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Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha encontrado en el espacio lo que podría ser “un trocito de grafeno”, una molécula plana bidimensional formada por 24 atómos de carbono (C24) y con el grosor de uno de ellos. Los astrofísicos, que han observado en las nubes de Magallanes con el telescopio Spitzer de la NASA, también han detectado el fullereno C60 y, por primera vez, el C70
En el año 2004, los científicos premiados con el Nobel de Física 2010, Andre Geim y Konstantin Novoselov, sintetizaron el grafeno en el laboratorio. Ahora este material de extraordinaria resistencia, delgadez y elasticidad podría haber sido hallado en el espacio. Un equipo liderado por investigadores del IAC acaba de publicar en The Astrophysical Journal Letters la primera evidencia de la posible existencia de C24, una molécula plana bidimensional de un átomo de grosor, un posible “trocito de grafeno” en el espacio.
Para una confirmación definitiva del hallazgo habría que obtener espectros de laboratorio de C24, lo que resulta casi imposible con las técnicas actuales. “Creo que nuestro trabajo animará a los expertos de laboratorio a desarrollar nuevas técnicas que permitan caracterizar ésta y otras moléculas, e incluso otras formas del carbono que podrían estar presentes en el espacio, como los nanotubos, los nanodiamantes, las cebollas de carbono, etc.”, señala el director de la investigación, el astrofísico del IAC Domingo Aníbal García Hernández.
Por su alta conductividad térmica y eléctrica, el grafeno tiene prometedoras aplicaciones tecnológicas, como la fabricación de nuevos materiales y dispositivos electrónicos avanzados (ordenadores más rápidos que los que portan transistores de silicio, pantallas de dispositivos electrónicos, paneles solares…). Al ser transparente, delgado como un cabello, y poder desarrollar a partir de él materiales 200 veces más resistentes que el acero, las expectativas sobre el grafeno como el material del futuro no han dejado de crecer.
También fullerenos
En este estudio, los astrofísicos del IAC detectaron además grandes cantidades de fullerenos o fulerenos C60 y C70 en diez nebulosas planetarias (restos de estrellas como el Sol hacia el final de sus vidas) de dos galaxias cercanas a la Vía Láctea, las Nubes de Magallanes. El equipo internacional, que trabajó con el telescopio Spitzer de la NASA, ha logrado la primera detección extragaláctica del fulereno C70. Estas moléculas están integradas por pentágonos y hexágonos y tienen forma de balón.
Los fulerenos están compuestos por átomos de carbono ordenados en estructuras esféricas tridimensionales. Sus patrones alternativos de hexágonos y pentágonos coinciden con el diseño de una típica pelota de fútbol blanca y negra, en el caso de los fulerenos C60, y de un balón de rugby, en el caso de los fulerenos C70. Recibieron su nombre porque recuerdan a las cúpulas geodésicas del arquitecto Buckminster Fuller, que tienen círculos entrelazados en la superficie de una esfera parcial.
García Hernández explica qué implicaciones tiene la detección de estas moléculas: “La presencia de moléculas tan complejas como los grafenos y los fulerenos en el espacio, alrededor de estrellas como nuestro Sol cuando son viejas, indica que los procesos físicos básicos para originar vida podrían ser más comunes de lo que creíamos, lo que sugiere que podría crearse vida en cualquier rincón del universo”.
Los fulerenos podrían actuar como jaulas para otras moléculas y átomos, de modo que podrían haber llevado sustancias hasta la Tierra que habrían impulsado el comienzo de la vida. Las evidencias de esta teoría proceden del hecho de que estas moléculas han sido encontradas en meteoritos portando gases extraterrestres. Esta misma semana dos investigadores japoneses informan en Science cómo se puede enjaular una molécula de agua en un fullereno.
El equipo de astrofísicos aporta con el nuevo trabajo la explicación más probable sobre cómo se generan los fulerenos y grafenos. “Estas moléculas complejas se formarían a partir de la destrucción por choques de los granos de carbono amorfo hidrogenados (HACs), que son muy abundantes en las envolturas de estas estrellas agonizantes”, dice el astrofísico.
En la observación que se había hecho de los fulerenos hasta la realización de este estudio, se creía que estas moléculas emitían luz excitadas por los fotones procedentes de la estrella central de la nebulosa planetaria. Con este nuevo trabajo, los científicos han descubierto que esta luz procede de la colisión de los constituyentes mas externos de los HACs, que podrían estar deshidrogenados como paso previo para la formación en la superficie de los granos de moléculas complejas de carbono, como los grafenos y los diferentes tipos de fulerenos observados.
No es la primera vez que este equipo pone en entredicho las teorías aceptadas en la actualidad acerca de este tipo de moléculas. Con sus últimos trabajos han demostrado que, en contra de lo que se creía, fulerenos y grafenos se forman en entornos ricos en hidrógeno, alrededor de estrellas moribundas con un tamaño similar al Sol.
Referencia bibliográfica: D. A. García-Hernández, S. Iglesias-Groth, J. A. Acosta-Pulido, A. Manchado, P. García-Lario, L. Stanghellini, E. Villaver, R. A. Shaw, F. Cataldo. “The formation of fullerenes: clues from new C60, C70, and (possible) planar C24 detections in magellanic cloud planetary nebulae”. The Astrophysical Journal Letters 737 (2): L30, 27 de julio de 2011. Doi: 10.1088/2041-8205/737/2/L30.
Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti
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Dos equipos de astrónomos han descubierto el depósito más grande y más lejano de agua se haya detectado en el universo. El agua, equivalente a 140 billones (140 x 1012) de veces la totalidad de agua de los océanos de nuestro mundo, rodea a un gran agujero negro y lo alimenta, llamado cuásar, ubicado más de 12.000 millones de años luz de distancia
“El ambiente alrededor de este cuásar es muy singular, ya que está produciendo esta enorme masa de agua”, dijo Matt Bradford, un científico del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California “Es una demostración más de que el agua es un fenómeno generalizado en todo el universo, incluso en los tiempos más primitivos.” Bradford dirige uno de los equipos que realizó el descubrimiento.
La investigación de su equipo es financiada en parte por la NASA, y el artículo aparece en la revista Astrophysical Journal Letters.
Un cuásar es alimentado por un enorme agujero negro que va consumiendo un disco circundante de gas y polvo. Mientras devora este material, el cuásar emite grandes cantidades de energía. Los dos grupos de astrónomos estudiaron un cuásar en particular, que se llama APM 08279 +5255, que alberga un agujero negro de 20.000 millones de veces más masivos que el Sol y produce tanta energía como mil millones de millones de soles.
Los astrónomos esperaban que existiera vapor de agua incluso en los inicios del universo, pero no la habían detectado tan lejos antes. Hay vapor de agua en la Vía Láctea, aunque la cantidad total es de 4.000 veces menor que en el cuásar, porque la mayoría del agua de la Vía Láctea está congelada en forma de hielo.
Es importante trazar la cantidad de vapor de agua, ya que revela la naturaleza del cuásar. En este quásar en particular, el vapor de agua se distribuye alrededor del agujero negro en una región gaseosa que abarca una extensión de cientos de años-luz (un año luz es cerca de 9 billones de kilómetros = 9,46728 × 1012 km). Su presencia indica que el cuásar baña el gas con rayos-X y radiación infrarroja, y que el gas está inusualmente caliente y denso en términos astronómicos. A pesar de que el gas se encuentra a unos helados - 63 grados Fahrenheit (- 53 grados Celsius) y es 300 billones de veces menos denso que la atmósfera de la Tierra, sigue siendo cinco veces más caliente y 10 a 100 veces más denso que lo que es típico de las galaxias como la Vía Láctea.
Las mediciones de vapor de agua y de otras moléculas, tales como el monóxido de carbono, indican que hay suficiente gas para alimentar el agujero negro hasta que crezca hasta cerca de seis veces su tamaño. Si esto sucederá, no está claro, dicen los astrónomos, ya que parte del gas puede terminar condensándose en estrellas o puede ser expulsado lejos del cuásar.
Equipo de Bradford hizo observaciones a partir de 2008, utilizando un instrumento llamado “Z-Spec” en el Observatorio Submilimétrico del Caltech, un telescopio de 10 metros cerca de la cima del volcán Mauna Kea en Hawai. Las observaciones siguientes se realizaron con el Conjunto Combinado para la Investigación en Astronomía de Onda Milimétrica (CARMA = Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy), una serie de antenas de radio en las montañas Inyo al Sur de California.
El segundo grupo, liderado por Dariusz Lis, investigador asociado de física en Caltech y subdirector del Observatorio Submilimétrico de Caltech, utilizó el Interferómetro Plateau de Bure, en los Alpes franceses, para encontrar agua. En 2010, el equipo de Lis detectó agua por casualidad en APM 8279+5255, al observar una forma espectral. El equipo de Bradford pudo obtener más información sobre el agua, incluyendo su enorme masa, ya que detectaron varias señales espectrales del agua.
Otros autores del artículo de Bradford, “El espectro de vapor de agua de APM 08279 +5255″ (The water vapor spectrum of APM 08279+5255) son Hien Nguyen, Bock Jamie, Zmuidzinas Jonas y Bret Naylor, del JPL, Alberto Bolatto de la Universidad de Maryland, College Park, Phillip Maloney, Jason Glenn y Julia Kamenetzky de la Universidad de Colorado, Boulder, Santiago Aguirre, Roxana Lupu y Kimberly Scott, de la Universidad de Pennsylvania, Filadelfia, Hideo Matsuhara del Instituto de Ciencia Espacial y Astronáutica de Japón, y Eric Murphy, del Instituto Carnegie de Ciencia, Pasadena.
La financiación de Z-Spec fue proporcionado por la National Science Foundation, la NASA, la Corporación de Investigación y sus instituciones asociadas.
Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti
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Se trata de un punto dentro de Gale, un cráter de 154 kilómetros de diámetro en cuyo interior se eleva una gran montaña, al pie de la cual se posará el robot
La NASA anunció hoy el lugar donde aterrizará en Marte el robot Curiosity, en agosto de 2012, con la misión de analizar las condiciones ambientales del planeta rojo para determinar si es posible que haya, o haya habido, vida.
“Realmente tenemos a Marte a la vista. Curiosity no sólo nos suministrará abundantes datos científicos de importancia, sino que servirá como precursor de la exploración humana del planeta rojo”, anunció el administrador de la NASA, Charles Bolden.
El Laboratorio Científico Marciano (MSL, por su sigla en inglés), compuesto por una decena de instrumentos de análisis para examinar el suelo, rocas y la atmósfera de Marte, está siendo ensamblado sobre un robot de 6 ruedas, de casi una tonelada de peso, que llevará por nombre Curiosity.
El robot será el vehículo más grande enviado hasta ahora a Marte y a diferencia de las primeras investigaciones, por medio de las naves Viking I y II, y posteriormente con los robots Spirit y Opportunity que se centraron en la búsqueda de agua, ahora se trata de buscar rastros de vida.
En esta misión Curiosity examinará las rocas, el suelo y la atmósfera del planeta rojo con una serie de herramientas que cargará en su interior, incluyendo un láser para pulverizar fragmentos de rocas que le puedan obstaculizar y un instrumento diseñado para detectar compuestos orgánicos.
Su nombre fue sugerido en 2009 por una escolar de Kansas, Clara Ma, en un concurso realizado por la NASA en el que recogió las propuestas de más de 9.000 estudiantes de todo el país.
Durante su exploración analizará si el ambiente en la región elegida para su descenso ha podido sustentar alguna vez formas de vida o si la hay en la actualidad. Asimismo, buscará minerales formados en presencia de agua y varios bloques químicos de formación de vida.
La NASA prevé lanzar el vehículo desde Cabo Cañaveral (Florida) entre el 25 de noviembre y el 18 de diciembre de 2011. Recorrerá 200 millones de años antes de aterrizar en suelo marciano en agosto de 2012.
España está implicada en este proyecto, ya que es la responsable de construir el sistema de antena que irá integrado en el robot y que servirá para poner directamente en contacto al aparato con la Tierra.
Cuando Curiosity se comunique con la Tierra desde la superficie de Marte enviará sus mensajes a través de la antena española que, al ser orientable, puede moverse para apuntar directamente a la Tierra.
Su misión principal será enviar a Tierra, sin necesidad de enlaces intermedios, los datos científicos de los diferentes instrumentos e información sobre el propio estado del Rover, así como recibir las instrucciones que el vehículo precisa para llevar a cabo su misión.
La exploración en el suelo de Marte comenzó en 1997 con la misión Pathfinder, que llevó al planeta el vehículo Sojourner, desde el cual la humanidad recibió las primeras imágenes en detalle de ese planeta.
Fuente: EFE y varios medios. Aportado por Eduardo J. Carletti
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Soles rojos y naranjas iluminarían los cielos de la exotierra más exótica que se ha descubierto hasta el momento
En los últimos años, la búsqueda de un planeta de tipo terrestre en órbita alrededor de otra estrella ha sido la más apasionante para la ciencia. El mundo ha esperado el descubrimiento de otro planeta como el nuestro con la respiración contenida.
Pero el descubrimiento de una Tierra 2.0 ha resultado un fracaso. No porque los astrónomos no hayan encontrado una, ¡todo lo contario! El problema es que han encontrado demasiados candidatos y éstos han resultado tan distintos de la Tierra que es difícil imaginar que alguno de ellos pueda ser un gemelo convincente.
Y eso nos deja como el cuento del burro hambriento entre dos fardos de pastura, incapaz de decidir a cuál debe comerse.
Los principales candidatos hasta el momento son:
- Gliese 581g, el cuarto cuerpo en órbita de una enana roja unicada a unos 20 años luz de la Tierra, en la constelación de Libra.
- GJ 1214 b, un planeta de menor tamaño que Neptuno que orbita una estrella en la constelación de Ofiuco, a 40 años luz de distancia.
- Y HD 28185 b, un gigante gaseoso que describe una órbita casi circular ubicada completamente en la zona habitable de una estrella similar al Sol en la constelación de Eridanus. Las lunas de este planeta, si las tiene, pueden ser buenas candidatas para ser ‘otras Tierras’.
Ahora podemos añadir otro extraño planeta a la lista: 55 Cancri f, uno de los cinco planetas que sabemos que orbitan una estrella enana naranja a unos 40 años luz de distancia en la constelación de Cáncer.
Kaspar von Braun, del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, y algunos de sus colegas, han medido su órbita con exactitud por primera vez. Y por esto pueden confirmar que 55 Cancri f es un genuino candidato a poseer agua líquida.
Dicen que aunque la órbita de este planeta es mucho más elíptica que la de la Tierra, la mayor parte del tiempo (74%) está en la zona habitable.
Además, 55 Cancri f es muy parecido a la Tierra en algunos aspectos. Su año es de aproximadamente la misma duración que el nuestro. Y con un moderado calentamiento por efecto invernadero, podría tener agua líquida durante todo el año.
Pero al contrario que la Tierra, su masa es casi la misma que la de Neptuno, aunque no parece tener una atmósfera gaseosa de gran tamaño.
Y otra cosa, ¡tiene dos soles! Este sistema consta de una estrella enana naranja con una compañera enana roja que orbita a una distancia de unas 1000 UA. 55 Cancri f es parte de un sistema estelar binario.
¡Esto es extraño! El cielo de Cancri 55 f debe ser algo bien extraterrestre. Durante la mitad del año, un sol rojo y uno naranja iluminarían el cielo diurno. Luego, por la noche, la enana roja sería visible durante la mitad del año y las lejanas estrellas sólo serían visibles durante la otra mitad.
Esto hace que Cancri 55 f sea, si no la exotierra más prometedora, al menos sí la más exótica.
Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti
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