Se hallan "componentes" de la vida alrededor de una estrella

Un equipo de astrónomos, con ayuda del conjunto de telescopios de ALMA^[1] en Chile, ha detectado moléculas de glicolaldehído (una forma simple de azúcar) en el gas que rodea una estrella binaria joven, con masa similar a la del Sol, llamada IRAS 16293-2422. Esta es la primera vez que se ha encontrado glicolaldehído tan cerca de una estrella de este tipo, a distancias comparables a la de Urano del Sol en el sistema solar. Este descubrimiento muestra que algunos de los componentes químicos necesarios para la vida existían en este sistema cuando se estaban formando los planetas.

El glicolaldehído es un tipo de azúcar no muy diferente del que echamos al café. Esta molécula es uno de los ingredientes en la formación de ARN^[2], que es uno de los pilares de la vida. Las observaciones de ALMA muestran que las moléculas de azúcar se están moviendo hacia una de las estrellas del sistema, es decir, no sólo están en el lugar adecuado, sino que se dirigen en la dirección apropiada para llegar a algún planeta.

Las nubes de gas y polvo que colapsan para formar nuevas estrellas son extremadamente frías y muchos gases se solidifican en las partículas de polvo donde pueden ligarse entre sí para producir moléculas más complejas. Pero cuando la estrella se ha formado en medio de una nube de gas y polvo que gira sobre sí, comienza a calentar el interior de la nube aproximadamente a temperatura ambiente, lo que provoca la evaporación de las moléculas químicamente complejas y la formación de gases que emiten su radiación característica como ondas de radio que se pueden detectar mediante potentes radiotelescopios como los de ALMA.

IRAS 16293-2422 se encuentra relativamente cerca de la Tierra, a 400 años luz, lo que la hace ideal para que los astrónomos puedan estudiar las moléculas y la química alrededor de estrellas jóvenes. Gracias a la nueva generación de telescopios como ALMA, se puede buscar respuesta a preguntas como la complejidad que pueden alcanzar estas moléculas antes de ser incorporadas a los nuevos planetas. Tal vez esto podría dar algunas pistas de cómo la vida podría surgir en otras partes.

Los telescopios siguen siendo un medio fascinante para descubrir un poco más del universo que nos rodea.
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Fuente:
http://www.abc.es/20120830/ciencia/abci-hallan-azucar-alrededor-estrella-201208301406.html

1. ^{^} Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.
2. ^{^} Como el ADN, con el que está relacionado.

Seguridad en fronteras con Doppler y sonar

Generalmente, asociamos el ultrasonido a un aparato médico con el que ver el interior del cuerpo y sonar^[1] suele ser algo útil principalmente para los submarinos y los murciélagos. Pero ahora los humanos podemos combinar los dos y usarlos al aire libre. Por otro lado, todos conocemos el efecto Doppler, evidente cuando oímos una sirena en un vehículo en movimiento. Pues ahora James Sabatier de la Universidad de Misisipi y su equipo están usando el mismo principio con ultrasonido a 40 kHz para detectar y analizar el movimiento humano.

Con una técnica de sonar similar al radar, ya identificaron en el pasado características clave del andar humano, como las velocidades aisladas de pierna, pie y torso. Asimismo, eran capaces de distinguir seres humanos de otros animales. Ahora están acercando el trabajo más cerca del mundo real.

Un nuevo análisis teórico de los niveles de detección incluye no sólo fallos del equipo, sino también atenuación, ruido ambiental debido al viento y señales dispersadas por el suelo y la vegetación. La conclusión es que pueden detectar a una persona andando a una distancia de 10–17 metros, dependiendo de la elevación del sensor.

Un experimento posterior confirmó el análisis y extrajo propiedades adicionales del paso de un adulto. En particular, un valor por encima de unos 3,6 m del producto de la velocidad máxima de pierna y el tiempo del ciclo de paso, casi exclusivamente indica hombres; aunque valores más pequeños no son específicos de ningún sexo. En general, este tipo de conocimiento podría ser muy útil para vigilar un camino o una carretera cerca de una frontera.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i6/p24_s1

1. ^{^} O sónar.

Breve historia del átomo

Allá por el siglo V a. C., en Abdera (en el norte de Grecia), surgió el concepto del átomo como consecuencia de la búsqueda de la respuesta a una cuestión existencial, conocido como el desafío eleático: ¿Cómo se puede explicar la pluralidad de las cosas que se encuentran en la naturaleza? La hipótesis atómica fue la respuesta abderitana. Se supone que fue concebida por Leucipo, predecesor del famoso filósofo Demócrito.

Epicuro pensando en el movimiento de los átomos.

Epicuro llevó más allá el concepto de Leucipo de que partículas indivisibles constituyen la base del mundo físico. Aquel identificó ciertos fenómenos empíricos que parecían corroborar la idea de partículas microscópicas que se movían caóticamente en el vacío. La exposición más popular de la hipótesis atómica (que luego amplió Epicuro) se debe a Lucrecio en el siglo I a. C.:

En su curso a través de las profundidades del espacio, los átomos no permanecen quietos, sino que se mueven de forma incesante y variable, chocando unos con otros y rebotando unos más y otros menos... Estos impactos se van acumulando y el movimiento va aumentando desde los átomos y emerge gradualmente al nivel de nuestros sentidos, de modo que los cuerpos que vemos en los rayos de sol están en movimiento debido a choques que permanecen invisibles.

Sin embargo, la hipótesis atómica no fue totalmente aceptada por las generaciones posteriores y el concepto permaneció enterrado durante casi dos milenios. Platón nunca menciona a Demócrito, lo que le llevó a éste a quedar relegado a la oscuridad hasta el Renacimiento tardío.

La hipótesis atómica fue revivida por un buen número de científicos europeos, entre los que están Pierre Gassendi (siglo XVII) y John Dalton (s. XVIII). Los átomos fueron adoptados por la química y se convirtieron en la base de los modelos estadísticos de gases. A finales del s. XIX, con el descubrimiento por Jean Perrin del movimiento browniano en una suspensión coloidal, el concepto del átomo volvió finalmente al mundo de la física.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i5/p40_s1

Sensores que pueden "oler"

Para que una máquina pudiera imitar el sentido del olfato de una persona (o mejor, de un perro), tendría que poder determinar la presencia de un cierto vapor químico en pequeñas cantidades, así como qué sustancia química es. Los nanotubos de carbono y otros nanomateriales son capaces de hacer la primera parte. Su pequeño tamaño hace que la presencia de sólo unas pocas moléculas de gas sea suficiente para cambiar sus propiedades eléctricas. Pero, distinguir entre diferentes moléculas es ya algo más difícil.

Ya en el 2005 un grupo de investigadores descubrieron que sensores rodeados de diferentes hebras sencillas de ADN mostraban diferentes respuestas (medidas a través de la conductividad del nanotubo) a las mismas sustancias químicas de los aromas. Los sensores respondían a los olores en segundos, recobraban su conductividad de equilibrio cuando el aroma desaparecía y mantenían una respuesta reproducible durante docenas de ciclos.

Y ahora tratan de resolver el problema de distinguir entre moléculas muy similares. Con secuencias de ADN adecuadamente escogidas, se pueden crear sensores que distinguen entre moléculas orgánicas que difieren en un simple átomo de carbono e, incluso, entre moléculas que son enantiómeros. Aunque es algo fácil para el sentido olfatorio humano, no lo es tanto para los sensores electrónicos.

Los triángulos negros y de rayas representan enlaces
químicos que se extienden por encima y por debajo
del plano de la página, respectivamente.

La figura muestra un par de enantiómeros: d-limoneno y l-limoneno. Uno huele a limón y el otro huele a pino. Con una secuencia de ADN concreta, la conductividad a través del nanotubo de los sensores aumentaba (hasta un 40%) en presencia de d-limoneno y disminuía igualmente en presencia del l-limoneno. El mismo sensor también podía distinguir, aunque no tan bien, entre los dos enantiómeros de la carvona: uno huele a menta y el otro a comino.

El siguiente paso sería probar los sensores fuera del laboratorio, en diferentes condiciones atmosféricas (humedad, por ejemplo) y en presencia de olores de fondo. Por otro lado, y a pesar del buen resultado de los sensores, aún no se sabe exactamente por qué los sensores con nanotubos rodeados de ADN funcionan. Comprender el proceso permitiría simular las respuestas cuantitativamente.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i6/p22_s1

... cromosfera, región de transición

(Este artículo es continuación de El Sol: fotosfera, corona,... Te aconsejo que lo leas primero).

Representación de la variabilidad de la zona
entre la fotosfera y la corona solar.

Recordemos que entre la fotosfera y la corona solar existe una zona intermedia, compuesta por la cromosfera y la región de transición. En la cromosfera, los elementos más pequeños que se observan son las espículas, finos chorros de plasma que se encuentran por toda la superficie del Sol y que pueden ascender y caer a velocidades de decenas de kilómetros por segundo. Hay dos tipos y pueden deberse a las ondas acústicas que se propagan hacia fuera o a lo que se conoce como reconexión magnética.

No obstante, no toda la cromosfera está determinada por los campos magnéticos. Y la naturaleza (y temperatura) de esa otra cromosfera no magnética aún no se puede explicar totalmente, ya que parece que no se cumple el principio de conservación de la energía. Las pérdidas de energía son dos veces mayores que las ganancias, lo que impide explicar satisfactoriamente el calentamiento de la cromosfera.

En cuanto a la región de transición, las imágenes revelan también una textura similar a la de la cromosfera, cubriendo el Sol como con una alfombra de pelo largo, especialmente en los polos. También consta de otras prominencias, bucles y material oscuro, reflejo de la complejidad y ubicuidad del campo magnético solar.

Aunque la cromosfera y la región de transición parecerían estar estrechamente ligadas a través del campo magnético que las une, en realidad sus respectivas características no se corresponden. Podría ser que existieran una al lado de la otra como atmósferas interconectadas pero relativamente desacopladas.

A finales de este año 2012 será lanzado el satélite IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), que observará la cromosfera en el ultravioleta y la región de transición en el ultravioleta lejano. Estas observaciones espectroscópicas detalladas pueden darnos más pistas en cuanto a la relación entre estos dos componentes de la atmósfera solar, a la vez fascinantes y problemáticos.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i4/p72_s1