Relación entre masa y luz en vacíos cósmicos.

Los vacíos cósmicos tienen entornos cuyas propiedades están en buen acuerdo con los modelos, son relativamente simples y con luz emitida que se escala linealmente con la masa.

Y Fang, N Hamaus, B Jain, … Dark Energy Survey year 1 results: the relationship between mass and light around cosmic voids. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 490, Issue 3, December 2019, Pages 3573–3587. https://doi.org/10.1093/mnras/stz2805.

Esta es la conclusión del artículo científico, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que analiza la primera publicación de datos del DES (Dark Energy Survey), con el objetivo de describir la relación entre la masa y la luz alrededor de los vacíos cósmicos. [ACCEDER AL ARTICULO]

¿Cuáles son los perfiles de masa y galaxia de los vacíos cósmicos?

Estos vacíos cósmicos ocupan la mayor parte del volumen del universo. A diferencia de los cúmulos de galaxias y otras estructuras densas que se ven fuertemente afectadas por los efectos gravitacionales, sin mencionar los procesos asociados con la formación de galaxias, estos vacíos son las regiones más densas del universo y tienen una dinámica relativamente simple. Esto los hace sondas particularmente sencillas para restringir parámetros cosmológicos.

Los científicos usan modelos estadísticos para analizar tanto la distribución en 2-D de las galaxias como su distribución en 3-D, esta última obtenida al calcular distancias de galaxias desde sus desplazamientos al rojo determinados fotométricamente. En el nuevo estudio, encontraron que los dos métodos coinciden bien entre sí, y con modelos en los que la física de los entornos vacíos es muy simple, y en los que la cantidad de luz emitida se escala directamente con la masa.

Los huecos en el espacio intergaláctico con diámetros entre aproximadamente cien y seiscientos millones de años luz se ajustan lo suficientemente bien como para permitir que las pruebas de la relación masa-luz sean mejores al diez por ciento. Con futuras observaciones, las estadísticas mejoradas deberían permitir nuevas pruebas de consistencia útiles de gravedad y relatividad general y escenarios de materia oscura, informa el Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA).

«Curious Marie» : granos más antiguos que el sol dentro del meteorito Allende

meteorito allende - Búsqueda de Google

El 8 de febrero de 1969 sobre México se pudo ver una enorme bola de fuego. Durante días, los científicos encontraron un total de dos toneladas de material que hasta la fecha ha servido para multitud de estudios. pero aún así, la roca espacial, conocida como el meteorito Allende, aún guardaba en su interior una nueva sorpresa.

El Sistema Solar tiene unos 4.600 millones de años. Sin embargo, el nuevo estudio publicado en la revista « Nature Astronomy», ha hallado en una de las rocas granos que datan de entre 5.000 y 7.000 millones de años. Es decir, material más antiguo que el Sol y que todo nuestro vecindario cósmico, por lo que esos restos caídos en México antes estuvieron miles de millones de años vagando por algún escenario anterior al que disfrutamos ahora mismo. Este tipo de rocas son las que ayudan a los investigadores a estimar el pasado del Universo.


O. Pravdivtseva et al, Evidence of presolar SiC in the Allende Curious Marie calcium–aluminium-rich inclusionNature Astronomy (2020). DOI: 10.1038/s41550-019-1000-z. ACCEDER AL ARTICULO


No es la primera vez que estos granos presolares se encuentran en un meteorito: otra roca espacial caída en Australia en el mismo año también contenía este material. Lo nuevo de este descubrimiento es que el fragmento estudiado del meteorito Allende, conocido como «Curious Marie» contradice todo lo que se sabía acerca de los objetos interestelares de largo recorrido, ya que se ha encontrado rastros de carburo de silicio (SiC). «Lo sorprendente es el hecho de que los granos presolares están presentes aquí», afirma Olga Pravdivtseva, investigadora física y cosmoquímica responsable del estudio. «Siguiendo nuestra comprensión actual de la formación del Sistema Solar, los granos presolares no podrían sobrevivir en el ambiente donde se forman este tipo de meteoritos».

Curious Marie comes from the Allende meteorite, which fell in northern Mexico in February 1969. The white, fuzzy-looking features in this fragment of Allende are  calcium-aluminum-rich inclusions — some of the first solids to condense in the solar system. Credit: The Planetary Society

‘Curious Marie’ es un ejemplo notable de una «inclusión» o una porción dentro de un meteorito, llamada inclusión rica en calcio-aluminio (CAI). Estos objetos, algunos de los primeros en condensarse en la nebulosa solar, ayudan a los cosmoquímicos a definir la edad del Sistema Solar. Para el nuevo trabajo, Pravdivtseva y su equipo utilizaron firmas isotópicas de gases nobles para mostrar que los granos de carburo de silicio (SiC) presolar están presentes en Curious Marie.

Eso es importante porque los granos presolares generalmente se consideran demasiado frágiles para soportar las condiciones de alta temperatura que existían cerca del nacimiento de nuestro Sol.

Olga Pravdivtseva, research associate professor of physics in Arts & Sciences at Washington University in St. Louis, uses noble gas isotopes to study the formation and evolution of the early solar system. Pravdivtseva, a member of the McDonnell Center for the Space Sciences, is pictured in her laboratory in Compton Hall. Credit: Whitney Curtis/Washington University
Olga Pravdivtseva, profesora investigadora asociada de física en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis

Pero no todas las CAI se formaron de la misma manera. «El hecho de que el SiC esté presente en las inclusiones refractarias nos informa sobre el medio ambiente en la nebulosa solaren la condensación de los primeros materiales sólidos», señala Pravdivtseva, que forma parte del Centro McDonnell de Ciencias Espaciales de la Universidad de Washington. «Que SiC no haya sido completamente destruido en Curious Marie puede ayudarnos a comprender un poco mejor este entorno», indica. «Muchas inclusiones refractarias se derritieron y perdieron toda la evidencia textural de su condensación. Pero no todas», agrega.

Los investigadores no saben cómo el carburo de silicio de otra estrella llegó a estos sólidos primordiales como el meteorito Allende, pero el hecho de que lo hiciera significa quedebemos repensar algunas cosas sobre la química al comienzo de nuestro entorno. «Aunque los CAI, los sólidos anitguos del Sistema Solar, han sido ampliamente estudiados, aún quedan preguntas sobre la naturaleza y el origen de las anomalías isotópicas que llevan, su distribución entre clases meteoríticas primitivas y las relaciones con otros componentes meteoríticos», escriben los investigadores.

GBR: brotes de rayos gamma

GRBS - Buscar con Google

Gamma-ray Bursts: 15 Years of GRB Afterglows Progenitors, Environments and Host Galaxies from the Nearby to the Early Universe. A.J. Castro-Tirado, J. Gorosabel and I.H. Park. EAS, EDP Sciences 2013

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Los brotes de rayos gamma (GRB) se encuentran entre los fenómenos más energéticos del Universo. Son destellos de rayos gamma asociados con explosiones extremadamente energéticas en galaxias distantes. Son los eventos electromagnéticos más luminosos que ocurren en el universo. Según cuál sea su fuente (la colisión de dos estrellas de neutrones o una estrella colapsando en agujero negro), un estallido de rayos gamma puede durar unos pocos milisegundos o prolongarse durante horas enteras.

BeppoSAX

En 1997 (hace más de 20 años), BeppoSAX [observatorio espacial de rayos X fruto de la colaboración entre los Países Bajos e Italia], permitió la detección del primer resplandor de rayos X GRB, lo que condujo a la detección de resplandores en otras longitudes de onda (óptica, radio) en los años siguientes, probando la escala de distancia cosmológica.

 

Jocelyn Bell : Breakthrough Prize

El pasado 6 de septiembre, el comité del Breakthrough Prize, lo que en español sería “el premio a los grandes descubrimientos de la ciencia”, anunció a la ganadora de la edición 2018. El panel de jueces, compuesto por dos científicas y dos empresarios, anunció que se trataba de Jocelyn Bell, una profesora jubilada de la Universidad de Oxford, a la que se le entregaría un cheque por tres millones de dólares.

La noticia, que le dio la vuelta al mundo a través de las redes sociales, emocionó profundamente a las mujeres científicas, pues la investigadora finalmente obtendría reconocimiento por haber hecho un gran descubrimiento.

Interplanetary Scintillation Array. - Buscar con Google

La historia del descubrimiento de Bell inicia en la Universidad de Cambridge, una de las más importantes de Inglaterra, para hacer un doctorado en astrofísica bajo la asesoría de el famoso astrónomo Antony Hewish. Cuando terminó el doctorado, empezó a trabajar como ayudante de investigación de su asesor. Juntos construyeron un radiotelescopio, llamado Interplanetary Scintillation Array. 

El propósito de este radiotelescopio  era estudiar los cuásares, objetos astronómicos que se habían descubierto poco tiempo antes, y cuyo estudio estaba de moda. Los cuásares son fenómenos astronómicos que surgen cuando un gran agujero negro, situado en el centro de una galaxia, comienza a absorber la materia que está en su cercanía. Cuando esto sucede, se crea una gran cantidad de energía que se libera en forma de ondas de luz y de radio. Son los objetos más brillantes del Universo.

En 1967, Jocelyn empezó a analizar las señales que detectó el radiotelescopio, y encontró una muy regular, como un pulso. Cuando le comentó este hallazgo a su asesor, éste pensó que podría haber algún error, o que el telescopio estaba descompuesto. Sin embargo, otro telescopio cercano detectó el mismo pulso. En aquel momento no se conocía ningún objeto astronómico que enviara señales de ese tipo, por lo que Bell imaginó que podría tratarse de una civilización extraterrestre enviando un mensaje. Ella llamó a esta señal Pequeños Hombrecitos Verdes (o Little Green Men en inglés). Sin embargo, pocas semanas después, Jocelyn encontró un segundo pulso en un lugar completamente distinto del cielo. Entonces, se dio cuenta de que debería tratarse de algo más, pues no era muy probable que hubiera dos civilizaciones extraterrestres, situadas en lugares opuestos del universo, mandando la misma señal. A los pocos días, Jocelyn encontró dos estrellas más, situadas en distintas direcciones, que enviaban los mismos pulsos. Fue entonces cuando supo que había encontrado un nuevo tipo de estrella, que nunca se había visto antes, pero cuya existencia había sido predicha teóricamente.

Después de un tiempo se dio cuenta de que el tipo de estrellas que encontró emiten una fuerte señal de radio en una sola dirección y rotan todo el tiempo. Jocelyn Bell había pensado llamar a estos nuevos objetos con el rimbombante nombre de “estrellas radiantes pulsantes”, pero un periodista científico que la entrevistó propuso simplificar el nombre y llamarlas “pulsares”, que es como se conocen actualmente. Un pulsar es una pequeña estrella, compuesta por neutrones, que está rotando y que emite ondas de radio en una sola dirección. Podemos pensar en los pulsares como faros cósmicos. Al igual que los agujeros negros, los pulsares nacen cuando una estrella muere.

El descubrimiento fue tan importante, que mereció un premio nobel en 1974. Lamentablemente, este premio no se le otorgó a Jocelyn Bell, sino a su asesor, Anthony Hewish, quien al principio no tomó en serio el trabajo de su alumna.

jocelyn bell pulsar - Buscar con Google
Imagen del primer pulsar, descubierto por Jocelyn Bell. El grupo musical Joy Division lo utilizó como portada de su disco Unknown Pleasures

Después del descubrimiento de Bell, se construyeron nuevos radiotelescopios que permitieron descubrir alrededor de 2600 pulsares. Es interesante seguir estudiando los pulsares para entender sus particularidades: algunos se mueven muy rápido, otros muy lentamente o otros más tienen un gran tamaño. Los pulsares también se usan para medir la estructura de nuestra galaxia.

El pulsar más famoso es el que se descubrió en la Nebulosa del Cangrejo. Se trata de un pulsar que tiene aproximadamente 25 kilómetros de radio, que emite rayos que giran 30 veces por segundo. Es un objeto extremadamente brillante y las investigaciones más recientes han encontrado que tiene un campo magnético excepcionalmente complejo y que tiene cuatro polos, en vez de dos como los primeros que encontró Jocelyn Bell.

En mayo de 2018, un grupo de científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias encontró un pulsar muy masivo usando un método novedoso de observación. El pulsar, al que llamaron PSR J2215+5135 tiene una masa que es 2.3 veces la masa del Sol. Seguramente en lo siguientes años los científicos encontrarán nuevos pulsares interesantes, pues su estudio sigue siendo apasionante para los astrónomos y los astrofísicos.

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La astrofísica Mirjana Povic y el proyecto STEM for Girls Ethiopia

La astrofísica serbia Mirjana Pović (Pançevo, 1981) empezó a interesarse por la astronomía cuando era una niña. Cada día observaba el cielo y se preguntaba qué eran la Luna y el Sol. “Tenemos un laboratorio encima nuestro [el cielo]. Yo sentía mucha curiosidad y pensaba: Cuando sea mayor voy a entender de dónde viene esa luz y esos puntos del cielo”. 

Solo tenía nueve años cuando comenzó la guerra de Yugoslavia. En la escuela, faltaba el material educativo y motivación entre el personal. Fuera de ella, se enfrentaba a una fuerte tensión social y familiar. El conflicto duró 10 años, pero los efectos mucho más: “Mi familia antes de la guerra era de clase media baja, pero durante la guerra la clase media desapareció”. Poco después Pović comenzó la carrera de astrofísica en la Universidad de Belgrado. Cada día tenía que viajar más de 20 kilómetros desde Pançevo a la capital y “no tenía ni para pagar el transporte”. Por ello, hacía autostop para poder ir a clase. Aún así, consiguió graduarse y hoy es profesora del Instituto Etíope de Ciencia y Tecnología Espaciales y un referente para muchas niñas que viven en condiciones de pobreza.

Mirjana Povic ha desarrollado su carrera investigadora principalmente en Europa (en Tenerife y Granada y ahora vinculada al Instituto de Astrofísica de Andalucía), al tiempo que buscaba el modo de aplicar sus conocimientos en África, un continente por el que siente fascinación. “Mi país estaba en guerra cuando yo era pequeña. Nunca hubiera podido dedicarme a la ciencia sin el apoyo de mi familia, una educación universitaria gratuita y una beca para mi doctorado. Los niños de países en desarrollo deben saber que sus vidas pueden cambiar, pero no es suficiente que trabajen duro. Es fundamental contar con el apoyo de la sociedad, y el acceso a la educación es el primer paso”, apunta tajante.

Pović ha recibido este año 2019 el premio Nature Research Award en la categoría de ciencia inspiradora. Este galardón, dotado con 10.000 euros, reconoce los logros de jóvenes investigadoras y sus esfuerzos para que otras mujeres accedan al ámbito científico.

“En la mayor parte de África subsahariana las familias viven de la agricultura y la ganadería, tienen un promedio de cuatro o cinco hijos y los recursos para que los niños vayan al colegio son muy limitados”, cuenta. Pese a que cada vez más chicas tienen la posibilidad de acceder a la educación primaria y secundaria, todo se complica cuando deben ir a un centro escolar de otra ciudad o a la universidad. “La pobreza no afecta a toda la sociedad de la misma forma. Las que más sufren son las mujeres. Todavía se da prioridad a los chicos para que puedan estudiar”, afirma la astrofísica.

Esta doctora ha dado clases en orfanatos y enseñado a niños de la calle en Tanzania, Sudáfrica y Ruanda. También ha formado a las primeras generaciones de estudiantes de máster y doctorado en Astronomía en Etiopía, Tanzania, Ruanda y Uganda. Ahora pretende destinar el premio a poner en marcha el proyecto STEM for Girls Ethiopia, que tiene como objetivo dar visibilidad a las mujeres científicas y fomentar la vocación entre las estudiantes de secundaria para hacer carreras STEM. “Tenemos el objetivo de alcanzar el mayor número posible de niñas en toda Etiopía. Adicionalmente, mi sueño es crear una red africana de mujeres que trabajan en astronomía y ciencias espaciales para visibilizar, unir, y empoderar a las mujeres en nuestro campo”, concluye la investigadora.

Desde 2016, esta doctora vinculada al Instituto de Astrofísica de Andalucía da clases y supervisa a los estudiantes que estudian un máster y un doctorado en el Instituto Etíope de Ciencia y Tecnología Espaciales. Allí, el principal problema para ofrecer una formación de calidad es “la falta de personal cualificado”. De los 111 empleados en el instituto —entre los que también están los trabajadores administrativos, financieros y personal de apoyo—, solo cinco cuentan con un doctorado. Y de esos cinco, ella es la única mujer.

La falta de personal dificulta la posibilidad de dedicar tiempo a sus propios proyectos. Pero siempre que puede intenta avanzar en sus investigaciones en astronomía extragaláctica. Concretamente estudia las propiedades de las galaxias activas: “De ellas recibimos energías y luminosidades mucho más altas que de galaxias normales y son unos de los objetos más brillantes que tenemos en el universo”. Por ejemplo, analiza cuál es el rol de estas galaxias activas en la evolución y formación de las galaxias en general, como han ido evolucionando a lo largo del tiempo cósmico o cuáles son las propiedades de las que tienen muy baja luminosidad.

Esta falta de tiempo para progresar en los proyectos es uno de los problemas a los que se enfrentan muchas mujeres científicas africanas. “Tener una familia en África es una deber. Es difícil encontrar mujeres que no tienen hijos. Cuando vuelven a casa, el peso no se comparte de la misma forma entre hombres y mujeres. Ellas son las que normalmente se encargan de las labores del hogar y de cuidar a sus hijos”, cuenta.

No obstante, para estas mujeres las dificultades comienzan mucho antes. Los sesgos sobre la capacidad de las mujeres para realizar ciertos trabajos están presentes desde edades tempranas. En un estudio publicado en 2017 en la revista Science, se preguntaba a niños y niñas si, cuando se les hablaba de una persona especialmente inteligente, creían que era de su sexo o del contrario. Cuando los pequeños tenían cinco años, no se observaban diferencias, sin embargo, a partir de los seis, la probabilidad de que las niñas considerasen que la persona brillante fuera de su sexo descendía.

“Desde que somos pequeñas siempre hemos sido sobreprotegidas en todo el mundo. Se nos muestra que somos más frágiles y esa confianza que los demás no tienen en nosotras se nos queda grabada para siempre”, cuenta Pović. Para acabar con estos prejuicios y fomentar la vocación entre las niñas es imprescindible tener referentes femeninos: “Si desde que somos pequeñas no tenemos referencias de mujeres matemáticas o físicas, ¿cómo vamos a elegir uno de estos campos cuando nos hagamos la pregunta?”.

Luchar contra estos estereotipos y conseguir que las niñas puedan ser científicas en África o en cualquier lugar del mundo “no corresponde solo a las maestras, madres o mujeres líderes. Es un trabajo de la sociedad”, asegura la astrofísica. Para ella, es fundamental informar de que este tipo de sesgos existen para intentar evitarlos tanto en las escuelas como en Internet y los medios de comunicación. Crear vínculos entre las mujeres científicas para que se apoyen entre sí y se sirvan de inspiración también es muy útil. Pović, por ejemplo, forma parte de la organización española AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas).

También considera que acabar con la pobreza e invertir en proyectos de desarrollo en educación y en políticas de igualdad “va a ser beneficioso para las niñas”. La astrofísica aboga por la discriminación positiva hasta que hombres y mujeres tengan las mismas posibilidades: “Dar más becas y oportunidades a las mujeres para intentar sacar lo mejor de ellas”. Ella da prioridad a las chicas que estudian en el instituto a la hora de supervisar sus proyectos y está convencida de que poco a poco el cambio es posible. Muestra de ello es que ella ha supervisado a la primera chica en Ruanda que ha cursado un máster en Astronomía y está haciendo un doctorado. La idea es que cada vez sean más las mujeres que trabajen como matemáticas, físicas o astrónomas y den clases en universidades. Es decir, que haya más referentes para que las niñas en África también quieran y puedan ser científicas.


FUENTE: Jorge Palacios