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¿Los recientes excesos de electrones y positrones cósmicos serán la primera prueba directa de la existencia de partículas de materia oscura? Esto es lo que esperaban muchos físicos, mientras que otros han sugerido un origen más mundano: un púlsar cercano

Investigadores de Estados Unidos afirman ahora que el exceso puede estar vinculado a rayos gamma de alta energía que emite el púlsar Geminga.

La fría materia oscura es la explicación más aceptada de por qué el universo parece tener por lo menos un 80% más de masa gravitatoria que la que es directamente visible. Se espera que las partículas de materia oscura colisionen entre sí y se aniquilen, produciendo partículas de alta energía tales como electrones y positrones. Si esas partículas se pudiesen observar, representarían la prueba más directa hasta el momento de la existencia de materia oscura.

En distintos experimentos.se ha informado de un exceso de positrones y electrones de alta energía procedentes del espacio. En particular, en 2008, los investigadores que trabajan con el satélite PAMELA encontraron un exceso de positrones de 10 a 100 GeV en el espectro de los rayos cósmicos. Los resultados no se podrían explicar con los modelos estándar del origen de los rayos cósmicos, y su propagación en la Vía Láctea también indica la “fuente” cercana de positrones de alta energía que se ha sugerido. No obstante, no hay evidencias concluyentes que vinculen los positrones con la materia oscura, y el índice de aniquilación es por lejos mayor que el esperado en base a las teorías estándar.

Positrones desde Geminga

Ahora, Hasan Yuksel y Todor Stanev de la Universidad de Delaware y Matthew Kistler de la Universidad Estatal de Ohio afirman que la fuente de estos positrones es Geminga, una estrella de neutrones próxima, de giro rápido. Estos resultados también marcan la primera vez que los astrónomos pueden vincular los rayos cósmicos con una fuente específica.

En la base de su teoría está el conjunto de observaciones del observatorio Milagro de rayos gamma en Nuevo México, al parecer no relacionado, que ha observado un halo de fuentes de rayos gamma de alta energía alrededor de Geminga. A aproximadamente 800 años luz de distancia de la Tierra, y con unos 300.000 años de vida, Geminga es la fuente de rayos gamma más cercana a la Tierra, fuera de los cuerpos del Sistema Solar.

“Queríamos comprender el origen de estos rayos gamma, que no se esperaban en un púlsar tan antiguo”, explica Yuksel. “Encontramos que estos rayos implican que se están produciendo pares de electrones y positrones cerca del púlsar, y que se aceleran a energías muy altas”.

Campos magnéticos entrelazados

Lo importante es que la extensión de la emisión de rayos gamma implica, además, que escapa un “viento” de estas partículas del púlsar, lo que confirma la presencia de un potente acelerador de partículas cerca de la Tierra y sugiere que los rayos cósmicos que se produjeron en el pasado más activo de Geminga son —luego de un recorrido por los campos magnéticos entrelazados de la Vía Láctea— el probable origen del exceso de positrones que observó PAMELA.

Si es así, los resultados también serían, probablemente, la primera detección “directa” de rayos cósmicos. “Cuando se detectan rayos cósmicos en la atmósfera o en el espacio, no podemos inferir su origen con facilidad dedido a que su trayectoria es fácilmente altererada por los campos magnéticos de la Vía Láctea, y usualmente se pierde toda información relevante”, dice Kistler. “No obstante, si el exceso de positrones que se ha observado se puede asociar con un objeto conocido cerca de la Tierra, entonces, por primera vez, se establecerá una conexión entre una población de rayos cósmicos y la fuente que les dio origen”.

Otros astrónomos han recibido bien este resultado. “A primera vista, no es una tremenda sorpresa que Geminga sea la fuente del exceso de positrones que observó PAMELA porque es el púlsar energético más cercano”, dice Stefan Funk de la Universidad de Stanford en California y miembro asociado del observatorio HESS de rayos gamma. “No obstante, conectando esto con las recientes observaciones de Milagro, puede usarse, en principio, para calcular la cantidad de partículas que nos llegarían desde Geminga si esas partículas fuesen electrones”.

No se debe descartar la energía oscura

Douglas Finkbeiner, de la Universidad de Harvard en Massachusetts, es más cauto. “Me encanta que la gente aporte la explicación del púlsar, y por cierto los púlsares contribuyen en algún nivel a esta señal”, dice. “Pero no se sabe lo suficiente sobre los púlsares en este momento como para excluir la posibilidad de que predomine alguna otra cosa”.

Yuksel y sus colegas aceptan que por el momento no se puede descartar la materia oscura. Sin embargo, creen que nuevas observaciones con otros experimentos más sensibles analizarán Geminga con más detalle y permitirán que los científicos evalúen mejor la cantidad total de energía que contiene el flujo de rayos cósmicos que llega desde el púlsar.

Fuente: Physics World. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La roca lunar puede procesarse directamente para producir oxígeno. Científicos en Cambridge, Reino Unido, han desarrollado un reactor que puede producir oxígeno a partir de las rocas lunares, una tecnología vital si es que los planes para crear una base lunar avanzaran

Ya sea explotando los recursos lunares o utilizando el satélite como un punto de partida para explorar el espacio profundo, los ocupantes de cualquier base lunar futura necesitarán oxígeno para sobrevivir. Transportarlo en grandes cantidades hacia la Luna sería extremadamente costoso, tanto como 100 millones de dólares por tonelada de acuerdo a algunos estimativos. Así que los investigadores están examinando métodos potencialmente baratos para producir oxígeno en la Luna misma.

La NASA ha estado buscando formas de obtener oxígeno de las rocas lunares por varios años. En el año 2005, como parte de su programa Centennial Challenges, la agencia ofreció un premio de 250 mil dólares al primer equipo que consiguiera un arttefaco que pudiera extraer 5 kilogramos de oxígeno en ocho horas, a partir de una roca lunar simulada. A pesar de aumentar el premio a un millón de dólares en el 2008, con la ayuda de la California Space Authority, el premio permaneció sin ser reclamado. En adición, el programa vigente de la agencia de In Situ Resourse Utilization (ISRU) está actualmente revisando varias tecnologías diferentes para extraer oxígeno de la roca lunar.

Ahora, Derek Faraday, un químico de materiales de la Universidad de Cambrige y sus colegas, han arribado a una solución potencial tras modificar un proceso elecromecánico inventado por ellos en el año 2000, para obtener metales y aleaciones a partir del óxido de metal. El proceso usa el óxido, también encontrado en las rocas de la Luna, como un cátodo, junto a un ánodo hecho de carbono. Para mantener la corriente a través del sistema, los electrodos yacen en una solución de electrolitos de calcio clorhídrico fundido (CaC1₂), una sal común con un punto de fusión de casi 800º C.

Ánodo corroíble

La corriente extrae átomos de oxígeno del óxido de metal, que es ionizado y disuelto en sal fundida. Los iones de oxígeno con carga negativa se mueven a través de la sal fundida al ánodo donde depositan sus electrones extra. Reaccionan con el carbono para producir dióxido de carbono, un proceso que corroe el ánodo. Mientras tanto, sobre el cátodo se produce metal puro.

Para lograr que este sistema produzca oxígeno en lugar de dióxido de carbono, Fray debió desarrollar un ánodo no reactivo. Esto fue crucial: “sin esos ánodos, no funciona”, declara. Él descubrió que el titanato de calcio, por sí mismo un pobre conductor eléctrico, se convierte en un mejor conductor al añadirle rutenato de calcio. Esta mixtura produce un ánodo que casi no se corroe. Después de hacer funcionar el reactor por 150 horas, Fray calculó que el ánodo apenas perdería 3 centímetros en un año.

En sus pruebas, Fray y sus colegas utilizaron una roca lunar simulada, llamada JSC-1, desarrollada por la NASA. Fray anticipa que tres reactores, cada uno de un metro de altura, deberían ser suficientes para generar una tonelada de oxígeno al año en la Luna. Se necesitan tres toneladas de roca para producir una de oxígeno, y en las pruebas, el equipo notó casi un 100% de oxígeno recobrado. Fray presentó los resultados la última semana al Congreso de la Unión Internacional de la Ciencia Pura y Aplicada en Glasgow, Reino Unido.

Para calentar el reactor en la Luna, necesitarían una pequeña cantidad de energía, y el reactor puede ser aislado térmicamente para mantener el calor. “No será un problema”, dice Fray. Los tres reactores necesitarían alrededor de 4,5 kilowatts de energía, no mucho más que el necesario para subir la temperatura de un calentador de inmersión en una caldera doméstica. Esa cantidad puede ser provista por paneles solares o inclusive un pequeño reactor nuclear ubicado en la Luna.

Con 10 millones de libras extra (16,5 millones de dólares) Fray dice que sería capaz de desarrollar un prototipo robusto de un reactor de mayor tamaño, el cual podría ser operado remotamente. Trabaja con la Agencia Espacial Europea para cumplir esa meta.

Auto montable

Una técnica similar para la extracción de oxígeno está siendo desarrollada por Donald Sadoway en el MIT. Pero su proceso opera a una temperatura por encima de los 1600 ºC, lo que significa que la roca lunar es fundida y puede funcionar ella misma como un electrolito. Produce metal fundido, incluyendo hierro, que se asienta en el fondo.

Fray dice que su proceso es más eficiente porque trabaja a una temperatura menor, pero Sadoway insiste en que su técnica puede llevarse a cabo en cualquier parte por el calor extra que necesita. “En el proceso de Derek la sal fundida le permite trabajar a una temperatura mucho menor”, dice Saoway, “pero él tiene que consolidar las rocas en una forma sólida. Esto es difícil por la naturaleza de arena fina que tienen las rocas lunares”, declara.

El reactor de Sadoway podría consolidar el polvo lunar por sí mismo. El interior sería de regolito lunar (los escombros polvorientos que conforman la superficie de la Luna) calentado eléctricamente para fundirse y el exterior sería de regolito sólido enfriado. “Formamos el muro del reactor permitiendo que el regolito sólido se congele”, dice, pero admite que comenzar el proceso es complicado.

Sadoway dice que con suficiente fundición podría tener su sistema dentro de dos años. Su proceso ha sido preseleccionado por la NASA y está recibiendo algunos fondos de la agencia. “Una vez que resolvemos los problemas con materiales en la escala del laboratorio, deberíamos poder avanzar rápidamente”, dice.

Fuente: Nature. Aportado por Matías Buonfrate

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Mientras Saturno se acercaba a su equinoccio de ayer, 11 de agosto (en el que el Sol dará directamente sobre el ecuador del gigante gaseoso al mediodía durante 27 meses), la misión Cassini Equinox pudo hacer nuevas búsquedas de lunillas. Durante este tiempo, la luz del Sol produce largas sombras en cualquier objeto que sobresalga de los anillos de unos 10 metros de espesor

En este caso, una lunilla con un diámetro de aproximadamente 400 metros de diámetro. Oculta dentro del anillo B de Saturno, se puede ver cómo se hace evidente porque la luz del Sol da sobre el borde de los anillos.

El resultado es muy evidente, ya que la sombra tiene una longitud de unos 40 kilómetros. El descubrimiento no habría sido posible en otro momento, ya que Cassini sólo puede ver la pequeña roca gracias a su sombra. Si el Sol está por encima o por debajo de los anillos, no habría sombras, y por lo tanto estas lunillas no serían visibles.

Saturno experimenta equinoccios dos veces por cada año saturniano (una vez cada 15 años terrestres). La NASA planeó la misión Cassini para que coincidiera con este interesante período, en que se aprovecha la posición del Sol para detectar objetos pequeños, como este pequeño satélite…

Fuente: Astroengine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La jovencita actriz irlandesa Evanna Lynch, que da vida a Luna Lovegood en Harry Potter siempre ha sido conocida por ser una de las mayores fans de la saga literaria, y no se corta al reconocer que desde que leyó los libros quiso interpretar a su personaje.

Ahora esta amante de la literatura juvenil ha decidido abrir la boca para lanzar pestes sobre otro de los fenómenos literarios y cinematográficos de la temporada: Crepúsculo. ¡Atención que hay movida!

La jovencita declaró al portal danés Kino que la serie no le gusta nada ya que “no tiene ni una calidad similar a Harry Potter”, y auguró “poco éxito” a este nuevo furor vampírico.

Entre las lindezas que dedicó a Crepúsculo la peor parte se la llevó Robert Pattinson, al que considera “mal actor”, y sostiene que está a años luz de Daniel Radcliffe.

Evanna no se limitó al decir que los libros le parecen un sinsentido, y que no comprende la relación entre los dos protagonistas principales. Edward Cullen y Bella Swan.

“Ella siempre está alabando la belleza del protagonista”. Según la irlandesa, Bella es un personaje débil con baja autoestima, que no acaba de ser fuerte para ser un protagonista femenino de verdad.

La guerra abierta entre ambas cintas comienza ahora que sus fechas de estreno coincidirán, y ya sabemos que la taquilla es la que manda.

Fuente: Mundocine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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