Una reunión de galaxias

Imágenes celestes: Hickson 44, un grupo galáctico en la constelación de Leo.

Hickson 44, un grupo de galaxias en Leo. ©

Si se apunta el telescopio en dirección a la constelación de Leo, el León, se puede descubrir un grupo de galaxias que reside cerca de nuestra Vía Láctea, el Grupo Compacto Hickson 44. A solamente 60 millones de años-luz de distancia, esta interesante y diversa colección tiene una historia bastante interesante para contarnos.

Hace unas tres décadas, el astrónomo canadiense Paul Hickson se impuso la tarea de completar una lista de 100 cúmulos galácticos. Pero no podía ser cualquier tipo de cúmulo; tenía que estar aislado, ser compacto y estar dentro de un rango limitado de magnitud. Su propósito era estudiar corrimientos al rojo inusuales entre sus miembros, y ampliar nuestro conocimiento sobre la evolución galáctica.

De este trabajo se impuso la teoría de que quizás todas las galaxias bien conocidas emergieron alguna vez de cúmulos similares y esta hipótesis contribuyó fuertemente también a nuestras ideas sobre la materia obscura. Lo que Hickson nos dejó es un legado de objetos hermosos que no solamente fueron un reto para nuestro telescopios, sino también para nuestras mentes.

En esta fotografía hecha por Warren Keller, se pueden ver, a partir de las 11 en punto, a NGC (New General Catalog = Nuevo Catálogo General) 3193, NGC 3190 y NGC 3187 en el centro, y a NGC 3185 a las 5 en punto. Una mirada más cuidadosa revela dos galaxias diminutas del catálogo PGC (Principal Galaxies Catalog = Catálogo de Galaxias Principales), 2806871 hacia las 8 en punto y 86788 cerca de las 5 en punto.

Como se puede ver, este grupo conforma una interesante colección de tipos de galaxias, desde las espirales barradas hasta las elípticas, lo suficientemente cercanas entre sí como para compartir materia mientras interactúan gravitatoriamente.

Si bien algunos de entre los lectores puedan reconocer a las tres principales actrices de este acto galáctico conocidas como “el Trío de Leo”, miren atentamente a la espiral barrada NGC 3190. Fue la primera descubierta por Sir William Herschel en 1784 y fue hogar de dos eventos supernova en 2002.

Acechando en su interior hay un núcleo galáctico activo (AGN, por sus siglas en inglés) que alberga a un agujero negro súper masivo. Si bien el descubrimiento de una supernova del raro Tipo Ia supuso algo bastante inusual, el agregado de una segunda supernova similar que estalló simultáneamente fue una actividad galáctica incluso mucho menos común: dos jóvenes eventos emisores de rayos-X recortados sobre una cantidad récord de polvo obscuro.

¿Quizás la interacción con la cercana NGC 3187 sea una causa posible? Después de todo, está evolucionando. Los estudios indican una secuencia evolutiva para los grupos compactos Hickson en en la cual la cantidad de luz difusa aumenta con la evolución dinámica del grupo.

“Los grupos compactos son asociaciones de unas pocas galaxias en los cuales el medioambiente juega un papel importante en la evolución galáctica”, dicen J. A. L. Aguerri (et al). “La baja velocidad de dispersión del grupo favorece las interacciones de marea y las fusiones, lo que puede llevar a estrellas de las galaxias hacia la difusa luz intergrupal. Las simulaciones numéricas de cúmulos galácticos en cosmologías jerárquicas muestran que la cantidad de luz difusa aumenta con la evolución dinámica del cúmulo”.

Si bien este grupo de galaxias está evolucionando e interactuando en conjunto a lo largo de distancias enormes, se las puede recoger a todas ellas en la misma visión de ocular que hay entre Gamma y Zeta Leonis. No es una tarea fácil, ya que la más tenue de ellas tiene una magnitud 13, pero se puede lograr con un telescopio de 150 mm en cielos oscuros y límpidos.

Recuerden, la belleza está en el reto... y en el descubrimiento.

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Artículo original: “Observing Challenge: A Gathering of Galaxies – Hickson 44”
Fecha: Abril 26, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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Cosmología 03: El Final

La tercera y última parte de una brevísima historia del universo

A1689-zD1, una de las galaxias más luminosas y más distantes, se encuentra a 12 800 millones de años-luz de distancia, tan lejos que a causa de la expansión del universo su luz ha sufrido un corrimiento al rojo tan grande que solamente puede ser vista con cámaras infrarrojas. En los recuadros de la derecha es no se puede ver con la cámara de luz visible del Hubble, pero sí con su cámara de infrarrojos y con la del telescopio espacial Spitzer. © NASA/ESA/JPL-Caltech/STScI

Bien, ya estamos en la tercera parte de nuestra Cosmología. Hasta ahora, hemos cubierto la historia del universo (parte 1) hasta la época actual parte 2). Pero, ¿qué sucederá después?; ¿cómo llegará a su fin nuestro universo?. Y lo que también es muy importante: ¿cómo podemos estar seguros de que las cosas se desarrollaron así?

En cierta oportunidad, Robert Frost escribió: “algunos dicen que el mundo acabará en fuego; otros dicen que acabará en hielo”. De la misma forma, algunos científicos han postulado que el universo sufrirá una muerte dramática y cataclísmica, ya sea por un “Gran Desgarro” (Big Rip) o por una “Gran Implosión” (Big Crunch), o por un lento y más gradual “Gran Congelamiento” (Big Freeze).

El destino final de nuestro cosmos tiene mucho que ver con su forma. Si el universo fuera abierto, como una silla de montar, y la densidad energética de la energía obscura aumentara sin límites, la tasa de expansión del cosmos llegaría a ser tan grande que finalmente que incluso los átomos quedarían destrozados: un “Gran Desgarro”. Inversamente, si el universo fuera cerrado, como una esfera, y la fuerza de la gravedad triunfara sobre la influencia de la energía obscura, la expansión del cosmos llegaría finalmente a detenerse y luego a revertirse, colapsando sobre sí mismo en una “Gran Implosión”.

Sin embargo, a pesar de la belleza poética del fuego, las observaciones actuales están a favor de un final helado para nuestro universo: un “Gran Congelamiento”.

Los científicos creen que vivimos en un universo espacialmente plano cuya expansión se está acelerando debido a la presencia de la energía obscura; sin embargo, la densidad energética total del cosmos es muy probablemente menor o igual a la así llamada “densidad crítica”, de modo que no habrá un Gran Desgarro. En cambio, los contenidos del universo finalmente se alejarán muchísimo unos de otros y el calor y el intercambio de energía cesarán. El cosmos habrá alcanzado un estado de entropía máxima y ninguna forma de vida podrá sobrevivir.

¿Depresivo y un poco anti-climático? Quizás. Pero todo esto será imperceptible hasta que el universo haya alcanzado una edad doble de la actual.

Destinos probables del universo.

En este punto, ustedes se estarán preguntando cómo es que conocemos todo ésto. ¿Será tal vez una especulación desenfrenada?

Bien, antes que nada, sabemos sin ninguna duda que el universo se está expandiendo. Las observaciones astronómicas demuestran consistentemente que la luz de las estrellas distantes siempre muestra un corrimiento al rojo en relación con nosotros, es decir que su longitud de onda se ha estirado debido a la expansión del cosmos (ver Wikipedia).

Esto lleva a dos posibilidades cuando se hace retroceder el reloj: o el universo en expansión ha existido siempre y su edad es infinita, o comenzó a expandirse a partir de una versión más pequeña de sí mismo en un momento específico del pasado y, por lo tanto, tiene una edad definida. Por largo tiempo, los proponentes de la teoría del Estado Estacionario (Steady State) apoyaron la primera explicación. No fue hasta que Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron en 1965 la radiación cósmica de fondo de microondas que la teoría del Big Bang (Gran Estallido) se convirtió en la explicación más aceptada sobre el origen del universo.

En el corrimiento al rojo por efecto Doppler, las ondas de luz se comprimen en razón de la velocidad de la fuente, y se vuelven más azules cuando esa fuente se acerca al observador, y se estiran (haciéndose más rojas) cuando la fuente se acerca. © Ales Tosovsky/ http://tomsastroblog.com/

¿Por qué? Algo tan grande como nuestro cosmos necesita mucho tiempo para enfriarse completamente. Si, de hecho, el universo comenzó con el tipo de energías abrasadoras que predice la teoría del Big Bang, los astrónomos deberían todavía observar actualmente un poco de los restos de ese calor. Y así lo hacen: un resplandor uniforme de 3K (tres grados Kelvin, o absolutos) que se encuentra disperso parejamente en todos los puntos del cielo. No solamente eso, sino que el satélite WMAP y otros similares han observado diminutas inhomogeneidades en la radiación cósmica de fondo que se ajustan con precisión al espectro inicial de fluctuaciones cuánticas predicho por la teoría.

¿Qué más? Demos un vistazo a las abundancias relativas de los elementos ligeros en el universo. Recordemos que durante los primeros minutos de la vida del joven universo la temperatura ambiente era lo suficientemente alta como para que ocurriera fusión nuclear. Las leyes de la termodinámica y la densidad relativa de los bariones (es decir, de protones y neutrones) juntos determina exactamente cuánto deuterio (hidrógeno pesado), helio y litio se podría haber formado en esa época.

Tal como son las cosas, hay mucho más helio (un 25% más) en nuestro universo actual del que podría haberse creado por la nucleosíntesis en el centro de las estrellas. En cambio, un universo joven muy caliente, tal como el postulado por la teoría del Big Bang, produce exactamente las proporciones de elementos livianos que los científicos observan en el universo actual.

Pero aún hay más. La distribución de la estructura a gran escala del universo puede ser cartografiada muy bien basándose únicamente en las anisotropías observadas en la radiación cósmica de fondo. Incluso la estructura actual a gran escala luce muy diferente de la que se puede ver con un gran corrimiento al rojo (es decir, la que está muy lejos, o lo que es lo mismo, la que vemos tal como era en las primeras épocas del cosmos), lo que implica un universo dinámico y en evolución. Además, la edad de las estrellas más viejas parece ser consistente con la edad del cosmos que nos da la teoría del Big Bang.

Como cualquier teoría, tiene sus debilidades. Por ejemplo, el problema del horizonte o el del espacio plano o los de la energía y materia obscuras. Pero en general, las observaciones astronómicas coinciden con las predicciones de la teoría del Big Bang mucho más que con las de cualquier otra teoría rival. Hasta que eso cambie, parece que la teoría del Big Bang ha llegado para quedarse.

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Artículo original: “Cosmology 101:
The End”
Por Vanessa D'Amico
Fecha: Marzo 29, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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El reino de las galaxias

La enorme extensión del espacio profundo y sus joyas imperiales.

Campo de galaxias en el universo ultra-profundo. © Hubble/NASA

Vivimos en un planeta que orbita alrededor de una estrella, y junto a otros cien mil millones de estrellas, nuestro Sol orbita alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero el asunto no finaliza allí: nuestra galaxia es una entre cientos de miles de millones de galaxias en nuestro universo que se agrupan gravitatoriamente en cúmulos o racimos.

A lo largo de la primavera en el hemisferio norte, astrónomos y aficionados en el cielo nocturno estarán en una fiesta galáctica, ya que en esta época del año podremos ver el súper cúmulo galáctico de Coma/Virgo, el “Reino de las Galaxias”.

Las galaxias son islas masivas de estrellas, polvo y gas que se encuentran en el universo; es donde nacen las estrellas y los planetas, y donde finalmente mueren. Son fábricas cósmicas de creación, donde todo ocurre en una escala enorme. Para dar una idea de su tamaño, serían necesarios unos cien mil años viajando a la velocidad de la luz para cruzar el disco de la Vía Láctea.

Nuestra vecina cercana, la galaxia de Andrómeda. © Universe Today

La Vía Láctea es el segundo miembro más grande de nuestro grupo local de galaxias, siendo la de Andrómeda la de mayor tamaño. Entre otros miembros del grupo local se encuentran la galaxia del Triángulo y la Gran y la Pequeña Nubes de Magallanes.

El cúmulo de galaxias de Virgo © NOAO/AURA/NSF

El súper cúmulo de Coma/Virgo domina nuestro vecindario intergaláctico; representa el centro físico y ejerce su influencia sobre todas las galaxias y sobre todos los grupos galácticos por medio de la atracción gravitatoria de su enorme masa.

Lamentablemente, es casi imposible ver a las galaxias a simple vista, de modo que se necesitarán poderosos binoculares o incluso un telescopio grande, tal como uno del tipo Dobsoniano, para poder observar a la mayoría de las galaxias más luminosas de esta región.

El cúmulo contiene aproximadamente dos mil galaxias elípticas y espirales, de las cuales unas veinte o algo más se pueden ver con un equipo de aficionado. Esto incluye a 16 objetos Messier tales como la espiral galaxia del Ojo Negro (M64), elípticas como la M86 con su penacho o la masiva M87, y a otras espirales como la hermosa M88, entre otras.

De izquierda a derecha: M64, M86 y M88. © NASA

Para encontrar la ubicación aproximada del Reino de las Galaxias, primero deberemos localizar a la constelación de Leo (el León), que en esta época del año se puede descubrir fácilmente hacia el sudeste, con el signo de interrogación al revés sobre su cabeza. Pasando la cola de Leo veremos al asterismo en forma de cuenco de Virgo, en la zona inferior izquierda del león, y la tenue constelación de Coma Berenices (la Cabellera de Berenice) en la región superior izquierda de Leo. ¡Allí está el Reino de las Galaxias!

Carta estelar de ayuda para localizar el Reino de las Galaxias © Adrian West

Baje un mapa de esta región o utilice un atlas estelar para encontrar su camino en esta área e intente localizar tantas delicias galácticas como pueda. Como bono especial, en estos momentos el anillado Saturno se encuentra también justo debajo de esa área.

Dese mucho tiempo, abríguese y simplemente piense que está observando las mayores estructuras del universo, a cientos de millones de años-luz de la Tierra.

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Artículo original: “Coming to a Sky Near You: The Realm of Galaxies”
Por Adrian West
Fecha: Marzo 20, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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Vientos estelares en Orión

Imágenes celestes: LL Orionis se enfrenta al Trapecio.

LL Orionis: choque de vientos estelares en Orión © Hubble Heritage Team (AURA / STScI), C. R. O'Dell (Vanderbilt), NASA

Esta grácil estructura curvada es en realidad un arco de choque de aproximadamente medio año luz de ancho, creado cuando el viento proveniente de la joven estrella LL Orionis choca con el flujo proveniente de la nebulosa de Orión.

A la deriva en la guardería estelar de Orión y todavía en sus años formativos, la estrella variable LL Orionis produce un viento más enérgico que el viento de nuestro maduro Sol. A medida que el veloz viento estelar se enfrenta a un gas que se mueve más lentamente se forma un frente de choque, parecido a la estela de proa de un barco que se mueve en el agua o a un avión que viaja a velocidad supersónica.

El gas más lento procede del caliente cúmulo estelar del Trapecio, en en centro de la nebulosa de Orión, y que en esta imagen se encuentra más allá de su margen derecho. En tres dimensiones, el envolvente frente de choque de LL Orionis tiene la forma de un cuenco que parece más luminoso cuando se lo observa por su límite inferior. La compleja guardería estelar de Orión muestra una miríada de formas fluidas similares asociadas con la formación estelar, incluyendo al arco de choque que rodea a una tenue estrella en la parte superior derecha.

Esta imagen es parte de un mosaico que cubre a toda la gran nebulosa de Orión, y fue registrada en 1995 por el Telescopio Espacial Hubble.

Telescopio Espacial Hubble © NASA / ESA

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Artículo original: “APOD: LL Orionis: When Cosmic Winds Collide”
Fecha: Noviembre 15, 2003
Enlace con el artículo original: aquí
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Cosmología 02: el presente

Y el universo comenzó a evolucionar...

En un artículo anterior discutíamos sobre los primeros momentos, controvertidos y plenos de sucesos, que siguieron al nacimiento de nuestro cosmos. Hoy en día, al mirar a nuestro alrededor, sabemos que en el transcurso de unos pocos miles de millones de años el universo se transformó desde una abrasadora amalgama de diminutas partículas elementales a una vasta y organizada inmensidad bullente de estructuras de gran escala. ¿Cómo es que llegó a suceder algo así?

Mapa de la radiación cósmica de fondo de microondas. © WMAP Team

Recapitulemos. Cuando interrumpimos el relato, el universo era una sopa caótica de materia simple y de radiación. Un fotón no podía viajar muy lejos sin colisionar y ser absorbida por una partícula cargada, excitándola y siendo re-emitido después, para simplemente volver a repetir el ciclo una y otra vez.

Después de unos tres minutos, la temperatura ambiente había descendido lo suficiente como para que esas partículas cargadas (protones y electrones) podían comenzar a reunirse y a formar núcleos estables.

Pero a pesar de esa caída de temperatura, las cosas estaban todavía lo suficientemente calientes como para estos núcleos comenzaran a combinarse para formar elementos más pesados. Durante los pocos minutos siguientes, el universo cocinó varios isótopos de hidrógeno, helio y litio en un proceso conocido comúnmente como “nucleosíntesis”.

A medida que el tiempo corría y que el universo se expandía aún más, estos núcleos lentamente capturaron a electrones de los alrededores hasta que los átomos neutros dominaron el paisaje. Finalmente, después de unos 300 000 años, los fotones pudieron viajar libremente por el universo sin que partículas cargadas se interpusieran en su camino. La radiación de fondo de microondas que los astrónomos observan actualmente es en realidad una luz reliquia de ese preciso momento, estirada a lo largo del tiempo a causa de la expansión del universo.

Si se observa una imagen del Fondo Cósmico de Microondas, más arriba, se verá un patrón de manchas coloreadas que representan anisotropías en la temperatura de fondo del cosmos. Estas diferencias de temperatura surgieron originalmente de diminutas fluctuaciones cuánticas que fueron infladas dramáticamente en el universo muy temprano.

A lo largo de los siguientes pocos miles de millones de años, las regiones ligeramente más densas en el tejido del espacio-tiempo atrajeron más y más materia, tanto bariónica (la clase de la que estamos hechos todos nosotros) como oscura, bajo la influencia de la gravedad.

Algunas regiones llegaron a ser finalmente tan calientes y densas que pudieron comenzar la fusión nuclear en sus corazones. De esa forma, en una delicada danza entre la gravedad externa y la presión interna, nacieron las primeras estrellas.

La gravedad continuó con su tirón, arrastrando grupos de galaxias para formar galaxias, y luego grupo de galaxias para formar cúmulos galácticos. Algunas estrellas masivas se colapsaron formando agujeros negros, y otras se volvieron tan pesadas e hinchadas que estallaron, arrojando restos ricos en metales hacia todas direcciónes.

Hace unos 4700 millones de años, algo de este material se encontró orbitando una poco conspicua estrella de la secuencia principal, creando planetas de todos los tamaños, formas y composiciones: nuestro sistema solar.

Miles de millones de años de geología y de evolución después, aquí estamos. Y allí está el resto del universo. Es una historia bastante impresionante. ¿Pero qué pasará después? ¿Y cómo sabemos que toda esta teoría está incluso cerca de ser correcta? Asegúrense de volver por aquí, y pronto lo descubrirán.

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Artículo original: “Cosmology 101: The Present”
Por: Vanessa D'Amico
Fecha: Marzo 09, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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¿Fue el clima lo que nos hizo humanos?

Somos el producto de nuestro entorno y de los retos a los que nos tuvimos que enfrentar.

Dada la controversia en curso sobre el calentamiento global, la cuestión de si los seres humanos pueden cambiar el clima de la Tierra ya nos resulta familiar. Escondida en la lucha sobre el calentamiento global antropogénico se encuentra un asunto más sutil y posiblemente más importante: cómo el clima cambió a la gente.

Lucy © TheResilientEarth.com

En décadas recientes el registro fósil de la evolución y del comportamiento de los homininos ha mejorado mucho, si bien todavía está incompleto. Impulsado por un reciente informe del Consejo Nacional de Investigación (NCR = National Research Council), un artículo de perspectiva en la revista Science formula la pregunta: “¿El cambio climático dio forma a la evolución humana?”

Cuando se discute el lugar de la humanidad en la naturaleza, a menudo se deja de lado un hecho, y es que el hombre es una parte de la naturaleza. De hecho, los seres humanos son un producto de la naturaleza y del siempre cambiante sistema que controla el clima del planeta Tierra. En el resumen para el informe del NCR “Comprendiendo la influencia del clima en la evolución humana”, la relación que todas las especies, incluyendo la humana, tiene con la naturaleza se describe así:

Todos los seres vivientes interactúan con el sistema terrestre (la combinación de tierra firme, atmósfera y océanos) que conforma el medioambiente del planeta. A medida que el sistema terrestre ha cambiado a lo largo del tiempo, las especies individuales han respondido a esos cambios. En algunos casos, la especie se trasladó a nuevas ubicaciones. En otros casos, han permanecido en el lugar, y se han adaptado a los cambios ambientales, y algunas veces esto ha llevado a la formación de una nueva especie. En algunos casos, alguna especie se ha extinguido.

Aunque muchos piensan que de alguna manera los seres humanos se mantienen separados de la naturaleza, en verdad no lo estamos. El Homo sapiens, como muchas otras especies, ha sido formado por el mundo que nos rodea. Recién ahora los científicos están comenzando a entender cómo evolucionamos y cuáles son las fuerzas de la naturaleza que dictaron esa evolución. La premisa básica es que los cambios a gran escala del clima alteran la ecología y transforman la disponibilidad de los recursos. Esto lleva a presiones selectivas que, a su vez, pueden haber influenciado nuestra evolución.

Cráneos de algunos homininos, incluyendo al H. sapiens. ©TheResilientEarth.com

Los cambios en el clima africano resultan ser de gran interés para los antropólogos porque es allí donde evolucionó nuestra especie. En ”Clima y evolución humana”, Peter B. deMenocal examina recientes descubrimientos que pueden ayudar a verificar la relación clima-evolución humana. Según deMenocal, el cambio climático y sus efectos en los ecosistemas africanos pueden haber jugado un papel principal en la evolución humana.

La extinción de homininos, la especiación y los eventos de comportamiento parecen estar asociados con cambios en el clima africano a lo largo de los últimos cinco millones de años. Los primeros acontecimientos de aparición y extinción así como los hitos claves de comportamiento se acumulan entre los 2,9 y los 2,6 millones de año, y nuevamente entre los 1,9 y los 1,6 millones de año. En el grupo más temprano, estos eventos incluyen la extinción del Autralopithecus afarensis (Lucy) hace casi 2,9 millones de años; la aparición del autralopiteco robusto (Paranthropus spp.) con grandes mandíbulas y dientes moledores, hace unos 2,7 millones de años; y la aparición del linaje Homo con cerebro en un momento posterior a hace 2,6 millones de años, cerca de la época cuando aparece la primera evidencia de la manufactura, uso y transporte de herramientas de piedra olduvenses.

Ya habrán notado que el término hominino ha reemplazado recientemente al más antiguo y familiar de homínido en los artículos científicos. No es un error tipográfico o un neologismo de computación, sino un reflejo de la creciente comprensión antropológica de nuestros ancestros humanos y a otras especies relacionadas cercanamente. Según lo que dice el arqueólogo y escritor científico K. Kris Hirst en About.com:

Hasta la década de 1980 los antropólogos seguían generalmente el sistema taxonómico creado en el siglo XVIII por el científico Carl Linnaeus, cuando hablaban de las varias especies de humanos. La familia de los Hominoides incluía la sub-familia de los Homínidos (los seres humanos y sus ancestros) y la de los Antropoides (chimpancés, gorilas y orangutanes). El problema es que estudios moleculares recientes muestran que los humanos, los chimpancés y los gorilas están más cerca unos de otros que con los orangutanes. Así que los científicos separaron a los Hominoides en dos sub-familias: Ponginae (orangutanes) y Homininae (humanos y sus ancestros, junto a los chimpancés y los gorilas). Pero todavía necesitamos un modo de estudiar a los humanos y a sus ancestros como un grupo separado, de modo que los investigadores propusieron otra división más de la sub-familia Homininae, para incluir a los Hominini (humanos y sus ancestros), a los Panini (chimpancés) y a los Gorillini (gorilas).

Básicamente, un hominino es lo que se solía denominar un homínido: una criatura que es humana o ancestro de los humanos. Esto incluye a todas las especies Homo (Homo sapiens, H. neanderthalensis, Homo ergaster, etc.), a todos los Australopitecinos (Australophitecus africanus, A. boisei, etc.) y a otras formas antiguas. Por contraste, el término “homínido” incluye a todos los grandes simios, abarcando a los chimpancés, gorilas, orangutanes y humanos. La ciencia, o al menos la terminología científica, sigue adelante. Abajo se muestra un árbol familiar actualizado:

Un árbol familiar simplificado para los Homínidos/Homininos. ©TheResilientEarth..com

Que el cambio climático afecta a la vida, es algo aceptado. Por ejemplo, cambios significativos en la flora y en la fauna ocurrieron hace unos 34 millones de años, cuando la Tierra se enfrió abruptamente y grandes glaciares se desarrollaron por primera vez en la Antártida. Las nuevos formas de vida que aparecieron posteriormente estaban mejor adaptadas a los nuevos medioambientes que emergieron: regiones polares más fríos, una estacionalidad más marcada, y tierras áridas. Como dijimos antes, el desarrollo de los homininos entró en alta velocidad durante el transcurso hacia la Edad de Hielo del Pleistoceno.

Una vez que la Edad de Hielo del Pleistoceno entró de lleno, ocurrieron desarrollos evolutivos más importantes. Entre 1,9 y 1,6 millones de años atrás, apareció la primera especie hominina parecida a los humanos modernos, Homo erectus, con grandes cerebros, dentición similar, y la habilidad de manufacturar refinadas herramientas de piedra. También hace aproximadamente 1,6 millones de años comenzó el primer éxodo desde África hacia Europa y el sur de Asia.

Por supuesto, los humanos no fueron las única forma de vida que evolucionó. La primera aparición de hierbas modernas C4 (uno de los dos tipos de fotosíntesis) llevó a una declinación en la forestación y a la expansión de las sabanas, particularmente en África. Esto, a su vez, llevó al desarrollo de nuevas especies animales. Según deMenocal, “aparecieron muchas especies nuevas de bóvidos apacentadores con dentición especializada (molares hipsodontes) para procesar la dieta herbal abrasiva. Estas y otras evoluciones se muestran en la figura de más abajo:

Cambios evolutivos y paleoclimáticos en África. ©TheResilientEarth

No solamente estaban evolucionando los seres humanos, sino también los animales de los que llegarían a depender. La evidencia apunta a las cambiantes condiciones climáticas y a los acompañantes cambios medioambientales como los factores impulsores de la evolución humana. La cuestión real es, ¿qué es lo que estaba impulsando los cambios en el clima? Citando nuevamente a deMenocal:

Los cambios climáticos en África durante los últimos cinco millones de años llevan la firma de dos procesos separados. El forzamiento de la precesión orbital (con un período de unos 20 000 años) actuó como un “marcapasos monzónico” que fluctuó entre condiciones húmedas y secas. Una tendencia a largo plazo hacia condiciones más variables y crecientemente más secas se superpone a estos ciclos húmedo-seco, comenzando hace unos 3 millones de años y que llegó a su pico entre 1,8 y 1,6 millones de años atrás.

La precesión orbital es uno de los bien conocidos Ciclos de Milankovitch. Lo que aquí se sostiene es que, sobre la variación cíclica causada por la precesión, también está trabajando una bien establecida tendencia hacia condiciones más áridas. Esto tiene sentido, ya que el clima de la Tierra se ha enfriado y una gran cantidad de agua ha quedado aprisionada en el hielo glacial a lo largo de los últimos tres millones de años.

Esta tendencia debería ser tenida en cuenta la próxima vez que un alarmista del cambio climático comience a balbucear sobre sequías causadas por un calentamiento global. Es cierto que los cambios climáticos pueden hacer crecer a los desiertos y hacer que las selvas y las sabanas se vuelvan áridas. Tengamos en cuenta que, entre 15 000 y 5000 años atrás, el moderno desierto del Sahara estaba casi completamente cubierto de vegetación, con grandes lagos permanentes y abundante vida salvaje. Si la desertificación del Sahara hubiera sucedido recientemente, seguramente se habría culpado a los seres humanos. De hecho, hay quienes culpan a los humanos del cambio climático del Holoceno temprano.
La teoría actual es que los incrementes precesionales en la radiación estival estimularon a los monzones, llevando más lluvias al interior de África. Esto acentuó la inundación anual del Nilo, enviando mayores escorrentías hacia el Mediterráneo oriental, lo que produjo que sedimentos orgánicos ricos (sapropeles) se depositaran en el lecho marino. Las muestras estratigráficas de los últimos millones de años contienen cientos de capas de estos sapropeles. No es coincidencia que estas capas tiendan a aparecer en grupos de 100 000 y 412 000 años que están relacionados con la modulación de los ciclos monzónicos de precesión orbital y con la excentricidad de la órbita terrestre, otro de los Ciclos de Milankovitch. El Dr. deMenocal resume el pensamiento actual de esta forma:

Las hipótesis que relacionan los cambios climáticos y de fauna en África están constreñidos por estas nuevas observaciones. Los linajes de la fauna típicamente persistieron a través de docenas de ciclos humedad-aridez, de modo que es improbable que la variabilidad de escala orbital por sí sola fuera un agente de selección. Igualmente, las hipótesis anteriores que enfatizaban únicamente el desarrollo unidireccional de la vegetación abierta no capturan la ahora evidente complejidad de la variabilidad climática africana. Estas visiones postulan que la creciente variabilidad climática llevó a cambios climáticos y ecológicos que se fueron haciendo progresivamente más grandes en amplitud.

Todo esto hace que los científicos lleguen a la conclusión de que los cambios en el clima terrestre, particularmente desde el inicio de la Edad Glacial del Pleistoceno, creó al mundo en el que evolucionaron nuestros ancestros. Muchos antropólogos piensan que los primeros seres humanos surgieron en las áridas planicies abiertas de África. Antes de los cambios climáticos que discutimos más arriba, estas planicies abiertas no existían. Pero más que eso, fue la inconstancia climática la que forzó a los humanos a desarrollar su conjunto único de capacidades, capacidades que nos distinguen de los otros primates.

El hombre evolucionó en las planicies áridas y abiertas de África. ©TheResilientEarth

Somos criaturas creadas por nuestro medioambiente, como todas las otras formas de vida con las que compartimos este planeta. Como relatamos anteriormente, los cambios del clima son causados por tendencias a largo plazo, impulsadas primariamente por cambios geológicos en la configuración superficial del planeta, y por ciclos de mediano término dictados por la variación orbital de la Tierra. En el corto término, ha habido y habrá aberraciones, actividad volcánica, impactos de asteroides, emisiones gigantescas de metano del suelo marino, etc., pero estas tienen únicamente efectos transitorios en el sistema terrestre. Los más grandes esfuerzos de los seres humanos caen dentro de esta última categoría y pueden tener únicamente un impacto fugaz en el clima de la Tierra, en el peor de los casos.

El clima terrestre, y el cambio climático en sí mismo, han ayudado a convertirnos en humanos. Hoy en día hay quienes se emocionan demasiado porque piensan que estamos cambiando ese mismo clima. Como se afirma en el informe del NRC (National Research Council = Consejo Nacional de Investigación): “Además de responder a los factores medioambientales, los organismos también modifican al medioambiente, a menudo en formas profundas. Los humanos no son una excepción, y tienen un efecto profundo en el sistema terrestre”.

En otras palabras, cualquier efecto que tengamos en el medioambiente es todo parte de la naturaleza, y la naturaleza está continuamente adaptándose al cambio. Los alarmistas del cambio climático y los eco-calzonazos de todas partes necesitan chequear su medicamentación y calmarse, porque intentar detener el cambio climático es como intentar detener la evolución.

Cuídense, disfruten el interglacial y manténgase escépticos.

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Artículo original: “Did Climate Change Make Us Human?”
Fecha: Febrero 24, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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Posible evidencia de vida fósil en meteoritos

Quizás se pueda demostrar finalmente que la vida es algo común en el cosmos.

Un artículo publicado en el Journal of Cosmology está recorriendo el mundo. El mismo anuncia el descubrimiento de posibles microfósiles en un grupo de meteoritos.

Antes del artículo en sí mismo, aparecen los siguientes apuntes:

Sinopsis

El Dr. Hoover ha descubierto evidencia de microfósiles similares a las cianobacterias, en cortes recién fracturados del interior de los meteoritos carbonáceos Alais, Ivuna y Orgueil I1. Basado en la Microscopía Electrónica de Escaneo de Emisión de Campo (FESEM = Field Emission Scanning Electron Microscopy) y en otras mediciones, el Dr. Hoover ha llegado a la conclusión de que son indígenos de esos meteoritos y similares a las cianobacterias y a otros procariotas tales como las bacterias sulfurosas filamentarias.

En su opinión estas bacterias fosilizadas no son contaminantes terrestres sino restos fosilizados de organismos vivos que moraron en los cuerpos paternos de estos meteoritos, como por ejemplo cometas, lunas y otros cuerpos astrales.

Las implicaciones son de que la vida está en todas partes, y que la vida sobre la Tierra pudo provenir de otros planetas.

Miembros de la comunidad científica fuerobn invitados a analizar los resultados y a escribir comentarios críticos o a especular sobre las implicaciones. Estos comentarios serán publicados entre el 7 y el 10 de marzo de 2011.

Declaración

Declaración oficial del Dr. Rudy Schild, del Centro de Astrofísica del Instituto Harvard-Smithsoniano, Editor en Jefe del Journal de Cosmology:

“Creemos que el cuidadoso análisis del Dr. Hoover proporciona evidencia definitiva de antigua vida microbiana en cuerpos astrales, algunos de los cuales pueden ser anteriores al origen de la Tierra y de este sistema solar.

El Dr. Richard Hoover en un altamente respetado científico y astrobiólogo con un prestigioso historial de logros en la NASA.

Dada la naturaleza controversial de este descubrimiento, hemos invitado a 100 expertos y enviado una invitación general a más de cinco mil científicos de la comunidad científica para revisar el artículo y ofrecer sus análisis críticos.

Nuestra intención es publicar los comentarios, tanto favorables como contrarios, junto al artículo del Dr. Hoover. De esta forma el artículo habrá recibido un examen cuidadoso y se podrán presentar todos los puntos de vista.

Ningún otro artículo en la historia de la ciencia ha sufrido un análisis tan exhaustivo, y ninguna otra publicación científica en la historia de la ciencia ha hecho que un artículo tan profundamente importante esté disponible para que sea comentado por la comunidad científica antes de su publicación.

Creemos que la mejor forma para que avance la ciencia es la promoción del debate y de la discusión”.

Imagen de filamentos insertos en el meteorito Orgueil CI1, identificados como posibles microfósiles de vida extraterrestre. © Richard B. Hoover/Journal of Cosmology

Estén atentos, por favor. Cuando haya nueva información al respecto, la publicaré en este blog para conocimiento de todos mis lectores.

La hermana menor de Orión

Imágenes celestes: Messier 43, o nebulosa De Mairan, en el complejo de Orión.

La nebulosa M43, en el complejo de Orión. © ESA/Hubble & NASA

El telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA ha obtenido una imagen de primer plano de la hermana menor de la nebulosa de Orión, Messier 43. Esta nebulosa, a veces llamada también De Mairan por su descubridor, está separada de la famosa nebulosa de Orión (M42) solamente por una banda oscura de polvo. Ambas nebulosas forman parte de una masiva guardería estelar conocida como el complejo nebuloso molecular de Orión, en el cual se incluyen varias otras nebulosas tales como la Cabeza de Caballo (Barnard 33) y la de la Flama (NGC 2024).

Telescopio Espacial Hubble © NASA / ESA

El complejo nebuloso molecular de Orión se encuentra a unos 1400 años-luz de distancia, lo que lo convierte en una de las regiones masivas de formación estelar más cercanas a la Tierra.

Por lo tanto, el Hubble ha estudiado profundamente a esta región a lo largo de las dos últimas décadas, monitoreando la forma en que los vientos estelares esculpen las nubes de gas, estudiando a las jóvenes estrellas y a sus alrededores, y descubriendo muchos objetos esquivos, tales como las estrellas enanas marrones.

Esta vista muestra varias de las estrellas jóvenes y calientes en esta región algo menos estudiada, y revela también muchos de los rasgos curiosos que rodean a estrellas aún más jóvenes que todavía se encuentran escondidas por el polvo en sus capullos.

La imagen fue creada a partir de fotografías tomadas utilizando el Canal Gran Angular de la Cámara Avanzada para Prospecciones del Hubble. Se combinaron imágenes obtenidas a través de los filtros amarillo (en color azul) e infrarrojo cercano (en color rojo). El tiempo de exposición fue de 1000 segundos para cada filtro y el campo de visión es de 3,3 arcominutos de arco.

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Artículo original: “Orion's Lesser-known Central Nebula Takes Stage”
Fecha: Febrero 28, 2011
Enlace con el artículo original: aquí
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Una flor en Cefeo

Imágenes celestes: estrellas jóvenes reunidas en la nebulosa NGC 7129, por Spitzer.

Racimo de estrellas jóvenes en NGC 7129. © NASA/JPL/Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Un día gris en Jaca. La Peña de Oroel nos abriga con su sombra helada, y sobre los Pirineos cubiertos de nieve el viento sopla fuerte: es un escenario algo tristón.

Peña de Oroel, nevada. © H.Rizzo

Tengo un poco descuidado a este blog, y el momento es el justo para volver a mi vieja serie de Imágenes Celestes, con una visión de alegría juvenil como la que nos regala el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, en una fotografía conmemorativa del Día de San Valentín: un racimo en forma de capullo de rosa dibujado por un conjunto de estrellas jóvenes y brillantes en la nebulosa conocida como NGC 7129, localizada a unos 3300 años-luz de distancia en la dirección de la constelación de Cefeo.

Un censo reciente del grupo revela la presencia de 130 estrellas jóvenes. Se formaron a partir de una masiva nube de gas y polvo que contiene suficiente materia prima como para crear un millar de estrellas tipo Sol. En un proceso todavía poco comprendido, algunos fragmentos de esta nube molecular se volvieron tan fríos y densos que colapsaron sobre sí mismos hasta convertirse en estrellas. Se piensa que la mayoría de las estrellas de nuestra Vía Láctea se formaron en racimos similares.

Esta imagen del Telescopio Espacial Spitzer se obtuvo con un conjunto de cámaras infrarrojas sensibles a la invisible luz infrarroja en longitudes de onda que son unas diez veces más largas que las de la luz visible. En esta composición de cuatro colores, la emisión de 3,6 micrones se muestra en color azul, la de 4,5 micrones en verde, la de 5,8 micrones en naranja, y la de 8,0 micrones en rojo, y cubre una región que equivale aproximadamente a un cuarto de luna llena.

Como en cualquier guardería, reina el desorden. En el astronómicamente breve periodo de un millón de años, las estrellas se las han arreglado para crear una gran burbuja irregular en la nube molecular que alguna vez las envolvió como una crisálida. El tono rosa pálido es producido por gránulos resplandecientes de polvo en la superficie de la burbuja que son calentados por la intensa luz de las jovenes estrellas que se encuentran insertas en ella.

Después de absorber los fotones de luz ultravioleta y visible generados por las estrellas, los gránulos de polvo se calientan y re-emiten la energía en ondas infrarrojas más largas que fueron observadas por Spitzer. Los colores rojizos marcan la distribución de material molecular que se supone es rico en hidrocarburos.

La fría nube molecular fuera de la burbuja es casi invisible en estas imágenes. Sin embargo, tres estrellas muy jóvenes cercanas al centro de la fotografía están lanzando chorros supersónicos de gas hacia la nube. El impacto de estos chorros calienta las moléculas de monóxido de carbono de la nube, produciendo la intrincada nebulosidad verde que forma el tallo de la rosa.

No todas las estrellas se forman en cúmulos. Lejos de la nebulosa principal y su joven racimo hay otras dos nebulosas más pequeñas, a la izquierda y abajo de la rosa. Cada una de ellas contiene una guardería estelar con solamente unas pocas estrellas jóvenes.

Los astrónomos creen que nuestro Sol se formó, hace miles de millones de años, en un racimo similar a NGC 7129. Cuando la radiación de las estrellas del nuevo racimo destruyen al material placental que las rodea, las estrellas comienzan a alejarse lentamente unas de otras.

Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer. © NASA / JPLCaltech

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Artículo original: “Spitzer Telescope Sends Rose for St. Valentine's Day”
Fecha: Febrero 12, 2004
Enlace con el artículo original: aquí

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Cosmología 01: El Comienzo

...Y en el principio, fue el universo...

¿Cómo surgió el cosmos? Esta es probablemente una de las cuestiones más importantes de la cosmología, y una que probablemente estará todavía algún tiempo entre nosotros. Aquí, comenzaremos explicando qué es lo que piensan los científicos sobre los primeros segundos formativos de la vida del universo. Es muy probable que esta historia no sea exactamente como ustedes supongan.

Al comienzo había... bien, en realidad no lo sabemos. Una de las ideas equivocadas más comunes en la cosmología es que el universo comenzó como una increíblemente pequeña e inconcebiblemente densa colección de materia que estalló de pronto, dando lugar al espacio tal como lo conocemos.

Representación de la cronología del universo a lo largo de 13 700 millones de años, desde el Big Bang, a través de las edades oscuras y la formación de las primeras estrellas, hasta la expansión del universo que las siguió. © NASA/WMAP Science Team

Hay varios problemas con ese concepto, y el menor de ellos no es la presunción implícita en un acontecimiento denominado “Gran Explosión” (big bang). De hecho, no hubo nada que “explotara”. La noción de un estallido trae a la mente una marea expansiva de material que gradualmente llena el espacio que la rodea; sin embargo, cuando nuestro universo nació, no había espacio, y tampoco había tiempo. Tampoco había vacío. Literalmente, no había nada.

Entonces, nació el universo. Unas energías extremadamente altas durante los primeros 10^-43 segundos de su vida hacen que sea muy difícil para los científicos determinar nada concluyente sobre el origen del cosmos. Por supuesto, si los científicos están en lo correcto sobre lo que puede haber sucedido después, eso no importa mucho.
Según la teoría de la inflación, aproximadamente a los 10^-36 segundos, el universo pasó por un período de expansión exponencial. En cuestión de unas pocas milésimas de segundo, el espacio se infló por un factor de aproximadamente 10⁷⁸, separando rápidamente lo que una vez habían sido regiones adyacentes hasta distancias incalculables y generando diminutas fluctuaciones cuánticas en el entretejido del espacio-tiempo.

La inflación es una teoría atractiva, por varias razones. En primer lugar, explica por qué observamos que el universo es homogéneo e isotrópico a gran escala, es decir, que luce igual en todas direcciones y para todos los observadores. También explica por qué el universo parece ser plano, en lugar de curvo. Sin inflación, un universo plano requiere un conjunto muy afinado de condiciones iniciales; sin embargo, la inflación hace convierte este ajuste fino en un truco de escala. Una analogía familiar: el suelo bajo nuestros pies parece ser plano (aún cuando sabemos que vivimos sobre un planeta esférico) porque los humanos somos muchos más pequeños que la Tierra. De la misma forma, el universo inflado es tan enorme comparado con nuestro campo local de visión que parece ser espacialmente plano.

Según la teoría, el fin de la inflación dio lugar a un universo que se parecía un poco más al que observamos hoy. La energía de vació que impulsó la inflación se transformó de pronto en una clase diferente de energía: la clase que podía crear partículas elementales. En este momento (apenas 10^-32 segundos después del nacimiento del universo) la temperatura ambiente era todavía demasiado alta como para que crearan átomos o moléculas a partir de estas partículas; pero a medida que los segundos fueron transcurriendo, el espacio se expandió y se enfrió hasta el punto que los quarks pudieron unirse y formar protones y neutrones. Los fotones de alta energía continuaron viajando por los alrededores, golpeando y excitando continuamente a los protones y electrones cargados.

¿Y qué pasó después? ¿Cómo fue que esta sopa caótica de materia y radiación se convirtió en la vasta extensión de estructura organizada que vemos hoy en día? ¿Qué le pasará al universo en el futuro? ¿Y cómo sabemos que ésta fue la forma en que se sucedieron las cosas?

Manténganse atentos y visiten este blog para ver las respuestas a estas y a otras preguntas.

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Artículo original: “Cosmology 101: The Beginning”
Fecha: Febrero 17, 2011
Autora: Vanessa D'Amico
Enlace con el artículo original: aquí
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