, en mi opinión, a que podamos observar prácticamente en directo una explosión de supernova Ia en la próxima década. Será espectacular comprobar si los modelos teóricos no sólo predicen con exactitud las curvas de luminosidad tras la explosión sino también si predicen correctamente los momentos previos a que se alcance el límite de Chandrasekhar (cuyo valor exacto depende de ciertos detalles de la composición de la estrella que se trate).
Parece sorprendente, un disco protoplanetario compartido por dos estrellas en un sistema binario visualizado directamente en el infrarrojo cercano gracias al telescopio Subaru en Hawaii. Las observaciones han sido interpretadas gracias a simulaciones numéricas como mostrando brazos espirales en dicho disco. El equipo liderado por el japonés Satoshi Mayama observó este sistema binario el 3 de julio de 2006 con la óptica adaptativa del sistema coronagráfico (Coronagraphic Imager with Adaptive Optics, CIAO) del telescopio Subaru (de 8,2 metros). Este sistema utiliza un máscara para ocultar la luz de las estrellas y permite visualizar discos y planetas alrededor de estrellas. Quizás algún día se observará un sistema planetario compartido por dos dos estrellas. El artículo técnico es Satoshi Mayama et al., “Direct Imaging of Bridged Twin Protoplanetary Disks in a Young Multiple Star,” Science Express, Published Online November 19, 2009. Se han hecho eco de este artículo muchos foros, como James Dacey “Binary systems share stardust,” Physics World, Nov 19, 2009.
La mayoría de las estrellas nacen en compañía, formando parte de sistemas binarios (con 2, 3 o más estrellas en interacción gravitatoria). Así lo observamos en nuestra galaxia y lo corroboran las simulaciones numéricas del nacimiento de estrellas. Las simulaciones numéricas también muestran la formación de discos protoplanetarios. Sin embargo, hasta ahora, no se había observado directamente ninguno de estos discos en un sistema binario. La nueva observación de un disco protoplanetario en un sistema binario en la constelación de Ofiuco (Ophiuchus) revela que los estudios numéricos sobre la formación de sistemas binarios en los que aparecían discos protoplanetarios no estaban equivocados.
Los artículos de revisión (review) de un tópico en Nature son siempre interesantes y merecen nuestra atención. En el número de hoy encontramos Drake Deming, Sara Seager, “Light and shadow from distant worlds,” Nature, 462: 301-306, 19 November 2009. El artículo nos resume el estado actual de conocimientos sobre estos exoplanetas y nos indica las perspectivas de encontrar planetas como la Tierra en las búsquedas actualmente en curso, las planeadas para la próxima década e incluso las que se estudian para la siguiente. Un poco de realidad junto a un poco de futurología. El doctor Deming es bastante aficionado a dichos lares, p.ej. “Exoplanets: Where Will We Be by 2020?,” Centauri Dreams, November 19, 2007. Para los que no tengan acceso al artículo en Nature os recomiendo la página web de Sara Seager en el MIT “Research: Exoplanets.”
La figura (arriba, izquierda) es la más representativa de las propiedades de los explonanetas y muestra la distribución de su masa en función del semieje mayor de su órbita para todos los descubiertos hasta septiembre de 2009. Se indica la técnica utilizada para su detección, la línea continua es el límite superior de la masa que clasifica un cuerpo como planeta y la línea a trazos inferior marca el límite de sensibilidad para la posible detección de planetas mediante el método de la velocidad radial. Las regiones vacías entre ambas curvas se cree que son debidas a las limitaciones técnicas de la tecnología de observación actual y que están ocupadas por exoplanetas aún por descubrir. En rojo están los planetas del sistema solar, Mercurio (M), Venus (V), Tierra (E), Marte (Ma), Júpiter (J), Saturno (S), Urano (U) y Neptuno (N).
La otra figura (arriba, derecha) muestra la relación entre masa y radio para los planetas descubiertos por el método del tránsito, que permite estimar el diámetro gracias a la fotometría de alta precisión tanto del planeta como de la estrella. Las curvas son modelos teóricos. Sorprende que haya exoplanetas gigantes con un radio mayor del predicho teóricamente a partir de su masa. Algún proceso físico debe generar energía en el interior de estos planetas y provocar el inflado de su radio. Tres ejemplos de planetas en los que seguro este proceso ha actuado aparecen como rombos rojos en la figura. Muchos de los marcados con rombos negros podrían ser también resultado de este tipo de procesos. Muchos de estos planetas presentan órbitas casi circulares. Muchas preguntas están todavía sin contestar en relación a las propiedades de estos planetas.
Sin entra en más detalles, os resumo. Se han descubierto más de 370 exoplanetas (planetas que orbitan estrellas distintas del Sol), muchos de ellos gracias a su tránsito (paso por delante de la estrella desde el punto de vista de la Tierra). Estos tránsitos permiten medir la masa y el radio de la órbita del planeta, así como identificar compuestos químicos en sus atmósferas (si son gigantes gaseosos). Desde el primer descubrimiento de un planeta (gigante gaseoso) orbitando una estrella de tipo solar, 51 Peg (M. Mayor y D.A. Queloz, Nature 1995) se ha avanzado mucho, pero todavía la detección de planetas similares a la Tierra y colocados en la región de habitabilidad de su estrella está fuera de nuestro alcance. Todo el mundo espera que la misión Kepler pueda cubrir dicho vacío.
En la “Resolución computacional de la paradoja de Fermi por Carlos Cotta de la Universidad de Málaga,” 22 Julio 2009, Carlos proponía un proceso de búsqueda de vida en nuestra galaxia basado en recorrer “aleatoriamente” estrellas, buscar si tienen planetas, y observar en dichos planetas alguna señal de vida inteligente. Obviamente, todos pensamos que una búsqueda de ese tipo estará sesgada, sólo se buscará vida en las estrellas en las que esperamos que haya vida. Todavía no se sabe qué características del espectro de una estrella garantizan que tiene un sistema planetario suficientemente antiguo como para que pueda haber vida y vida inteligente. El nuevo trabajo que se ha publicado esta semana en Nature realizado por científicos del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) es un primer paso hacia dicho objetivo: caracterizar mediante el espectro de la luz emitida por una estrella si dicha estrella tiene planetas suficientemente antiguos como para albergar vida inteligente. Es un primer paso y este problema requerirá mucho más tiempo para ser resuelto. En español podéis leer sobre dicho estudio en muchos foros, yo recomiendo a Kanijo, “El litio, nueva clave para la búsqueda de sistemas planetarios,” Ciencia Kanija, 12 Nov. 2009, basado en una nota de prensa del IAC con el mismo título del 11 Nov. 2009. Los interesados en detalles algo más técnicos pueden recurrir a la excelente exposición de Marc Pinsonneault, “Astrophysics: A fossil record for exoplanets,” News & Views, Nature 462: 168-169, 12 Nov. 2009, o incluso al artículo técnico de Rafael Rebolo y sus coautores, que en este tipo de temas suele ser legible, Garik Israelian (IAC), Elisa Delgado Mena (IAC), Nuno C. Santos, Sergio G. Sousa (IAC), Michel Mayor, Stephane Udry, Carolina Domínguez Cerdeña (IAC), Rafael Rebolo (IAC) & Sofia Randich, “Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets,” Letter, Nature 462: 189-191, 12 November 2009.
Las dos figuras que abren esta entrada son, en mi opinión, las más reveladoras de los artículos de Pinsonneault (izquierda) e Israelian et al. (derecha). Como muestra la figura de la izquierda, la abundancia de litio nos permite diferenciar entre estrellas tipo solar jóvenes y viejas. Más aún, el nuevo estudio ha encontrado que también permite diferenciar entre las que tienen planetas (sistemas planetarios) y las que parece que no los tienen. En la figura de la derecha se muestran las estrellas con planetas como puntos rojos, las que no los tienen con círculos negros y nuestro Sol con un punto negro rodeado de un círculo rojo. Como véis la abundancia de litio, con los datos actuales, parece una condición suficiente en estrellas viejas para la existencia de planetas, pero no parece, como dirían los matemáticos, una condición necesaria. Estudios futuros refinarán estos resultados y quizás cuantificarán las posibilidades de que una estrella albergue vida o incluso vida inteligente mirando sólo su espectro.
La abundancia de litio en la superficie del Sol es 140 veces menor que la habitual en una protoestrella del mismo tipo, aunque la temperatura de la zona convectiva o manto solar, debajo de la superficie hasta el borde del núcleo, no permite el consumo de litio. ¿Pasa lo mismo con otras estrellas de tipo solar? El nuevo estudio muestra que las estrellas de tipo solar presentan un porcentaje de litio muy bajo en su superficie cuando tienen planetas a su alrededor y no tan bajo cuando no los tienen.
¿Por qué la abundancia de litio superficial está relacionada con la presencia de planetas? El combustible natural de una estrella tipo solar es el hidrógeno, por lo que la abundancia de litio es un buen indicador de la edad de una estrella. Las viejas han consumido mucho hidrógeno que han convertido en elementos más masivos, como el litio. Pero la cantidad de litio encontrada en este estudio en estrellas con sistemas planetarios es mucho menor de la que se esperaría en función de su edad. ¿Dónde ha ido a parar dicho litio faltante? El poco litio en la superficie sugiere que la superficie de la estrella ha estado más caliente en el pasado (unos 2.5 millones de Kelvin) de lo que actualmente está. Se estima que decrece de unos 2 millones de Kelvin cerca del núcleo a unos 6.000 K en la superficie, siendo esta estructura térmica de la estrella bastante bien conocida gracias a los modelos teóricos y las medidas sísmicas.
¿Cómo puede haber influido el nacimiento de los planetas en un calentamiento temprano de la superficie solar? El disco de acreción alrededor de la protoestrella, a partir del cual se ha formado el sistema planetario, está en rotación y produce fricción que calienta la superficie de la estrella. Se cree que dicho calor puede ser la causa del consumo de litio. Cuando el sistema planetario se ha formado y el disco de acreción ha sido expulsado a los confines del sistema solar (formando un cinturón de Kuiper), la temperatura de la superficie disminuye, pero el defecto de litio se sigue observando.
La supernova SN 2002bj que apareció en la galaxia irregular NGC 1821 el 28 de febrero de 2002 y desapareció 20 días más tarde, mucho más rápido de lo esperado, es un nuevo tipo de supernova que corresponde a la explosión de una enana blanca que ha acretado helio de otra enana blanca con la que forma un sistema binario. Lo han descubierto gracias al análisis de su espectro que se obtuvo 7 días tras su descubrimiento que se parece al de una supernova tipo Ia, pero con más helio y carbono del esperado. Dicho espectro concuerda con ciertos modelos teóricos que proponían este nuevo tipo de supernova. En un futuro cercano es de esperar que se descubran muchas más supernovas de este nuevo tipo. Nos lo cuentan en español con gran detalle en “Descubren una nueva y rápida clase de supernova,” SINC, 5 nov. 2009 [también aquí] y en muchísimos foros de noticias. Poco más puedo yo aportar, aparte de mostraros la foto de la supernova e indicaros la fuente original de este trabajo, Dovi Poznanski et al. “An Unusually Fast-Evolving Supernova,” Science, Published Online November 5, 2009.
La tabla de Venus del códice de Dresden presenta la visibilidad de Venus como "estrella matutina" y "estrella de la tarde."
El estreno próximo de la película “2012” nos lleva a plantearnos el problema de la correlación entre el calendario maya y nuestro calendario contemporáneo. Afirmar que el día 13.0.0.0.0 del calendario maya corresponde al 21 de diciembre de 2012 es obviamente apostar por una fecha sin base científica alguna. De hecho, la fecha contemporánea más fiable para dicha efeméride es entre el 21 y el 23 de diciembre de 2220, según un cálculo arqueoastronómico de Bryan Wells y Andreas Fuls, publicado originalmente en su libro “Correlating the Modern Western and Ancient Maya Calendars,” ESRS (West) Monograph no. 6, Berlin, 2000. No he podido leer dicho libro, pero como la mayoría de los lectores de este blog, aunque ahora no lo recuerden, sí he podido leer el artículo que publicó Andreas Fuls en español en la revista Investigación y Ciencia titulado “El enigma del calendario maya,” No. 332, Mayo 2004 [copia gratis escaneada]. El cálculo de Fuls, basado en el códice de Dresde, está exquisitamente detallado en dicho artículo. No sé si merece la pena que repita aquí los puntos más importantes de dicho cálculo. Si algún despistado no leyó dicho artículo en su momento, le animo a leer el artículo escaneado, merece la pena.
La clave de todos estos cálculos, siempre difíciles, es utilizar acontecimientos astronómicos descritos en el calendario maya, por ejemplo, la posición de venus en ciertos años, que pueden ser calculados con gran exactitud. El resultado es una tabla de incertidumbres que permite, tras un análisis estadístico, determinar la correlación más probable entre el calendario maya y el contemporáneo. La tabla de incertidumbres es el mejor dato para mostrar y la tenéis aquí, extraída del libro de Wells y Fuls. Por supuesto, alguien dirá, si Fuls ha hecho el cálculo es normal que él afirme que SU cálculo es el mejor. Bueno, hay varios estudios independientes que verifican y confirman dicho cálculo como el publicado en J. Klokoník et al., “Correlation between the Mayan calendar and ours: Astronomy helps to answer why the most popular correlation (GMT) is wrong,” Astronomische Nachrichten 329: 426-436, 8 Apr 2008.
El análisis de Wells y Fuls se basa en la coincidencia simultánea de varias efemérides astronómicas descritas en el Códice de Dresden (figura que abre esta entrada). La cronología estándar de GMT, por los nombres de sus autores, Goodman (1905), Martínez (1926) y Thompson (1927), ha de ser corregida en 208 años, gracias al uso de ordenadores para el cálculo de las efemérides astronómicas (ver figura de abajo). La nueva cronología, llamémosla WF, corresponde mucho mejor con muchos acontecimientos relevantes de la civilizació maya. Sin embargo, no ha sido tenido en cuenta por los productores y guionistas de la película “2012” que prefieren la GMT por razones puramente comerciales. La pela es la pela.
El libro de Eduardo Battaner López, “Física de las noches estrelladas,” Metatemas 15, Tusquets Editores, 1988, tras una invitación al lector, se inicia hablando de las paralajes estelares, cómo utilizar la órbita de la Tierra alrededor del Sol para medir la distancia a las estrellas más cercanas. Un triángulo cuya base son unos 300 millones de kilómetros y cuyo ángulo, siempre por debajo del segundo de arco (sólo 0″765 para la estrella más cercana, Próxima Centauri) nos permite medir la distancia entre nosotros y una estrella (1,31 pc (pársec) o 4,3 años luz para Próxima Centauri). Battaner lidia con estos temas y muchos otros de Astrofísica, Relatividad y Cosmología, sin miedo a incluir fórmulas matemáticas y razonamientos físicos ”avanzados,” aprovechando el contexto de las conversaciones entre lugareños de un pueblo palentino, Astudillo, al amparo de unos claretes en el bar. El libro incluye copia de las “servilletas” que se utilizaron en dichas conversaciones (imaginarias) y algunas tablas obtenidas gracias a los cálculos de los propios contertulios. Un libro que requiere una lectura atenta y cierta dosis de imaginación con el que disfrutarán los lectores de este blog aficionados a los que temas que han elevado a Battaner, Catedrático de la Universidad de Granada, hasta toda una autoridad a nivel internacional.
La medida por paralaje de la distancia hasta objetos astrofísicos requiere que se encuentren suficientemente cerca de nosotros. La primera medida precisa de la paralaje de un agujero negro cercano se ha aceptado para publicación en la prestigiosa revista The Astrophysical Journal Letters. Utilizando interferometría de base muy grande (VLBI) han determinado la paralaje del sistema binario de rayos X llamado V404 Cyg, que se encuentra en la constelación del Cisne (Cygnus). Está formado por una estrella de unas 6 masas solares y un objeto compacto con una masa entre 10 y 14 masas solares, catalogado como agujero negro. Se creía que este sistema binario se encontraba a unos 4.0 (+2.0,-1.2) kpc (kilopársec), sin embargo, la nueva medida rebaja significativametne dicho valor a 2.39 +/- 0.14 kpc (unos 7800 años luz). Hasta el momento, esta es la medida más precisa de la distancia a la que se encuentra un agujero negro de masa estelar. El artículo técnico es J. C. A. Miller-Jones et al. “The first accurate parallax distance to a black hole,” ArXiv, Submitted on 27 Oct 2009.
Los amantes de la astronomía y astrofotografía deberían tratar de emular a los dos astrónomos aficionados que el 22 y 23 de mayo de 2007 midieron por paralaje la distancia Tierra-Luna utilizando dos fotos diurnas en las que aparecía la estrella Régulo (Regulus) en la constelación de Leo junto a la Luna. Lo bonito del trabajo de Anthony Ayiomamitis y Pete Lawrence es que es un trabajo fácil de repetir (de noche, de día es más difícil). En inglés en la web de Anthony Ayiomamitis, en inglés en la revista Astronomy, en español en Eureka, y en español en El Sofista.
No me convence, pero el profesor emérito Victor M. Bogdan (también conocido como Witold M. Bogdanowicz) cree haber encontrado una explicación relativista a la anomalía de las sondas Pioneer basada en una corrección relativista introducida durante el flyby de una sonda espacial alrededor de un planeta. Según él, en cálculos previos no se ha tenido en cuenta la rotación propia del planeta que introduce un ligero cambio de origen relativista en la fuerza gravitatoria debida al Sol. Bogdan utiliza un resultado matemático reciente de él mismo, que denomina ”teorema de Bogdan-Feynman.” Para mí esta corrección relativista de un campo en rotación no está completamente justificada. Aún os lo dejo para vuestro atento análisis. Los artículos que los interesados habrían de leer son, por un lado, el breve sobre la anomalía, V.M. Bogdan, “NASA’s satellite orbit anomaly problem can be solved precisely in the frame of Einstein’s special theory of relativity. Anomaly confirms that gravity fields propagate with velocity of light as Einstein predicted,” ArXiv, Submitted on 17 Oct 2009, y por otro lado el más extenso sobre el teorema de Bogdan-Feynman, V.M. Bogdan, “Fields generated by a moving relativistic point mass and mathematical correction to Feynman’s law,” ArXiv, Submitted on 29 Sep 2009.
Como curiosidad, os informo que en el primero de estos artículos Bogdan afirma que descubrió la existencia de la anomalía de las sondas Pioneer gracias a un documental en youtube de un tal Anderson que cree que la causa de la anomalía puede ser un planeta X.
Mucha gente pensaba que el fondo cósmico de neutrinos (CNB), similar al fondo cósmico de microondas (CMB) pero con los neutrinos generados por la Gran Explosión, se “cristalizó” mucho antes que el CMB. Mucha gente lo daba por supuesto ya que así se calculó cuando se pensaba que los neutrinos no tenían masa. Pero ahora sabemos que sí tienen masa en resposo no nula, aunque no sabemos cuánto vale. ¿Cómo cambia este hecho el cálculo? Muy sencillo, el CNB es posible que se haya cristalizado posteriormente al CMB (justo un poco después, solamente). Un resultado sorprendente para muchos que nos explican en un excelente artículo en español “Los neutrinos del Big Bang tienen un origen más cercano que la radiación de fondo de microondas,” Experientia docet, 19 de octubre de 2009 [portada en Menéame]. Poco más puedo contar. Por cierto, el artículo técnico, de lectura altamente recomendable, es Scott Dodelson y Mika Vesterinen, “Cosmic Neutrino Last Scattering Surface,” Physical Review Letters 103: 171301, 23 October 2009 [versión gratis en ArXiv].
Todo vale en numerología. Juegas con los números y acabas obteniendo una explicación (aproximada) para casi cualquier cosa. Las sondas Pioneer 10 y 11, ya en los límites del Sistema Solar, han sufrido una deceleración (dirigida hacia al Sol) de aP = (8.74 ± 1.33) · 10−10 m/s2, para distancias hacia el Sol mayores de 20 UA (unidades astronómicas). ¿Cuál es la causa? Nadie lo sabe pero hay muchas posibles hipótesis. Cualquier combinación de constantes físicas que de un valor próximo a 8 · 10−10 puede ser utilizada como posible explicación física, siempre que tenga las unidades correctas. Y qué pasa si no las tiene, pues es una explicación “no física.” ¿Y eso qué es? Yo no tengo ni idea, pero así la bautiza Liviu Ivanescu, quien ha descubierto que gamma-1, siendo gamma el factor de Lorentz para una velocidad estimada de las Pioneer de 12 Km/s, no sólo explica su deceleración para distancias mayores que 20 UA sino también para valores por encima de 10 UA. ¿Sorprendente? A mí me parece una curiosa coincidencia (una mera chorrada), pero como la anomalía de las Pioneer es tema estrella en este blog, pues lo dicho, numerología por un tubo (os recuerdo el caso El Naschie en este blog, también un redomado numerólogo). El artículo técnico, breve pero no por ello bueno, es Liviu Ivanescu, “Curious numerical coincidence to the Pioneer anomaly,” ArXiv, Submitted on 9 Oct 2009.
No nos engañemos. La mayoría de los lectores de este blog ni saben lo que es la heliosfera (ya lo están buscando en la wiki) ni la heliopausa. Así que desconocen lo que ponen los libros de texto sobre la heliosfera, ni siquiera tendrán un libro de texto que hable sobre ella. Excepto tú, claro, pero no lo tires a la basura, tranquilo, que no estamos en “Fahrenheit 451,” afortunadamente. El número de hoy de la prestigiosa Science incluye un artículo que empieza así. ¿Qué sabes de la heliosfera? Pues estás equivocado. No tienes ni idea. ¿Cómo? No uno, sino cinco artículos de próxima publicación en Science demuestran que no tienes ni idea. Los expertos que no se escandalicen, que se pongan a leer los papers que para algo están y para algo ellos son expertos. Para los demás, leed el resto de esta entrada. Por cierto, el artículo es Richard A. Kerr, “Space Physics: Tying Up the Solar System With a Ribbon of Charged Particles,” News of the Week, Science 326: 350, 16 October 2009.
Los no expertos dirán ¡qué bonito! El MIMI del INCA de la Cassini parece una nave de Star Wars. Digo yo, por decir.
El Sistema Solar está envuelto por las partículas cargadas emitidas por el viento solar. Esta capa envolvente se mueve a través del medio interestelar sufriendo el “viento galáctico” y formando una estela similar a la cola de un cometa. Eso es lo que dicen los libros de texto. La misión IBEX (Interstellar Boundary Explorer) de la NASA, lanzada en octubre de 2008, nos ofrece ahora sus primeros resultados. Sorprendentes. Hay una banda inesperada que presenta una fuerte emisión de átomos neutros energéticos. ¿Cuál es la causa de esta emisión? Ni idea. Nadie lo sabe. Los libros de texto, todo lo que sabía sobre la heliosfera, indican que dicha banda no puede existir. Pero existe (banda verde, amarilla y roja en la figura que abre esta entrada). ¡Tan poco sabemos sobre el Sistema Solar!
Algunos hablan de una “nueva astronomía.” Iones positivos emitidos por el Sol que se vuelven neutros la interactuar con electrones que encuentran a su paso. ¿Por qué se observa una banda de partículas neutras diez veces más intensa de lo que se esperaría para meras fluctuaciones aleatorias en los datos? Hay algo. ¿Pero qué? Nadie tiene ni idea. Lo que está claro es que hay que abandonar la forma de cometa con la que los libros de texto describen la heliosfera. Se parece más a una burbuja esférica. Bueno, debe tener una forma intermedia entre estas formas extremas. Pero lo importante es que no tenemos ni idea de cómo el “viento galáctico,” o lo que sea, logra que la heliosfera tenga una forma tan “exótica.” ¿Tendrá algo que ver con el retraso del ciclo de manchas solares que estamos observando en el Sol? ¡Los pelos de punta!
La ciencia avanza a base de incógnitas. Las respuestas a las incógnitas modelan los libros de texto. Y en los blogs como éste disfrutamos leyendo y contando estos avances. A la mayoría, que ni siquiera sabe lo que es la heliosfera, les resultará de poco interés.
Para llevar una sonda espacial desde la Tierra hasta cualquier planeta gigante del Sistema Solar se aprovecha a los demás planetas para que les den un “tirón” gravitatorio que las acelere. La mecánica celeste de este proceso es muy simple. La energía de la sonda debería conservarse. Sin embargo, no es así y se observa una aceleración de causa desconocida. Esta anomalía ha sido observada en las sondas espaciales Galileo, NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), Cassini, Rosetta, y Messenger, y es posible que esté detrás de la anomalía de las sondas Pioneer. Lo sorprendente es que se conoce una fórmula (ver la figura de la derecha) que describe dicho proceso. ¿Quién logrará explicar esta fórmula? ¿Por qué aparece la velocidad de la luz en ella? ¿Por qué el ángulo de declinación de la sonda es clave? Muchas preguntas sin respuesta, pero tener una fórmula abre un camino hacia una solución. Varios físicos han ofrecido posibles explicaciones como efectos de la materia oscura alrededor del planeta, modificaciones de la relatividad especial, de la relatividad general, o de la ley de la inercia de Newton. Por ahora ninguna de estas explicaciones explica esta fórmula con detalle. Nos lo cuentan en Michael Martin Nieto (LANL) y John D. Anderson (JPL), “Earth Flyby Anomalies,” ArXiv, Submitted on 7 Oct 2009. ¿Eres físico? ¿Te atreves a proponer alguna nueva explicación?
La imagen que abre esta entrada son las mejores imágenes disponibles del segundo cuerpo más grande del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter en el Sistema Solar, llamado Pallas. Dichas imágenes fueron obtenidas en 2007 por el telescopio espacial Hubble. Las siguientes son reconstrucciones por ordenador a partir de dichas imágenes. Todo bien hasta ahí. Sin embargo, me soprende el gran número de recreaciones artísticas de la superficie de Pallas que aparecen en los medios, muy alejadas de lo que realmente ha sido observado. El propio artículo técnico, publicado hoy en Science, presenta varias imágenes vistosas obtenidas por reconstrucción tridimensional y mucho Photoshop que maquillan las reconstrucciones 3D cual se maquilla la cara de una modelo de portada de revista. Me resulta increíble que los especialistas tengan que recurrir a dichas imágenes retocadas incluso en artículos técnicos como B. E. Schmidt et al. “The Shape and Surface Variation of 2 Pallas from the Hubble Space Telescope,” Science 326: 275-278, 9 October 2009.
La forma de Pallas es de un elipsoide con radios 291 (±9), 278 (±9), y 250 (±9) kilómetros, lo que implica una densidad de 2400 (±250) kilogramos por metro cúbico, es decir, un cuerpo formado por un material rico en agua. El único cráter que se observa realmente en las imágenes del Hubble es un crácter de impacto con un diámetro de 240 (±25) kilómetross. Sin embargo, el propio artículo técnico presenta la siguiente imagen (izquierda), con detalles de cráteres minúsculos, que verlos, verlos, no los ha visto nadie y son sólo parte de la imaginación del artista que ha utilizado Photoshop para maquillar su superficie.
¿Realmente un artículo científico técnico requiere dicho maquillaje de las imágenes? ¿Maquillar los resultados experimentales no es científicamente reprobable? Ahí os dejo estas preguntas para la reflexión.
Carlos Barceló, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, y sus colaboradores han demostrado que los efectos cuánticos en la teoría semiclásica de la gravedad permiten evitar que las estrellas en colapso gravitatorio formen agujeros negros (si el colapso es suficientemente lento). El resultado es un nuevo objeto astrofísico al que han llamado estrellas negras. Para un observador externo estas estrellas son indistinguibles de un agujero negro. Están formadas por la energía gravitatoria del vacío cuántico en un espaciotiempo curvado. No presentan horizonte de sucesos y evitan el problema de la pérdida de información cuántica en agujeros negros. Si el colapso es muy rápido o si el objeto que colapsa tiene una masa enorme, millones de masas solares, el resultado es un agujero negro convencional. Un gran trabajo que nos cuentan magistralmente en su artículo Carlos Barceló, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego, Matt Visser, “Black stars, not holes. Quantum effects may prevent true black holes from forming and give rise instead to dense entities called black stars,” Scientific American, october 2009, pp. 39-45 [versión gratis] (aparecerá en español en Investigación y Ciencia en diciembre de 2009). Su artículo técnico es Carlos Barceló, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego, Matt Visser, “Fate of gravitational collapse in semiclassical gravity,” Physical Review D 77: 044032 (2008). También es interesante leer el artículo de Matt Visser, Carlos Barceló, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego, “Small, dark, and heavy: But is it a black hole?,” ArXiv, Submitted on 2 Feb 2009.
Un agujero negro es el resultado del colapso de una estrella que ha consumido todo su combustible. Para los físicos teóricos es un tipo de solución de las ecuaciones de Einstein para la gravedad. Un agujero negro de la masa del Sol tiene un radio (horizonte de sucesos) de unos 3 kilómetros. ¿Existen los agujeros negros? La evidencia astrofísica indica que existen objetos ultracompactos que no emiten luz ni ningún tipo de radiación que tienen masas entre varias veces la del Sol y millones de veces, con diámetros de unos pocos kilómetros hasta millones de kilómetros. ¿Estos objetos oscuros observados por los astrofísicos son agujeros negros? Casi todo el mundo cree que así es, pero, hay varias propuestas alternativas.
¿Podrían los efectos cuánticos evitar el colapso gravitatorio? No tenemos una teoría cuántica de la gravedad, pero se puede utilizar una aproximación semiclásica para la gravedad cuántica, similar a la utilizada por Hawking para demostrar que los agujeros negros se evaporan. ¿Cuál es el resultado? Los efectos cuánticos evitan que un agujero negro (un horizonte de sucesos) se forme, resultando en la formación de una estrella negra, constituida sólo por espaciotiempo.
La teoría cuántica de la gravedad no es renormalizable. ¿Qué significa esto? En una teoría cuántica de campos el vacío tiene una energía infinita. La técnica llamada de renormalizabilidad permite obtener el comportamiento de las partículas elementales sólo a partir de diferencias entre estados de energía, con lo que los infinitos de la energía del vacío se cancelan. En una versión cuántica de la teoría de la gravedad no ses posible aplicar esta técnica.
En la teoría semiclásica de la gravedad se sustituye la renormalizabilidad por una técnica de autoconsistencia. Según la relatividad general una distribución de materia-energía produce un espaciotiempo curvo. Esta curvatura modifica la energía de los campos cuánticos, lo que a su vez modifica el propio espaciotiempo curvo. Y así sucesivamente. El resultado es una solución autoconsistente si este procedimiento converge. Esta aproximación semiclásica incorpora los comportamientos cuánticos de la materia pero trata la gravedad (curvatura del espaciotiempo) de forma clásica. Una aplicación ad hoc de esta teoría conduce a que el vacío tiene una energía infinita, lo que es incompatible con las observaciones astronómicas actuales. ¿Cómo funciona la hipótesis de consistencia? La energía gravitatoria del vacío semiclásico de cualquier solución válida debe ser nula cuando se sustituye en ella un espaciotiempo plano. La presencia de masa curva el espaciotiempo y la densidad de energía del punto cero de los campos cuánticos no se cancela exactamente. Esta polarización del vacío se asume en la gravedad semiclásica que se cancela exactamente a cero para un espaciotiempo plano. El tensor de energía-esfuerzo (stress-energy tensor, SET) se sustituye por un tensor de energía-esfuerzo renormalizado (RSET). La materia clásica curva el espaciotiempo en una cantidad dado por el SET clásico. El vacío cuántico adquiere un RSET finito no nulo. Dicho término es una nueva fuente de gravedad que modifica la curvatura, lo que induce un nuevo valor para RSET y así sucesivamente. La graveadad semiclásica consiste en aplicar este procedimiento de forma reiterada hasta que RSET converge.
¿Cómo afecta la gravedad semiclásica a los agujeros negros? El solución de Schwarzschild para el campo gravitatorio de una distribución de masa esférica que no rota ni tiene carga nos permite entender el campo gravitatorio alrededor de un estrella y de un agujero negro. Está caracterizada por una M y un radio R. Un objeto con masa M que colapse hasta ocupar una región de radio menor que R desaparece dentro de un horizonte de sucesos y se forma un agujero negro. Las correcciones cuánticas aplicadas a la solución de Schwarzschild para una estrella como el sol que tiene un radio mucho mayor que su radio de Schwarzschild (unos 3 km.) conduce a un valor desprecible para el valor de RSET para el vacío cuántico. Las correcciones cuánticas son importantes sólo cuando el radio de la estrella es mayor pero cercano al radio de Schwarzschild R. En 1976 David G. Boulware, ahora en la Universidad de Washington, demostró que el valor de RSET para el vacío crece conforme el radio se acerca a R. Esto significa que la gravedad semiclásica no permite la existencia de agujeros negros estacionarios.
¿Qué afirma la gravedad semiclásica sobre el colapso de una estrella? La importancia de los efectos cuánticos depende de la rapidez del colapso. Normalmente se asume que el colapso es muy rápido, tan rápido como la caída libre de la materia de la superficie de la estrella hacia el centro de la estrella, lo que resulta en un del RSET del vacío cuántico despreciable durante todo el colapso. Sin embargo, si el colapso es más lento, el RSET puede adquirir un valor arbitrariamente grande. Además adquiere valores negativos en la región cercana al radio de Schwarzschild, donde debería formarse el horizonte de sucesos clásico, lo que genera un efecto repulsivo que ralentiza aún más el colapso. El resultado es que el colapso de la estrella se detiene justo antes de la formación de un horizonte de sucesos. El resultado es una estrella negra, salvo para un objeto perfectamente esférico con una masa enorme, del orden de millones de masas solares, en cuyo caso nada evita el colapso y la formación de un (super)agujero negro.
Las estrellas negras (black stars) se mantienen estables gracias a los efectos cuánticos de la polarización del vacío según la teoría de la gravedad semiclásica. El campo gravitatorio de una estrella negra es idéntico al de un agujero negro siendo su radio algo mayor que el radio de Schwarzschild sin que se forme un horizonte de sucesos. Las estrellas negras permiten resolver el problema de la pérdida de información cuántica en los agujeros negros, ya que emiten radiación de Hawking pero no es térmica, sino que acarrea la información cuántica de la materia de la estrella que la formó. De esta forma se preserva la unitariedad. La estrella negra está formada por capas, como una cebolla, donde cada capa es una estrella negra más pequeña, que también emite radiación de Hawking, pero a una temperatura más alta. La temperatura del interior de las estrellas negras crece conforme nos acercamos a su centro.
En las ”estrellas” negras la masa de la estrella original que colapsó se ha transformado en un RSET no nulo concentrado, es decir, en polarización del vacío. Son estrellas constituidas sólo por espaciotiempo curvado. Según los autores del artículo, desde un punto de vista astrofísico son indistinguibles de un agujero negro convencional. Por ello, los autores creen que muchos de los agujeros negros de masa pequeña e intermedia que se han observado en el universo son en realidad estrellas negras.
El modelo de la materia oscura “caliente” (partículas ultrarrelativistas de baja masa como los neutrinos) es descartado por la mayoría de los cosmólogos. Nieuwenhuizen de la Universidad de Amsterdam, Holanda, ha aplicado el teorema virial a la materia oscura observada mediante lentes gravitatorias en el cúmulo Abell 1689 y ha mostrado que si su origen son partículas WIMP de tipo fermiónico deben tener una masa de pocos electrón voltio (eV). Materia oscura caliente cuyo candidato ideal son los neutrinos. Su análisis teórico descarta el modelo de materia oscura fría para Abell 1689. Para una constante de Hubble H=100*h km/s Mpc (el valor usual de h es 0,70), la masa de los neutrinos debería ser mν =1,445 h1/2 eV. Como el propio Nieuwenhuizen afirma en las conclusiones de su artículo, su modelo está en flagrante contradicción con el modelo cosmológico estándar, según el cual se interpretan los resultados del satélite WMAP acotando la suma de las masas de los tres tipos de neutrinos mνe +mνμ +mντ < 0,5 eV. Sin embargo, el autor nos recuerda que en dicha interpretación se asume un modelo de materia oscura fría. Mientras no se descubra un buen candidato a materia oscura fría (una partícula WIMP con una masa de cientos de GeV), el autor cree que no debemos descartar a los neutrinos como responsables de la materia oscura. Sólo la determinación experimental de la masa de los neutrinos permitirá descartarlos definitivamente como candidatos a materia oscura. El experimento KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino) planificado entre 2012 y 2015 determinará la masa de los neutrinos (siempre que sea superior 0,2 eV) y confirmará o refutará el modelo de materia oscura caliente de Nieuwenhuizen. El artículo técnico es Th. M. Nieuwenhuizen, “Do non-relativistic neutrinos constitute the dark matter?,” EPL (Europhysics Letters) 86: 59001 (2009).
El comentario del propio editor de la revista sobre este artículo, R. A. Treumann, “Highlight Notes on “Do non-relativistic neutrinos constitute the dark matter?”,” EPL 86: 50000 (2009), merece la pena ser traducido aquí. La materia del universo parece estar formada fundamentalmente de materia oscura, que sabemos que existe, pero que no sabemos qué es. Ninguna partícula elemental conocida parece ser un buen candidato a materia oscura. La creencia general es que consiste en partículas masivas y débilmente interactuantes (Weakly Interacting and Massive Particles, WIMP). El artículo de Nieuwenhuizen utiliza el exceso de masa experimentalmente observado en el cúmulo de galaxias Abell 1689 y lo ajusta utilizando un modelo basado en un gas isotérmico de fermiones. El resultado muestra que la masa de dichos fermiones debe ser m=1,45 eV. El autor compara dicha masa con la de las partículas conocidas y concluye que las tres familias de neutrinos son el mejor candidato posible. Estos neutrinos cosmológicos no entran en contradicción con los escenarios de evolución cosmológica aceptados y se acumularán en un condensado en el cúmulo con un corrimiento al rojo de z∼28 contribuyendo activamente a reionizar el gas en el interior del cúmulo. Este artículo y su análisis teórico revitaliza la teoría ya abandonada de que los neutrinos pueden ser un candidato viable a materia oscura (al menos para el supercúmulo Abell 1689).
Las estructuras de la foto se encuentran en Holanda. China, Australia, y EE.UU. tienen estructuras similares. ¿Qué son? Forman parte del que será el mayor radiotelescopio del mundo, LOFAR (Low Frequency Array), que explorará las primeras etapas de la gran explosión (big bang). Antenas extremadamente simples distribuidas por todo el mundo que requieren tecnologías de análisis de datos extremadamente complicadas. Gracias a ellas, los cosmólogos podrán observar un periodo de 850 millones de años comprendido entre la “cristalización” del fondo cósmico de microondas, cuando el universo tenía unas 400 mil años, y la formación de las galaxias superbrillantes llamadas cuásares: la era de la reionización. LOFAR nos permitirá entender la aparición de las primeras estrellas, galaxias y cuásares, cómo se formaron y dónde. Esta eras oscuras del universo no han sido exploradas con anterioridad. Nos lo ha contado Daniel Clery, “Exotic Telescopes Prepare to Probe Era of First Stars and Galaxies,” Science 325: 1617-1619, 25 September 2009.
Las moléculas de hidrógeno primigenias emiten fotones con una longitud de onda de 21 cm. LOFAR no estudiará directamente estos fotones. La expansión del universo ha estirado la longitud de onda de esta radiación hasta un valor entre 1,5 y 10 metros. LOFAR ha sido diseñado para ser muy sensible a dichas longitudes de onda. La foto que abre eta entrada se ha obtenido en Holanda, donde LOFAR estará constituido por 36 instalaciones de antenas, cada una con el tamaño de un campo de fútbol. Alemania, Reino Unido, Francia y Suecia también instalarán campos de antenas adicionales que complementarán a la instalación holandesa. Los datos producidos por todas estas antenas, una cantidad similar a los que se obtendrán con el LHC del CERN, serán analizados en la Universidad de Groningen gracias a un supercomputador IBM Blue Gene/P.
Los datos sin explicación: Un exceso en la fracción de positones medida por PAMELA hasta 100 GeV; la ausencia de exceso en la fracción de antiprotones medida por PAMELA hasta 100 GeV; exceso en el número total de electrones y positones por encima de 100 GeV observado por Fermi, HESS, etc., mientras que los resultados por debajo de 100 GeV son coherentes con lo observado por GALPROP; y la ausencia de detalles en el espectro de los electrones medido por Fermi, etc. Las dos interpretaciones oficiales en compentencia: una fuente astrofísica cercana que posee un mecanismo de aceleración de partículas a alta energía o una partícula de materia oscura que decae o se aniquila mostrando un exceso de electrones y positones. ¿Cuándo sabremos la respuesta? En los próximos años. Nos lo cuentan en Debtosh Chowdhury, Chanda J. Jog, Sudhir K Vempati, “Results from PAMELA, ATIC and FERMI : Pulsars or Dark Matter?,” ArXiv, Submitted on 7 Sep 2009. A mí me gusta más la primera propuesta, púlsares en nuestro entorno cercano (como Geminga). En cualquier caso, el artículo se lee fácil y os dejo que lo disfruteis directamente.
La búsqueda de inteligencia extraterrestre (Search for ExtraTerrestrial Intelligence o SETI) celebra el 50 aniversario de su publicación original en Nature el 19 de septiembre de 1959. La búsqueda no ha dado frutos por ahora, lo que no significa que no existan civilizaciones alienígenas en nuestra galaxia. Sólo significa que puede que no usen la radio para comunicarse. La Tierra lleva emitiendo al espacio ondas de radio y televisión solo desde hace 70 años. Muy poco tiempo para que un proyecto SETI extraterrestre llegue a detectarnos. Conforme se van descubriendo planetas extrasolares similares a la Tierra, el proyecto SETI va encontrando objetivos prioritarios que observar con detalle. Nadie sabe lo que deparará el futuro. Nos lo cuentan en el editorial “SETI at 50,” Nature 461: 316, 17 September 2009, y en el artículo de opinión de Fred Kaplan, “An alien concept. Fifty years ago this week, a Nature paper legitimized the idea that there could be civilizations elsewhere, able to communicate and wanting to contact us,” Nature 461: 345-346, 17 September 2009.
SETI nació con el artículo técnico de Giuseppe Cocconi y Philip Morrison, “Searching for Interstellar Communication,” Nature 184: 844-846, 19 September 1959. Los autores revivieron y legitimaron las ideas de Percival Lowell en el s. XIX sobre la posibilidad de vida en Marte, pero un contexto más general: ¿estamos solos en el Universo?
“If signals are present, the means of detecting them is now at hand.”
La idea del proyecto SETI nació en 1958, el Año Geofísico Internacional, cuando la Academia Americana de Ciencias (National Academy of Sciences o NAS) convocó un comité de ciencia espacial (Space Science Board) para estudiar las oportunidades científicas que brindaba el nacimiento de la era espacial, los cohetes y los satélites. Morrison, entonces profesor de astronomía de la Universidad de Cornell, era uno de los miembros. Las reuniones fueron en diciembre de 1958. Al retornar a la universidad, Morrison discutió el tema con su buen amigo y colega Cocconi. Ambos eran escépticos con respecto a los OVNIs y los “marcianitos” pero pensaron que el campo naciente entonces de la radioastronomía podría permitir la detección de señales de civilizaciones inteligentes más allá de los confines del sistema solar.
El artículo en Nature se centra en el problema de determinar qué frecuencia habría que observar para detectar las posibles señales que los alienígenas utilizarían para comunicar su existencia. El elemento más común en el Universo es el hidrógeno, que emite frecuencias electromagnéticas alrededor de los 1.420 megahercios. Los autores concluyeron que posiblemente los alienígenas que quisieran comunicar al resto de civilizaciones su propia existencia utilizarían señales con esta frecuencia. Cocconi y Morrison reconocían que su argumento era como de “ciencia ficción” pero creían firmemente que si había alguna posibilidad de que hubiera señales alienígenas de este tipo, debíamos esforzarnos en encontrarlas.
Ellos no lo sabían entonces, pero Frank Drake llevaba ya medio año buscando señales alienígenas en el mejor radiotelescopio del mundo dotado con un espejo de 26 metros sito en el National Radio Astronomy Observatory, NRAO. Unos años antes, siendo estudiante en Harvard, Drake llegó a la misma conclusión que Cocconi y Morrison sobre la búsqueda en la frecuencia de los átomos de hidrógeno. Drake recibió permiso de sus jefes para iniciar la búsqueda, aunque bajo la promesa de mantenerlo en secreto. ¡Qué hubieran dicho en el Congreso si supieran que el observatorio estaba buscando “hombrecillos verdes”!
El artículo en Nature cambió completamente las tornas y el director del observatorio, Otto Struve, decidió iniciar un proyecto oficial. Una charla que impartió en el MIT fue noticia en todos los medios y el proyecto SETI vio la luz en noviembre de 1960, cuando la NAS financió una conferencia en la NRAO para discutir la búsqueda sistemática de vida alienígena inteligente. En la conferencia estuvieron los miembros de la Orden del Delfín: Frank Drake, Otto Struve, Morrison, y un joven astrónomo llamado Carl Sagan, quien más tarde sería la imagen pública del proyecto SETI. Drake introdujo en esta conferencia su famosa Ecuación de Drake para estimar la probabilidad de existencia de vida inteligencia en nuestra galaxia.
Jill Tarter, actual director de los institutos del Centro de Investigación SETI (Center for SETI Research), cree que la ausencia de una señal positiva no constituye ninguna paradoja. Las investigaciones más rigurosas del proyecto SETI tienen menos de diez años y no podemos esperar que en tan poco tiempo se obtenga un resultado positivo. Tarter compara la búsqueda realizada hasta el momento con alguien que tomara un vaso de agua del océano Atlántico, lo observara a vista y lo volcara de nuevo al océano. Con toda seguridad afirmaría con rotundidad que en el océano no hay peces.
Ya hemos hablado en varias ocasiones de la anomalía de las sondas Pioneer en este blog. Hay una explicación de dicha anomalía propuesta por los españoles A.F. Rañada y A. Tiemblo de la que no hemos hablado y hay que hablar. La anomalía no es real, es aparente y se debe a una desaceleración del tiempo astronómico con respecto al tiempo local de un reloj atómico en la Tierra. ¿Por qué esta desaceleración? Los españoles proponen algo muy exótico, un acoplamiento entre el vacío cuántico y el fondo gravitatorio del universo entero. A mí me parece una explicación casi esotérica, pero los autores son dos de los popes de la física teórica en España y merecen todo nuestro respecto y más. Para los interesados los artículos técnicos son Antonio F. Rañada, Alfredo Tiemblo, “A proposal that explains the Pioneer anomaly,” ArXiv, Submitted on 11 Apr 2008, last revised 3 Sep 2009, y “On the compatibility of a proposed explanation of the Pioneer anomaly with the cartography of the solar system,” ArXiv, Submitted on 4 Sep 2009.
Como ya sabéis los lectores habituales de este blog, a mí me gustan explicaciones menos retorcidas para esta anomalía, uno de los quebraderos de cabeza de los físicos teóricos que dará que hablar durante muchos años.
El espectrómetro infrarrojo HIFI del telescopio espacial Herschel de la ESA se suponía que estudiaría la química de los gases en los que se forman las estrellas. El 3 de agosto, por causa desconocida, HIFI se apagó. El 14 de agosto se publicó que la causa era un fallo de corriente eléctrica en la instrumentación de control. Frank Helmich, investigador principal del HIFI,supone que la colisión de un rayo cósmico muy energético fue la causa del fallo. ¡Qué mala suerte! (“That really would be a case of bad luck,” dice Helmich). Nos lo cuenta Katharine Sanderson, “Herschel glitch could force a switch to backup electronics. Space telescope suffers instrument delay,” Nature, Published online 14 September 2009. También nos lo cuentan en “Setback HIFI,” SRON News, 4 September 2009.
El instrumento HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) es un espectrómetro infrarrojo de alta resolución que utiliza un solo píxel y que ha sido diseñado para detectar los átomos y moléculas en las nubes de gas en las regiones en las que se nacen las estrellas. HIFI fue probado en julio y funcionaba perfectamente. Pero un fallo puede ocurrir en cualquier momento, por ello, este instrumento tiene un sistema de alimentación eléctrica redundante que podría sustituir al sistema dañado. Sin embargo, el equipo HIFI no ha logrado todavía poner en marcha dicho sistema de backup. Cada día que pasa las esperanzas en lograrlo se desvanecen. Aún así, Peter Roelfsema, manager del proyecto HIFI, es optimista y cree que lograrán resolver el problema estudiando la réplica del HIFI que tienen en el Instituto Holandés de Investigación Espacial (SRON). Todos deseamos que lo logren.
Herschel actualmente está en fase de verificación de sus tres instrumentos científicos, aparte de HIFI, están SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) y PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer). A mediados de octubre esta fase de pruebas finalizará y Herschel empezará a realizar observaciones que serán utilizadas en estudios científicos. Por cierto, los científicos siempre son optimistas y los científicos de SPIRE están muy contentos porque el tiempo de pruebas que HIFI no está utilizando lo están aprovechando ellos para acelerar las pruebas de SPIRE. El tiempo a todo reloj es así, el que unos pierden, otros lo ganan.
Para los interesados hay que recordar que SPIRE y HIFI son instrumentos complementarios. SPIRE detecta regiones de interés y HIFI las estudia en detalle. Si al final HIFI no puede volver a ser arrancado, será una gran pérdida para la misión Herschel. Aún así, el show tiene que continuar.
El libro de 
No me convence, pero el profesor emérito 
Todo vale en numerología. Juegas con los números y acabas obteniendo una explicación (aproximada) para casi cualquier cosa. Las sondas Pioneer 10 y 11, ya en los límites del Sistema Solar, han sufrido una deceleración (dirigida hacia al Sol) de aP = (8.74 ± 1.33) · 10−10 m/s2, para distancias hacia el Sol mayores de 20 UA (unidades astronómicas). ¿Cuál es la causa? Nadie lo sabe pero hay muchas posibles hipótesis. Cualquier combinación de constantes físicas que de un valor próximo a 8 · 10−10 puede ser utilizada como posible explicación física, siempre que tenga las unidades correctas. Y qué pasa si no las tiene, pues es una explicación “no física.” ¿Y eso qué es? Yo no tengo ni idea, pero así la bautiza 
Algunos hablan de una “nueva astronomía.” Iones positivos emitidos por el Sol que se vuelven neutros la interactuar con electrones que encuentran a su paso. ¿Por qué se observa una banda de partículas neutras diez veces más intensa de lo que se esperaría para meras fluctuaciones aleatorias en los datos? Hay algo. ¿Pero qué? Nadie tiene ni idea. Lo que está claro es que hay que abandonar la forma de cometa con la que los libros de texto describen la heliosfera. Se parece más a una burbuja esférica. Bueno, debe tener una forma intermedia entre estas formas extremas. Pero lo importante es que no tenemos ni idea de cómo el “viento galáctico,” o lo que sea, logra que la heliosfera tenga una forma tan “exótica.” ¿Tendrá algo que ver con el retraso del ciclo de manchas solares que estamos observando en el Sol? ¡Los pelos de punta!
Para llevar una sonda espacial desde la Tierra hasta cualquier planeta gigante del Sistema Solar se aprovecha a los demás planetas para que les den un “tirón” gravitatorio que las acelere. La mecánica celeste de este proceso es muy simple. La energía de la sonda debería conservarse. Sin embargo, no es así y se observa una aceleración de causa desconocida. Esta anomalía ha sido observada en las sondas espaciales Galileo, NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), Cassini, Rosetta, y Messenger, y es posible que esté detrás de la anomalía de las sondas Pioneer. Lo sorprendente es que se conoce una fórmula (ver la figura de la derecha) que describe dicho proceso. ¿Quién logrará explicar esta fórmula? ¿Por qué aparece la velocidad de la luz en ella? ¿Por qué el ángulo de declinación de la sonda es clave? Muchas preguntas sin respuesta, pero tener una fórmula abre un camino hacia una solución. Varios físicos han ofrecido posibles explicaciones como efectos de la materia oscura alrededor del planeta, modificaciones de la relatividad especial, de la relatividad general, o de la ley de la inercia de Newton. Por ahora ninguna de estas explicaciones explica esta fórmula con detalle. Nos lo cuentan en Michael Martin Nieto (LANL) y John D. Anderson (JPL), “
Carlos Barceló, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, y sus colaboradores han demostrado que los efectos cuánticos en la teoría semiclásica de la gravedad permiten evitar que las estrellas en colapso gravitatorio formen agujeros negros (si el colapso es suficientemente lento). El resultado es un nuevo objeto astrofísico al que han llamado estrellas negras. Para un observador externo estas estrellas son indistinguibles de un agujero negro. Están formadas por la energía gravitatoria del vacío cuántico en un espaciotiempo curvado. No presentan horizonte de sucesos y evitan el problema de la pérdida de información cuántica en agujeros negros. Si el colapso es muy rápido o si el objeto que colapsa tiene una masa enorme, millones de masas solares, el resultado es un agujero negro convencional. Un gran trabajo que nos cuentan magistralmente en su artículo Carlos Barceló, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego, Matt Visser, “
Las estrellas negras (black stars) se mantienen estables gracias a los efectos cuánticos de la polarización del vacío según la teoría de la gravedad semiclásica. El campo gravitatorio de una estrella negra es idéntico al de un agujero negro siendo su radio algo mayor que el radio de Schwarzschild sin que se forme un horizonte de sucesos. Las estrellas negras permiten resolver el problema de la pérdida de información cuántica en los agujeros negros, ya que emiten radiación de Hawking pero no es térmica, sino que acarrea la información cuántica de la materia de la estrella que la formó. De esta forma se preserva la unitariedad. La estrella negra está formada por capas, como una cebolla, donde cada capa es una estrella negra más pequeña, que también emite radiación de Hawking, pero a una temperatura más alta. La temperatura del interior de las estrellas negras crece conforme nos acercamos a su centro.
El modelo de la materia oscura “caliente” (partículas ultrarrelativistas de baja masa como los neutrinos) es descartado por la mayoría de los cosmólogos. 
La búsqueda de inteligencia extraterrestre (Search for ExtraTerrestrial Intelligence o SETI) celebra el 50 aniversario de su publicación original en Nature el 19 de septiembre de 1959. La búsqueda no ha dado frutos por ahora, lo que no significa que no existan civilizaciones alienígenas en nuestra galaxia. Sólo significa que puede que no usen la radio para comunicarse. La Tierra lleva emitiendo al espacio ondas de radio y televisión solo desde hace 70 años. Muy poco tiempo para que un proyecto SETI extraterrestre llegue a detectarnos. Conforme se van descubriendo planetas extrasolares similares a la Tierra, el proyecto SETI va encontrando objetivos prioritarios que observar con detalle. Nadie sabe lo que deparará el futuro. Nos lo cuentan en el editorial “
El espectrómetro infrarrojo HIFI del telescopio espacial 