Hasta 1968, y tras una serie de experimentos en el Acelerador Lineal de Stanford (SLAC) no supimos que muchas partículas, entre ellas protones y neutrones, que son los constituyentes principales de los núcleos atómicos, están formados a su vez por tres partículas aún más pequeñas, los quarks. Apenas 4 años antes, el físico norteamericano Murray Gell-Mann ya predijo su existencia, poniendo algo de orden a las decenas de partículas diferentes que aparecían sin aparentre orden ni concierto en los experimentos con aceleradores.

A partir de ese momento, y durante décadas enteras, los físicos se han esforzado por saber cuántos tipos de quarks existen y qué función cumplen exactamente. Hasta ahora se han clasificado seis clases (o sabores) de quarks, que difieren entre sí en el espín, una de las características de toda partícula que describe su rotación intrínseca. Así, tenemos Quark u (up, arriba) Quark d (down, abajo), Quark c (charm, encanto), Quark s (strange, extraño), Quark t (top, cima) y Quark b (bottom, fondo). Todos ellos, tras haber sido predichos teóricamente han ido apareciendo en los laboratorios de los físicos.

 

Sin embargo, y hurgando en las matemáticas que hay detrás de los quarks, los físicos se han encontrado con que debería de existir un tipo de partícula “diferente”, realmente extraña y que jamás ha aparecido en experimento alguno. Una partícula formada por seis quarks en lugar de por tres, como es lo habitual. Se la conoce como “hexaquark”, y estaría compuesta por quarks de diferentes sabores. De existir realmente, el hexaquark podría explicar el misterio de la materia oscura, esa “otra clase” de materia que no emite absolutamente ningún tipo de radiación y que, por lo tanto, resulta indetectable incluso para los instrumentos más sofisticados. Y por si esto fuera poco, los físicos han descubierto, además, que si el hexaquark tuviera una masa en particular, la partícula podría ser inmortal, y vivir para siempre.

De los seis tipos de quarks conocidos, los “arriba” y “abajo” son los más ligeros, y también los más comunes. En la Física de partículas, en efecto, cuanto más se pese más probabilidades hay de descomponerse en cosas más pequeñas.

Los protones y los neutrones, como se ha dicho, están compuestos por tríos de quarks: dos “arriba” y un “abajo” forman un protón, y dos “abajo” y un “arriba” forman un neutrón. Esa configuración en trío resulta ser la más estable y también la más común de todas.

A pesar de ello, de vez en cuando aparecen en los colisionadores partículas que no cumplen esta norma, y que están formadas solo por dos quarks. Suelen ser muy inestables, apenas duran un instante y enseguida se descomponen en otra cosa diferente. Si los investigadores se esfuerzan mucho en sus experimentos, explica el astrofísico Paul M.Suttter en LiveScience, en ocasiones pueden llegar a conseguir que se unan hasta cinco quarks diferentes y que interactúen brevemente (un pentaquark) antes de descomponerse también. Y hasta ahora, esas han sido todas las combinaciones de quarks que hemos sido capaces de fabricar. Pero la teoría dice que debería de haber algo más.

De hecho, existe una extraña combinación de quarks que jamás ha aparecido en los experimentos: se trata, precisamente, del hexaquark, una extraña combinación de seis quarks que consta de dos quarks “arriba”, dos “abajo”, y dos “extraños”. Las teorías, sin embargo, no predicen una masa concreta para el hexaquark. Ese valor, considera Sutter, dependería de la disposición precisa y de las interacciones de los quarks individuales dentro de esa hipotética partícula.

¿Y qué hay de su estabilidad? ¿Se desintegraría de inmediato un hexaquark si apareciera por fin en laboratorio? La respuesta, para Sutter, es un rotundo no. Muy al contrario, explica, los cálculos sugieren que si su masa cae por debajo de un cierto umbral, esa partícula sería absolutamente estable por toda la eternidad. En otras palabras, nunca se descompondrá. Si por el contrario la masa del hexaquark resultara ser algo mayor, pero aún por debajo de cierto umbral, la partícula acabaría por descomponerse, pero en unas escalas de tiempo tan enormes que bien podría considerare como eterna.

                                  Si el hexaquark es tan estable, ¿por qué no se ha visto nunca?

Sutter cree que la respuesta puede ser más simple de lo que creemos. Curiosamente, el rango de masas que debería de tener un hexaquark está por debajo del umbral de lo que pueden crear los colisionadores de partículas, diseñados para estudiar partículas mucho mas pesadas y fugaces. En otras palabras, el hexaquark podría estar ahí, de incógnito a plena vista, y haber pasado inadvertido durante décadas enteras.

Afortunadamente, los aceleradores de partículas no son el único sitio en el que se pueden buscar hexaquarks. Durante los primeros instantes tras el Big Bang, explica Sutter, hubo un auténtico caos de energías nucleares, con temperaturas y presiones lo suficientemente elevadas como para fabricar átomos de hidrógeno y helio a base de juntar quarks. Y en esa fragua primordial también se podrían haber formado una enorme cantidad de hexaquarks, junto al resto de las partículas subatómicas que nos son familiares.

Según los cálculos preliminares de los científicos, si los hexaquarks son algo real y si tienen el rango adecuado de masas, podrían haberse producido en grandes cantidades en el Universo primitivo, y haber sobrevivido después a aquél auténtico infierno. De hecho, los hexaquarks originales podrían seguir existiendo, sin interactuar con nada, sin descomponerse en otras partículas, sin emitir nada y sin hacer nada más que existir y crear, eso sí, efectos gravitatorios adicionales en los lugares donde más se acumulen debido a su masa. ¿Les suena? Porque eso es exactamente lo que se supone que hace la materia oscura.

Evidentemente, y a pesar de lo atractivo de la idea, lo primero que habría que hacer es ver un hexaquark en laboratorio. Cosa que, hasta ahora, no se ha conseguido. Aunque eso, para Sutter, podría estar empezando a cambiar. De hecho, el detector BaBar, del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, en California, resulta especialmente adecuado para producir diferentes combinaciones de quarks, algunos de ellos realmente pesados. Y debería de estar en condiciones de producir también hexaquarks, si es que realmente existen.

En un artículo aparecido el pasado 2 de enero en arXiv.org, aparecen los últimos resultados de ese esfuerzo, aunque el hexaquark sigue sin aparecer. Aunque eso, según Sutter, solo es seguro en un 90%, lo que significa que si las posibles combinaciones de quarks más masivas y menos estables se descomponen en hexaquarks estables, lo harían muy raramente, a una tasa de una sola descomposición por cada 10 millones.

¿Descarta eso al hexaquark como posible candidato a materia oscura? No exactamente. Podría ser, en efecto, que las condiciones del Universo primitivo permitieran el surgimiento de suficientes hexaquarks como para dar cuenta de la cantidad estimada de materia oscura. Aunque ese nuevo resultado, sin duda, supone un problema adicional para la idea. Puede que futuras investigaciones consigan confirmar la existencia de esta partícula inmortal. Y resolver, por fin, el molesto enigma de la materia oscura.

Noticia de prensa

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El magnate y colaborador de la NASA Robert Bigelow asegura que “los extraterrestres viven ya entre nosotros”

Robert Bigelow, magnate estadounidense y colaborador cercano de la NASA que posee una compañía aeroespacial, ha asegurado en el programa 60 Minutos de la cadena CBS que los “extraterrestes viven ya entre nosotros”, lo que ha causado bastante revuelo.

“Estoy absolutamente convencido. Eso es todo al respecto. Ha habido y hay una presencia existente, una presencia extraterrestre. Y gasté millones y millones y millones, probablemente gasté más que cualquier otra persona en los Estados Unidos ha gastado en este tema”, ha declarado.

Preguntado sobre si considera arriesgado para su imagen decir en público que cree en los extraterrestres, Bigelow ha dicho que le “importa un bledo”. “No va a cambiar la realidad de lo que sé”, ha recogido Europa Press.

“No tienes que ir a ninguna parte. Están debajo de la nariz de la gente”, ha asegurado Bigelow al ser preguntado sobre la posibilidad de encontrar vida extraterrestre en un viaje espacial.

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Noticia en ABC Ciencia:

La súbita desaparición de la brillante corona de un Agujero Negro, asombra a los Astrónomos

En apenas un año, disminuyó su brillo en un factor de 10.000, para después volver poco a poco a su estado inicial

 

A 100 millones de años luz de la Tierra, astrónomos de varios observatorios se quedaron de piedra al comprobar cómo la brillante corona de un agujero negro supermasivo, el anillo ultrabrillante de partículas de alta energía a más de mil millones de grados de temperatura que rodea el agujero negro, desaparecía súbita y misteriosamente.

Aunque la causa de esta abrupta desaparición se desconoce, los investigadores creen que algo muy extraño debió de suceder. Algo como una estrella atrapada por la gravedad del agujero negro, “rebotando” a través la espiral de materiales en órbita y haciendo que todo a su alrededor, incluídas las partículas de alta energía de la corona, cayeran repentinamente al interior del agujero, desapareciendo para siempre.

 

El resultado de este proceso fue la sorprendente y precipitada disminución del brillo del agujero negro, que se redujo en un factor de 10.000 en menos de un año. El hallazgo se acaba de publicar en Astrophysical Journal Letters.

“Lo esperado es que cambios de luminosidad tan grandes sucedan en escalas de tiempo de muchos miles o de millones de años -asegura Erin Kara, del Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT) y coautora de la investigación-. Pero en este objeto el brillo cayó hasta 10.000 veces en un solo año, e incluso llegó a caer en un factor de 100 en apenas ocho horas, lo cual es totalmente desconocido y realmente alucinante”.

Tras la súbita desaparición de la corona, los investigadores continuaron observando el agujero negro, y vieron cómo empezaba de nuevo a juntar lentamente material alrededor de sus bordes exteriores para volver a formar su disco de acreción rotatorio, que a su vez empezó a emitir rayos X de alta energía cerca del horizonte de sucesos del agujero negro. De esta forma, y en apenas unos meses, el agujero negro generó una nueva corona, casi tan brillante como la original.

“Es la primera vez que vemos desaparecer una corona y volver a reconstruirse -prosigue Kara- y estamos viendo eso en tiempo real. Esto será realmente importante para comprender cómo la corona de un agujero negro se alimenta y se forma de la nada”.

Todo empezó con un destello

En marzo de 2018, los investigadores observaron un fuerte e inesperado destello en 1ES 1927 + 654, un núcleo galáctico activo, o AGN, que es un tipo de agujero negro supermasivo con un brillo superior al normal en el centro de una galaxia. El brillo del objeto aumentó súbitamente hasta 40 veces su luminosidad normal.

“Era un AGN que ya conocíamos -explica Kara-, pero no era demasiado especial. De repente, nos dimos cuenta de que este AGN corriente se volvía muy brillante, lo que llamó nuestra atención, y empezamos a apuntar hacia él muchos otros telescopios en muchas otras longitudes de onda para mirarlo”.

El equipo, en efecto, utilizó múltiples telescopios para observar el agujero negro en las bandas de rayos X, ópticas y de ondas ultravioleta. La mayoría de esos telescopios apuntaban periódicamente al agujero negro, por ejemplo registrando observaciones durante un día entero cada seis meses. El equipo del MIT, sin embargo, observó diariamente el agujero negro con el pequeño telescopio de rayos X NICER, de la NASA, instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional y equipado con sensores y detectores diseñados y construidos por investigadores del propio MIT.

                   NICER el telescopio de rayos X

“NICER es genial -asegura Kara- porque es muy ágil”. Con él, el equipo podía “echar un vistazo” durante un rato cada día al agujero negro y dejar después libre el telescopìo para otras observaciones. Mirándolo tan a menudo, Kara y su equipo se dieron cuenta enseguida de que el agujero negro perdía rápidamente su corona, hasta que desapareció por completo. “Justo después de pasar por ese enorme estallido -recuerda la investigadora- vimos cómo la corona desaparecía. Se volvió indetectable, algo que nunca habíamos visto antes”.

La corona misteriosa

Los físicos no están del todo seguros de qué es lo que causa exactamente que se forme una corona alrededor de un agujero negro, pero creen que tiene algo que ver con la configuración de las líneas de campo magnñetico que atraviesan su disco de acreción. En las regiones externas del disco giratorio de material, esas líneas de campo tienen una configuración más o menos sencilla. Más cerca, sin embargo, y especialmente junto al horizonte de sucesos, la línea que una vez cruzada no permite que ningún objeto pueda volver a salir, la mayor energía de los materiales del disco puede hacer que las líneas del campo magnético se retuerzan y se rompan, para volver después a conectarse. Y esa maraña de energía magnética podría hacer girar partículas a toda velocidad alrededor del agujero, formando una corona que brilla extraordinariamente en el rango de los rayos X.

Kara y sus colegas creen que si la corona realmente desapareció por culpa de una estrella descarriada, esa estrella fue primero destrozada por el tirón gravitacional del agujero, y sus restos esparcidos por todo el disco de acreción. Ese pudo ser el origen del brillante destello captado en 2018. LLamado por los astrónomos “interrupción de marea”, este evento habría provocado que gran parte del material del disco cayera repentinamente en el agujero negro. Y también habría podido hacer que las líneas de campo magnético “se volvieran locas“, hasta el punto de no poder ya generar y soportar una corona de alta energía.

Los astrónomos calcularon que para causar la desaparición de la corona, la estrella debió de estar dentro de un radio de aproximadamente 4 minutos luz del centro del agujero negro. Es decir, a unos 75 millones de km, justo al lado de “la bestia”.

Después de desaparecer, la corona se ha ido formando de nuevo. No es tan brillante como antes, pero los investigadores siguen observando por si se producen más sorpresas. “Queremos vigilarlo -asegura Kara-. Todavía está en ese estado inusual de alto flujo, y tal vez vuelva a hacer alguna locura, así que no queremos perdernos eso”.

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La capa helada en la superficie de Titán, | ESA / NASA / JPL

El análisis de la gravedad y la topografía de Titán, la mayor luna de Saturno, obtenidos por la misión ‘Cassini’ de la NASA, sugiere que la capa de hielo de Titán podría ser rígida y que las pocas elevaciones topográficas de su superficie podrían llevar asociadas grandes “raíces de hielo” que se adentrarían en el océano subyacente, según un estudio publicado en su día por la Revista Nature y difundido por la agencia espacial estadounidense.

                                  Cassini capta los picos más altos de la luna Titán

En concreto, los científicos de la Universidad de California que dirigieron el estudio, Douglas Hemingway y Francis Nimmo, detectaron que la relación entre ambas variables presentaban valores contrarios a los esperados. Nimmo ha explicado que “en condiciones normales” sobre una montaña hay mayor gravedad debido a que hay mayor masa, mientras que en Titán resultó al revés.

Según el estudio, en el que también ha participado la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana, una posible explicación es que cada elevación de la topografía de la superficie de la luna está compensada por una ‘raíz’ profunda lo suficientemente grande como para compensar el efecto gravitacional de la protuberancia.

Así, la raíz actuaría como un iceberg, con la mayor parte de su masa dentro del océano que subyace bajo la capa de hielo, que aportaría menor densidad que si ese espacio estuviera ocupado por agua y además ejercería una fuerza hacia arriba que podría explicar la menor gravedad detectada.

Europa Press

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El Agua, como la Luz, es un elemento esencial del Universo que contribuye a la presencia de Vida

 A medida que las misiones de la NASA exploran nuestro sistema solar y buscan nuevos mundos, están encontrando agua en lugares sorprendentes. El agua es una pieza fundamental en nuestra búsqueda de planetas habitables y vida más allá de la Tierra que vincula de forma sorprendente mundos aparentemente dispares.

“Las actividades científicas de la NASA han proporcionado en los últimos años una ola de descubrimientos asombrosos relacionados con el agua que nos inspiran para continuar investigando nuestros orígenes y las fascinantes posibilidades de vida en el Universo”, dijo Ellen Stofan, científico jefe de la agencia.”Podríamos estar cerca de responder finalmente a la pregunta de si estamos solos en nuestro sistema solar y más allá.”

Los elementos químicos que componen el agua, hidrógeno y oxígeno, son algunos de los más abundantes en el universo. Los astrónomos detectan la firma del agua en nubes moleculares gigantescas en el espacio interestelar, en los discos de materia de los que nacen nuevos sistemas planetarios, y en las atmósferas de planetas gigantes orbitando otras estrellas.

Existen muchos mundos que se piensa que tienen agua líquida debajo de su superficie, y muchos otros que tienen agua en forma de hielo o vapor. El agua se encuentra en cuerpos primitivos tales como cometas y asteroides, y en planetas enanos como Ceres. Las atmósferas y el interior de los cuatro planetas gigantes – Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno – se cree que contienen enormes cantidades de materia líquida, y sus lunas y anillos tienen cantidades sustanciales de hielo de agua.

Ganímedes

Europa

Calisto

Encélado

Titán

Tal vez los mundos oceánicos más sorprendentes son las cinco lunas heladas de Júpiter y Saturno que presentan fuertes evidencias de océanos debajo de sus superficies: Ganímedes, Europa y Calisto en Júpiter, y Encélado y Titán de Saturno.

El Telescopio Espacial Hubble proporcionó recientemente poderosas evidencias de que Ganímedes posee un océano de agua salada bajo su superficie, probablemente localizado entre dos capas de hielo.

La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá para comprender el funcionamiento del Universo, buscando agua y vida entre las estrellas. Image Credit: NASA

Europa y Encélado se cree que tienen un océano de agua líquida bajo su superficie, en contacto con rocas ricas en minerales, y podrían tener los tres ingredientes necesarios para la vida tal y como la conocemos: agua líquida, elementos químicos esenciales para los procesos biológicos, y fuentes de energía que podrían ser usadas por los seres vivos. La misión Cassini de la NASA ha revelado que Encelado es un mundo activo con géiseres de hielo. Investigaciones recientes sugieren que podría haber actividad hidrotermal en su suelo oceánico, un ambiente potencialmente adecuado para los organismos vivos.

Naves de la NASA también han encontrado indicios de agua en los cráteres en sombra permanente sobre Mercurio y la Luna, que mantienen un registro de impactos de hielo a través del tiempo como recuerdos criogénicos.

Mientras que por un lado nuestro Sistema Solar parece estar anegado en agua en algunos lugares, otros parecen haber perdido grandes cantidades de agua.

                 Muchos son los cuerpos del Sistema Solar que tienen Agua

En Marte, las misiones de NASA han encontrado claras evidencias de que el Planeta Rojo habría tenido agua en su superficie durante largos periodos de tiempo en el pasado. El rover Curiosisty descubrió un antiguo lecho del río que existía en medio de condiciones favorables para la vida tal como la conocemos.

Más recientemente, los científicos de la NASA utilizando telescopios terrestres, fueron capaces de estimar la cantidad de agua de Marte que se ha perdido con el paso de los eones. Llegaron a la conclusión de que el planeta una vez tuvo agua líquida suficiente para formar un océano que ocupó casi la mitad del hemisferio norte de Marte, en algunas regiones alcanzando profundidades de más de 1,6 kilómetros. Pero, ¿dónde se fue el agua?

Los indicios de la existencia de agua en Marte son evidentes, y, en algunos casos, denotan la pasada presencia de grandes océanos en aquel planeta. ¿Cómo se esfunaron océanos y atmósfera?

Cuando de verdad podamos hacer esa misión tripulada al Planta Marte, muchas pueden ser las sorpresas que allí nos espera: Agua subterránea y… ¿¡Vida!?

Está claro para algunos de que está en los casquetes polares de Marte y por debajo de la superficie. También parece que gran parte de la atmósfera primitiva de Marte fue despojada por el viento de partículas cargadas que fluyen del Sol, haciendo que el planeta se seque. La misión MAVEN de la NASA está trabajando en órbita alrededor de Marte para esclarecerlo.

La historia de cómo Marte se secó está íntimamente ligada a la forma en que la atmósfera del Planeta Rojo interactúa con el viento solar. Los datos de las misiones solares de la agencia – incluyendo STEREO, Observatorio de Dinámica Solar, SDO, y la planificada Solar Probe Plus – son vitales para ayudar a entender mejor lo que sucedió.

Comprender la distribución del agua en nuestro sistema solar es de gran importancia para comprender cómo se formaron los planetas, las lunas, cometas y otros objetos hace unos 4.500 millones de años a partir del disco de gas y polvo que rodeaba nuestro Sol.

Fuente: Noticias NASA.

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