¿Detectó la NASA indicios de vida en Venus hace 42 años?

Un estudio en preimpresión afirma que la misión Pioner 13, que viajó al planeta vecino en 1978, halló moléculas que podrían corresponderse con fosfina

Instantánea de nuestro vecino, el planeta Venus

Hace unas semanas titulares de todo el mundo reflejaban un increíble hallazgo: hay fosfina en la atmósfera de Venus, un indicador compuesto de fósforo e hidrógeno que puede asociarse con algunos tipos de vida, según recogía el estudio publicado en « Nature Astronomy». Aunque ahora se ha iniciado una carrera para comprobar este descubrimiento, quizá la humanidad dio con él mucho antes sin darse cuenta. Al menos este es el argumento de un nuevo estudio en preimpresión publicado en « arXiv» por un equipo liderado por Rakesh Mogul, bioquímico de Universidad Estatal Politécnica de California, quien afirma que la misión Pioner de la NASA ya encontró este componente en 1978, aunque hasya ahora se había pasado por alto.

Todo comenzó con el anuncio mundial. En ese momento, Mogul se percató de que quizá había algún tipo de información en anteriores misiones a Venus que podían confirmar (o desmentir) el descubrimiento de la fosfina. Inmediatamente revisó los archivos de la misión Pioner Venus Multiprobe, de la NASA, en la que se lanzaron cuatro sondas a la atmósfera de Venus hace ahora 42 años. La más grande de ellas tenía un instrumento llamado «Large Neutral Mass Spectometer» (LMNS), diseñado para identificar diferentes gases en la atmósfera del planeta vecino. El objetivo aquella época era encontrar moléculas como dióxido de carbono, duóxido de azufre o argón. Pero según Mogul los científicos de la época menospreciaron el poder de su equipo.

«Los científicos en ese momento no buscaban fosfina porque pensaron que era imposible que estuviera presente en la atmósfera de Venus», explica Mogul para NewScientist. Es decir, ni siquiera estaba contemplado buscarla. Sin embargo, el nuevo equipo ha encontrado que existen datos que se podrían corresponder con este compuesto, e incluso con otros que tampoco se esperaba encontrar.

Cuestión de masa

El LNMS funciona midiendo la velocidad de las moléculas que chocan contra sus sensores. De esa manera, se puede calcular su masa e identificarlas. Sin embargo, la misión Pioner estaba más enfocada en confirmar tipos de moléculas que en los 80 se pensaba que existían en la atmósfera y cómo se comportaban a diferentes niveles de presión o temperatura. Pero según afirma Mogul, el equipo fue lo suficiente sensible como para captar más cosas -incluida la fosfina-, si bien han tenido que pasar cuatro décadas para detectarlas.

«Pudimos extraer algunos datos del estudio y creemos que encontramos algunas cosas interesantes. La información recabada indica la presencia de fosfina», afirma Mogul. No fue la única sorpresa: también había otros componentes «exóticos» el cloro, el oxígeno y el peróxido de hidrógeno. «Creemos que esto es una indicación de químicas aún no descubiertas y de químicas potencialmente favorables para la vida», explican los investigadores en su estudio.

De ser la teoría correcta -si bien su artículo aún no ha sido revisado por pares-, podría suponer un gran apoyo para la hipótesis de la presencia de fosfina en Venus sin tener que esperar a que nuevas misiones comprueben «in situ» el hecho. Y aún más: de confirmarse significaría que la fosfina lleva presente allí desde hace al menos 42 años, por lo que tiene que existir algún proceso más o menos regular detrás de él (aunque no sea de origen biológico). Es decir, que la detección de fosfina no ha sido simple casualidad.

Opiniones críticas y limitaciones

Aún así, hay voces discordantes. Mikhail Zolotov, investigador planetario de la Universidad Estatal de Arizona, sostiene que los datos de la sonda Pioner no solo lo suficientemente precisos para discernir entre la fosfina o una mezcla más simple de gases ricos en fósforo y sulfuro de hidrógeno. Además, afirma que las concentraciones de este gas deberían ser más altas si quieren ir en concordancia con el estudio de «Nature Astronomy», tal y como explica en un artículo de « Scientific American».

Sin embargo, según afirman Mogul y su equipo, solo han podido acceder a los datos correspondientes a las alturas entre 50 y 60 kilómetros, aunque la sonda recopiló información desde los 90 kilómetros hasta la superficie de Venus. Por ello tienen la esperanza de hallar más indicios de fosfina, así como su distribución en la atmósfera, lo que podría indicar el tipo de proceso que está creando este tipo de moléculas.

Tener la mayor cantidad de información posible facilitará el trabajo a las siguientes misiones que sobrevolarán a nuestro vecino, como BepiColombo (ESA-Jaxa), Solar Parker Probe (NASA) o Solar Orbiter (ESA), que ya están en camino -aunque no será el destino final de ninguna de ellas-, así como futuras misiones que probablemente se proyecten después de estos estudios que apuntan a que algo está ocurriendo en las nubes de Venus.

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El campo magnético terrestre puede cambiar diez veces más rápido de lo que se creía

El estudio ayudará a comprender el comportamiento del interior profundo de la Tierra, del que depende nuestra supervivencia

Representación del interior de la Tierra, donde se origina el campo magnético

Un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores de las universidades de Leeds, en Reino Unido, y de California, en San Diego, le acaba de dar otra vuelta de tuerca a la espinosa cuestión del comportamiento del campo magnético de la Tierra, del cual depende, en buena medida, nuestra supervivencia.

Recién publicado en Nature Communications, la nueva investigación ha revelado, en efecto, que los cambios en la dirección del campo magnético del planeta pueden llegar a ser hasta diez veces más rápidos de lo que se pensaba hasta ahora. El trabajo ofrece una nueva visión del flujo de hierro a 2.800 km de profundidad bajo la superficie terrestre y muestra cómo ese flujo ha influido en el movimiento del campo magnético durante los últimos cien mil años.

Como es bien sabido, el campo magnético de la Tierra es generado y mantenido por un flujo convectivo del metal fundido que forma el núcleo externo de nuestro planeta. El movimiento del hierro líquido crea las corrientes eléctricas que alimentan al campo, y eso no solo nos ayuda a guiar los sistemas de navegación, sino que también mantiene la atmósfera en su sitio y nos protege, a la vez, de la dañina radiación procedente del Sol y otras fuentes más lejanas.

Sin embargo, el campo magnético no es fijo, sino que cambia constantemente. Durante los últimos años, los satélites han proporcionado nuevos medios para medir y rastrear esos cambios, pero el campo existe desde mucho antes, incluso, de la existencia del hombre, y se ignora en gran medida cómo se comportaba en el pasado.

El campo magnético del pasado

Para saber cómo era el campo magnético en tiempos geológicos, los científicos suelen analizar las direcciones magnéticas grabadas en antiguas rocas, sedimentos, flujos de lava o incluso en herramientas hechas por el hombre. Sin embargo, la tarea no resulta sencilla, y las tasas de cambio obtenidas por estos procedimientos están sujetas a un intenso debate.

Ahora, Chris Davies, de la Universidad de Leeds y Catherine Constable, de la de California en San Diego, han conseguido enfocar la cuestión desde un punto de vista diferente. Y para ello combinaron simulaciones del proceso de generación del campo con una reconstrucción recientemente publicada de sus variaciones durante un período que abarca los últimos 100.000 años.

El estudio ha mostrado que los cambios en la dirección del campo han llegado a alcanzar tasas que son hasta diez veces más rápidas que las reportadas en la actualidad. Las variaciones llegaron, en efecto, a ser de más de un grado por año.

Cambios asociados a épocas de debilitamiento

Davies y Constable demostraron, además, que estos rápidos cambios están íntimamente asociados con los periodos de debilitamiento local del campo magnético. Lo cual indica que esos cambios se produjeron generalmente en momentos en que el campo invertía su polaridad (el polo norte magnético pasaba a ser el polo sur magnético y viceversa), o durante las "excursiones geomagnéticas" durante las que los polos magnéticos se desplazan rápidamente hacia el norte o hacia el sur (tal y como está sucediendo ahora, con el polo norte magnético desplazándose hacia Siberia a una velocidad de cerca de 60 km al año).

El ejemplo más claro de esta situación, sin embargo, fue el brusco cambio de dirección de aproximadamente 2,5 grados que tuvo lugar hace 39.000 años. El cambio se produjo en una región justo al lado de la costa oeste de América Central, donde la fuerza del campo era localmente débil, y sucedió justo después de la "excursión global de Laschamp", una breve inversión del campo magnético que se produjo hace unos 41.000 años. Los investigadores identificaron además otros eventos similares durante el periodo estudiado.

Parches de flujo invertido

Según el estudio, los cambios direccionales más rápidos están asociados al movimiento de "parches de flujo invertido" del hierro líquido a través de la superficie del núcleo externo. Esos parches son más frecuentes en las latitudes más bajas, lo que sugiere que las futuras búsquedas deberían centrarse precisamente en esas áreas.

En palabras de Davies, "tenemos aún un conocimiento muy incompleto de nuestro campo magnético más allá de hace 400 años. Y dado que estos cambios rápidos reflejan algunos de los eventos más extremos del núcleo líquido, podrían darnos información importante sobre el comportamiento del interior profundo de la Tierra".

Constable, por su parte, cree que "comprender si las simulaciones por computadora del campo magnético reflejan, o no, con precisión el comportamiento físico del campo geomagnético tal y como se infiere de los registros puede resultar muy difícil. En este caso, sin embargo, en nuestras simulaciones hemos podido mostrar una excelente coincidencia tanto en las tasas de cambio como en la ubicación general de los eventos más extremos. El estudio ofrece una estrategia útil para documentar cómo ocurren esos cambios rápidos, y si también se dan en tiempos de polaridad magnética estable, como la que estamos experimentando en la actualidad".

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Hallan misteriosas y enormes estructuras sólidas junto al núcleo de la Tierra

Por el momento, los investigadores ignoran su composición y su extensión exacta

Si partiéramos la Tierra por la mitad, como si fuera una enorme manzana, veríamos que el corte se divide en varias capas bien diferenciadas, aunque las principales son estas: la corteza, la más delgada de todas, de apenas unas pocas decenas de km de grosor (aún menos en los fondos oceánicos); el manto, mucho más extenso, de unos 3.000 km de grosor y formado principalmente por silicatos muy calientes y cuya viscosidad y densidad aumentan a medida que profundizamos hacia el centro de la Tierra; y el núcleo, la capa más interna, una esfera de unos 3.500 km de radio, formada principalmente por hierro y que se divide en dos partes, un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido, con temperaturas que pueden alcanzar los 6.700 grados, mayores que las de la superficie del Sol.

Y ahora, un equipo de geofísicos de la Universidad de Maryland ha conseguido identificar, justo en la frontera entre el núcleo y el manto, una serie de gigantescas estructuras, áreas de roca inusualmente densa y caliente cuya composición y origen es un misterio. Para detectarlas, los investigadores analizaron miles de grabaciones de ondas sísmicas, ondas de sonido que viajan a través de la Tierra, estudiando los ecos que venían de esa región fronteriza en el corazón del planeta.

Estudios anteriores solo habían conseguido aportar información muy limitada sobre esas estructuras, pero comprender su composición, forma y extensión podría ayudar a revelar los procesos geológicos internos que han llevado a la Tierra a ser como es. En ellas, en efecto, podría estar el secreto del funcionamiento de la tectónica de placas y de la evolución de nuestro planeta. La investigación, que proporciona la visión más detallada hasta ahora del límite núcleo-manto, se acaba de publicar en Science.

El trabajo de los científicos se centró, pues, en los ecos de las ondas sísmicas, y en concreto de las que viajan por debajo de la cuenca del Pacífico. El análisis dio sus frutos, y reveló una estructura previamente desconocida justo debajo de las islas Marquesas, de origen volcánico, en el Pacífico Sur, y mostró también que la estructura que yace bajo el archipiélago hawaiano es, en realidad, mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente.

«Al observar miles de ecos del límite del manto central al mismo tiempo, en lugar de centrarse solo en unos pocos a la vez, como suele hacerse, hemos obtenido una perspectiva totalmente nueva -afirma Doyeon Kim, autora principal del artículo-. Esto nos muestra que la región límite núcleo-manto tiene muchas estructuras que pueden producir estos ecos, y eso era algo de lo que no nos habíamos dado cuenta antes porque solo teníamos una visión limitada».

Las ondas sísmicas generadas por los terremotos bajo la superficie terrestre son capaces de viajar miles de km. Y cuando esas ondas se topan con cambios de densidad, temperatura o composición de las rocas que atraviesan, se doblan o se dispersan, produciendo ecos que se pueden detectar. Los ecos de las estructuras más cercanas llegan más rápido, y los de las estructuras más grandes tienen una mayor intensidad. De este modo, midiendo el tiempo de viaje de estos ecos y su amplitud a medida que van siendo registrados por los sismómetros en lugares diferentes, los científicos pueden desarrollar modelos de las propiedades físicas de las rocas ocultas bajo la superficie. Es algo parecido al sistema que utilizan los murciélagos para percibir y mapear su entorno.

El gráfico muestra la enorme estructura encontrada junto al núcelo terrestrey justo debajo de las islas Hawaii. - Doyeon Kim/University of Maryland

En busca del eco adecuado

Para este estudio, Kim y sus colegas buscaron los ecos generados por un tipo específico de onda, llamada «onda de corte», a medida que se desplaza a lo largo del límite núcleo-manto. En la grabación (llamada sismograma) de un único terremoto, los ecos de las ondas de corte pueden resultar difíciles de distinguir del ruido aleatorio. Pero mirar muchos sismogramas de muchos terremotos a la vez puede revelar similitudes y patrones capaces de identificar los ecos ocultos en los datos.

Utilizando un algoritmo de «machine learning» llamado Sequencer, los investigadores analizaron 7.000 sismogramas de cientos de terremotos de magnitud 6,5 y y superiores ocurridos en la cuenca del Pacífico entre 1990 y 2018. El Sequencer, desarrollado inicialmente para encontrar patrones en la radiación de estrellas y galaxias distantes, fue capaz de descubrir una gran cantidad de ondas de corte cuando se aplicó a los sismogramas.

«En las ciencias de la Tierra -asegura Kim- el machine learning está creciendo rápidamente, y un algoritmo como Sequencer nos permite ser capaces de detectar de forma sistemática los ecos sísmicos y obtener nuevas ideas sobre las estructuras halladas en la base del manto, que hasta ahora han sido un enigma».

De hecho, la investigación reveló algunas sorpresas sobre las misteriosas estructuras halladas junto al núcleo terrestre. «Hallamos ecos en aproximadamente el 40% de todas las rutas de ondas sísmicas -explica por su parte Vedran Leki, coautor del estudio-. Eso fue muy sorprendente porque esperábamos que fueran más raros, y lo que eso significa es que esas estructuras anómalas en el límite núcleo-manto están mucho más extendidas de lo que se creía».

Entre todos los ecos detectados, los de la estructura que hay justo debajo de Hawai fueron, con diferencia, los más fuertes, lo que indica que "ahí abajo" hay algo realmente enorme, mucho mayor de lo que indicaban estimaciones anteriores. De hecho, la mayor entre todas las estructuras de este tipo detectadas hasta ahora.

En cuanto a que hay bajo las islas Marquesas, en la Polinesia francesa, Leki afirma que «nos sorprendió encontrar ahí una tan grande y que ni siquiera sabíamos que existía. Es algo realmente emocionante, porque muestra cómo el algoritmo Sequencer puede ayudarnos a contextualizar los datos de los sismogramas en todo el mundo de una forma que antes no resultaba posible».

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Física cuántica: qué es la dualidad partícula-onda de la luz y cómo su descubrimiento revolucionó la ciencia

¿Es la luz una onda o una partícula? Albert Einstein fue en contra de 300 años de historia de la física y respondió "ambos".

Albert Einstein puede ser famoso por su teoría de la relatividad general, pero no fue esta la que le dio el único Premio Nobel de su carrera.

El físico obtuvo el galardón por un descubrimiento que hizo cuando tenía tan solo 26 años.

Se trata de la ley del efecto fotoeléctrico que publicó en 1905 y que planteaba que la luz tenía una propiedad tan contraintuitiva que llevaría a cuestionar la propia noción de la realidad.

No en vano terminó dando origen a la física o mecánica cuántica, una rama que estudia la naturaleza a escala atómica y subatómica, o sea, el mundo de lo ultrapequeño y sus leyes, que son muy distintas a aquellas que gobiernan al mundo que podemos ver.

"La mecánica cuántica marcó una ruptura entre la física clásica y la moderna", explica a BBC Mundo la física colombiana Nelly Yolanda Céspedes Guevara.

"Fue toda una revolución", agregó la también doctora en educación y docente de la Fundación Universitaria del Área Andina, de Colombia.

Para ello, Einstein hizo lo que mejor sabía hacer: romper con ideas largamente establecidas y aceptadas.

"No podemos solucionar nuestros problemas con las mismas líneas de pensamiento que usamos cuando los creamos", dijo el físico alguna vez.

La ley del efecto fotoeléctrico no fue la excepción.

¿Partícula u onda?

En la física, las ondas y las partículas son tan distintas que cada una obedece a sus propias reglas matemáticas.

Einstein ganó el Nobel de Física en 1921 por la ley del efecto fotoeléctrico, que descubrió con 26 años.

"La partícula es todo aquello que tú puedes cuantificar y que en teoría puedes agarrar o tocar", dice Céspedes.

Imagínalo como una piedra: la puedes tomar con tu mano, lanzar contra una pared y, luego de verla rebotar, incluso puedes señalar el lugar preciso donde cayó.

En cambio, explica la física, "la onda es capaz de atravesar de un lugar a otro y no la puedes coger".

Sería como tirar la piedra en un cubo con agua y tratar de agarrar las pequeñas olas que se generan: pasarán por los costados de tu mano, por arriba y entre tus dedos, pero no podrás atraparlas.

Tampoco serás capaz de decir exactamente dónde están esas olas, más que haciendo un gesto aproximado que englobe toda la onda expansiva provocada por la piedra.

Hasta la llegada del siglo XX, el consenso científico indicaba que, por ejemplo, la luz era una onda y el electrón, una partícula.

Pero todo estaba a punto de cambiar.

Según la ley del efecto fotoeléctrico de Einstein, la luz podría generar electricidad solo si, bajo determinadas circunstancias, se comportaba como una suerte de partícula.

En otras palabras, planteó que "la luz no podía ser solo una onda", explica Céspedes.

Para llegar a esa conclusión, agrega, Einstein se basó en ideas previas de físicos como el alemán Max Planck.

El "revolucionario renuente"

En el año 1900, Planck ya había descubierto que había un problema con la luz como onda.

Lejos de ser un flujo constante, afirmó, la luz viajaba en "paquetes" de una gran "cuantía" de energía, concepto de donde luego derivaría el nombre de física cuántica.

Planck fue galardonado en 1918 con el Nobel "en reconocimiento de los servicios que prestó al avance de la física por su descubrimiento de los cuantos de energía".

"El concepto de Planck de cuantos energéticos", explica la Enciclopedia Británica, "entraba en conflicto con toda la esencia de la física teórica pasada".

Y si bien sus investigaciones no le dejaban otra opción más que derribar el conocimiento previo establecido y hasta ganó un Nobel por "descubrir la energía cuanta", Planck fue un "revolucionario renuente", afirma la enciclopedia.

Tal es así que distintos historiadores de la ciencia como el famoso Thomas Kuhn se han negado a darle el título de padre de la física cuántica.

Según argumentan, a partir de sus trabajos, Planck podría haber inferido que la luz se comportaba como una partícula, sin embargo, no lo vio o no se atrevió a afirmarlo y provocar un cambio de paradigma.

Para eso tendría que llegar Einstein.

Ni una cosa ni la otra

En 1905, Einstein había argumentado que, a veces, la luz parecía consistir en "cuantos" (lo que hoy son los fotones) y, cuatro años más tarde, introdujo la dualidad onda-partícula en la física.

Es decir que la luz no era una onda o una partícula: era ambas cosas. Einstein estaba pensando lo impensable.

"La hipótesis de Einstein de los cuantos de luz no fue tomada en serio por los físicos adeptos a las matemáticas durante poco más de 15 años", escribió el historiador de la ciencia Bruce R. Wheaton.

"Incluso (el físico estadounidense) R. A. Millikan, quien en 1914-16 proporcionó la primera evidencia inequívoca de la sorprendente ley de emisión fotoeléctrica de Einstein, siguió también inequívocamente desdeñando la hipótesis de la partícula de luz de la cual se había derivado esa ley", agregó.

• Cómo Einstein organizaba su tiempo (y por qué a veces se olvidaba hasta de almorzar)

Es más: Millikan, quien fue discípulo de Planck, terminaría ganando un Nobel "por su trabajo en la carga elemental de la electricidad y en el efecto fotoeléctrico".

Para desdén de muchos de estos físicos, la dualidad onda-partícula no se quedó en la luz, sino que se amplió a la materia a escala atómica.

La física moderna

En 1924, el físico francés Louis de Broglie propuso una osada analogía: si la luz, que se creía que era una onda, tenía comportamiento de partícula bajo ciertas condiciones, entonces partículas como el electrón también cumplían con esa dualidad.

Gracias a Isaac Newton entendemos las leyes de la física clásica, pero no podemos aplicarlas al mundo atómico y subatómico.

"Cuando De Broglie propuso esta idea, no había evidencia experimental alguna" que la respaldara, explica la Enciclopedia Británica.

"La sugerencia de De Broglie, su principal contribución a la física, constituyó un triunfo de la intuición", agrega.

Es que, tres años después, la naturaleza ondulatoria de los electrones era demostrada empíricamente por el físico británico George Paget Thomson.

Lo increíble es que así como Thomson obtuvo el Premio Nobel por demostrar que los electrones son ondas, su padre, Joseph John Thomson, lo había ganado décadas antes por probar que los electrones son partículas.

Y sí, De Broglie también recibió el Nobel.

"La idea de Louis de Broglie, que condujo a la formulación más completa del dualismo onda-partícula fue el último acto en una serie de intentos preliminares por parte de los físicos para resolver las paradojas que habían surgido en las teorías de la radiación", escribió Wheaton.

En esa búsqueda, dieron la estocada final al determinismo en la física y provocaron una revolución en el conocimiento que incluso trascendió a la ciencia.

En palabras de Wheaton: "La teoría de partículas de luz de Einstein ha demostrado ser un componente fundamental de la física moderna, quizás la característica que más la distingue de la física newtoniana de los 300 años anteriores".

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Expertos alertan de una tormenta solar que "afectará a todo el mundo"

No es una cuestión de si ocurrirá, sino de "cuándo" ocurriá, sostiene Juha-Pekka Luntama, jefe de la Oficina de Meteorología Espacial de la Agencia Espacial Europea.

Una tormenta solar potencialmente desastrosa podría afectar "a todo el mundo", causando estragos en las redes eléctricas y los equipos electrónicos, según lo han advertido esta semana varios expertos consultados por medios británicos.

Juha-Pekka Luntama, jefe de la Oficina de Meteorología Espacial de la Agencia Espacial Europea, afirmó en declaraciones a The Daily Express que "no es una cuestión de si [ocurrirá], sino de cuándo" la Tierra se enfrentará a una tormenta solar "potencialmente peligrosa".

Luntama recuerda que las erupciones solares a menudo van acompañadas con un fenómeno conocido como eyección de masa coronal (CME), una explosión en el campo magnético solar que arroja miles de millones de toneladas de plasma solar al espacio. Según el científico, esto fenómenos representan el mayor peligro de todos, ya que son capaces de dañar los instrumentos electrónicos de la Tierra.

"Todo el mundo se verá afectado"

Según Luntama, "durante mucho tiempo, hemos tenido suerte", pero si se produce una gran eyección de masa coronal, su impacto estimado sería de unos 18.300 millones de dólares tan solo en Europa. "Nadie siquiera intentó hacer una estimación del costo mundial. Si hay una gran erupción solar, todo el mundo se verá afectado", asevera el científico.

Tom Bogdan, experto del Centro de Predicción del Tiempo Espacial de EE.UU., también explica que las tormentas de este tipo pueden resultar especialmente devastadoras hoy en día en comparación con las que se producían siglos atrás, pues afectan a "tecnologías avanzadas que influyen prácticamente en todos los aspectos de nuestras vidas".

"La preocupación aquí es que, si la radiación de una erupción solar golpea la Tierra, puede noquear a los satélites, interrumpir los teléfonos móviles y otras formas de comunicación", alerta, por su parte, Brian Gaensler, astrofísico de la Universidad de Toronto, citado por The Daily Star.

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La gran tormenta de Marte ha pasado. ¿Logrará Opportunity volver a despertar?

Con los cielos del Planeta rojo de nuevo despejados, los científicos de la misión esperan que el veterano rover consiga reactivarse y llamar a casa

Marte, visto por la Mars Reconnaisance Orbiter, durante y después de la enorme tormenta que envolvió todo el planeta en una nube de polvo - MSSS/JPL-Caltech/NASA

El pasado 30 de mayo, los científicos de la NASA detectaron las primeras señales de una gran tormenta de polvo en Marte. Apenas unos días después, la tormenta empezó a extenderse hasta cubrir toda la superficie del planeta, y los ingenieros del Jet Propulsion Laboratory decidieron "poner a dormir" al veterano rover Opportunity, que lleva ya casi 15 años de misión en el planeta rojo.

Ahora, casi dos meses después, los cielos marcianos están, finalmente, despejándose, y los ingenieros de la agencia espacial norteamericana cruzan los dedos mientras esperan con ansia que el rover "llame a casa".

El último contacto con Opportunity fue el pasado 10 de junio. Desde entonces, el vehículo robótico ha permanecido desconectado y completamente aislado en el "Valle de la Perseverancia", un barranco en el borde occidental del cráter Endeavor, a 45 km de su punto de aterrizaje y el lugar donde ha tenido que soportar semanas enteras de vientos huracanados y el azote de toneladas de polvo y rocas marcianas.

Debido a la intensidad de la tormenta, la mayor de la que se tienen registros en Marte, la luz del sol apenas si ha podido llegar hasta las placas solares que suministran energía al rover, que por lo tanto permanece aún en estado de suspensión.

Pero las observaciones orbitales realizadas por la Mars Reconnaissance Orbiter muestran que, ahora, el polvo se está asentando y los cielos vuelven a estar limpios en el Valle de la Perseverancia. (El estado diario de la tormenta puede seguirse aquí). Y tan pronto como Opportunity reciba la cantidad suficiente de luz solar para iniciar automáticamente los protocolos de recuperación y despertarse, el control de tierra de la NASA empezará a intentar comunicarse con él.

Para ello, el equipo de misión de Opportunity ha desarrollado un plan en dos fases, con el fin de tener la mayor probabilidad posible de comunicarse con éxito con el rover y volver a activarlo.

"El Sol está disolviendo la neblina sobre el Valle de la Perseverancia -explica John Callas, gerente de proyectos de Opportunity en el Jet Propulsion Laboratory- , y pronto habrá suficiente luz solar para que el rover pueda recargar sus baterías. Cuando el nivel de Tau (una medida de la cantidad de partículas en suspensión en el cielo marciano) caiga por debajo de 1.5, comenzaremos un período de intentos activos de comunicación con el rover, enviándole comandos a través de las antenas de la Red de espacio profundo de la NASA. Suponiendo que recibamos noticias de Opportunity, comenzaremos el proceso para averiguar su estado y volver a ponerlo en línea".

45 días de plazo

Si el equipo no recibe respuesta en un plazo de 45 días, asumirá que Opportunity no sobrevivió a la tormenta y dejará de enviarle señales. Aunque podría ser que, sencillamente, se haya acumulado una gruesa capa de polvo y escombros sobre los paneles solares del rover, y que en algún momento uno de los numerosos remolinos de aire que se forman en Marte consiga "barrer" todo ese polvo, de forma que la NASA seguirá a la escucha durante los próximos meses, con la esperanza de recibir algún signo de vida.

Sin embargo, incluso en el caso de que Opportunity envíe finalmente una señal, no existen garantías de que el vehículo pueda continuar con sus trabajos de exploración. El polvo y el frío de la tormenta, en efecto, podrían haberle causado daños suficientes como para ponerlo definitivamente fuera de servicio.

Pese a lo delicado de la situación, el equipo de Opportunity se muestra moderadamente optimista. El rover, en efecto, ha superado ya con éxito toda clase de retos y problemas durante sus más de 14 años en Marte. En junio de 2017, por ejemplo, el vehículo perdió el uso de su dirección delantera. Y su memoria flash de 256 megabytes hace ya tiempo que no funciona. Todos los componentes del rover, además, han superado ya con creces su tiempo previsto de funcionamiento. De hecho, tanto Opportunity como Spirit, su rover gemelo, fueron construidos para misiones de apenas 90 días, un plazo que Spirit logró multiplicar por veinte y que Opportunity, hasta ahora, ha multiplicado ya por sesenta. Ambos vehículos, además, fueron diseñados para viajar cerca de un km, y Opportunity ha recorrido ya 45 veces esa distancia.

Con ese magnífico historial en su haber, los ingenieros y científicos del control de misión esperan que el rover sea capaz, también, de superar este trance y seguir con su exploración marciana.

"En una situación como esta -afirma Callas- uno espera lo mejor, pero trata de prever todas las posibles eventualidades. Estamos tirando de nuestro tenaz rover para sacar sus pies del fuego una vez más. Y si lo hace, estaremos ahí para escucharle".

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Físicos comienzan la caza del «fotón oscuro» y la Quinta Fuerza de la Naturaleza

El experimento pretende hallar un «fotón oscuro», la hipotética partícula portadora de una «fuerza puente» entre la materia ordinaria y el «sector oscuro» del Universo

La mayor parte de lo que existe en el Universo es totalmente invisible para nosotros. Lo poco que conocemos, en efecto, apenas incluye un escueto 5% del total de las cosas que hay «ahí fuera». El resto está desaparecido, es invisible y resulta indetectable incluso para nuestros instrumentos más poderosos. Solo conocemos su existencia a través de los efectos que su gravedad ejerce sobre la pequeña fracción de materia que sí podemos ver.

Los investigadores se refieren a ese 95% desconocido como el «sector oscuro», hipotéticamente hecho de partículas energéticas y masivas que deben por fuerza estar en alguna parte, pero que no podemos detectar ya que no interaccionan con la materia ordinaria ni emiten luz u otra radiación.

Ahora, un equipo de físicos del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia está llevando a cabo un experimento que, de tener éxito, podría cambiarlo todo. De hecho, los investigadores tratarán de «cazar» algunas de esas partículas oscuras, muy especialmente una, el llamado «fotón oscuro», que podría ser además el portador de una quinta y desconocida fuerza de la naturaleza, una que hiciera de puente entre la materia ordinaria, la que conocemos, y el misterioso sector oscuro del que lo desconocemos prácticamente todo.

Las posibilidades de éxito no son demasiadas, pero si esa quinta fuerza apareciera durante el experimento, sería uno de los descubrimientos más importantes en toda la historia de la Física. No olvidemos que la mejor teoría de la realidad de la que disponemos, el Modelo Estandar de la Física de partículas, solo nos ha servido para explicar ese casi 5% del Universo al que tenemos acceso. El resto es un misterio compuesto por materia oscura (27%), el extraño material que se aglomera alrededor de las glaxias, y la aún más misteriosa energía oscura (68%), la poderosa fuerza que, según los cienfíficos, sería responsable de que el Universo se expanda, como lo hace, de forma acelerada, cada vez más deprisa.

«Por el momento -afirma Mauro Raggi, investigador de la Universidad La Sapienza de Roma-, no sabemos de qué está hecho más del 90% del Universo. Si encontráramos esa fuerza, cambiaría por completo el paradigma que tenemos ahora. Abriría un mundo nuevo y nos ayudaría a comprender las partículas y las fuerzas que componen el sector oscuro».

Bajo la dirección de Raggi los físicos italianos, pues, se disponen a buscar las partículas portadoras de esa hipotética quinta fuerza, que se añadiría a las cuatro conocidas: electromagnetismo, gravedad, fuerza nuclear fuerte y fuerza nucler débil. En el Modelo Estándar, esas cuatro interacciones fundamentales y sus partículas portadoras bastan para explicar cualquier comportamiento del 5% de materia que conocemos y de la que están hechos todos los planetas, todas las estrellas y todas las galaxias que podemos ver en el Universo.

Resultados este año

Antes de que finalice este año, Raggi y sus colaboradores harán públicos los resultados de un sofisticado instrumento en el Instituto Nacional de Física Nuclear, situado en Frascati, muy cerca de Roma. Bajo el nombre PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), el experimento está especialmente diseñado para dar caza a esa hipotética quinta fuerza de la Naturaleza.

Para lograrlo, PADME disparará partículas de antimateria (en concreto positrones, que son las antipartículas de los electrones) contra una delgada lámina de diamante. Y registrará la masa y las propiedades de cualquier partícula exótica que surja de las colisiones.

Un «portal» entre lo visible y lo oculto

Como se ha dicho, el grupo de Frascati se centrará principalmente en buscar el fotón oscuro, que es una versión más pesada del fotón ordinario. Predicho por varias extensiones del Modelo Estándar, esta partícula debería poder interactuar tanto con la materia oscura como con la materia ordinaria. En general, los fotones oscuros no son considerados como materia oscura, ya que llevarían relativamente poca masa y tendrían tendencia a decaer demasiado deprisa en la historia del Universo. Pero según Mauro Raggi, «proporcionarían un portal» que comunica los sectores visible y oculto del Universo.

Los fotones oscuros también se están investigando en experimentos de otros laboratorios, entre ellos el CERN en Ginebra o el Jefferson en Virginia, pero según Raggi, PADME tiene la ventaja de que podrá buscar la «masa perdida» de los fotones oscuros, lo que le permitirá detectar partículas incluso cuando no dejan tras de sí productos visibles de descomposición.

Durante el experimento, se grabarán las colisiones que se producen cuando los positrones del acelerador lineal de Frascati impacten contra los electrones de una película de diamante de apenas 100 nanómetros de grosor. Las aniquilaciones resultantes producirían, normalmente, dos fotones ordinarios, pero si el fotón oscuro existe, éste se generará junto a un único fotón visible y, a los ojos de los investigadores, parecerá haber desaparecido por completo, ya que habrá entrado en el «sector oscuro», donde no se le puede detectar. La masa del fotón oscuro, sin embargo, podrá calcularse a partir de su «pareja» visible (el fotón ordinario).

En el reino de la materia ordinaria, el fotón es la partícula que transporta la unidad mínima de la fuerza electromagnética. La hipotética partícula que persigue el experimento PADME sería su equivalente en el sector oscuro, la portadora de lo que podríamos llamar una «fuerza electromagnética oscura». Por eso, si finalmente el experimento tiene éxito, no solo habrá descubierto una nueva partícula subatómica, la primera ajena a la materia ordinaria, sino toda una nueva fuerza de la Naturaleza capaz de actuar a caballo entre la materia que conocemos y la que conforma el 95% del Universo.

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