ASTROFÍSICA

La atmósfera de Marte lograría un nuevo equilibrio similar al de la Tierra

La NASA propone un campo magnético para que Marte recupere sus mares

Imágenes de la superficie de Marte NASA/JPL-CALTECH/UNIV. DE ARIZONA

Científicos de la NASA han propuesto, nada menos, que el despliegue de un escudo magnético que podría mejorar la atmósfera de Marte y facilitar las misiones tripuladas allí en el futuro.

Durante el Planetary Science Vision 2050 Workshop, organizado esta semana por la División de Ciencia Planetaria de la NASA, su director, Jim Green explicó esta ambiciosa idea durante una charla sobre El futuro medio ambiente marciano para la ciencia y la exploración.

              Así era Marte cuando tenía un océano y quieren recuperarlo

El consenso científico actual es que, como la Tierra, Marte alguna vez tuvo un campo magnético que protegía su atmósfera. Hace aproximadamente 4,2 mil millones de años, el campo magnético de este planeta desapareció repentinamente, lo que causó que la atmósfera de Marte se perdiera lentamente en el espacio. En 500 millones de años, Marte pasó de ser un ambiente más cálido y húmedo al frío e inhabitable lugar que hoy conocemos.

Para superar el problema que esto representa para la colonización de Marte, Green y un panel de investigadores sugieren que mediante la colocación de un escudo de dipolo magnético en el punto Mars L1 Lagrange, se podría formar una magnetosfera artificial que abarcaría todo el planeta, protegiéndolo así del viento solar y la radiación.

Curvas de potencial en un sistema de dos cuerpos (aquí el Sol y la Tierra), mostrando los cinco puntos de Lagrange. Las flechas indican pendientes alrededor de los puntos L – acercándose o alejándose de ellos. Contra la intuición, los puntos L₄ y L₅ son máximos.

En su exposición, reconocieron que la idea podría sonar un poco “fantástica”. Sin embargo, enfatizaron cómo la nueva investigación en magnetosferas en miniatura, para la protección de tripulaciones y naves espaciales, apoya este concepto: “esta nueva investigación se está produciendo debido a la aplicación de los códigos completos de física de plasma y experimentos de laboratorio.

En el futuro es muy posible que una o varias estructuras inflables puedan generar un campo de dipolo magnético a un nivel tal vez de 1 ó 2 Tesla (o 10.000 a 20.000 Gauss) como escudo activo contra el viento solar”, ha explicado Green según informa Universe Today.

Además, el posicionamiento de este escudo magnético aseguraría que las dos regiones donde se pierda la mayor parte de la atmósfera de Marte estarían protegidas. En el transcurso de la presentación, Green y el panel indicaron que los principales canales de escape están localizados “sobre la capa polar norte con material ionosférico de mayor energía, y en la zona ecuatorial con un componente estacional de baja energía con un escape de iones de oxígeno de 0,1 kilos por segundo”.

                                Terraformar Marte sería una empresa descomunal

Para probar esta idea, el equipo de investigación -que incluyó a científicos del centro de investigación de Ames, del centro del vuelo espacial de Goddard, de la universidad de Colorado, de la universidad de Princeton, y del laboratorio de Rutherford Appleton- condujo una serie de simulaciones usando su magnetosfera artificial propuesta, para ver cuál sería el efecto neto.

Lo que encontraron fue que un campo dipolar situado en el Punto de Lagrange L1 de Marte sería capaz de contrarrestar el viento solar, de modo que la atmósfera de Marte lograría un nuevo equilibrio. En la actualidad, la pérdida atmosférica en Marte es equilibrada en cierto grado por el saliente volcánico desde el interior y la corteza de Marte. Esto contribuye a una atmósfera superficial que es de aproximadamente 6 milibares en la presión del aire (menos del 1% que a nivel del mar en la Tierra).

                                            Dotar de atmósfera a Marte

Como resultado, la atmósfera de Marte naturalmente se espesaría con el tiempo, lo que conduciría a muchas nuevas posibilidades para la exploración y colonización humanas. Según Green y sus colegas, estos dipolos incluirían un aumento promedio de alrededor de cuatro grados centígrados, lo que sería suficiente para derretir el hielo de dióxido de carbono en la capa de hielo polar del norte. Esto provocaría un efecto invernadero, calentando aún más la atmósfera y haciendo que el hielo de agua en las capas polares se derrita.

Según sus cálculos, Green y sus colegas estimaron que esto podría llevar a que se restablezca una séptima parte de los océanos que cubrieron Marte hace miles de millones de años, un sistema que culmina en la terraformación.

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Investigadores del Departamento de Física Aplicada de la UPC, en España, junto con un equipo de la California State University de los Estados Unidos, han demostrado por primera vez que la transición en la alternancia cardiaca, una arritmia potencialmente mortal, comparte características con el ordenamiento ferromagnético de los metales. La investigación ayuda a entender mejor cómo se origina la muerte súbita y abre la puerta a diseñar nuevos fármacos para evitarla.

Las muertes súbitas cardíacas representan aproximadamente el 10% de los casos de muerte natural y la mayoría se deben a la fibrilación ventricular. En los Estados Unidos esto representa unas 300.000 muertes al año y en España, unas 20.000. Investigadores del Departamento de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), junto con científicos de la California State University han demostrado, por primera vez, que la transición a la alternancia cardiaca, una arritmia relacionada con un mayor riesgo de muerte súbita, comparte características comunes con el ordenamiento ferromagnético de los metales. Esta nueva medida física permite entender mejor las causas de la muerte súbita y permitirá avanzar en el diseño de fármacos que puedan evitarlo. El artículo, titulado Calcium Alternans is Due to an Order-Disorder Phase Transition in Cardiac Cells, ha sido publicado en la revista científica Physical Review Letters.

Hoy en día, las enfermedades cardíacas suponen una de las principales causas de muerte en los países desarrollados. De particular relevancia es la muerte súbita cardiaca, donde se produce una pérdida brusca de la función cardiaca. En situaciones normales, el corazón actúa como una bomba donde el orden de contraerse y bombear sangre se origina por pequeños cambios en las propiedades eléctricas de las células miocárdicas. Una parte importante de los casos de muerte súbita se deben a problemas en la sincronización de esta orden eléctrica, dando lugar a una contracción desordenada del corazón conocida como fibrilación ventricular. En este estadio, el corazón no es capaz de bombear la sangre y la muerte ocurre en pocos minutos, a menos que se administre un choque desfibrilador.

Uno de los posibles desencadenantes de la fibrilación ventricular es una arritmia conocida como alternancia cardiaca, donde la contracción del corazón se produce de manera coordinada en cada latido, pero su intensidad varía dando lugar a una contracción fuerte y débil en latidos alternativos. Para entender el origen de esta arritmia es necesario estudiar cómo se produce la contracción dentro de la célula, donde existen cientos de pequeñas subunidades compuestas por agrupaciones de canales que liberan iones de calcio cuando reciben la orden eléctrica. Esto es lo que marca la intensidad de la contracción: si liberan más calcio, la contracción es más fuerte; en cambio, si casi no liberan, hay poca contracción.

Blas Echebarria, del Departamento de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de Catalunya. (Foto: UPC)

Los científicos Enric Álvarez-Lacalle y Blas Echebarria, del Departamento de Física Aplicada de la UPC, junto con investigadores de la California State University, han demostrado, mediante modelos de simulación, que la alternancia se produce debido a un tipo de transición que ha intrigado a los físicos desde hace décadas, una transición de desorden en el orden estudiada originalmente para entender la pérdida de las características ferromagnéticas al aumentar la temperatura por encima de un umbral límite.

Un material ferromagnético está formado por pequeños imanes que pueden enfocarse en una dirección o en otra. Si cada uno de estos imanes apunta en una dirección diferente, es decir, si el sistema está desordenado, su efecto magnético se anula. En cambio, por debajo de una cierta temperatura, todos los pequeños imanes comienzan a enfocarse hacia la misma dirección y el sistema se ordena. Esto hace que todo el conjunto se comporte como un gran imán.

En el caso del corazón, cada subunidad dentro de la célula encargada de liberar calcio puede decidir hacerlo o no. Cuando esto sucede de una manera desordenada, hay tantas células que liberan como que no, y el calcio total liberado es siempre el mismo, no varía. En cambio, en algunas situaciones se da una transición hacia un estado ordenado, como ocurre en los materiales ferromagnéticos. En este estado, todas las células deciden liberar o no liberar calcio al mismo tiempo, dando lugar a una secuencia de contracciones fuertes y débiles y, en último caso, a una transición hacia la fibrilación ventricular. La conclusión parece ser que el orden, en algunos casos, mata.

Según los científicos, entender bien cómo se produce la transición que causa la muerte súbita puede ayudar a diseñar fármacos que la eviten. Los resultados obtenidos de la investigación abren la puerta a estudiar posibles aplicaciones.

Sobre el siguiente paso de la investigación, Blas Echebarria explica que “actualmente estamos estudiando si el mismo efecto se observa en las células auriculares. Esto supondría un paso para entender la fibrilación auricular que, a pesar de no provocar la muerte súbita como la ventricular, conlleva un elevado riesgo de embolia y presenta una prevalencia muy alta, sobre todo en personas mayores de 60 años, disminuyendo su calidad de vida “. Para ello cuentan con el apoyo de científicos del Instituto de Ciencias Cardiovasculares de Cataluña (ICCC-CSIC), los experimentos de los que intentan modelizar. (Fuente: UPC)

Publica: emilio silvera

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El descubrimiento de nuevos exoplanetas reaviva el debate sobre la existencia de posible vida extraterrestre.

En un primer momento se pensó que Gliese 667Cb era un buen candidato a albergar vida. ESO

Girando en torno a la estrella TRAPPIST-1, tres de los objetos celestes se encuentran en la zona habitable del planeta. Si bien en un principio cundió el optimismo, y aun tratándose un importante descubrimiento, ahora sabemos que la cercanía entre estas tres posibles tierras plantea la posibilidad de que estén bloqueadas por fuerzas de marea, presentando siempre la misma cara a su estrella. Esto haría que tuvieran una cara con altas temperaturas e iluminada y otra en oscuridad perpetua, algo que dificultaría la existencia de vida.

UNA ESTRELLA MUY PRÓXIMA

Antes del revuelo causado por los planetas de TRAPPIST-1 y por el mundo rocoso recién descubierto, el exoplaneta Próxima Centauri b, orbitando dentro de la zona habitable de la estrella enana roja Próxima Centauri, lamás cercana al Sol, fue el que protagonizó los titulares.

¿Podría albergar vida este planeta del tamaño de la Tierra? Aunque en un principio los pronósticos fueron tremendamente optimistas, un estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters reveló que, considerando la edad de su estrella enana roja y la proximidad del planeta a este astro, Proxima Centauri b está expuesto a una cantidad de emisiones de luz ultravioleta y rayos X que implicarían una alta pérdida de oxígeno de la atmósfera, lo que impediría la formación de agua.

LOS OTROS CANDIDATOS

No hay que olvidar que en las últimas décadas y especialmente en los últimos años, los exoplanetas, e incluso los habitables, han brotado como setas. En 2011, los científicos descubrían Gliese 667Cc, en un sistema estelar triple en la constelación del Escorpión. A una distancia de 23,6 años luz, el planeta orbitaba dentro de la zona de habitabilidad estelar y se convirtió en el planeta habitable conocido más cercano a la Tierra.

Unos años más tarde, en 2014, se descubría Kepler-186f, un exoplaneta que orbita la estrella enana roja Kepler-186. Este fue el primero habitable de un tamaño similar a nuestro planeta azul que se encontró. Por su parte, Kepler 438b, descubierto en 2015 orbitando alrededor de una estrella enana roja a más de 470 años luz de la Tierra, es todavía hoy el que se parece más a nuestro hogar, con un índice de similitud del 88 %.

Pero hay ahí no acaba la cosa. Kepler 442b, situado a una distancia de 1.100 años luz —y el cuarto entre los mayores candidatos a análogo terrestre, con un índice de similitud con la Tierra del 84 %—; o los planetas Kepler 62e, Kepler 62f yKepler 452b, este último desplazándose en torno a una estrella similar a nuestro Sol, han sido en otras ocasiones los candidatos más firmes a planeta más parecido a la Tierra.

¿El problema? Que al igual que sucede con otros descubrimientos más recientes, puede que en ninguno de estos planetas potencialmente habitables se haya desarrollado realmente vida por culpa de la actividad de su estrella y de las condiciones extremas que presentarían debido a su influjo.

Sin embargo, queda sitio para la esperanza. Aunque las condiciones no sean las más favorables, alguno de los exoplanetas mencionados puede albergar vida, aunque no sea tal y como nos la imaginamos (o como nos la ha pintado Hollywood). Además, nuevas misiones como TESS, cuyo lanzamiento está previsto por la NASA para 2017, y tecnologías como el telescopio espacial James Webb y el radiotelescopio MeerKAT, permitirán mejorar y ampliar la búsqueda de nuevas tierras y, con ella, la posibilidad de hallar vida y de encontrar otro planeta que sea total y realmente habitable, uno como ese al que E.T. llamaba casa.

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El Modelo del Big Bang, que justo es reconocerlo, coincide con las observaciones realizadas, algunos, sin embargo, no lo tienen tan claro y dudan de que, a partir de un punto de infinita densidad y energía saliera todo esto que llamamos universo.

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