Los agujeros negros supermasivos «crean» planetas rocosos como la Tierra

Sus violentas emisones de energía pueden transformar mundos gaseosos similares a Neptuno en otros parecidos al nuestro, según una nueva investigación

Un equipo de investigadores del Centro de Astrofísica Harvard Smithsonian en California y la Northwestern University en Illinois han descubierto que los planetas gaseosos similares a Neptuno que hay cerca del centro de la Vía Láctea han sido "transformados" en mundos rocosos similares a la Tierra por las violentas emisiones de energía del agujero negro que ocupa el centro galáctico.

El hallazgo, recién publicado en The Astrophysical Journal Letters, ha sido posible gracias a la combinación de simulaciones informáticas con datos del descubrimiento de exoplanetas y observaciones en rayos X y ultravioleta de numerosas estrellas y agujeros negros.

"Resulta algo descabellado pensar que los agujeros negros puedan configurar el destino evolutivo de un planeta -afirma Howard Chen, que ha dirigido la investigación- pero ese puede ser el caso de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia".

En su investigación, Chen y su equipo examinaron con cuidado los alrededores del agujero negro supermasivo más cercano, Sagitario A*, la "bestia" de cuatro millones de masas solares que se encuentra en el centro de nuestra Vía Láctea.

Como es sabido, el material que cae dentro del agujero negro durante sus periodos de "alimentación", genera violentas llamaradas de rayos X e ultravioleta. De hecho, telescopios de rayos X como el observatorio Chandra, de la NASA, o el XMM Newton de la Agencia Espacial Europea han captado numerosas evidencias de brillantes estallidos generados por Sagitario A* en un periodo que abarca desde hace unos seis millones de años hasta hace poco más de un siglo.

"Nos preguntamos que efecto tendrían estos arrebatos de Sagitario A* sobre los planetas cercanos -dice John Forbes, otro de los autores del estudio-. Y nuestro trabajo demuestra que el agujero negro podría cambiar drásticamente la vida de esos planetas".

En concreto, los autores de la investigación consideraron los efectos que provocaría el enorme agujero negro en planetas con masas comprendidas entre la de la Tierra y la de Neptuno y que se encontraran a menos de 70 años luz del agujero negro. 

Y hallaron que los rayos X y la radiación ultravioleta podrían barrer, literalmente, una buena parte de la gruesa atmósfera gaseosa de esos planetas cercanos. E incluso, en algunos casos, eliminarla por completo, dejando desnudos y a la vista los núcleos rocosos de esos mundos, muchos de ellos más masivos que nuestro planeta, y que reciben el nombre de supertierras.

"Estas supertierras son uno de los tipos más comunes de planetas descubiertos por los astrónomos fuera de nuestro Sistema Solar -afirma Avi Loeb, otro de los autores-. Nuestro trabajo demuestra que, en el entorno adecuado, esos mundos podrían haberse formado de formas muy extrañas". Los investigadores están convencidos de que la acción de los agujeros negros es, de hecho, la forma más común en que las supertierras se forman en el corazón de muchas galaxias.

Un desafío insuperable

Sin embargo, y a pesar de que muchos de estos planetas se encuentran en las zonas habitables de sus estrellas (a la distancia precisa para que su temperatura superficial permita la existencia de agua líquida), el entorno en el que se encuentran sería un desafío prácticamente insuperable para cualquier forma de vida que pudiera surgir en ellos. Las explosiones de supernovas y los estallidos de rayos gamma, en efecto, dañarían en estos mundos la química de cualquer atmósfera que hubieran podido conservar. Por no hablar de que sucesivos estallidos del agujero negro podrían terminar por destruir por completo a las atmósferas supervivientes.

Para colmo, estos mundos estarían también a la merced de graves perturbaciones gravitatorias, provocadas por el paso de una estrella, que podrían empujarlos lejos de sus soles y terminar así con las posibilidades de vida. Este tipo de encuentros se dan con frecuencia en las proximidades de un agujero negro supermasivo como Sagitario A*, ya que la región está superpoblada de estrellas.

A este respecto, los investigadores han calculado que en un radio de 70 años luz alrededor del centro galactico la separación media entre estrellas es de "apenas" entre 75 y 750 millones de km, mientras que en nuestra región de la galaxia la estrella más cercana al Sol se encuentra a más de 40.000 millones de km de distaancia.

"En general -afirma Loeb- se acepta que las regiones más internas de la galaxia no son favorables par la vida. Sin embargo, y a pesar de tods los inconvenientes, en ese entorno estelar tan denso la posibilidad de panspermia, donde la vida se transmite por contacto interestelar o interplanetario, sería mucho más común. Y este proceso podría dar a la vida una oportunidad de luchar para surgir y perdurar".

Detectar directamente estos planetas no es una tarea sencilla y supone, de hecho, un desafío formidable, tanto por la distancia del centro galáctico (26.000 años luz desde la Tierra), como por la superpoblación de estrellas y el bloqueo de la luz por parte de enormes masas de polvo y gas.

A pesar de ello, la tarea se podrá acometer gracias a la próxima generación de grande telescopios terrestres, que será desplegada dentro de unos años.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/03/los-agujeros-negros-supermasivos-crean.html

15 frases célebres que nos deja Stephen Hawking

El astrofísico afirmaba que el futuro de la humanidad a largo plazo pasaba por salir de la Tierra

Stephen Hawking ha fallecido esta madrugada a los 76 años dejando huérfana a la ciencia moderna de uno de sus grandes cerebros. Él fue el autor de buena parte de los descubrimientos de la astrofísica moderna como son la nueva teoría del espacio-tiempo o la radiación de los agujeros negros.

Decían de Hawking que tenía una mente maravillosa atrapada en un cuerpo discapacitado. Su enfermedad neurodegenerativa progresiva le condenó a estar postrado en una silla especial para él. En 1985 perdió la voz y desde entonces se comunica a través de un sintetizador de voz. Gracias a este ordenador pudo seguir ofreciendo conferencias y divulgando sus conocimientos. Creía que el futuro de la humanidad estaba en el espacio y sus augurios eran un tanto catastróficos.

Hawking deja para la historia infinidad de frases célebres, aquí os ofrecemos una breve selección

- “No le tengo miedo a la muerte, pero yo no tengo prisa en morir. Tengo tantas cosas que quiero hacer antes”.

- “Si los extraterrestres nos visitaran, ocurriría lo mismo que cuando Cristóbal Colón desembarcó en América y nada salió bien para los nativos americanos.

- “Me he dado cuenta que incluso las personas que dicen que todo está predestinado y que no podemos hacer nada para cambiar nuestro destino, siguen mirando a ambos lados antes de cruzar la calle”.

- “La inteligencia es la habilidad de adaptarse a los cambios”.

- “Los robots podrían llegar a tomar el control y se podrían rediseñar a sí mismos”.

- “La humanidad tiene un margen de mil años antes de autodestruirse a manos de sus avances científicos y tecnológicos”.

- “Para sobrevivir como especie, a la larga debemos viajar hacia las estrellas, y hoy nos comprometemos con el próximo gran avance del hombre en el cosmos”.

- “La próxima vez que hablen con alguien que niegue la existencia del cambio climático, díganle que haga un viaje a Venus. Yo me haré cargo de los gastos”.

- “Einstein se equivocaba cuando decía que ‘Dios no juega a los dados con el universo’. Considerando las hipótesis de los agujeros negros, Dios no solo juega a los dados con el universo: a veces los arroja donde no podemos verlos”.

- “La vida sería trágica si no fuera graciosa”.

- “El peor enemigo del conocimiento no es la ignorancia, es la ilusión del conocimiento”.

- “La raza humana necesita un desafío intelectual. Debe ser aburrido ser Dios y no tener nada que descubrir”.

- “Dado que existe una ley como la de la gravedad, el Universo pudo y se creó de la nada. La creación espontánea es la razón de que haya algo en lugar de nada, es la razón por la que existe el Universo, de que existamos. No es necesario invocar a Dios como el que encendió la mecha y creó el Universo”.

- “La voz que utilizo es la de un antiguo sintetizador hecho en 1986. Aún lo mantengo debido a que todavía no escucho alguna voz que me guste más y porque a estas alturas ya me identifico con ella”.

- “Solo somos una raza de primates en un planeta menor de una estrella ordinaria, pero podemos entender el universo”.

Y de regalo... “Nada puede existir para siempre”.

Fuente: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180314/441513778310/frases-celebres-stephen-hawking.html

El gran problema de la física que deja Stephen Hawking

El científico británico exploró el corazón de los agujeros negros e hizo contribuciones importantes para unificar la teoría cuántica y la relatividad

14 MAR 2018 - 19:03 CET

Stephen Hawking en su despacho de la Universidad de Cambridge en 2011. SARAH LEE AFP

En sus memorias, Breve historia de mi vida, Stephen Hawking recuerda que pasados sus años de estudiante tuvo que elegir un campo de estudio en el que ganarse la vida como científico. En la universidad había sido un estudiante vago, malísimo en matemáticas, pero también convencido de que las personas más listas de su generación se dedicaban a la física. Finalmente, escogió la física teórica porque en ella podía hacerse un nombre con una idea gestada “en una tarde, o antes de irse a dormir”, escribió con sorna.

Las dos grandes contribuciones científicas de Hawking tienen que ver con los agujeros negros. La teoría general de la relatividad de Einstein predice la existencia de estos objetos formados a partir de estrellas colapsadas que concentran tanta masa, densidad y presión que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su empuje gravitatorio y es engullida para siempre. En 1974 Hawking propuso que los agujeros negros no son tan negros después de todo, pues emiten radiación en forma de calor. Al final sí hay cosas que pueden escapar a un agujero negro, concretamente lo que pasó a llamarse radiación Hawking. Eventualmente todos los agujeros negros acaban desintegrándose en una gran explosión, pero normalmente los objetos de este tipo son tan grandes que tardarían en desaparecer más de 13.700 millones de años, la edad del universo. La teoría de la radiación Hawking se centraba en agujeros mucho más pequeños formados a partir de fluctuaciones en los orígenes del universo. Estos sí pudieron desintegrarse “produciendo tanta energía como un millón de bombas atómicas”, escribió el científico.

Lo más importante es que este fenómeno se debía a efectos cuánticos, con lo que conectaba las teorías de lo muy pequeño con las leyes de Einstein que sirven para describir el universo a grandes escalas. La unificación de esas dos teorías es el gran problema de la física que Hawking quiso resolver y no pudo.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo

La radiación de Hawking nunca ha sido observada y, más de 40 años después, su posible detección es un asunto que enfrenta a los expertos. “Desde el punto de vista teórico su propuesta es muy robusta, aunque probablemente nunca se pueda confirmar, debido a que esos agujeros negros no sobrevivieron a los comienzos del universo”, opina el cosmólogo Viatcheslav Mukhanov

Lo que sí se ha podido probar es otra predicción que Hawking hizo en 1982 de forma independiente al equipo de Mukhanov y Gennady Chibisov. Los físicos propusieron que el origen de las galaxias está en pequeñas fluctuaciones cuánticas, semillas microscópicas de las que floreció la estructura macroscópica del universo. En 2013, el satélite Planck realizó el mapa más detallado del fondo cósmico de microondas, la radiación más antigua del universo. En sus imágenes se apreciaban pequeñas diferencias de temperatura cuya explicación más plausible eran las fluctuaciones cuánticas predichas por Hawking y sus colegas rusos, un descubrimiento por el que Hawking y Mukhanov recibieron el premio Fronteras del Conocimiento BBVA en 2016.

“Es impresionante que estos trabajos teóricos han tenido o están teniendo verificación experimental”, opina Luis Álvarez-Gaumé, cosmólogo del laboratorio europeo de física de partículas CERN. “La parte cosmológica con satélites como Planck y WMAP, y la parte de agujeros negros gracias a la detección de fusiones de agujeros negros a través de ondas gravitacionales. Ambas verificaciones hubiesen merecido un premio Nobel”, asegura.

A pesar de todas sus limitaciones —su dolencia solo le permitía escribir tres palabras por minuto— Hawking consiguió convertirse en una autoridad respetada en su campo, además de llegar a ser el científico más famoso del mundo. “Tenía una capacidad increíble para crear y ordenar las ideas en su cabeza. Después trabajaba con estudiantes y colegas que escribían una fórmula en la pizarra, él la miraba, decía si estaba de acuerdo y les contaba qué había que hacer después”, recuerda el astrónomo Martin Rees. Rees conoció a Hawking en Cambridge cuando era un estudiante dos años mayor que él y ya tenía dificultades para mantener el equilibrio y hablar. “Pensaban que ni siquiera viviría lo suficiente como para terminar la tesis, pero asombrosamente ha vivido hasta los 76 años”, ha recordado el astrónomo en declaraciones a Science Media Centre.

Hawking siguió haciendo ciencia y publicando estudios hasta hace pocos meses. En uno de sus trabajos recientes revisaba las teorías sobre el horizonte de sucesos de los agujeros negros, el punto de no retorno más allá del cual nada puede escapar. El físico aseguró que los agujeros negros no existen, en el sentido de que, en contra de lo que se pensó durante décadas, sí hay cosas que pueden escapar al horizonte de sucesos.

Hawking contaba que poco después de que le diagnosticaran su enfermedad, a los 21 años, ingresado en un hospital, vio morir a un joven de leucemia en la cama de al lado. “Siempre que cometo la tentación de compadecerme a mí mismo recuerdo a ese chico”, escribió.

Fuente: https://elpais.com/elpais/2018/03/14/ciencia/1521048554_495814.html

Descubren cuándo aparecieron las primeras estrellas de la historia del universo

• Una señal ancestral muestra que el universo temprano estaba más frío de lo esperado.

• Según algunos científicos, la interacción entre la materia oscura y la materia normal podría explicar esta observación.

Oscuro y mucho más frío de lo que se pensaba. Así era el universo en su más tierna infancia, solo 180 millones de años después de la gran explosión, el Big Bang, con la que comenzó todo. Esa es la conclusión a la que ha llegado un equipo internacional de astrónomos que ha captado una señal procedente del cosmos primigenio, según publican hoy en la revista Nature. Sus resultados muestran cuándo podrían haberse encendido las primeras estrellas.

"Nuestra medición indica que estas primeras estrellas y galaxias se estaban formando alrededor de 180 millones de años después del Big Bang"

La señal fue detectada desde un recóndito lugar del oeste de Australia, en pleno desierto, donde se sitúa el Observatorio Radioastronómico de Murchison. Allí se localiza el instrumento EDGES, la colaboración entre el MIT y la Universidad Estatal de Arizona que lleva varios años trabajando para encontrar una pista procedente del cosmos primigenio. El objetivo no es otro que determinar cómo era el universo antes de vivir su particular amanecer, es decir, antes de que la luz ultravioleta de las primeras estrellas penetrara en el hidrógeno primordial que existía en forma de gas. Este elemento químico es el más abundante en el cosmos, al crearse durante los procesos que tuvieron lugar después del Big Bang.

"La señal coincide en muchos aspectos con las predicciones teóricas sobre las primeras estrellas y galaxias en el universo temprano. Nuestra medición indica que estas primeras estrellas y galaxias se estaban formando alrededor de 180 millones de años después del Big Bang", explica a Hipertextual Raúl Monsalve, investigador del Centro de Astrofísica de la Universidad de Colorado Boulder y uno de los autores del trabajo publicado en Nature. "Encontrar esta minúscula señal ha abierto una nueva ventana al universo temprano", destaca el astrónomo Judd Bowman, líder de la investigación. "Los telescopios no pueden obtener directamente la imagen de estas estrellas ancestrales, pero lo que capta se transforma en señales de radio que llegan del espacio", añade el profesor de la Universidad de Arizona.

Crédito: CSIRO Australia

Cómo han captado la señal del universo temprano 

Según aclara Monsalve a Hipertextual, el instrumento EDGES "no mide directamente las primeras estrellas, sino la radiación emitida por el gas de hidrógeno, del cual se forman estas estrellas". En particular, como los telescopios convencionales no pueden detectar el hidrógeno neutro y frío de las primeras etapas de la historia del cosmos, los científicos se centran en estudiar la emisión a 21 cm. Como explican desde la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco, el hidrógeno neutro sí puede emitir cierto tipo de "luz" que los radiotelescopios pueden captar.

 La señal sugiere que el universo estaba mucho más frío de lo esperado durante ese período

Una vez que las estrellas se encendieron por primera vez en el universo primigenio y su luz ultravioleta penetró el gas de hidrógeno primordial, consiguieron alterar su estado de excitación. Esa transición es precisamente lo que se denomina emisión a 21 cm; un cambio que provocaría que el hidrógeno absorbiera fotones del fondo de microondas dejando una huella que se puede detectar en la actualidad en el rango de las radiofrecuencias por debajo de los 200 MHz. El trabajo publicado en Nature muestra que la señal detectada es más grande de lo que las teorías predecían hasta ahora. El resultado podría explicarse, de acuerdo con una de las hipótesis, pensando en el que el gas de hidrógeno "haya estado más frío que lo esperado en ese período".

 

Crédito: N.R.Fuller, National Science Foundation.

El inesperado papel de la materia oscura 

"Si el gas de hidrógeno estaba más frío que lo esperado, hay que analizar cómo pudo pasar. Una alternativa es que la materia oscura haya interactuado con el gas en formas que hasta ahora no se habían considerado", comenta a Hipertextual Raúl Monsalve. Esa es precisamente la idea que defiende un segundo trabajo publicado en Nature, que apunta a la posible interacción entre la materia normal y la materia oscura, una misteriosa forma llamada así porque no emite radiación y que constituye el 26% del universo. 

La materia oscura podría haber interactuado con la materia normal, una posibilidad que explicaría por qué el hidrógeno estaba más frío de lo esperado

En el caso de que la hipótesis de este segundo estudio sea correcta, la medición realizada con el instrumento EDGES, "de forma inesperada", según Monsalve, "puede entregar información única acerca de este tipo de materia". Específicamente puede ofrecer datos más precisos "sobre la masa y la velocidad de las partículas de la materia oscura, así como la posibilidad de que dichas partículas posean una pequeña carga eléctrica", cuenta el investigador consultado por Hipertextual.

Las investigaciones publicadas hoy, no obstante, son solo el principio. "Nos queda mucho por saber del universo temprano. Por ejemplo, características específicas de las primeras estrellas y galaxias, como su masa y tiempo de vida", asegura Raúl Monsalve. Aunque probablemente nunca veremos estas estrellas ancestrales, sino que podremos estudiarlas y caracterizarlas gracias a las mediciones sobre este hidrógeno primordial. "Con EDGES estamos tratando de lograr mediciones aún mas precisas para caracterizar esta época en detalle", concluye el científico de la Universidad de Colorado Boulder.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2018/03/descubren-cuando-aparecieron-las.html