Usemos la luna como pararrayos

Proponen usar la luna para entender los rayos cósmicos más intensos

Científicos de la Universidad de Southampton proponen convertir a la luna en un detector de partículas gigantes. El objetivo es ayudar a entender el origen de la rayos cósmicos de ultra-alta energía (UHE), las partículas más energéticas del Universo. 

En la Tierra, los físicos detectan
estas partículas de alta energía
cuando golpean la atmósfera
superior provocando una
cascada de partículas secundarias
 que generan una ráfaga de
débiles ondas de radio
 de sólo unos pocos nanosegundos.

El origen de los rayos cósmicos UHE es uno de los grandes misterios de la astrofísica. Justin Bray, investigador del magnetismo cósmico en la Universidad de Southampton, es el autor principal de la propuesta de usar el Conjunto del Kilómetro Cuadrado (SKA), llamado a convertirse en la mayor y más sensible radiotelescopio del mundo, para detectar mucho mejor los rayos cósmicos UHE, utilizando la Luna como un detector de rayos cósmicos gigante.

Con su gran área colectora y alta sensibilidad, el SKA será capaz de detectar estas señales utilizando la superficie lunar visible - de millones de kilómetros cuadrados - que permitirá a los investigadores acceder a más datos sobre los rayos cósmicos UHE que los recogidos  nunca antes. Es esta la señal que los astrónomos esperan recoger desde la Luna, pero como estas señales son tan cortas y débiles ningún radiotelescopio en la Tierra es actualmente capaz de recogerlas.

Nuevo radiotelescopio a principios del próximo decenio.

El detector más grande actualmente en la Tierra es el Observatorio Pierre Auger en Argentina, que cubre un área de 3.000 kilómetros cuadrados, aproximadamente el tamaño de Luxemburgo. El SKA será más de 10 veces más grande (33.000 kilómetros cuadrados) y los investigadores esperan detectar alrededor de 165 UHE rayos cósmicos en un año desde la Luna en comparación con los 15 por año observados actualmente.

Simulación proyecto SKA

Mediante el uso de una gran red de antenas de radio en el hemisferio sur, el SKA permitirá avanzar en nuestra comprensión de cómo evolucionó el Universo y desafiar la teoría de la relatividad de Einstein. Con receptores a través de Australia y África, sus platos y antenas proporcionarán información detallada sobre la estructura 3D a gran escala del Universo.

Cuando esté operativo a principios del próximo decenio, el radiotelescopio SKA producirá más de 10 veces la corriente del tráfico global de Internet en su sistema de telecomunicaciones interno. Reproducir un solo día de datos del SKA en un reproductor de MP3 tomaría cerca de dos millones de años.


Fuente: Ciencia Plus
kaira.sgo.fi

Observando en directo los orígenes del Sistema Solar

Foto obtenida por el CSIC

Observan las semillas de un nuevo sistema planetario

Un equipo de astrónomos ha detectado signos de formación de un nuevo sistema planetario en observaciones realizadas en la estrella HD169142. El trabajo, con participación del CSIC, ha sido publicado en dos artículos en'The Astrophysical Journal'.

Esta etapa de transición entre el disco original y el sistema planetario, difícil de estudiar y aún poco conocida, es, precisamente, lo que los científicos han observado en la estrella. "Aunque en los últimos años se han descubierto más de 1.700 exoplanetas, solo en contados casos se ha obtenido imagen directa y todavía no se ha logrado una imagen de un planeta en formación", ha apuntado la investigadora del CSIC, Mayra Osorio. Según ha indicado, "en HD169142 podrían estarse viendo las semillas de gas y polvo que más tarde se convertirán en planetas".

HD169142 es una estrella joven, con dos veces más masa que el Sol y cuyo disco se extiende unos 37.500 millones de kilómetros. Según los investigadores, el sistema presenta una orientación inmejorable para el estudio de los planetas en formación ya que se ve su disco de frente.

"Esta estructura ya sugería que el disco está siendo modificado por dos planetas u objetos subestelares, pero además los datos (...) apuntan a la existencia de un planeta en formación", ha señalado la investigadora.

"En futuras observaciones podremos comprobar si el disco alberga uno o dos objetos. En cualquier caso, HD169142 constituye un objeto prometedor porque se trata de uno de los pocos discos de transición conocidos y nos está descubriendo el entorno en el que se forman los planetas", ha concluido Osorio.

Europapress

La luna. Teorías de su origen

Teoría de fisión

La Luna es un gran fragmento de la Tierra que en los orígenes de su formación se separó de alguna manera. Esta teoría se ve apoyada por el hecho de la existencia de la gran depresión del Pacífico (de la cual procedería a luna)

Teoría de la captura

El origen de la luna corresponde a otro lugar del universo, pero esta quedó atrapada en el campo gravitacional de la Tierra

Teoría de condensación

La Luna y la Tierra se condensaron al mismo tiempo formando dos cuerpos distintos a partir de la nube de polvo que dio lugar al Sistema Solar

Teoría de la colisión de planetesimales

La continua colisión de los planeteimales orbitando tanto alrededor de la Tierra como del sol en los orígenes del Sistema Solar dio lugar a la Luna actual

Teoría del anillo expulsado

Un planetesimal del tamaño de Marte colisionó con la Tierra, expulsando enormes cantidades de materia. Un disco de materia orbitante acabó colapsando y dando lugar a Luna sin dejar de orbitar alrededor de la Tierra

El bosón de Higgs (o la partícula de Dios, o la de la botella de champagne...)

¿Qué es un bosón?

Las partículas subatómicas se dividen en dos tipos: fermiones y bosones. Los fermiones son partículas que componen la materia, y los bosones portan las fuerzas o interacciones. Los componentes del átomo (electrones, protones y neutrones) son fermiones, mientras que el fotón, el gluón y los bosones W y Z, responsables respectivamente de las fuerzas electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, son bosones.

¿Por qué es tan importante encontrar el bosón de Higgs? 

Recreación del bosón de Higgs a
partir de los datos obtenidos en el CERN

Porque podría contener la respuesta a la siguiente cuestión: ¿cómo decide la naturaleza a qué partículas les asigna masa y a cuáles no? Todas las partículas elementales tienen masa. Sin embargo otras como el fotón, responsable de la fuerza electromagnética, no tienen masa. La presencia o ausencia de masa podría venir dada por el bosón de Higgs, cuya existencia se propuso en los años sesenta. "Confirmar la existencia del bosón de Higgs en el modelo estándar supondría haber comprendido el mecanismo por el cual las partículas adquieren masa: un bosón que interacciona con las otras partículas (quarks, leptones y otros bosones), haciendo que estas adquieran masa", explica Teresa Rodrigo, investigadora del Instituto de Física de Cantabria que participa en los experimentos del CERN.

¿Por qué se usa el LHC para buscar el bosón de Higgs? 

Detalle de la sección del LHC
(localizado en Ginebra, frontera
franco-suiza)

La confirmación o refutación de la existencia del bosón de Higgs es uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo. En sul interior colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Según los cálculos los bosones de Higgs deberían producirse en choques frontales entre protones de energías del orden de 20 TeV. Al fin y al cabo, cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan más masa tendrán las resultantes, según la famosa ecuación de Einstein E=mc2. No obstante, el bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales más habituales (fotones, muones, electrones...) que sí son detectadas en el LHC. 

¿Por qué se habla de probabilidades en lugar de hablar de descubrimiento del bosón de Higgs?

El bosón de Higgs no puede observarse directamente porque su tiempo de vida es demasiado corto. Al final de su vida, decae y se transforma en otras partículas que son las que los detectores observan. Por ejemplo, en dos fotones. Pero otros muchos procesos también generan dos fotones, de modo que los científicos tienen que comparar el número de "eventos de dos-fotones" y compararlo con lo que se espera para una determinada partícula. 

Gráfico comparativo de probabilidades en sigmas

Para reclamar la paternidad de un descubrimiento, los físicos necesitan tener un exceso de colisiones significativas, lo que precisa de otra magnitud: la desviación estándar o el "número de sigmas", que establece la probabilidad de ese descubrimiento. Con los últimos experimentos se ha alcanzado el número 5 de sigmas, que es el mínimo aceptable para considerarlo verdadero (probabilidad del 99,99994%

Fragmentos extraídos de:La Voz de Galicia
muyInteresante