En el latido atmosférico de Saturno

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Tormentas gigantescas que producen palpitaciones en el latido atmosférico de Saturno

por Amelia Ortiz · Publicada 14 diciembre, 2017 .
14/12/2017 de ESA / Nature Astronomy


Las inmensas tormentas boreales de Saturno pueden perturbar los patrones atmosféricos del ecuador del planeta, según la misión internacional Cassini. Este efecto se observa también en la atmósfera de la Tierra, lo que sugiere que los dos planetas son más parecidos de lo que se pensaba.

A pesar de sus considerables diferencias, las atmósferas de la Tierra, Júpiter y Saturno muestran un fenómeno asombrosamente similar en sus regiones ecuatoriales: patrones verticales, cíclicos, que se mueven hacia abajo, de temperaturas alternantes y sistemas de vientos que se repiten con un periodo de varios años. Estos patrones, conocidos como Oscilación Cuasi-Periódica en Saturno y Oscilación Cuasi-Cuadrienal en Júpiter, debido a su parecido con la llamada Oscilación Cuasi-Bienal de la Tierra, parecen ser una característica que define a las capas medias de una atmósfera planetaria.

“Estas oscilaciones pueden ser interpretadas como los latidos de un planeta”, afirma Leigh Fletcher (Universidad de Leicester). “Cassini las observó en Saturno hace una década y las observaciones desde Tierra las han detectado en Júpiter también. Aunque las atmósferas de lejanos planetas gigantes de gas parecen completamente diferentes a la nuestra, cuando miramos con detenimiento empezamos a descubrir estos patrones naturales familiares”.

“Estudiamos datos del ‘latido’ de Saturno que se repite cada 15 años aproximadamente, encontrando una gran perturbación, una palpitación (por continuar con la analogía) entre 2011 y 2013, durante el cual la región ecuatorial se enfrió exageradamente”, explica Sandrine Guerlet (Laboratoire de Météorologie Dynamique). “Al comprobar cuándo se había producido, nos dimos cuenta de que había sido justo después de la erupción de una gran tormenta que rodeó el hemisferio norte entero de Saturno. Esto sugiere una relación entre los dos fenómenos: pensamos que la actividad ondulatoria asociada con esta tormenta enorme se dirigió hacia el ecuador y perturbó la Oscilación Cuasi-Periódica, ¡a pesar de que la tormenta tuviera lugar a miles de kilómetros de distancia!” .

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Son realmente potentes los agujeros negros?

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¿Cómo de potentes son en realidad los agujeros negros?

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de Universidad de Florida / Science


Los agujeros negros poseen campos magnéticos mucho más débiles de lo que se pensaba. Crédito: Michael McAleer/UF News.

Los agujeros negros son famosos por sus músculos: una intensa atracción gravitatoria famosa por engullir estrellas enteras y lanzar chorros de materia al espacio a casi la velocidad de la luz. Pero resulta que la realidad puede no estar a la altura del mito. En un nuevo artículo, científicos de la Universidad de Florida han descubierto que estas roturas del tejido del Universo poseen campos magnéticos significativamente más débiles de lo que se pensaba.

Un agujero negro de 64 kilómetros de ancho a 8000 años-luz de la Tierra llamado V404 Cygni ha proporcionado las primeras medidas precisas del campo magnético que rodea los pozos más profundos de gravedad del Universo. Los autores del estudio han descubierto que la energía magnética alrededor del agujero negro es unas 400 veces menor que las estimaciones rudimentarias anteriores.

Las medidas acercan a los científicos al conocimiento de cómo funciona el magnetismo de los agujeros negros, profundizando en nuestro conocimiento acerca de cómo se comporta la materia bajo las condiciones más extremas, conocimiento que podría ampliar los límites de la energía por fusión nuclear y los sistemas de GPS. Las medidas también ayudarán a los científicos a resolver el misterio de cómo chorros de partículas que viajan a casi la velocidad de la luz son disparados desde los campos magnéticos de los agujeros negros mientras que todo lo demás es engullido en sus abismos.

“Nuestras medidas sorprendentemente bajas forzarán condiciones nuevas sobre los modelos teóricos que previamente se centraban en fuertes campos magnéticos acelerando y dirigiendo los chorros. Esto no lo esperábamos, así que cambia mucho de lo que pensábamos que sabíamos”, explica Stephen Eikenberry (UF).

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Acoplamiento entre Saturno y sus anillos

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Acoplamiento eléctrico y químico entre Saturno y sus anillos

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de IRF / Science


Saturno (en negro) y sus anillos (desde el exterior, A, B, C, D) y la órbita de la nave espacial Cassini (la banda de colores) cruzando el hueco entre el anillo más interno, D, y Saturno. La escala coloreada indica la intensidad del gas cargado eléctricamente. Crédito: Science.

En abril la nave espacial Cassini de NASA se colocó en una órbita que la llevó justo a atravesar el estrecho hueco que hay entre el anillo visible más interior (el anillo D) y Saturno, cruzando por las regiones exteriores de la atmósfera del planeta. Cassini realizó 22 órbitas de este tipo y el 15 de septiembre, tal como se había planeado, fue enviada contra la atmósfera del planeta, donde se quemó.

Los primeros resultados de los datos relativos a la alta atmósfera han sido sorprendentes. Fuertes variaciones en la densidad indican que la parte con carga eléctrica de la atmósfera de Saturno (llamada ionosfera) posee un fuerte acoplamiento con los anillos visibles, compuestos principalmente por partículas de hielo. Las partículas de hielo también está cargadas eléctricamente.

“Se pensaba que las pequeñas partículas de hielo del anillo D chupaban electrones desde la ionosfera”, comenta Jan-Erik Wahlund (Instituto Sueco de Física Espacial). “Como resultado del acoplamiento, los flujos eléctricos de gas hacia y desde los anillos a lo largo del campo magnético de Saturno producen las mayores variaciones en densidad”.

También se ha sabido que los anillos A y B de Saturno lo protegen de la radiación el ultravioleta extremo del Sol e impiden que la atmósfera del hemisferio sur se cargue eléctricamente. Esto significa, por ejemplo, que las ondas de radio de los rayos que se producen a mayor profundidad en la atmósfera pueden salir hacia arriba por “agujeros” en la ionosfera y ser detectados por las antenas de radio de Cassini.

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Los misterios de los chorros extragalácticos

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Desvelando los misterios de los chorros extragalácticos

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de University of Leeds / Nature Astronomy

Dos chorros de plasma emitidos desde el agujero negro supermasivo de la radiogalaxia Hercules A, que acaban destruyéndose formando brillantes estelas. Crédito: NASA, ESA, S. Baum and C. O’Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Investigadores de la Universidad de Leeds han examinado matemáticamente chorros de plasma expulsados por agujeros negros supermasivos para determinar por qué ciertos tipos de chorros se desintegran en enormes estelas.

Su estudio ha descubierto que estos chorros pueden verse afectados por una inestabilidad nunca antes considerara como importante en la corriente del chorro y que es similar a una inestabilidad que menudo se desarrolla en agua que fluye dentro de una tubería curva o en un contenedor cilíndrico que gira.

“Estos chorros poseen una forma oval estrecha que les proporciona un borde curvo. Es esta forma la que crea un punto débil en el chorro”, explica el Dr. Kostas Gourgouliatos (Universidad de Leeds y Universidad de Durham). “La inestabilidad empieza en el borde curvo, viaja hacia arriba por el chorro y converge en un punto, al que nos referimos como ‘punto de reconfinamiento’. Por debajo de este punto el chorro se mantiene ordenado y compacto, pero todo lo que esté por encima de él será destruido y creará una gran estela cósmica”.

“Cuando el chorro se desintegra formando una estela, emite calor, haciendo que entonces sea más fácil de observar con telescopios. Los chorros y sus estelas son tan brillantes que a veces resplandecen más que sus galaxias progenitoras y siempre son más fáciles de ver que los agujeros negros, cuya presencia se infiere indirectamente en las observaciones espaciales”.

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Por qué los metoiroides explotan?

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Demuestran por qué los meteoroides explotan antes de llegar al suelo

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de Purdue University / Meteoritics & Planetary Science

Nuestra atmósfera es aún mejor escudo frente a los meteoroides de lo que creían los investigadores. Cuando un meteoro se dirige a gran velocidad hacia la Tierra, el aire de alta presión que tiene delante se filtra por sus poros y lo resquebraja, haciendo que explote.

Los investigadores sabían que los meteoroides a menudo explotan antes de alcanzar la superficie de la Tierra, pero desconocían el por qué. El equipo de Jay Melosh (Purdue University) estudió el episodio de Cheliábinsk, en 2013, cuando un meteoroide explotó sobre Cheliábinsk, Rusia, para explicar el fenómeno. La explosión llegó por sorpresa y produjo energía comparable a la de una pequeña arma nuclear. Cuando entro en la atmósfera de la Tierra, creó una brillante bola de fuego (ver video). Pocos minutos después, una onda de choque hizo estallar las ventanas cercanas, hiriendo a cientos de personas.

El meteoroide pesaba unas 10000 toneladas, pero sólo se recogieron unas 2000 toneladas de escombros, lo que significa que algo ocurrió en la alta atmósfera que hizo que se desintegrase. Para resolver el enigma, los investigadores utilizaron un programa de ordenador único que permite la existencia tanto de material sólido del meteoro como de aire en todas las fases del cálculo.

Este nuevo código permitió a los investigadores simular la introducción de aire en el meteoroide y permitir que se filtrara, lo que provocó la disminución de la resistencia del meteoroide significativamente, incluso aún cuando hubiese sido moderadamente fuerte al principio.Sin embargo, aunque este mecanismo puede que proteja a los habitantes de la Tierra de los meteoroides pequeños, los grandes no se ven afectados. Los meteoritos de hierro son mucho más pequeños y densos y hasta los relativamente pequeños suelen alcanzar la superficie.

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Las profundidades de la Gran Mancha Roja

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Juno explora las profundidades de la Gran Mancha Roja de Júpiter

por Amelia Ortiz · Publicada 12 diciembre, 2017 ·
12/12/2017 de JPL

Los vientos alrededor de la Gran Mancha Roja de Júpiter aparecen simulados en esta imagen tomada por JunoCam, que ha sido animada utilizando un modelo de los vientos. Este modelo, llamado campo de velocidades, ha sido deducido a partir de datos tomados por la nave espacial Voyager de NASA y telescopios instalados en tierra. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart.

Datos tomados por la nave espacial Juno de NASA durante su primer paso sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter en julio de 2017 indican que esta estructura icónica penetra a gran profundidad entre las nubes. Otros resultados de la misión incluyen que Júpiter posee dos zonas de radiación desconocidas anteriormente.

“Una de las cuestiones más básicas sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter es ¿qué profundidad tienen las raíces?”, señala Scott Bolton (Southwest Research Institute). “Los datos de Juno indican que la tormenta más famosa del Sistema Solar es casi una vez y media más ancha que la Tierra y posee raíces que penetran hasta una profundidad de 300 km en la atmósfera del planeta”.

“Juno ha descubierto que las raíces de la Gran Mancha Roja penetran a entre 50 y 100 veces mayor profundidad que los océanos de la Tierra y son más templadas en la base que en la parte superior”, explica Andy Ingersoll (Caltech). “Los vientos están asociados con las diferencias de temperatura y el calor en la base de la mancha explica los feroces vientos que vemos en la parte superior de la atmósfera”.

Juno también ha detectado una nueva zona de radiación, justo por encima de la atmósfera del gigante de gas, cerca del ecuador. La zona incluye iones de alta energía de hidrógeno, oxígeno y azufre desplazándose a casi la velocidad de la luz.

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Pistas sobre la composición de otros planetas habitables

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Moléculas de nitrógeno raras aportan pistas sobre la composición de otros planetas habitables

por Amelia Ortiz · Publicada 12 diciembre, 2017 ·
12/12/2017 de UCLA / Science Advances


Un equipo de investigadores ha descubierto que la atmósfera de la Tierra contiene más cantidad de una molécula rara de nitrógeno de la que producen los procesos geoquímicos que tienen lugar cerca de la superficie de la Tierra. Cortesía de la tripulación de la Expedición 7 de la ISS, EOL, NASA.

Un equipo de astrónomos ha anunciado el descubrimiento de un “tira y afloja” a escala planetaria entre la vida, la Tierra profunda y la alta atmósfera, expresado en el nitrógeno atmosférico.

La atmósfera de la Tierra difiere de las atmósferas de la mayoría de los planetas rocosos y lunas de nuestro Sistema solar en que es rica en gas nitrógeno, N2; la atmósfera de la Tierra es gas nitrógeno en un 78 por ciento. Titán, la mayor luna de las más de 60 lunas de Saturno, es otro cuerpo de nuestro Sistema Solar con una atmósfera rica en nitrógeno parecida a la nuestra. Comparando con otros elementos clave de la vida (como oxígeno, hidrógeno y carbono) el nitrógeno molecular es muy estable. Dos átomos de nitrógeno se combinan para formar moléculas de N2 que permanecen en la atmósfera durante millones de años.

La mayor parte del nitrógeno tiene una masa atómica de 144. Menos de un uno por ciento del nitrógeno posee un electrón extra. Aunque este isótopo pesado, nitrógeno-15, es raro, las moléculas de N2 que contienen dos nitrógeno-15 (que los químicos designan como 15N15N) es la más rara de todas las moléculas de nitrógeno. Ahora un equipo de científicos ha medido la cantidad de 15N15N del aire, descubriendo que esta forma rara del gas nitrógeno es más abundante de lo que esperaban. La atmósfera de la Tierra contiene un 2 por ciento más de 15N15N de lo que puede ser explicado a partir de los procesos geoquímicos que se producen cerca de la superficie de la Tierra.

Parte del enriquecimiento es debido a bacterias productoras de N2. “Hay un cierto enriquecimiento en los experimentos biológicos, pero no lo suficiente para justificar lo que hemos encontrado en la atmósfera”, explica Laurence Yeung (Rice University). “De hecho, esto significa que el proceso que está causando el enriquecimiento atmosférico de 15N15N tiene que competir contra esta señal biológica. Están enzarzados en un tira y afloja”.

Edward Young (UCLA) explicó que el enriquecimiento de 15N15N en la atmósfera de la Tierra es una señal que es única de nuestro planeta. “Pero también nos da pistas sobre las señales que podríamos encontrar en otros planetas, especialmente si son capaces de albergar vida tal como la conocemos”.

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