Sobre el origen del hierro y otros

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Proponen teorías nuevas sobre la naturaleza del hierro de la Tierra

por Amelia Ortiz · Publicada 29 marzo, 2017 ·
29/3/2917 de University of Chicago / Nature Communications

Esta ilustración de artista muestra un choque a alta velocidad en las fases tempranas de la formación planetaria. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Una nueva investigación contradice la teoría dominante de que la naturaleza peculiar del hierro de la Tierra es resultado de cómo se formó su núcleo hace miles de millones de años. El estudio abre la puerta a otras teorías sobre por qué los niveles de ciertos tipos pesados de hierro, conocidos como isótopos, son más altos en la Tierra que en otros cuerpos del Sistema Solar.

La idea dominante atribuye la composición anómala del hierro de la Tierra a la formación del núcleo del planeta. Pero este estudio sugiere que la peculiar señal isotópica del hierro se produjo más tarde en la historia de la Tierra, posiblemente debido al choque entre ella y otro cuerpo planetario que vaporizó los isótopos más ligeros del hierro, o que abrasó el manto de nuestro planeta, llevando una cantidad desproporcionada de isótopos pesados de hierro a la corteza desde el manto.

El hierro es uno de los elementos más abundantes en el Sistema Solar y comprenderlo es clave para averiguar cómo se formaron la Tierra y otros cuerpos celestes. Los investigadores compararon la proporción del isótopo más pesado de hierro, Fe-56, con el más ligero Fe-54 en la Tierra y en rocas extraterrestres, incluyendo las de la Luna, Marte y meteoritos antiguos. Hallaron que la proporción es significativamente más alta en las rocas de laTierra que en las extraterrestres, todas las cuales tenían proporciones idénticas.

Los investigadores recrearon la alta presión que caracteriza las condiciones en la Tierra durante la formación de su núcleo. Para ello utilizaron una celda de yunque de diamante, un instrumento capaz de recrear las presiones que existen en el interior de los planetas y así fueron capaces de sintetizar procesos que de otro modo no habría sido posible discernir.

El experimento buscaba demostrar que los niveles altos de isótopos pesados de hierro en el manto de la Tierra probablemente ocurrieron durante la formación de su núcleo. Pero las medidas muestran que esto no funciona, “así que la solución de este misterio debe de buscarse en otra parte”, concluye Nicolas Dauphas (Universidad de Chicago).

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El campo magnético de la Tierra

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Desvelando el campo magnético de la Tierra

por Amelia Ortiz · Publicada 29 marzo, 2017 ·
29/3/2017 de ESA


El mapa más detallado del campo magnético de la litosfera, creado con datos de los satélites Swarm, muestra una anomalía en la República Centroafricana, centrada en la ciudad de Bangui, donde el campo magnético es significativamente más definido e intenso. Crédito: ESA/DTU Space/DLR.

El campo magnético de la Tierra puede imaginarse como una enorme envoltura que nos protege de la radiación cósmica y de las partículas cargadas que bombardean nuestro planeta en el viento solar. Sin ella, la vida tal como la conocemos no existiría. La mayor parte del campo es generada a profundidades de más de 3000 kilómetros por el movimiento del hierro fundido en el núcleo externo. El 6 % restante se debe parcialmente a corrientes eléctricas en el espacio que rodea a la Tierra, y en parte a rocas magnetizadas de la litosfera superior, la parte rígida de la Tierra que consiste en la corteza y el manto superior.

Aunque este “campo magnético litosférico” es muy débil y, por tanto, difícil de detectar desde el espacio, el trío de satélites Swarm es capaz de crear un mapa de sus señales magnéticas. Después de tres años tomando datos, se ha publicado el mapa de mayor resolución de este campo magnético realizado desde el espacio.  “Combinando medidas de Swarm con datos históricos del satélite alemán CHAMP, y empleando una nueva técnica de creación de modelos, ha sido posible extraer las débiles señales magnéticas de la magnetización de la corteza”, explica Nils Olsen (Universidad Técnica de Dinamarca).

Este mapa nuevo muestra variaciones detalladas del campo con mayor precisión que reconstrucciones anteriores basadas en datos de satélites, causadas por estructuras geológicas en la corteza de la Tierra. Una de estas anomalías se produce en la República Centroafricana, con centro alrededor de la ciudad de Bangui, donde el campo magnético es significativamente más definido e intenso. La causa de esta anomalía es todavía desconocida, pero algunos científicos especulan que puede ser el resultado del impacto de un meteorito hace más de 540 millones de años.

El campo magnético se halla en un estado permanente de flujo. El norte magnético cambia, y cada pocos cientos de miles de años la polaridad se invierte de modo que una brújula apuntaría al sur en lugar de al norte. Cuando se crea corteza nueva debido a la actividad volcánica, principalmente en el suelo del océano, los minerales ricos en hierro del magma en proceso de solidificación están orientados hacia el norte magnético, creando así una “instantánea” del campo magnético en el estado en que se encontraba cuando se enfriaron las rocas. Dado que los polos magnéticos se han intercambiado varias veces a lo largo de la historia, los minerales solidificados forman “bandas” en el suelo marino y proporcionan un registro de la historia magnética de la Tierra.

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Escondiendo su verdadera edad

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Cómo esconde su verdadera edad un volcán lunar de apariencia joven

por Amelia Ortiz · Publicada 29 marzo, 2017 ·
29/3/2017 de Brown University / Geology


Ina. Una nueva investigación estudia cómo se formó esta extraña caldera volcánica de la Luna. Crédito: NASA/GSFC/ASU.

Una caldera de aspecto joven de la Luna había sido interpretada por algunos como la prueba de actividad volcánica lunar relativamente reciente, pero una nueva investigación sugiere que no es así, después de todo.

Mientras se encontraba en órbita alrededor de la Luna en 1971, la tripulación del Apollo 15 fotografió una extraña formación geológica, una depresión con forma de D, con baches, de unos 3 kilómetros de largo y 1.6 kilómetros de ancho, que desde entonces ha fascinado a los científicos planetarios. Algunos han sugerido que la estructura, conocida como Ina, es prueba de una erupción volcánica en la Luna ocurrida hace menos de 100 millones de años, mil millones de años después de cuando se piensa que cesó la mayor parte de la actividad volcánica en la Luna.

Pero una nueva investigación dirigida por geólogos de la universidad de Brown sugiere que Ina no es tan joven después de todo. El análisis concluye que la estructura fue formada realmente por una erupción hace unos 3500 millones de años, alrededor de la misma época que los depósitos volcánicos oscuros que vemos en la cara visible de la Luna. Es el tipo particular de lava que emergió de Ina lo que ayuda a esconder su edad, afirman los investigadores.

La caldera de Ina tiene un aspecto brillante respecto a sus alrededores, lo que sugiere que no tuvo tiempo de acumular demasiado regolito, la capa de roca suelta y polvo que se acumula en la superficie lunar con el tiempo. Contiene además montículos que parecen tener menos cráteres de impacto en ellos comparando con el área de los alrededores, otro indicio de juventud.

Pero ahora los investigadores sugieren que, de manera similar a lo ocurrido en algunos volcanes de la Tierra, una erupción en Ina podría haber producido una espuma magmática,una mezcla de magma y gas con burbujas, que cuando solidifica forma una superficie altamente porosa. Este tipo de superficie permitiría que la roca suelta y el polvo se filtrasen entre los espacios vacíos haciendo que pareciera que se había acumulado menos regolito. Además, la porosidad puede también sesgar las cuentas de cráteres. Los experimentos en laboratorio utilizando un cañón de proyectiles de alta velocidad han demostrado que los impactos sobre objetivos porosos crean cráteres mucho más pequeños. Debido a la extrema porosidad de Ina, los cráteres serían mucho menores de lo normal y podrían no ser visibles en absoluto, alterando drásticamente la edad estimada a partir del contaje de cráteres.

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Ondas de Rossby

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Ondas planetarias, descubiertas primero en la Tierra y ahora en el Sol

por Amelia Ortiz · Publicada 29 marzo, 2017 ·
29/3/2017 de NCAR UCAR / Nature Astronomy


Puntos brillantes de la corona identificados en imagines del Sol tomadas simultáneamente desde tres puntos de observación del espacio. Desde la izquierda, las imágenes fueron tomadas por STEREO-Behind, SDO y STEREO-Ahead. Crédito: Scott McIntosh, NCAR.

El mismo tipo de ondas planetarias de gran escala que merodean por la atmósfera a gran altura de la superficie de la Tierra puede que exista también en el Sol, según un nuevo estudio. Al igual que las ondas de gran escala que se forman en la Tierra, conocidas como ondas de Rossby, influyen en los patrones meteorológicos locales, las ondas descubiertas en el Sol pueden estar íntimamente relacionadas con la actividad solar, incluyendo la formación de manchas solares, regiones activas y la erupción de fulguraciones solares.

“El descubrimiento de ondas de Rossby magnetizadas en el Sol ofrece la emocionante posibilidad de que podamos predecir la meteorología espacial con mucha más antelación”, afirma Scott McIntosh (NCAR).

En la Tierra, las ondas de Rossby están asociadas con la trayectoria de las corrientes en chorro y la formación de sistemas de altas y bajas presiones, que a su vez influyen sobre los fenómenos meteorológicos locales. Las ondas se forman en fluidos giratorios, como la atmósfera y los océanos. Dado que el Sol también está girando y debido a que está formado en gran parte por plasma que actúa, en cierto sentido, como un gran océano magnetizado, la existencia de ondas como las de Rossby no debería de ser un sorpresa, comenta McIntosh.

Pero los científicos carecían de las herramientas necesarias para observar este patrón de ondas hasta hace poco. A diferencia de la Tierra, que es escrutada desde numerosos ángulos por satélites en el espacio, los científicos históricamente sólo han podido estudiar el Sol desde un punto de vista: tal como se le ve desde la Tierra. Pero por un breve periodo de tiempo, entre 2011 y 2014, los científicos disfrutaron de la oportunidad sin precedentes de ver la atmósfera entera del Sol toda de una vez. Durante ese periodo de tiempo, las observaciones del satélite Solar Dynamics Observatory (SDO), que se encuentra entre el Sol y la Tierra, fueron complementadas con medidas de la misión STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory), que incluía dos naves en órbita alrededor del Sol. De forma conjunta, los tres observatorios proporcionaron una imagen en 360 grados del Sol, hasta que se perdió el contacto con una de las naves STEREO en 2014.  McIntosh y sus colaboradores estudiaron los datos obtenidos durante este periodo para ver si podían emerger patrones de ondas de gran escala.

El descubrimiento puede tener relación con varios fenómenos solares que están también controlados por el campo magnético del Sol, incluyendo la formación de manchas solares, sus tiempos de vida y el origen del ciclo solar de 11 años. “Es posible que esté todo relacionado, pero necesitamos tener una perspectiva global para verlo”, explica McIntosh. “Creemos que la gente ha estado observando los impactos de estas ondas del tipo de Rossby durante décadas, pero no han sido capaces de reunir la imagen completa”. Con una nueva concepción de como puede ser realmente la imagen global, los científicos podrían estar un paso más cerca de predecir el comportamiento del Sol.

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Quinto vuelo sobre Júpiter

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La nave Juno completa su quinto vuelo sobre Júpiter

por Amelia Ortiz · Publicada 28 marzo, 2017 ·
28/3/2017 de JPL


Esta imagen en color realzado de una misteriosa mancha oscura en Júpiter parece revelar una “galaxia” joviana de tormentas arremolinadas. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko.

Ayer lunes 27 de marzo, la misión Juno de NASA realizó un vuelo cercano sobre Júpiter, completando con éxito su cuarta órbita científica. Todos los instrumentos científicos de Juno y la cámara JunoCam de la nave estuvieron operativos durante el vuelo, tomando datos que están siendo enviados ahora a la Tierra. El próximo paso cercano de Juno por Júpiter tendrá lugar el 19 de mayo de 2017.

Estaba previsto que en el momento de acercamiento máximo (llamado perijove) Juno se encontraría a unos 4400 km sobre las cubiertas de nubes del planeta, viajando a unos 57.8 kilómetros por segundo en relación con el planeta gigante de gas. Los ocho instrumentos científicos de Juno tomaron datos durante la aproximación.

Se trata del cuarto paso científico y el quinto de la misión a Júpiter. Los científicos continúan analizando los datos enviados tras los vuelos anteriores. Gracias a ellos, han descubierto que los campos magnéticos de Júpiter son más complicados de lo que se pensaba inicialmente y que los cinturones y zonas que dan a las cubiertas de nubes del planeta su aspecto peculiar se extienden a gran profundidad hacia su interior. Las observaciones de partículas energéticas que crean las auroras incandescentes sugieren la existencia de un complicado sistema de corrientes en el que participa material procedente de volcanes de la luna Io de Júpiter.

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Fusión de Galaxias

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NuSTAR estudia una extraña fusión de galaxias

por Amelia Ortiz · Publicada 28 marzo, 2017 ·
28/3/2017 de JPL


Esta imagen en el óptico muestra el sistema Was 49, compuesto por una gran galaxia de disco, Was 49a, fusionándose con una galaxia enana mucho más pequeña, Was 49b. Crédito: DCT/NRL.

Un agujero negro supermasivo en el interior de una galaxia diminuta está poniendo en aprietos las ideas de los científicos acerca de lo que ocurre cuando dos galaxias se convierten en una.

Was 49 es el nombre de un sistema que contiene una gran galaxia de disco, denominada Was 49a, que se está uniendo con una galaxia enana, mucho más pequeña, llama Was 49b. La galaxia enana gira dentro del disco de la galaxia mayor, a unos 26000 años-luz de su centro. Gracias a la misión NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) los científicos han descubierto que la galaxia enana es tan luminosa en rayos X de alta energía que debe de albergar un agujero negro supermasivo mucho mayor y más potente de lo esperado.

“Es un sistema absolutamente único y es contrario a lo que sabemos de fusiones de galaxias”, comenta Nathan Secrest (U.S. Naval Research Laboratory). “No sabíamos que las galaxias enanas albergaran agujeros negros supermasivos tan grandes”, explica Secrest. “Este agujero negro podría ser cientos de veces más masivo de lo que esperaríamos para una galaxia de este tamaño, dependiendo de cómo evolucionó la galaxia en relación a las otras galaxias”.

El agujero negro de la galaxia enana es el motor de un núcleo galáctico activo (AGN), un fenómeno cósmico en el que se producen brotes de radiación de energía extremadamente alta cuando el agujero negro devora gas y polvo. Los científicos todavía están intentando averiguar por qué el agujero negro supermasivo de Was 49b es tan grande. Podría haberlo sido ya antes de que empezara la fusión o podría haber ido creciendo durante la fase inicial de ésta.

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En los halos galácticos

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Estudian partículas arremolinadas en los halos de galaxias con brotes de formación de estrellas

por Amelia Ortiz · Publicada 28 marzo, 2017 ·
28/3/2017 de ICRAR /  The Astrophysical Journal


La galaxia NGC253 con brotes de formación estelar vista en el óptico (verde) y en radio (rojo). La misión de la línea H α, que señala las regiones de formación estelar activa, está resaltada en azul. Créditos: A.D. Kapinska, G. Meurer. ICRAR/UWA/CAASTRO.

Un equipo de astrónomos ha observado, con un telescopio instalado en Australia Occidental, el halo de una galaxia con detalle sin precedente. Esta galaxia, llama NGC 253 o galaxia Sculptor, es del tipo conocido como “starburst” (con brotes de formación de estrellas), y está atravesando un periodo de intensa formación estelar.

“La galaxia Sculptor está formando estrellas actualmente a un ritmo de cinco masas solares al año, lo que es muchas veces más rápido que nuestra Vía Láctea”, explica la Dra. Anna Kapinska (The University of Western Australia, y International Centre for Radio Astronomy Research, ICRAR).

La galaxia Sculptor posee un enorme halo de gas, polvo y estrellas que nunca antes había sido observado a frecuencias por debajo de los 300 MHz. El halo tiene su origen en “fuentes” galácticas producidas por la formación de estrellas en el disco y el superviento que procede del centro de la galaxia.

Con el conjunto de radiotelescopios  Murchison Widefield Array (MWA), los investigadores pudieron observar la emisión en radio de electrones acelerados por explosiones de supernova que se desplazan dibujando espirales entre los campos magnéticos, y la absorción de nubes densas de plasma de electrones e iones.

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