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Los estallidos de rayos gamma han sido una fuente constante de excitación desde que los satélites militares que buscaban señales de pruebas secretas de armas nucleares los descubrieron en la década de los 60

Cuando se encienden en el firmamento, los estallidos de rayos gamma son los objetos más brillantes del universo. Emiten tanta luz que los astrónomos creen que deben haber sido colimados de alguna manera, porque sino ese total de emisión no podría venir de ninguno de los fenómenos astrofísicos conocidos hasta ahora. Lliberan en pocos segundos la energía equivalente a la masa en reposo del Sol.

Esto los convierte en más que un interés pasajero para la Humanidad. Los estallidos de rayos gamma en la Vía Láctea pueden haber causado extinciones masivas en la Tierra en el pasado y, por lo tanto, podrían ser una amenaza para el futuro.

Sin embargo, nunca se ha observado un estallido de rayos gamma en la Vía Láctea. De hecho, generalmente, provienen de los objetos astronómicos más lejanos, y por tanto los más antiguos, que podemos ver. La semana pasada los astrónomos dijeron que habían observado un estallido de rayos gamma ocurrido sólo 630 millones de años después del Big Bang.

Toda esta información, y mucha más que se ha obtenido, es resultado de dos revoluciones que se han producido en la astronomía de rayos gamma. Primero fue el lanzamiento de los telescopios espaciales de rayos gamma Swift y Fermi en 2004 y 2008, respectivamente. El segundo es un proyecto de coordinación global que alerta a la comunidad de los estallidos de rayos gamma, de modo que se puedan observar sus resplandores en otras frecuencias.

Como resultado de esto, los astrónomos han pasado de estar hambientos de datos sobre los estallidos de rayos gamma a, de repente, estar inundados de ellos. Y dado que la cantidad de datos que se comprenden poco crece día a día, se hace claro poco a poco que los estallidos de rayos gamma son mucho más complejos y misteriosos de lo que nadie imaginó.

Hoy, Maxim Lyutikov de la Universidad de Purdue en Indiana, esboza los misterios que están dando vuelta en la cabeza de los astrónomos, lo que conforma una fascinante lectura. Parece haber dos tipos de estallidos de rayos gamma: los extensos, que duran segundos, y los breves, destellos que se encienden y apagan en menos de un segundo. Aún no se sabe cómo se producen estos tipos diferentes. Y no se debe apostar en contra de que pronto se descubran otros tipos de estallidos.

Contornos de densidad de coalescencia en estallidos

Estos estallidos tienen un resplandor remanente en rayos-X que a veces decae rápidamente y en otros casos se mantiene plano durante decenas de miles de segundos. Algunos estallidos vuelven a presentarse más tarde y otros se cortan por momentos, como las explosiones de un tubo de escape en un Ford T.

Cada una de estas observaciones, requiere una explicación por separado y los teóricos están luchando con esto.

Hay un consenso sobre que los estallidos de rayos gamma se producen en una especie de colapso gravitacional en el que la energía de la gravedad se convierte en energía cinética y luego en luz. Así que en general se está de acuerdo en que las supernovas son uno de los tipos de origen. De dónde vienen otros, nadie lo sabe.

Luego está la cuestión de cómo se produce un colapso así. Un colapso gravitacional implica la existencia de una onda de choque, pero se sabe poco sobre la estructura de esta ola y cómo interactúa con todo lo que se encuentra a su paso.

Incluso está en discusión el mecanismo físico por el cual se forman los rayos gamma. Una posibilidad es por una emisión de sincrotrón, partículas cargadas que se aceleran en un campo magnético. No se sabe de dónde viene este campo magnético y cómo interactúa con una onda de choque. Otra opción, la emisión Compton, es a la inversa: los electrones de alta energía aumentan la energía de los fotones hacia frecuencias más altas. Haga su elección.

La esperanza es que estos mecanismos se pueden juntar de alguna manera que explique la estructura de los datos que ven los astrónomos: las llamaradas, la luminosidad remanente y las escalas variables de tiempo en que esto sucede.

Pero el temor que plantea Lyutikov es que estos procesos sean tan complejos que siempre queden más allá de la comprensión de un mortal.

Eso es demasiado pesimista. Los avances en muchas áreas de la astrofísica raramente son limitados la velocidad por la falta de datos. La astronomía de rayos gamma es una excepción, al menos por el momento. No se puede negar la complejidad que representan estos datos. Pero esta situaciónlo representa una oportunidad de oro para una nueva generación de astrofísicos: un excitante problema que pide ser resuelto.

Referencia de publicación: arxiv.org/abs/0911.0349: Gamma Ray Bursts: Back to the Blackboard

Fuente: Tecnology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Había una vez —hace más o menos cuatro mil millones de años— un planeta Marte que era cálido y húmedo, muy similar a la Tierra. El agua líquida fluía en la superficie marciana en largos ríos que desembocaban en mares poco profundos. Una espesa atmósfera cubría el planeta y lo mantenía caliente. Algunos científicos creen que, incluso, pueden haber surgido microbios, el punto de partida del camino de Marte para convertirse en un segundo planeta lleno de vida, al lado del nuestro

Pero no así es cómo sucedieron las cosas.

Marte hoy es glacialmente frío y seco. Los ríos y los mares son cosa del pasado. Su atmósfera es fina y raao, y si todavía existen microbios marcianos, probablemente están tratando de ganarse una magra existencia en algún lugar bajo el polvoriento suelo de Marte.

Dentro de unos años podríamos saber, por fin, la respuesta, gracias a una nueva nave que la NASA enviará a Marte, llamada MAVEN (siglas de Mars Atmosphere and Volatile Evolution, Atmósfera y Evolución Volátil de Marte).

“El objetivo de Maven es averiguar qué procesos son fueron responsables de los cambios en el clima”, dice Bruce Jakosky, investigador principal de MAVEN en la Universidad de Colorado en Boulder.

Los científicos creen que, de una forma u otra, Marte debe haber perdido su posesión más valiosa: una densa atmósfera de dióxido de carbono. El CO₂ en la atmósfera de Marte funcionaría como gas de efecto invernadero, tal como es en nuestra propia atmósfera. Una gruesa espesa capa de CO₂ y otros gases de invernadero habría proporcionado temperaturas más cálidas y una mayor presión atmosférica, necesaria para mantener el agua líquida sin congelarse y sin evaporarse.

En los últimos cuatro mil millones de años, Marte, de alguna forma perdió la mayor parte de la capa. Los científicos han propuesto varias teorías para explicar. por qué ocurrió esto. Tal vez el impacto de un asteroide arrancó la mayor parte de la atmósfera al espacio, en un evento catastrófico. O tal vez la erosión causada por el viento solar —una corriente de partículas cargadas que emanan del Sol— podría haber despojado a Marte poco a poco de la atmósfera, a lo largo de eones. La superficie del planeta también podría haber absorbido el CO₂ y haberlo fijado en minerales como los carbonatos.

En última instancia, nadie sabe con certeza dónde fue el CO₂ desaparecido.

La misón MAVEN será la primera a Marte diseñada específicamente para ayudar a los científicos a entender la fuga continua de CO₂ y otros gases hacia el espacio. La sonda estará en órbita alrededor de Marte durante al menos un año de la Tierra. En el punto bajo de la órbita elíptica, MAVEN estará a 125 km sobre la superficie, y su punto más alto estará a más de 6.000 kilometros en el espacio. Esta amplia gama de altitudes permitirá que MAVEN muestree la atmósfera de Marte más a fondo que nunca.

Mientras orbita, los instrumentos de MAVEN realizarán un seguimiento de los iones y moléculas de este amplio sector de la atmósfera marciana, documentando a fondo, y por primera vez, el flujo de CO₂ y otras moléculas en el espacio.

Una vez que Jakosky y sus colegas sepan a qué velocidad está perdiendo Marte el CO₂ en este momento, se puede extrapolar hacia atrás en el tiempo para estimar la cantidad total que ha perdido en el espacio durante los últimos cuatro mil millones de años.”MAVEN determinará si [la pérdida hacia el espacio] fue el factor más importante”, dice Jakosky.

Pero tan importante como “¿cuánto?” es la pregunta “¿cómo?”.

El conocimiento convencional sostiene que la atmósfera de Marte es vulnerable debido a que el planeta carece de un campo magnético global. El campo magnético terrestre se extiende lejos en el espacio y envuelve todo el planeta en una burbuja de protección que desvía el viento solar. Marte sólo tiene campos magnéticos regionales e irregulares, que cubren áreas relativamente pequeñas del planeta, principalmente en el hemisferio sur. El resto de la atmósfera está totalmente expuesta al viento solar. De modo que la pérdida podría ser causada por la lenta erosión de la atmósfera en estas áreas expuestas.

David Brain, de la Universidad de Berkeley, ha propuesto otra posibilidad, que parece opuesta. Brain sugiere qye estos pequeños campos magnéticos en realidad podrían acelerar la pérdida de la atmósfera de Marte.

El viento solar puede sacudir las líneas de campo magnético, en ocasiones pellizcando una “burbuja” de líneas de campo que luego derivan hacia el espacio, llevándose a una gran parte de la atmósfera con ella. Si es así, el tener un campo magnético parcial podría ser peor que no tener nada en absoluto. Esta posibilidad fue descrita en un artículo del 2008 en Science@NASA, “Solar Wind Rips Up Martian Atmosphere”.

Algunas evidencias de la nave espacial Mars Global Surveyor de la NASA respaldan la teoría de Brain, pero debemos esperar las mediciones decisivas de MAVEN, cuyo lanzamiento está programado para el 2013.

Después de todos estos años, MAVEN podría escribir el último capítulo de una espeluznante historia de sufrimiento planetario.

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Una nueva técnica en el campo de los tratamientos de quemaduras proporciona una alternativa a los injertos de piel dentro de la sala de operaciones

Tradicionalmente, los tratamientos para las quemaduras de segundo grado consisten en una solución que parece ser peor que la enfermedad: se corta un trozo de piel de otra zona del paciente y se injerta sobre la quemadura. El proceso funciona, pero aumenta el dolor del paciente y duplica el área que se debe curar. Una tecnología relativamente nueva tiene el potencial de curar las quemaduras de una manera mucho menos invasiva que los injertos de piel. Con sólo una pequeña biopsia de piel y un kit ya preparado, los cirujanos pueden crear una suspensión de células basales de la piel —las células madre de la epidermis— y rociar la solución directamente sobre la quemadura, con resultados comparables a los de los injertos de piel.

El spray celular está pensado para tratar quemaduras graves de segundo grado, en las que las dos capas superiores de la piel están dañadas pero el tejido subcutáneo aún está intacto. Las quemaduras de tercer grado, de mayor gravedad, requieren todavía que se haga el injerto de piel. El spray, cuyo uso ya está aprobado en algunos países, ha despertado el interés del Ejército de los Estados Unidos. El Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas de EEUU está financiando unas pruebas en más de 100 pacientes, y que se espera que comiencen antes de que acabe este año.

La tecnología, desarrollada por la cirujana australiana Fiona Wood, está basada en células, y entre ellas se encuentran las células progenitoras de la piel y los melanocitos encargados del color, que se concentran en mayor medida dentro de la unión entre las dos capas superiores de la piel. Gracias a un kit paso-a-paso denominado como ReCell, los cirujanos pueden cosechar, procesar y aplicar estas células para tratar quemaduras de hasta un metro cuadrado de extensión. El kit, que ha puesto a la venta Avita Medical, una compañía de medicina regenerativa con sede en el Reino Unido, es un pequeño laboratorio del tamaño y forma de una funda de gafas de sol.

Después de extraer un pequeño trozo de piel cercana a la zona de la quemadura (cuanto más cercana sea la biopsia, se logrará un mejor color y textura), el cirujano lo coloca en el pequeño incubador del kit junto a una solución de enzimas. Las enzimas separan las células de la unión dermis-epidermis, y el cirujano las cosecha mediante su extracción de las capas de la dermis y la epidermis y su suspensión en una solución. La mezcla resultante se rocía sobre la herida, repoblando así el lugar de la quemadura con células basales del lugar donde se extrajo la biopsia.

“En la actualidad, el tratamiento de cualquier quemadura que requiera un injerto de piel se lleva a cabo con la misma tecnología que venimos usando desde hace 30 años”, afirma James Holmes, cirujano y director médico del Centro de Quemaduras del Centro Médico Baptista de la Universidad de Wake Forest. La práctica actual con las quemaduras de gran tamaño requiere injertos de piel donante que van desde un cuarto hasta el tamaño completo del área de la quemadura. ReCell sólo necesita cuatro centímetros cuadrados. “Esto te permite tomar una biopsia de piel muy pequeña y procesarla en la mesa de operaciones utilizando un paquete ya preparado,” afirma Colmes. “Se puede cubrir un área 80 veces mayor que el tamaño de la biopsia.”

Holmes es el investigador principal de unas pruebas en varios centros de próxima ejecución y que se dedicarán a hacer comparaciones entre los injertos y ReCell. Los pacientes de las pruebas actuarán como sus propios controladores: si una víctima de quemadura tiene una quemadura de segundo grado lo suficientemente grave como para ser tratada con injertos de piel, la mitad de la quemadura se tratará de ese modo y la otra mitad se tratará con el spray de células.

Fuente: Tecnology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Desde sus primeros días de vida, los bebés lloran en francés, inglés o español, ya que el llanto de los recién nacidos lleva la impronta del idioma de sus padres, según un estudio publicado hoy en la edición digital de Current Biology

El descubrimiento sugiere que los bebés captan elementos de lo que será su idioma materno ya en el vientre de su madre, mucho antes de sus primeros balbuceos.

“El hallazgo más espectacular de este estudio es que los neonatos humanos no sólo son capaces de reproducir distintos tonos cuando lloran, sino que prefieren las pautas sonoras típicas del idioma que han oído durante su vida fetal, en el último trimestre de gestación”, señala una de las autoras del estudio, Kathleen Wermke, de la universidad alemana de Würzburg.

Según Wermke, contrariamente a lo que indican las interpretaciones más ortodoxas, estos datos subrayan la importancia del llanto para el futuro desarrollo del lenguaje.

El equipo de Wermke grabó y analizó el llanto de 60 recién nacidos sanos, 30 de ellos de familias francófonas y los otros 30 de familias germanófonas, entre 3 y 5 días después de su alumbramiento. El análisis reveló claras diferencias, basadas en el idioma materno.

En el experimento, los bebés franceses tendieron a llorar en un tono ascendente, mientras que los alemanes lo hicieron en un tono descendente, unas diferencias características entre los dos idiomas, explicó Wermke. Estos resultados demuestran el impacto temprano del idioma nativo, según los investigadores.

Estudios anteriores habían demostrado que los fetos humanos son capaces de memorizar sonidos del mundo externo ya en el último trimestre de gestación.

Pero aunque se sabía que la exposición prenatal al idioma materno influye en la percepción de los recién nacidos, se pensaba que sus efectos sobre la pronunciación de sonidos se daban de forma mucho más tardía.

Los recién nacidos prefieren la voz de su madre a todas las demás, perciben el contenido emocional de los mensajes que les envía mediante la entonación, y sienten una fuerte motivación de imitarla para atraerla y crear lazos afectivos, según el estudio.

Y la entonación de la madre es el único aspecto del lenguaje que son capaces de imitar, lo que explicaría los resultados del estudio, señalan los científicos.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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