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El Sistema Solar está atravesando una nube interestelar que la física dice que no debería existir. En la edición de 24 de diciembre de Nature, un equipo de científicos revela cómo ha resuelto el misterio la nave Voyager de la NASA

“Utilizando los datos de la Voyager, hemos descubierto un fuerte campo magnético en las afueras del Sistema Solar”, explica el autor principal Merav Opher, un investigador de heliofísica invitado de la NASA, perteneciente a la Universidad George Mason. “Este campo magnético sostiene a la nube interestelar unida y resuelve el enigma de larga data de cómo es que puede existir”.

El descubrimiento tiene implicaciones para el futuro, cuando el Sistema Solar eventualmente se tope con otras nubes similares en el brazo de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Los astrónomos han bautizado a la nube por la que estamos pasando ahora como “Nube Interestelar Local” o “Local Fluff” (”Pelusa Local”), para abreviar. Tiene alrededor de 30 años luz de extensión y contiene una mezcla tenue de átomos de hidrógeno y helio a una temperatura de 6.000 C. El misterio existencial de “Pelusa” tiene que ver con su entorno. Hace unos 10 millones de años, un grupo de supernovas explotó cerca, creando una burbuja gigante de gas de millones de grados. La nube Pelusa está completamente rodeada por los gases de alta presión que brotaron de las supernovas y debería ser aplastada o dispersada por ellos.

“La temperatura observada y la densidad de la nube local no da la suficiente presión para resistir la acción de aplastamiento del gas caliente a su alrededor”, dice Opher.

Entonces, ¿cómo sobrevivió Pelusa? Las Voyager han encontrado una respuesta.

“Los datos de Voyager muestran que la nube Pelusa está mucho más fuertemente magnetizada que lo que nadie había sospechado antes: entre 4 y 5 microgauss”, dice Opher. “Este campo magnético puede aportar la presión extra que se requiere para resistir a la destrucción”.

Las dos sondas Voyager de la NASA han estado corriendo hacia afuera del Sistema Solar durante más de 30 años. Ahora están más allá de la órbita de Plutón y a puntoi de entrar en el espacio interestelar, pero no están allí todavía.

“Las Voyager no están, en realidad, dentro de la Pelusa Local”, dice Opher. “Pero se acercan y se puede sensar lo que es la nube al acercarse”.

La Pelusa se mantiene a raya más allá del borde del Sistema Solar por el campo magnético del Sol, que es inflado por el viento solar en una burbuja magnética de más de 10.000 millones de kilómetros de extensión. Llamada la “heliosfera”, esta burbuja actúa como un escudo que ayuda a proteger el Sistema Solar interior de los rayos cósmicos galácticos y de las nubes interestelares. Las dos Voyagers se encuentran en la capa más exterina de la heliosfera, o “heliopausa”, donde el viento solar es frenado por la presión del gas interestelar.

La Voyager 1 entró en la heliopausa en diciembre de 2004, la Voyager 2 la siguió casi 3 años después, en agosto de 2007. Estos cruces son claves para el descubrimiento de Opher et al.

El tamaño de la heliosfera es determinado por un equilibrio de fuerzas: el viento solar infla la burbuja desde el interior, mientras que la Pelusa Local comprime desde afuera. El cruce de las Voyager dentro de la heliopausa revelaron el tamaño aproximado de la heliosfera y, por lo tanto, la cantidad de presión que ejerce la Pelusa Local. Una parte de esa presión es magnética y se corresponde con los ~5 microgauss que el equipo de Opher ha informado en Nature.

El hecho de que la Pelusa esté fuertemente magnetizada significa que las otras nubes en el vecindario galáctico también podrían estarlo. Eventualmente, el Sistema Solar se encontrará con alguna de ellas, y su fuerte campo magnético podría comprimir aún más la heliosfera con respecto a lo que está comprimida ahora. Una compresión adicional podría permitir que más rayos cósmicos alcancen el interior del Sistema Solar, afectando el clima terrestre y la capacidad de los astronautas de viajar con seguridad a través del espacio. Por otro lado, los astronautas no tendrían que viajar tan lejos, porque el espacio interestelar estaría más cerca que nunca. Estos eventos se juegan en escalas de decenas a cientos de miles de años, que es el tiempo que tarda el Sistema Solar para pasar de una nube a la siguiente.

“¡Puede haber una época interesante por delante!”, dice Opher.

Para leer la investigación original, busque el artículo “A strong, highly-tilted interstellar magnetic field near the Solar System” en el ejemplar del 24 de diciembre de 2009 de la revista Nature Opher et al.

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Un estudio confirma las teorías de que el núcleo externo líquido de la Tierra es “revuelto” poco a poco en una serie de regulares ondas de movimiento que duran décadas

“Tierra firme”. “Tierra sólida”. La mayoría del tiempo, al menos desde nuestra perspectiva aquí en tierra, la Tierra parece ser precisamente eso: sólida. Sin embargo, la tierra bajo nuestros pies está, en realidad, en constante movimiento. Se mueve a través del tiempo y el espacio, por supuesto, junto con los otros objetos en el universo, pero también se mueve internamente. Las poderosas fuerzas del viento, el agua y el hielo producen una constante erosión de su superficie, redistribuyendo la masa de la Tierra en el proceso.

Dentro de la corteza sólida de la Tierra, literalmente las fallas crean, y luego mueven, las montañas. Los cambios hidrológicos, como el bombeo de las aguas subterráneas para su utilización por los seres humanos, causa que la tierra ondule debajo de nosotros. Los procesos volcánicos deforman nuestro planeta y crean nuevos territorios. Los deslizamientos de tierra dan forma y dejan cicatrices en el terreno. Incluso pueden levantarse continentes enteros, al recuperarse del peso de los enormes glaciares que cubrieron la tierra miles de años atrás.

De hecho, las capas más externas de la cebolla celestial que es la Tierra, su corteza y el manto superior, no son muy sólidos. ¿Pero qué sucede si vamos pelando las capas y examinamos lo que sucede en las profundidades de la Tierra, en su mismo núcleo? Obviamente, el núcleo de la Tierra está demasiado profundo para que los seres humanos lo puedan observar directamente. Pero los científicos pueden utilizar métodos indirectos para deducir lo que está pasando allá abajo.

Un nuevo estudio publicado en la revista Geophysical Research Letters, de Jean Dickey, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California, y su coautor Viron Olivier, del Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Diderot, Centre National de la Recherche Scientifique, París, ha confirmado las predicciones teóricas previas de que el agitado caldero de metales fundidos que forman el núcleo exterior líquido de la Tierra se está moviendo lentamente en una serie muy compleja pero predecible de las oscilaciones periódicas. Este resultado da a los científicos una perspectiva única sobre la estructura interna de la Tierra, el poder de los mecanismos responsables de generar el campo magnético de la Tierra y su geología.

Pelando la cebolla

Con el fin de comprender mejor lo que está pasando dentro de nuestro planeta, ayuda obtener un poco de información.

La Tierra tiene varias capas diferenciadas, cada una con sus propias propiedades. La capa más externa de nuestro planeta es la corteza, que comprende los continentes y las cuencas oceánicas. La corteza de la Tierra varía en espesor de 35 a 70 kilómetros en los continentes y de 5 a 10 kilómetros en las cuencas oceánicas. La corteza se compone principalmente de silicatos de aluminio.

Luego viene el manto. El manto es más o menos sólido, aunque se puede observar un movimiento muy lento en el interior del mismo. Tiene alrededor de 2.900 kilómetros de espesor y se divide en manto superior y manto inferior. Es aquí donde se encuentra la mayor parte del calor interno de la Tierra. Grandes células convectivas en el manto hacen circular el calor y producen los movimientos de las placas tectónicas de la Tierra, en las que se pasean nuestros continentes. El manto se compone principalmente de silicatos de magnesio e hierro.

La capa más interna de la Tierra es el núcleo, que se divide en un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido. El núcleo externo tiene unos 2.300 kilómetros de espesor, mientras que el núcleo interno tiene 1.200 kilómetros de espesor. El núcleo externo está compuesto principalmente de una aleación de níquel-hierro (hierro en estado líquido), mientras que el núcleo interno es casi enteramente compuesto por un cuerpo de puro hierro sólido.

La personalidad “magnética” de la Tierra

Los científicos creen que el campo magnético de la Tierra es resultado de de los movimientos del hierro fundido y níquel en su núcleo externo líquido. Estos flujos, que causadas por la interacción entre el núcleo de la Tierra y su manto, no están distribuidos uniformemente, pero tampoco lo están a la inversa. Las corrientes eléctricas generadas por estos flujos dan como resultado un campo magnético, que es del mismo modo desigual, se mueve y varía en fuerza con el tiempo. El campo magnético de la Tierra también está ligeramente inclinado con respecto al eje de rotación de la Tierra. Esto hace que los polos norte y sur geográficos de la Tierra no se alineen con sus polos magnéticos norte y sur, que difieren en la actualidad en alrededor de 11 grados.

En los últimos 200 millones de años solamente, los polos magnéticos de la Tierra se han invertido cientos de veces, y la inversión más reciente se produjo unos 790.000 años atrás. Los científicos pueden reconstruir la cronología de estas inversiones del polo magnético mediante el estudio de datos sobre la dispersión del fondo marino en las cordilleras oceánicas de la Tierra. Sin embargo, a diferencia del escenario de juicio final popularizado por Hollywood en la película 2012, estas alteraciones no ocurren en días, sino en escalas de tiempo geológico que abarca cientos de miles de años, un periodo muy corto en tiempo geológico pero relativamente largo en el tiempo humano. El lapso entre las inversiones de polo es incluso más largo, ya que van desde 100.000 a varios millones de años.

El campo magnético de la Tierra es esencial para la vida en la Tierra. Extendiéndose miles de kilómetros en el espacio, sirve como un escudo, desviando el constante bombardeo de partículas cargadas y radiación conocidos como el viento solar de la Tierra. Se otra manera, estos vientos solares serían fatales para la vida en la Tierra. En los polos de la Tierra, el ángulo perpendicular del campo magnético con respecto a la siperficie de la Tierra permite que algunas de estas partículas se introduzcan en nuestra atmósfera. Esto da lugar a la aurora boreal en el hemisferio norte y las luces del sur en el hemisferio sur.

Aquí en tierra, el campo magnético de la Tierra tiene muchas aplicaciones prácticas en nuestra vida cotidiana. Permite que la gente navegue con éxito tanto en tierra como en el mar, por lo que es una herramienta fundamental para el comercio. Los excursionistas lo utilizan para encontrar su camino. Los arqueólogos lo usan para deducir la edad de objetos antiguos tales como la cerámica que, al ser cocinados, asumen las propiedades del campo magnético que estaba presente en el momento de su creación. De manera similar, en el campo del paleomagnetismo se utiliza el magnetismo para dar a los científicos un vislumbre del pasado remoto de la Tierra. Además, los geofísicos y geólogos utilizan el geomagnetismo como herramienta para investigar la estructura de la Tierra y los cambios que tienen lugar en la ella.

Lleguemos al meollo de la cuestión

Como el núcleo líquido de la Tierra es la principal fuente del campo magnético terrestre, los científicos pueden utilizar las observaciones del campo magnético en la superficie de la Tierra y su variabilidad en el tiempo para calcular matemáticamente y aislar aproximadamente a los movimientos que tienen lugar en el núcleo.

Esto es lo que Dickey y deViron hicieron. Combinaron las mediciones del campo magnético de la Tierra tomadas por estaciones de observación en tierra y buques en el mar, que se remontan a 1840, con las de las misiones satelitales geomagnéticas danesa Oersted y alemana CHAMP, que fueron apoyadas por inversiones de la NASA. These measurements were then used as inputs for a complex model that employs statistical time series analyses to determine how fast liquid iron is flowing within Earth’s core. Estas mediciones se utilizaron como entrada para un modelo complejo que utiliza análisis estadístico de series temporales para determinar a qué velocidad fluye el hierro líquido en el núcleo de la Tierra.

“Aunque no se observa directamente el núcleo, es sorprendente lo mucho que podemos aprender sobre el interior de la Tierra mediante observaciones del campo magnético”, dijo Dickey.

Con el fin de aproximarse al flujo de líquido en el núcleo, los científicos visualizaron su movimiento como un conjunto de 20 cilindros rígidos, cada uno girando en torno a un punto común que representa el eje de la Tierra. “Imagínese que cada cilindro gira lentamente a una velocidad diferente, y tendrá una idea de la compleja agitación que está teniendo lugar en el núcleo de la Tierra”, dijo Dickey.

Los científicos analizaron los datos para identificar los patrones comunes de movimiento entre los distintos cilindros. Estos patrones representan cómo se transfiere el impulso y la energía desde la interfaz núcleo líquido-manto hacia el interior a través del núcleo líquido y hacia el núcleo interior con una amplitud cada vez menor.

Sus análisis aislaron seis oscilaciones de lentro movimiento, u ondas de movimiento, que ocurren dentro del núcleo líquido. Las oscilaciones se originan en la frontera entre el núcleo terrestre y su manto y viajan hacia el interior del núcleo interno con una fuerza que va disminuyendo. Cuatro de estas oscilaciones resultaron ser robustas, y se producen en períodos de 85, 50, 35 y 28 años. Debido a que el conjunto de datos científicos se remonta a 1840, el período de recurrencia de la oscilación más largo (de 85 años) está menos determinado que las oscilaciones de los otros. Los dos últimos oscilaciones identificadas fueron más débiles y requieren mayor estudio.

Las oscilaciones de 85 y 50 años son consistentes con un estudio realizado en 1997 por los investigadores Stephen Zatman y Jeremy Bloxham de la Universidad de Harvard, Cambridge, Mass., que utilizaron una técnica de análisis diferente. Un estudio posterior puramente teórico de los investigador de Harvard Jon Mound y Bruce Buffett, de la Universidad de Chicago, realizado en el 2006, muestra que debe haber varias oscilaciones de este tipo, y sus períodos coinciden con los primeros cuatro modos identificados en el estudio de Dickey y deViron.

“Nuestros resultados basados en satélites están en excelente acuerdo con los estudios previos teóricos y otros en este campo, proporcionando una fuerte confirmación de la existencia de estas oscilaciones”, dijo Dickey. “Estos resultados dan a los científicos confianza en el uso de las futuras mediciones por satélite para deducir los cambios a largo plazo que tienen lugar en lo profundo de nuestro inquieto planeta”.

Fuente: JPL. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Voy al encuentro de mi madre

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Fuente: Aportado por Eduardo J. Carletti

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El fósil de un dinosaurio parecido a un ave de rapiña que utilizaba una picadura de veneno para someter a su presa fue descubierto en China. El Sinornithosaurus inyectaba veneno para someter a sus presas

El depredador llamado Sinornithosaurus (que significa ave largarto chino) voló sobre los bosques de la región hace unos 128 millones de años y es la primera vez que se sabe de un ejemplar venenoso en el linaje de las aves modernas.

La investigación, que aparece publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (Actas de la Academia Nacional de Ciencias), fue llevada a cabo por científicos de las universidades de Kansas, en Estados Unidos, y de Shenyang, en China.

“Para todos efectos se trata de un ave venenosa —afirma el profesor Larry Martin, uno de los autores del estudio— algo que verdaderamente nos impresionó”.

Se trata de un dromeosáurido (reptil volador), un género de dinosaurio terópodo, pariente cercano del velociraptor, que contaba con dientes superiores parecidos a los colmillos posteriores de las víboras con los cuales mordían a su presa e inyectaban el veneno en la herida.

Los científicos creen que probablemente el dromeosáurido se alimentaba de las aves abundantes que habitaban los bosques de lo que hoy es el noreste de China.

Primera evidencia

“Es un animal del tamaño de un pavo —dice el profesor Martin— es un depredador especializado. Casi ciertamente estaba cubierto de plumas”.

“Se trata de un pariente muy cercano del pequeño dinosaurio de cuatro alas, el microraptor”, agrega.

Aunque se pensaba que la existencia de dinosaurios venenosos era posible —por ejemplo como el Dilophosaurus presentado en la película “Parque Jurásico”, un animal que escupía veneno— hasta ahora no se contaba con evidencia en el registro fósil que apoyara esta idea.

Ahora, los investigadores creen que aunque el veneno que inyectaban los Sinornithosaurus no era letal, probablemente provocaba un rápido estado de choque en la víctima, con lo cual reducían sus posibilidades de defensa o escape y de robo de otros depredadores mientras el animal manipulaba a su presa.

Tal como explica otro de los investigadores, el doctor David Burnham, la parte superior de la mandíbula del dinosaurio también pudo haber contenido un orificio que almacenaba una glándula de veneno.

Ésta estaba conectada a la base de los dientes por medio de un surco por donde circulaba el veneno hacia la serie de dientes largos y estriados de la mandíbula superior.

Como las víboras

Esta estructura es similar al sistema de inyección de veneno de las víboras y lagartos modernos que cuentan con colmillos posteriores.

“Cuando analizábamos al Sinornithosaurus nos dimos cuenta de que sus dientes eran inusuales”, dijo el profesor Martin.

“Entonces comenzamos a estudiar toda la estructura de dientes y mandíbula y así descubrimos que ésta es similar a la estructura de las víboras modernas”, agregó.

Tal como señalan los expertos, este hallazgo ofrece la evidencia más clara hasta ahora de la evolución del veneno en los dinosaurios.

Los colmillos del Sinornithosaurio eran suficientemente largos para poder penetrar el grueso plumaje de las aves que poblaban los bosques de China en el inicio del período Cretácico.

Los investigadores cree que otros dinosaurios voladores quizás también contaron con un sistema similar de inyección de veneno y ahora planean estudiar a otros parientes de esta ave de rapiña, como el microraptor, para comprobar su teoría.

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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