domingo, mayo 24, 2009

La nueva vida cálida de Spitzer

El exitoso observatorio espacial infrarrojo de la NASA consumió todo su congelante y entra en “fase cálida”.

El 25 de Agosto de 2003 fue lanzado hacia el espacio el último de los grandes observatorios de la NASA, el Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer. Su misión: estudiar al universo en las longitudes de onda que se encuentran más allá del espectro visible, atravesando nubes de polvo estelar y descubriendo objetos fríos y lejanos.

Observatorio_Espacial_Infrarrojo_Spitzer

Representación artística del telescopio Spitzer frente a una imagen infrarroja del plano galáctico de la Vía Láctea.

© NASA/JPL

Para lograr sus propósitos, los instrumentos de Spitzer debían estar en un ambiente muy frío, que no enmascarara su visión. Con este fin, helio líquido corría por las venas del telescopio enfriando todo hasta una temperatura de -271ºC, a menos de tres grados sobre el cero absoluto.

Inicialmente, se previó que el helio durara solamente dos años y medios, pero el diseño y el manejo del telescopio lograron que su vida se extendiera por más de cinco años y medio. Pero inevitablemente llegó a su fin, y el 15 de mayo de 2009 Spitzer consumió totalmente sus reservas de gas congelante.

La nave, que actualmente se encuentra en órbita alrededor del Sol a más de 100 millones de kilómetros por detrás de la Tierra, se calentará un poco. Todavía estará mucho más fría que un cubo de hielo, ya que la temperatura del telescopio ascendió apenas hasta los -242ºC.

Podría parecer que la temperatura sigue siendo muy baja, pero esto significó que dos de los instrumentos de Spitzer, su fotómetro de imagen multibanda de gran longitud de onda y su espectrógrafo infrarrojo perdieran su capacidad de detectar los objetos más fríos del espacio.

Spitzer_en_órbita

Cualquier satélite en una órbita geocéntrica razonable recibiría además de la luz solar directa, la luz solar reflejada por la Tierra y la emisión infrarroja emitida por nuestro planeta, y por lo tanto estaría bañado en temperaturas por encima de los 250 grados Kelvin. La órbita heliocéntrica derivante (se va alejando de la Tierra a razón de unos 15 000 000 km al año) coloca a Spitzer en el “espacio profundo”, donde la temperatura del telescopio, aún sin ningún congelante, alcanza apenas los 30 o 40K, permitiendo así que la naturaleza ayude a su mejor funcionamiento. Aquí lo vemos en la posición en que se encontraba el 15 de mayo de 2009, cuando se agotó su congelante de helio líquido.

© JPL/Caltech

Sin embargo, continuarán funcionando correctamente los dos detectores de ondas más cortas de su conjunto de cámaras, que trabajan en las longitudes de 3,6 y 4,5 micrones (es decir dentro del rango infrarrojo cercano a mediano), podrán capturar el resplandor de toda una serie de objetos, tales como asteroides en nuestro sistema solar, estrellas polvorientas, discos de formación planetaria, planetas gaseosos gigantes y galaxias distantes. Además, Spitzer podrá atisbar a través del polvo que permea nuestra galaxia y bloquea la observación en la luz visible. Y lo que es más importante, estos detectores podrán todavía funcionar por al menos dos años más.

“Nos gusta pensar que esto es un renacimiento de Spitzer”, dijo Robert Wilson, gerente del proyecto Spitzer en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. “Spitzer tuvo una vida asombrosa, llevando a cabo su tarea más allá de lo previsto. Es posible que su misión principal haya terminado, pero encarará nuevos estudios científicos, y seguramente llegarán mas descubrimientos”.

“Realizaremos un trabajo científico importante y emocionante con esos dos canales infrarrojos”, dijo el científico del proyecto Spitzer Michael Werner de JPL, quien ha trabajado con Spitzer durante más de 30 años. “Nuestro nuevo programa tomará ventaja de lo que esos canales pueden realizar mejor”.

Los hallazgos de Spitzer han sido grandes y muchos. Por ejemplo, estableció que la materia de cometas y planetas es similar a través de toda la galaxia. Mostró con sus fotografías nuevos detalles del nacimiento de las estrellas, y reveló que en el universo distante, a miles de millones de años-luz, acechaban en la oscuridad cientos de agujeros negros masivos. También creó mosaicos detallados de la región central de la Vía Láctea y examinó las estructuras de otras galaxias, así como las de las nubes de polvo de nuestra galaxia, ya que muchos compuestos químicos, incluyendo moléculas orgánicas, dejan firmas distintivas en el espectro infrarrojo.

nube_cósmica_BHR71

La nube cósmica BHR 71 vista en luz visible (izquierda), a través de la cámara infrarroja IRAC de Spitzer (centro), y en una imagen combinada (derecha).

© NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Quizás sus descubrimientos más revolucionarios y sorprendentes tuvieron que ver con planetas en órbita alrededor de otras estrellas, algo que nadie había previsto cuando se construyó el telescopio.

En 2005 Spitzer detectó la primera luz proveniente de un exoplaneta. Desde entonces ha capturado datos de exoplanetas gaseosos calientes, determinando su temperatura. Más recientemente, fue testigo de cambios meteorológicos en un exoplaneta gaseoso, una tormenta de proporciones colosales que surgió en pocas horas antes de aquietarse rápidamente.

Algunas de las nuevas tareas de Spitzer (que en estos últimos años de producción generó más de 1 500 artículos científicos), serán refinar la constante de Hubble, definir cuán a menudo podrían impactar sobre la Tierra asteroides peligrosos, y caracterizar las atmósferas de exoplanetas gigantes gaseosos que puedan ser descubiertos dentro de poco por la misión Kepler.

Por otro lado, estos nuevos estudios serán suplementados por otros instrumentos. Por ejemplo, en nuevo telescopio Herschel de la Agencia Espacial Europea trabajará en algunas de las longitudes del infrarrojo cercano que acaba de perder Spitzer, así como en longitudes de onda sub-milimétricas.

Imágenes y descubrimientos del telescopio Spitzer

El Observatorio Infrarrojo Spitzer ha capturado una multitud de imágenes sumamente bellas, y sus descubrimientos científicos han sido muchos. A continuación les dejo algunos enlaces donde podrán comprobarlo:

- El resplandeciente polvo del centro galáctico
- Las pequeñas hijas de las estrellas gigantescas
- Otros soles, otras vidas
- Rho Ophiuchi – nuevos astros en el polvo cósmico
- Spitzer y las montañas de la creación
- Una serpiente galáctica
- Un nuevo rostro para la Vía Láctea

¿Quién fue Lyman Spitzer, Jr.?

El telescopio infrarrojo Spitzer recibió su nombre en honor a uno de los grandes científicos del siglo XX, Lyman Spitzer Jr., un renombrado astrofísico que realizó importantísimas contribuciones en las áreas de dinámica estelar, física del plasma, fusión termonuclear y astronomía espacial.

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Lyman Spitzer, Jr. (Jun.26, 1914 – Mar.31, 1997)

© Denise Applewhite, Princeton University

En 1946, siendo profesor en Yale, y más de una década antes de que el primer satélite fuera lanzado al espacio y 12 años antes de la creación de la NASA, propuso el lanzamiento de un satélite que pudiera observar desde el espacio una gran cantidad de longitudes de onda, sin que lo molestara la distorsión de la atmósfera.

Escribió un artículo titulado “Ventajas astronómicas de un observatorio extra-terrestre” donde describía las ventajas de tal instrumento, y trabajó los siguientes 50 años para que su visión se convirtiera en realidad.

En 1947, con apenas 33 años de edad, fue designado presidente del departamento de ciencias astrofísicas de Princeton y se convirtió en director del observatorio de esa universidad.

En ese departamento, estudió el gas y el polvo interestelar a partir de los cuales se forman las estrellas. Fue el primero en sugerir que las estrellas luminosas de las galaxias espirales se habían formado recientemente, y predijo la existencia de un halo galáctico que rodearía a la Vía Láctea.

En 1962 encabezó un programa para diseñar un observatorio que orbitaría la Tierra y estudiaría el espectro ultravioleta, que normalmente es bloqueado por nuestra atmósfera. El resultado fue el exitoso satélite Copérnico de la NASA, que operó desde 1972 hasta 1981.

En 1977, gracias en buena parte a los continuos esfuerzos de Spitzer, el Congreso estadounidense aprobó los fondos necesarios para la construcción del Telescopio Espacial Hubble, el cual fue puesto en órbita en 1990, 44 años después de la primera propuesta del científico.

Sorpresivamente, Spitzer falleció en 1977, después de haber completado un día normal de trabajo en la universidad de Princeton.

Además de sus intereses científicos, fue miembro del Club Alpino Americano. Amaba el montañismo y el ski, y contribuyó a un fondo que promociona el montañismo de última tecnología a través del apoyo financiero a equipos pequeños que intentan nuevos primeros ascensos o repeticiones difíciles de las rutas más retadoras en las grandes cadenas montañosas del mundo.

Cuando el 25 de agosto de 2003 la NASA lanzó un nuevo telescopio espacial para investigar al universo infrarrojo en una innovadora órbita solar siguiendo a la Tierra, decidió que esta modernísima instalación llevara el nombre del científico, para honrar la visión y las contribuciones a la ciencia espacial de Lyman Spitzer, Jr.



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Fuentes utilizadas:
- NASA/Spitzer
- Sky&Telescope
- NASA/Spitzer
- JPL/Spitzer/Caltech
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sábado, mayo 23, 2009

Midiendo una galaxia gigantesca

Comunicado de Prensa ESO PR 19/09.

El VLT de ESO logra medir con precisión a la galaxia M87.

Utilizando el Telescopio Muy Grande del Observatorio Austral Europeo (ESO), los astrónomos han podido medir el tamaño de la gigantesca galaxia Messier 87, y quedaron sorprendidos al descubrir que ha sido despojada de sus regiones exteriores por causas todavía desconocidas. La galaxia también parece estar en curso de colisión con otra galaxia gigante que se encuentra en el mismo dinámico racimo.

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ESO PR Photo 19a/09: Luz inter-racimo. Imagen profunda del racimo de Virgo tomada con el telescopio Burrell Schmidt que muestra la luz difusa entre las galaxias del cúmulo. Los puntos oscuros indican las estrellas de primer plano que fueron quitadas de la imagen.

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ESO PR Photo 19b/09: Localización de nebulosas planetarias en los confines de Messier 87 y en el espacio intergaláctico alrededor del centro de racimo de Virgo.

ESO_PR_Photo_19c/09

ESO PR Photo 19c/09: Imagen del racimo de galaxias de Virgo tomada por el telescopio Schmidt de 48 pulgadas del observatorio del Monte Palomar. M87 se encuentra en el centro, mientras que M84 y M86 son las dos galaxias brillantes que forman parte del grupo a la derecha del centro de la imagen.

La nuevas observaciones revelan que el halo de estrellas de Messier 87 ha sido recortado hasta un diámetro de aproximadamente un millón de años-luz, significativamente menor al esperado a pesar de tener unas tres veces la extensión del halo que rodea a nuestra Vía Láctea [1]. Más allá de esta zona, solamente se pueden ver algunas pocas estrellas intergalácticas.

“Es un resultado inesperado”, dice el co-autor Ortwin Gerhard. “Los modelos numéricos predicen que el halo alrededor de Messier 87 debería ser varias veces mayor al que han revelado nuestras observaciones. Claramente, algo debe haber recortado al halo hace tiempo”.

El equipo utilizó a FLAMES, el súper eficiente espectrógrafo adosado al Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO ubicado en el Observatorio de Paranal en Chile, para realizar las mediciones ultra precisas de un número de nebulosas planetarias en los bordes de Messier 87 y en el espacio intergaláctico dentro del racimo de galaxias de Virgo, al cual pertenece M87. FLAMES puede tomar simultáneamente los espectros de muchas fuentes diseminadas sobre un área del cielo del tamaño de la Luna.

El nuevo resultado es un logro que merece ser resaltado. La luz observada de una nebulosa planetaria del racimo de Virgo es tan tenue como una lámpara de 30 watts vista a una distancia de unos seis millones de kilómetros (es decir, unas 15 veces la distancia Tierra-Luna). Más aún, las nebulosas planetarias se encuentran escasamente diseminadas por todo el racimo, de modo que incluso el amplio campo de visión de FLAMES pudo capturar únicamente a unas pocas decenas de nebulosas a la vez.

“Es algo así como buscar una aguja en un pajar, pero en la oscuridad”, dice la miembro del equipo Magda Arnaboldi. “El espectrógrafo FLAMES del VLT resultó ser el mejor instrumento para la tarea”.

A una distancia de aproximadamente 50 millones de años-luz, el racimo de Virgo es el cúmulo de galaxias más cercano. Se encuentra localizado en la constelación de Virgo (la Virgen) y es relativamente joven y disperso. El racimo contiene muchos centenares de galaxias, incluyendo a galaxias elípticas gigantes y masivas así como a varias espirales parecidas de nuestra Vía Láctea.

Los astrónomos han propuesto varias explicaciones para este “recorte” descubierto en M87, tales como un colapso de materia oscura cercana al cúmulo de galaxias. Podría suceder también que otra galaxia del racimo, Messier 84, haya estado en el pasado mucho más cerca de M87 y que la haya perturbado fuertemente hace mil millones de años. “En esta etapa, no podemos confirmar ninguno de estos escenarios”, dice Arnaboldi. “Necesitaremos observar a muchas nebulosas planetarias más en los alrededores de Messier 87”.

Algo de lo que los astrónomos están seguros, sin embargo, es que Messier 87 y su vecina Messier 86 están cayendo una sobre la otra. “Es posible que estemos observándolas en la fase justamente anterior a su primer pasaje cercano”, dice Gerhard. “El racimo de Virgo es todavia un lugar muy dinámico y muchas cosas continuarán dando forma a sus galaxias a lo largo de los próximos mil millones de años”.

Mas información

Las nebulosas planetarias representan la espectacular fase final de la vida de las estrellas como el Sol, cuando las mismas eyectan sus capas exteriores hacia el espacio. El nombre es una reliquia de una época anterior: los primeros observadores, que utilizaban solamente telescopios pequeños, pensaban que algunos de estos objetos cercanos, tales como la Nebulosa de la Hélice, recordaban a los discos de los planetas gigantes del sistema solar.

Las nebulosas planetarias muestras fuertes líneas de emisión, los que las hace relativamente fáciles de detectar a grandes distancias, y eso también permite medir sus velocidades radiales con mucha precisión. Así, las nebulosas planetarias pueden ser utilizadas para investigar los movimientos de las estrellas en las tenues regiones exteriores de galaxias distantes, donde de otro modo las mediciones de velocidad no serían posibles. Más aún, las nebulosas planetarias son representativas de la población estelar en general.

Como tienen una vida relativamente breve (unas pocas decenas de miles de años, un breve pestañeo en las escalas astronómicas de tiempo), los astrónomos pueden estimar que apenas una entre 8 000 millones de estrellas tipo Sol son visibles como una nebulosa planetaria en un momento dado. Así, las nebulosas planetarias pueden proporcionar una ayuda única sobre el número, tipo y movimientos de estrellas en las oscuras regiones galácticas exteriores que pueden albergar una cantidad sustancial de masa. Estos movimientos contienen el registro fósil de la historia de la interacción galáctica y de la formación del racimo de galaxias.

Esta investigación es presentada en un artículo que aparecerá en Astronomy and Astrophysics: “The Edge of the M87 Halo and the Kinematics of the Diffuse Light in the Virgo Cluster Core,” por Michelle Doherty et al.

El equipo está integrado por Michelle Doherty y Magda Arnaboldi (ESO), Payel Das y Ortwin Gerhard (Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Alemania), J. Alfonso L. Aguerri (IAC, Tenerife, España), Robin Ciardullo (Pennsylvania State University, EE.UU.), John J. Feldmeier (Youngstown State University, EE.UU.), Kenneth C. Freeman (Mount Stromlo Observatory, Australia), George H. Jacoby (WIYN Observatory, Tucson, Arizona, EE.UU.), y Giuseppe Murante (INAF, Osservatorio Astronomico di Pino Torinese, Italia).

NOTAS

[1] Aunque el valor estándar para el diámetro de la Vía Láctea es de unos 100 000 años-luz, se cree que el halo estelar se extiende por una distancia doble a ésa.

ESO (European Southern Observatory = Observatorio Austral Europeo), es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa. Cuenta con el sostén de 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Francia, Finlandia, Holanda, Italia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

ESO lleva a cabo un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación con base en tierra que permitan a los astrónomos realizar importantes descubrimientos científicos. También cumple un papel de liderazgo en la promoción y organización de cooperación en la investigación astronómica.

ESO opera tres lugares únicos de observación de clase mundial en la región del desierto de Atacama en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor.

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Últimos comunicados de prensa de ESO publicados en este blog:

- ESO PR 17/09: El objeto más lejano del universo

- ESO PR 16/09: El viento solar envejece a los asteroides
- ESO PR 15/09: El exoplaneta más liviano descubierto hasta ahora
- ESO PR 14/09: Dos galaxias para un evento único.
- ESO PR 11/09: Un curioso par de galaxias.

VLT

VLT de ESO en Paranal, Chile.

© ESO



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Artículo original: ESO Press Release 19/09.
Título: “Giant Galaxy Messier 87 finally sized up”
Fecha: mayo 20, 2009
Enlace con el artículo original:
aquí
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lunes, mayo 18, 2009

Cambio climático: las temperaturas bajan y aumenta el CO2

A pesar de las predicciones de Al Gore y del IPCC, algo mucho más poderoso que el dióxido de carbono está manejando el clima de nuestro planeta.

Variaciones de temperatura y CO2

En el siempre recomendable blog de Antón Uriarte, aparece esta gráfica de la variación de temperatura global en la atmósfera inferior (o tropósfera, que se extiende desde los 0 a 3 000 metros de altitud) confeccionada con registros satelitales y calculada por Roy Spencer y John Christy de la universidad de Alabama, a partir de datos suministrados por la mismísima NASA. Christy posee un doctorado en ciencias atmosféricas y fue ponente del informe del año 2001 del IPCC (el panel internacional sobre cambio climático de la ONU).

temperatura_global_1979-abril2009

Evolución de la temperatura de la tropósfera, según mediciones satelitales, durante el período enero 1979/abril 2009. En la gráfica se destacan, para no incurrir en error, los efectos temporales de la erupción del Pinatubo (enfriamiento) y de “El Niño” (calentamiento).

©Roy Spencer

Según nos dice Uriarte, coincide bastante bien con mediciones obtenidas en la superficie, y demuestra que la temperatura media global en el mes de abril de 2009 superó apenas en 9 centésimas de grado la media de referencia con respecto al período 1979-1998.

Además, indica que en los últimos años no solamente se ha detenido el calentamiento global sino que incluso se ha producido un leve descenso, pese al continuado aumento de los índices de dióxido de carbono en la atmósfera.

En su sitio web (quienes deseen leerlo, en inglés, lo pueden encontrar aquí), Spencer nos dice que desde 1979, los satélites de la NOAA (Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica de los EE.UU.) portan instrumentos que miden las emisiones termales naturales de microondas del oxígeno atmosférico. Estas señales son directamente proporcionales a las temperaturas de las diferentes capas profundas de la atmósfera.

Los datos, publicados mensualmente por Spencer, representan la conjunción de los datos de temperatura proporcionados a lo largo de los años por un total de once instrumentos a bordo de once satélites diferentes. En la gráfica se superponen los registros reales como una línea dentada con otra línea más continua. Los registros reales muestran esa apariencia debido a los cambios estacionales que se producen cada año, y la línea continua nos muestra el promedio anual de esos cambios, lo que resulta ser un indicador más claro y estrictamente correcto.

Desde 2008, el instrumento más estable para este monitoreo es la Unidad Avanzada de Medición de Microondas (AMSU-A), que se encuentra a bordo del satélite Aqua.

Por otro lado, la NOAA también registra las cantidades atmosféricas de CO2 (dióxido de carbono, o para los más viejos, anhídrido carbónico). En la gráfica siguiente, podemos observar el aumento de este gas en la atmósfera, medido en ppm (partes por millón):

nombre

Variación de la concentración del dióxido de carbono en la atmósfera.

© Dr. Pieter Tans/NOAA

En realidad, esta paradoja (al menos para los sostenedores del calentamiento global antropogénico) no debería sorprendernos, ya que los registros históricos demuestran que, de hecho, no es el CO2 quien domina a la temperatura, sino todo lo contrario. De hecho, y para ser meticulosamente justos, sí la afecta, en una medida menor pero que evita que las temperaturas de nuestro planeta sean tan bajas como lo serían en su ausencia, tarea en la que es ayudado por todos los otros gases de invernadero, especialmente el vapor de agua.

Los núcleos de hielo del lago Vostok

En su ya famosa película “Una verdad inconveniente”, el ex-vicepresidente de los EE.UU., Al Gore, menciona como prueba de sus ideas a los núcleos de hielo procedentes del lago antártico de Vostok, que conserva su carácter prístino por encontrarse en las profundidades del helado continente austral, cubierto desde hace muchos miles de años por centenares de metros de hielo.

El estudio de estos núcleos de hielo permite conocer las condiciones atmosféricas del último medio millón de años, y nos indica una significativa correlación entre las variaciones de temperatura y las concentraciones de CO2 en la atmósfera.

Sin embargo, Al Gore incurrió en falsedad al afirmar que esa correlación probaba la incidencia del dióxido de carbono en la temperatura global, ya que en realidad, como lo prueba la gráfica que vemos más abajo, era el CO2 el que respondía a los cambios de temperatura, con un retardo de ochocientos años.

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Registros de hielo del lago Vostok.

© www.brihgton73.freeserve.co.uk

Es necesario hacer notar que, pese a que los resultados que se muestran aquí son aceptados por todos los científicos del mundo, y aún cuando el IPCC lo retiró calladamente de entre sus “pruebas”, hasta ahora el mismo Al Gore no se ha disculpado por esta falsedad y otras varias que aparecen en su film.

Pero a pesar del amplio conocimiento y aceptación de los datos del lago Vostok, aún queda algo que podemos deducir de ellos. Frank Lansner, biotecnólogo e ingeniero civil, realizó para el blog wattsupwiththat un estudio con resultados más que interesantes.

En su análisis, Lansner confecciona una gráfica basada en datos reales de todos los mayores picos de temperatura del registro Vostok. De esa manera, reduce el “ruido aleatorio” de los datos y se logra una señal clara de la relación CO2/temperatura.

picos_de_temperatura_del_hielo_del_lago_Vostok

Compilación gráfica de todos los mayores picos de temperatura mostrados en los registros de hielo del lago Vostok. Se nota claramente que pese a que el CO2 se mantiene en niveles relativamente altos, eso no parece afectar notablemente a la caída de la temperatura.

© Frank Lansner

Según Lansner, el verdadero problema para los que sostienen la preponderancia de los efectos del CO2 es que durante toda la caída de la temperatura, los niveles de este gas apenas caen ligeramente. De hecho, el CO2 se mantiene en el área de máximo efectos de calentamiento. Por lo tanto, observamos que las temperaturas descienden hasta sus niveles más bajos mientras que las concentraciones de CO2 se encuentran en niveles que se supondría deberían estar proporcionando un poderoso impulso al aumento de la temperatura.

Debemos recordar que para Gore y el IPCC el CO2 es el principal impulsor del calentamiento y que si bien incluso pequeños aumentos en la concentración del gas deberían forzar eficientemente ese calentamiento, con niveles de 250 a 280 ppm ya debería estar entrando en el área de máximo efecto de forzamiento climático.

Como forma de soslayar las implicaciones de los datos anteriores, surgió la propuesta de que hay una especie de “cambio de fase” en el cual, cuando las concentraciones de dióxido de carbono lleguen a cierto nivel, el forzamiento se multiplicará e iniciará una especie de “efecto invernadero disparado” sin retorno, ignorando precisamente la evidencia en contrario de que cualquier efecto que el CO2 pueda causar, se detiene en cierto nivel y de ahí en más no importa lo que aumente, cesará de producir un forzamiento climático superior.

Es así que ante esta información, muchos pregunten: ¿Cómo pueden estar seguros? ¿Ha habido alguna vez niveles de concentración mayores a las 350 ppm? ¿Podemos estudiar los efectos que esos niveles produjeron?

Observemos, entonces, lo que nos dice la historia geológica del planeta.

Temperatura y CO2 en el pasado de la Tierra

La vida de los seres humanos es corta, y también lo es su memoria, por lo que hay que recordar que tanto el clima como la composición atmosférica de nuestro mundo han variado grandemente a lo largo del tiempo geológico. Nuestro planeta ha sido mucho más frío, más seco, más cálido y más húmedo de lo que es en la actualidad. El período con condiciones más parecidas a las de la actualidad se remonta a mediados del Carbonífero, cuando el dióxido de carbono había descendido desde las 1 500 ppm a unas 350 ppm y la temperatura también había descendido desde los 20ºC a unos 12ºC.

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Niveles de temperatura global y concentración de dióxido de carbono a través de las eras geológicas.

© Scotese/Ruddiman/Pagani/Nasif Nahle

En nuestros días la atmósfera terrestre contiene unas 380 ppm de CO2, y si comparamos esto con épocas antiguas veremos que, sorprendentemente, tanto la atmósfera de fines del Carbonífero como la actual, son sumamente pobres en dióxido de carbono. De hecho, en los últimos 600 millones de años únicamente estos dos períodos han mostrado niveles inferiores a las 400 ppm.

Por ejemplo, durante el período Jurásico, las concentraciones promedio de CO2 fueron de unas 1 800 ppm, o sea 4,7 superiores a las actuales. El máximo alcanzado en toda la era Paleozoica ocurrió durante el Cámbrico, en el cual treparon hasta las 7 000 ppm, unas 18 veces más que en la actualidad, mientras que en el Pérmico descendieron hasta las 210 ppm.

Se ha observado que las concentraciones de CO2 aumentan varios siglos después de las glaciaciones, y esto puede deberse al hecho de que muchas plantas, organismos que capturan dióxido de carbono de la atmósfera, perecen a causa del frío.

También se ha visto que el anhídrido carbónico atmosférico aumenta durante los períodos de calentamiento, mientras que nunca se ha observado lo contrario. Probablemente, esto se deba a que los océanos absorben más calor y liberan más CO2 hacia la atmósfera.

Por ejemplo, casi seguramente buena parte del aumento del dióxido de carbono actual haya sido causado (más allá del relativamente bajo porcentaje que pueda deberse a la actividad humana), por el fenómeno de la oscilación del Atlántico austral de El Niño. (para más información sobre esta última parte del artículo sugiero leer, entre otros muchos sitios existentes en la web, la siguiente página: Geologic Global Climate Changes.)

Finalmente, quisiera recordar a los lectores que el CO2 no es un gas contaminante. Por el contrario, su presencia ofrece condiciones óptimas para la vida vegetal, lo que a su vez mejora las condiciones de vida de los animales, incluyendo a la de los seres humanos.

El verdadero problema que acucia a la humanidad es la súper población. Nuestro planeta debe ser protegido de la contaminación industrial y del abuso de sus recursos naturales, para poder dejar a nuestros descendientes un mundo mejor y más hospitalario. Sin embargo, y aunque actualmente sea políticamente incorrecto hablar del control de la natalidad, no será posible conseguir lo primero sin lo segundo.

NOTA: En este blog podrán también encontrar un par de artículos relacionados con este mismo tema y que quizás resulten de su interés:
- ”El mundo se está enfriando”
- ”Cambio climático: la poderosa influencia del sol”

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La Tierra en el período Carbonífero.

© paleobiology.si.edu

NGC 3324, en el complejo de Carina

Imágenes celestes: otra impresionante región de formación estelar fotografiada por el Hubble.



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NGC 3324, región de formación estelar en Carina.

© NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: N. Smith (University of California, Berkeley)

Celebrando el 10º aniversario del Proyecto Herencia (Heritage Project, en inglés) del Telescopio Espacial Hubble, se publicó esta imagen panorámica del cosmos, en la que “colinas y valles” de gas y polvo conforman una cercana región de formación estelar, mostradas en todo su intrincado detalle. Ubicados sobre un trasfondo de suave luz azul se ven algodonosos zarcillos de gas, así como oscuras columnas de polvo que tienen años-luz de altura.

El Proyecto Heritage del Hubble, que comenzó en octubre de 1998, ha publicado unas 130 imágenes recuperadas de los archivos de datos del Hubble, así como un número de observaciones realizadas específicamente para el proyecto, y continúa creando imágenes estéticas que presentan al universo desde una perspectiva artística.

En este caso se muestra el borde una gigantesca cavidad gaseosa dentro de la región de formación estelar conocida como NGC 3324. La brillante nebulosa ha sido excavada por la intensa luz ultravioleta y los vientos estelares provenientes de varias estrellas jóvenes y calientes. Un cúmulo de estrellas extremadamente masivas, localizados por fuera de la imagen y en el centro de la nebulosa es el responsable por la ionización de la nebulosa y la excavación de la cavidad.

También se muestran dramáticas torres oscuras de gas y polvo fríos que se elevan sobre la resplandeciente muralla de gas. El gas denso de la parte superior resiste la quemante radiación ultravioleta de las estrellas centrales, y crea una torre que apunta en la dirección del flujo de energía. La fuerte radiación que surge de las jóvenes estrellas calientes de NGC 3324 está esculpiendo la muralla de la nebulosa, eliminándola por erosión.

Localizada en el hemisferio sur, NGC 3324 se encuentra en la esquina noroeste de la Nebulosa de Carina (NGC 3372), hogar de la Nebulosa Ojo de Cerradura y de la activa y explosiva estrella Eta Carinae. Todo el Complejo de la Nebulosa de Carina se ubica a una distancia de unos 7 200 años-luz, en la dirección de la constelación de Carina (La Quilla).

La imagen es una composición de datos obtenidos con dos de los instrumentos científicos del Hubble. Los datos capturados en 2006 por la Cámara Avanzada para Prospecciones (ACS = Advanced Camera for Surveys) aislaron la luz emitida por el hidrógeno. Datos más recientes, obtenidos en 2008 con la Cámara Planetaria Gran Angular 2 (WFPC2 = Wide Field Planetary Camera 2), aislaron la luz emitida por los gases de azufre y de oxígeno. Para crear una composición en color, los datos del filtro de azufre se representan en rojo, los del oxígeno en azul, y los del hidrógeno en verde.

El proyecto Heritage ha publicado imágenes que fueron capturadas por varias de las cámaras ópticas del Hubble: la Cámara Planetaria Gran Angular (WF/PC), que fue instalada cuando el telescopio se desplegó por primera vez en 1990; la Cámara Planetaria Gran Angular 2 (WFPC2) que reemplazó a la WF/PC en 1993 y que sigue en servicio hasta hoy; y la Cámara Avanzada para Prospecciones (ACS), que se agregó en 2002. Después de la Misión de Servicio del Hubble programada para 2009, el equipo del proyecto Heritage espera continuar utilizando la ACS así como la más nueva de las cámaras ópticas, la Cámara Gran Angular 3.

¿Dónde está NGC 3324?

NGC_3324_en_Carina
Esta serie de imágenes nos muestra la localización de NGC 3324 en el Complejo de Carina. Numeradas desde arriba hacia abajo:

- 1 Fotografia de la constelación de Carina (La Quilla) tomada desde tierra. El Complejo de la Nebulosa de Carina se encuentra en el recuadro. Foto cortesía de A. Fujii.

- 2 Composición en rojo y azul del complejo de la nebulosa de Carina realizada por la Prospección Digitalizada del Cielo (DSS = Digitized Sky Survey). Foto cortesía de NASA, ESA, DSS y Z. Levay (STScI).

- 3 Nebulosa de emisión NCG 3324. La imagen de Hubble Heritage se encuentra a lo largo del saliente superior. Foto cortesía de Brad Moore.

- 4 Imagen de Hubble Heritage de la sección de NGC 3324. Foto cortesía de NASA, ESA, el equipo de Hubble Heritage (STScI/AURA), y N. Smith (Universidad de California, Berkeley)

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Telescopio_Espacial_Hubble_en_órbita

Telescopio Espacial Hubble.

© NASA / ESA



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Artículo original: “A Celestial Landscape in Celebration of 10 Years of Stunning Hubble Heritage Images”
Fecha: Octubre 02, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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El mundo se está enfriando

Es el Sol, y no el dióxido de carbono, quien tiene la culpa.

Luego de los siglos húmedos y fríos de la Pequeña Edad de Hielo (aprox. 1550-1850 d.C.), el clima mundial recuperó un poco de calor, pero no llegó a alcanzar el período conocido como Período Cálido Medieval (aprox. 800-1300 d.C.), cuando las márgenes de Groenlandia eran verdes e Inglaterra tenía viñas.

El clima comenzó a enfriarse nuevamente después de la Segunda Guerra Mundial, a lo largo de unos 30 años. Sobre eso no hay disputa alguna. El enfriamiento ocurrió en una época en la cual las emisiones de CO2 (fórmula química del dióxido de carbono o anhídrido carbónico) estaban aumentando fuertemente por el esfuerzo de la reconstrucción y por un desarrollo sin precedentes. Es importante comprender esto.

Hacia 1978 comenzó nuevamente el calentamiento, para satisfacción de todos. Pero dos décadas después, luego de que la temperatura hubiera alcanzado un pico en 1998 bajo la influencia de El Niño, el clima detuvo su calentamiento durante ocho años, y en 2007 entró en una fase de enfriamiento marcada por una menor radiación solar y una reversión de los ciclos de temperatura oceánica cálida en el Atlántico y en el Pacífico. Y aquí, nuevamente, resulta importante hacer notar que este nuevo período de enfriamiento sucede concurrentemente con una aceleración de las emisiones de CO2, causada por el surgimiento de dos gigantes industriales: China e India.

Para cualquiera que analice estos datos con sentido común, resultará obvio que otros factores diferentes a las emisiones de CO2 son los que están gobernando el clima. Y lo mismo se aplica para otros períodos de la historia del planeta. Al Gore, en su famosa película “Una verdad inconveniente”, simplemente omitió decir que durante los 420 000 años que ha citado como ejemplo, los aumentos en los niveles de CO2 en la atmósfera siguieron siempre a los aumentos de la temperatura con un retraso de al menos 800 años. Esto significa que es imposible que el CO2 sea la causa de los ciclos de calentamiento.

De modo que, si no es el CO2, ¿qué es lo que hace que la temperatura mundial aumente y disminuya periódicamente? La respuesta obvia es el Sol, y las corrientes marinas en una forma subsidiaria.

La inclinación del eje de la Tierra, la forma de la órbita terrestre (su distancia al Sol), y el “bamboleo” de nuestro planeta a medida que gira alrededor del Sol son todos factores importantes en la recurrencia cíclica de edades de hielo y de períodos interglaciales. Se ha observado que las edades de hielo duran unos 100 000 años, y los interglaciales cálidos apenas unos 12 000. Y dentro de estos períodos cálidos, las variaciones de la actividad solar provocan períodos de enfriamiento y calentamiento menos pronunciados.

No hay forma de saber con seguridad si el presente período de enfriamiento durará varias décadas o 100 000 años. Los científicos rusos han alertado recientemente que no puede descartarse una edad de hielo en pleno, ya que han pasado unos 12 000 años desde el fin de la última.

La entrada a una nueva edad de hielo sería un desastre para la humanidad: miles de millones de personas morirían por carencia de alimentos, por el frío, y por el colapso de la economía mundial, enfrentamientos sociales, guerras, etc.

Y si lo que está frente a nosotros es apenas una pequeña edad de hielo, las consecuencias igualmente serían bastante difíciles. Las reservas de alimentos ya son escasas, y apenas si podemos alimentar la población actual del planeta. Las superficies de suelo arable utilizadas para los bio-combustibles están aumentando. Veranos frescos y húmedos provocarían fallos en las cosechas, como sucedió durante la Pequeña Edad de Hielo (como resultado, los hambrientos parisinos tomaron las calles y rápidamente enviaron a su rey a la guillotina). Las escarchas invernales también traerían su cuota de miseria, destruyendo frutas y vegetales en una amplia escala.

Esperemos que haya solamente unos pocos años de enfriamiento, y que siga otro período de calentamiento. Pero podría ser apenas un deseo. En cualquier caso, habrá tiempos duros durante el ciclo frío, cualquiera sea su duración.

Con el presidente Obama asumiendo su período, y mientras la Unión Europea desperdicia un billón de euros para des-carbonizar la economía (en un intento de detener un inexistente calentamiento global antropogénico), deberían ser bien aconsejados para que lleven a cabo un chequeo de realidad sobre lo que está sucediendo actualmente con el clima. También sería una buena idea conversar con científicos independientes sobre las propiedades positivas del CO2 (alimento para las plantas que mejora las cosechas).

Si no lo hacen, podríamos estarnos enfrentando a una hambruna masiva. Y no olvidemos que la población mundial aumento cada año en 78 millones de personas.

NOTA: David J. Bellamy es profesor en tres universidades británicas y miembro de varias organizaciones conservacionistas. Mark Duchamp, un hombre de negocios retirado, ha investigado la teoría de calentamiento global y ha escrito más de 100 artículos.

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Temperatura global al mes de abril de 2009

por Heber Rizzo

A continuación, se puede ver una gráfica que muestra las variaciones de la temperatura global de nuestro planeta desde 1979 a la fecha, según registros satelitales de la NOAA ploteados por Roy Spencer.

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Evolución de la temperatura de la tropósfera según mediciones satelitales de la NOAA, durante el período enero/1979 – abril/2009.

© Roy Spencer



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Artículo original: “World is getting colder”
Autores: David J. Bellamy y Mark Duchamp
Fecha: Enero 30, 2009
Enlace con el artículo original:
aquí
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domingo, mayo 10, 2009

Proteínas del Cretácico

Descubren proteínas preservadas de dinosaurios de hace 80 millones de años.

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Proteínas antiguas que datan de hace 80 millones de años, en el período Cretácico, han sido preservadas en fragmentos óseos y en tejidos blandos de un hadrosauro, o dinosaurio con pico de pato, según un estudio publicado en el número del 01 de mayo de 2009 de la revista Science. Realizados por científicos del Centro Médico Diaconesa Beth Israel (BIDMC) y de la universidad estatal de Carolina del Norte (NCSU), los nuevos hallazgos confirman resultados anteriores de análisis que sugerían que la proteína del colágeno había sobrevivido en los huesos de un bien preservado Tyrannosaurus rex, y ofrecen una nueva y robusta evidencia que apoya conclusiones previas de que las aves y los dinosaurios están relacionados evolutivamente.

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Los hadrosaurios poseían hocicos achatados , por lo que son conocidos también como “dinosaurios pico de pato”. Aparecen en el registro fósil durante el período Cretácico, cerca del final de la Era de los Dinosaurios.

© www.nps.gov

En abril de 2007 John Asara, Director del Núcleo de Espectrometría de Masa en BIDMC, junto a la paleontóloga de NCSU Mary Schweitzer, publicó dos artículos en Science describiendo su descubrimiento de que el colágeno extraído de fragmentos óseos de un T. rex de 80 millones de años de edad se correspondía cercanamente con las secuencias de aminoácidos de las gallinas actuales. No causó sorpresa que estos ampliamente publicitados hallazgos generaran una fuerte controversia.

“En este nuevo artículo, esperamos demostrar que el descubrimiento de nuestro T. rex no era un caso único”, hace notar Asara, quien es también instructor de patología en la Escuela Médica de Harvard. “Es la segunda especie de dinosaurios que hemos examinado y ayuda a verificar que nuestro descubrimiento inicial no fue un milagro único. Nuestro estudio actual fue resultado del esfuerzo de colaboración entre un número de laboratorios independientes, cuyos hallazgos colectivos suman una fuerte conclusión”.

En el corazón de la controversia está la idea de que la proteína antigua pueda existir. Cuando muere un animal, la proteína comienza inmediatamente a degradarse y, en el caso de los fósiles, a ser reemplazada lentamente por mineral, un proceso de sustitución que según se asume se completará en un millón de años. Pero con esta última evidencia, parecería que de hecho, algunas proteínas poseen un poder real de permanencia.

“Terminamos identificando casi el doble del número de aminoácidos que recuperamos en el estudio del T. rex”, dice Asara. “Las secuencias mostraron una alta calidad espectral y las interpretaciones ofrecieron una gran confianza”.

Los dos científicos han decidido colaborar nuevamente después de que Schweitzer y el paleontólogo Jack Horner del Museo de las Rocallosas de la universidad del estado de Montana recuperó el fémur de un Brachylophosaurus Canadensis en el verano de 2007 y observó que aparentemente estaba mejor preservado que el fósil original del T. rex.

Los análisis de laboratorio iniciales de Schweitzer confirmaron esta observación. Después de haber sido sometido a desmineralización, los fragmentos de hueso del B. canadensis mostraron una marcada preservación de tejidos y moléculas originales, con micro-estructuras parecidas a vasos suaves y transparentes, a células y a matriz fibrosa, incluso cuando el fósil era mucho más antiguo que la muestra del T. rex.

“El enterramiento profundo en arenisca parece favorecer la excepcional preservación”, hace notar Schweitzer, explicando que este fósil fue descubierto bajo aproximadamente siete metros de piedra arenisca en la formación del río Judith, en partes de lo que hoy es el occidente de Montana.

Las extracciones químicas de hueso y de vasos fueron subsecuentemente enviadas a los laboratorios de los científicos de BIDMC Lewis Cantley y Raghu Kalluri, donde se realizaron análisis de inmunoquímica e inmunocoagulación a los efectos de determinar la presencia de proteína de colágeno en las muestras.

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Los nuevos hallazgos refuerzan la teoría de que las aves modernas están relacionadas con los dinosaurios. El trabajo se agrega al rompecabezas de evidencia previa en apoyo de esta teoría. La imagen compara el sistema de saco aéreo de las aves con el que puede haber sido utilizado por los dinosaurios, y se basa en fósiles de un dinosaurio descubierto en Argentina.

© NSF

“Habiendo formado parte del estudio del T. rex, resultó curioso ser también parte de esta investigación”, explica Cantley, jefe de la División de Transducción de Señales en BIDMC. “En vista del escepticismo sobre los descubrimientos originales, era importante demostrar que nuestros hallazgos en el T. rex podían ser verificados en otro dinosaurio y en otros laboratorios”.

Los resultados confirmaron la existencia de la proteína. “Como soy un bioquímico especializado en colágeno, nuestro laboratorio fue contactado para llevar a cabo un análisis independiente de este nuevo descubrimiento óseo”, explica Kalluri, quien es jefe de la División de Biología Matriz de BIDCM. “Aislamos las proteínas (colágeno, laminina y elastina) del hueso, y también extrajimos células óseas y vasos sanguíneos de esa muestra. Nuestros hallazgos demostraron que ciertamente contenía membrana matriz basal”.

Además, los estudios in situ de espectrometría de masa realizados independientemente en la universidad del estado de Montana por Recep Avci y Zhiyong Suo verificaron los aminoácidos en los tejidos de dinosaurio, incluyendo la firma del aminoácido del colágeno, prolina hidroxilada.

Desde allí, utilizando una combinación de dos tecnologías de espectrometría de masa, la trampa lineal de iones y la trampa/orbitrampa híbrida lineal de iones, Asara pudo mejorar las técnicas que había utilizado al analizar tanto el espécimen de T. rex como los especímenes de huesos de otros animales prehistóricos, incluyen a un mastodonte y a un mamut de 300 000 años de edad.

Asara explica que al comienzo del estudio, su laboratorio utilizó un espectrómetro de masa de trampa de iones, que captura y mantiene a través del tiempo péptidos de modo que después de que es medida la masa de los péptidos recogidos, los mismos son aislados y fragmentados para revelar su secuencia aminoácida. Luego, mientras el estudio estaba en marcha, su laboratorio adquirió un muy exacto espectrómetro de masa de alta resolución, el Orbitrap XL, que fue utilizado durante la segunda mitad del análisis.

“Como tiene una precisión de masa de menos de 2 ppm, el Orbitrap nos permitió exámenes secuenciales más confiables de los que habíamos realizado en el estudio del T. rex”, dice Asara. “Por ejemplo, la diferencia de masa entre un residuo del aminoácido hidroxiprolina (que es abundante en el colágeno) y un residuo de leucina o de isoleucina es de apenas 0,0364 Da. Aunque este pequeñísima medición resultó ser un obstáculo para la trampa de iones, no fue un problema para la Orbitrap”.

Parte del material para el análisis secuencial de espectrometría de masa fue enviado también al laboratorio de William Lane de la universidad de Harvard y los datos de la secuencia de espectrometría de masa fueron verificados independientemente por John Cottrell, en Matrix Science, Londres, Reino Unido.

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Otros descubrimientos de dinosaurios, como el Buitreraptor gonzalezorum encontrado en la Patagonia (arriba) han ayudado también a los científicos a entender las conexiones evolutivas entre los dinosaurios y las aves modernas.

© 2005 The Field Museum.

El resultado final fue de un total de ocho péptidos de colágeno y 149 aminoácidos provenientes de cuatro muestras diferentes, secuencias que se sostuvieron cuando se realizaron múltiples pasos de validación, incluyendo la comparación con péptidos sintéticos utilizando un algoritmo de comparación espectral y una evaluación estadística.

En la parte final del estudio, el co-autor Chris Organ, un miembro postdoctoral en el Departamentos de Organísmica y Biología Evolutiva, llevó a cabo un riguroso análisis filogenético de las secuencias identificadas para determinar el lugar de B. Canadensis dentro del árbol evolutivo de los animales. Los datos de la secuencia del colágeno del B. Canadensis fueron comparados con una base de datos de secuencias de colágeno de 21 especies de animales que viven en la actualidad y con secuencias de otros dos fósiles, el mastodonte y el T. rex. Los resultados ubicaron a B. Canadensis en la misma rama familiar del T. rex, en el mismo grupo de las gallinas y de los avestruces y, más distantemente, de los lagartos y aligátores.

“El análisis filogenético arrojó resultados claros, pero el posicionamiento de los dinosaurios extintos descansa todavía sobre una cantidad limitada de datos secuenciales”, hace notar Organ. “No existen datos secuenciales suficientes como para analizar sintácticamente las relaciones dentro de los dinosaurios (el grupo que contiene a B. Canadensis, a T. rex y a las dos aves), pero el grupo en su conjunto está bien sostenido por el análisis, que es consistente con estudios basados en morfología”.

En última instancia, dice Asara, “fuimos capaces de alcanzar estos resultados, en parte, porque los sistemas de espectrometría de masa que nuestro laboratorio ha estructurado para la investigación del cáncer son capaces de un mismo rango de concentración (por debajo de un femtomol) que resulta necesario para la secuenciación de la proteína fósil antigua. Esperamos tener un éxito similar cuando haya que identificar nuevas proteínas de señalización en tejidos cancerosos”.

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Árbol_de_la_vida

El árbol de la vida.

© Gustav Klimt



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Artículo original: “Preserved Proteins”
Fecha: mayo 03, 2009
Enlace con el artículo original:
aquí
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