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Objeto masivo está al acecho en los confines del Sistema Solar

Datos de cometas que se han recolectado en más de un siglo indican que un oscuro objeto del tamaño de Júpiter está al acecho en el borde del sistema solar. El científico planetario John Matese, de la Universidad de Louisiana, junto con su colega, Daniel Whitmire revelaron que 12 años de recolección de datos adicionales se han añadido a la investigación realizada para poner a prueba la hipótesis: creen que es la esquiva estrella compañera del Sol que se encuentra en algún lugar cerca de la Nube de Oort y que está lanzando partículas de hielo y roca hacia el sistema solar interior.

La nube de Oort es una nube esférica de cometas y asteroides hipotética (ya que no se ha observada directamente) que se encuentra en los límites del Sistema Solar, casi a un año luz del Sol. Los científicos han analizado los cometas de esta región y dedujeron que el 25 por ciento de ellos necesitan un empujón para ser expulsados por un cuerpo de por lo menos del tamaño de Júpiter. Algo más pequeño no sería lo suficientemente fuerte como para realizar la tarea y algo más masivo, como una enana marrón, daría una señal mucho más fuerte.

“Creo que todo este asunto se resolverá en los próximos cinco a 10 años, porque hay estudios que ya vienen en camino y que superarán con mucho el ejemplo del cometa que tenemos actualmente”, agregó Matese. Los científicos han estado haciendo uso del WISE, un telescopio espacial de infrarrojo que es capaz de detectar objetos oscuros. Los científicos creen que les dirá de una forma u otra si sus resultados son válidos o no.

 

La Nube de Oort podría estar ligada con las extinciones masivas que ocurrieron en nuestro planeta.

Nueva teoría sobre el origen del agua en la Tierra

Una nueva teoría sobre el origen del agua terrestre ha sido validada por un equipo internacional dirigido por la profesora Nora de Leeuw (University College de Londres) con ayuda de la investigación computacional.

“El origen del agua en la Tierra no es sólo de interés para nuestra comprensión de la evolución de nuestro propio planeta y la vida al respecto, pero aún más para aumentar la exploración de otros planetas en nuestro sistema solar y el descubrimiento de posibles sistemas planetarios en otras galaxias.” Describe las consecuencias del descubrimiento la profesora de Leeuw

Después de haber pasado media vida enseñando a sus estudiantes las versiones aceptadas sobre el origen del agua en el planeta, que cada vez que no se ajustaban a la evidencia disponible, el Dr. Mike Drake en la Universidad de Arizona propuso una hipótesis alternativa: que el agua ya estaba presente en la superficie de granos de polvo interestelar cuando se agruparon para formar nuestro planeta. Aunque esta hipótesis sólo sería factible si la adhesión de agua a los granos de polvo es lo suficientemente fuerte para sobrevivir a las duras condiciones en las nubes de polvo interestelar donde se formaron los planetas.

Las simulaciones por computadora sobre la adhesión de agua a un mineral que se encuentra comúnmente en las nubes de polvo interestelar, muestran que superficies muy fractales que se encuentran en los granos de polvo interestelar son realmente adecuados para retener fuertemente el agua debajo de temperaturas extremas y condiciones de presión comunes en el disco de acreción durante la formación planetaria.

Este trabajo proporciona evidencia muy fuerte a la nueva hipótesis: El agua estuvo presente en el nacimiento de nuestro planeta Tierra en lugar de haber llegado una vez que este ya se había formado.

 

Nueva hipótesis demostraría que el agua ya estaba presente en las nubes de polvo interestelar de donde se formaron los planetas.

Partícula X explica la materia oscura y la antimateria

Una partícula hipotética y nueva podría resolver dos misterios cósmicos a la vez: de que está hecha la materia oscura, y por qué no hay suficiente materia para que podamos existir en absoluto.

Los cosmólogos piensan que la misma cantidad de materia y antimateria deberían haberse creado en el Big Bang, y las partículas y antipartículas de inmediato comenzaron a chocar y extinguirse unas con las otras. Pero el hecho de que las estrellas y los planetas existan en la actualidad es la prueba de que eso no fue lo que pasó. “Si la materia y la antimateria se crearon en la misma cantidad en el universo temprano, todos se habrían aniquilado [entre sí], tuvo que haber cierta asimetría que sobraba.” Expresó el físico teórico Sean Tulin del Instituto de Física de Canadá TRIUMF.

Junto con los físicos Hooman Davoudiasl del Brookhaven National Lab, David Morrissey de TRIUMF y Kris Sigurdson, de la Universidad de British Columbia. Tulin sugirió una manera de resolver el problema de la antimateria que falta: Ocultarla como materia oscura. “Si nuestra teoría es correcta, será capaz de mostrar lo que es la materia oscura”, dijo Tulin.

La mayor parte de lo que sabemos sobre la materia oscura es que es algo misterioso que conforma una cuarta parte de la densidad total del universo, pero que se niega a interactuar con la materia ordinaria. El candidato más popular para la materia oscura es una débil interacción teórica de partículas masivas, o WIMP, que se relaciona sólo con la fuerza nuclear débil y la gravedad. Se esperan que sean cerca de 100 veces más masivos que un protón, y que son su propia antipartícula – cuando dos WIMPs se encuentran en el espacio, se aniquilan entre sí.

La partícula teórica nueva “es completamente diferente de la idea del WIMP,” dijo Tulin. La partícula propuesta, llamado simplemente “X”, tiene una antipartícula separada llamada “anti-X.” Igual cantidad de X y anti-X -fueron creados en el Big Bang, y luego decayeron a partículas más ligeras. Cada X decayó en un neutrón o dos partículas de materia oscura, llamada Y y Φ. Y cada anti-X se convirtió en un anti-neutrón o alguna partícula de anti- materia obscura.

Pero la hipotética partícula X prefirió decaer en materia ordinaria en vez de la materia oscura, lo que se produjo más neutrones. Anti-X eligió decaer en anti-materia oscura. Después de que todas las partículas y anti-partículas que podrían encontrarse chocaron y se eliminaron el uno al otro, el universo se quedó con algunos neutrones extra y un número correspondiente de  partículas de anti-materia oscura.

Sin embargo en el nuevo modelo, debe haber el mismo número absoluto de partículas regulares de materia y partículas de materia oscura después de que todas las partículas que pudieron haberse destruido lo hayan hecho. Si las partículas de materia oscura tienen una masa entre dos y tres veces la masa del protón, entonces el universo termina con cinco veces más materia oscura que materia ordinaria, pero en esencia es la misma cantidad.

Las evidencias de esta nueva forma de materia oscura podrían ser detectadas por los experimentos existentes. “Es una idea muy novedosa”, dijo el físico en astropartículas Subir Sarkar de la Universidad de Oxford, que ha sugerido la detección de formas diferentes de materia oscura mediante la observación de su acumulación en el Sol.

 

Sugieren resolver el problema de la antimateria que falta ocultándola como materia oscura.

Bacteria contiene el fatal Arsénico en su ADN

El arsénico tiene una merecida reputación como un veneno muy potente para la vida, pero no necesariamente tiene que ser así. En el lago Mono dentro del Parque Nacional Yosemite de California, lugar con una de las más altas concentraciones de arsénico en el planeta, Felisa Wolfe-Simon ha descubierto que las bacterias no sólo hacen caso omiso a los efectos tóxicos del arsénico, sino que también prosperar positivamente en él. Incluso pueden incorporar el elemento en sus proteínas y el ADN, utilizando en su lugar del fósforo.

El fósforo ayuda a formar la columna vertebral del ADN y es una parte crucial de la ATP, molécula que se puede convertir directamente en energía para la célula. El arsénico se encuentra justo debajo del fósforo en la tabla periódica. Los dos elementos tienen propiedades similares que el arsénico puede usurpar el lugar de fósforo en muchas reacciones químicas. Sin embargo, el arsénico cuando se encuentra con el fosforo producen productos similares, pero menos estable. Esto explica en parte por qué el elemento es tan tóxico. Sin embargo, las bacterias del lago Mono han encontrado una manera de hacer frente a esto.

Bajo el microscopio, las bacterias, una cepa conocida como GFAJ-1, crecieron un 50% más sobre el arsénico en comparación con el fósforo, y se desarrollan grandes compartimientos internos llamados vacuolas. Estos podrían ser la clave para su éxito. Wolfe-Simon considera que las vacuolas podrían actuar como un refugio para las moléculas estables y seguras en contra de las moléculas inestables del arsénico.

En 2008, Ronald Oremland (quien también participó en el último estudio), descubrió  bacterias en el Lago Mono que pueden sustentarse sobre el arsénico. Como las plantas, pueden hacer fotosíntesis, creando su propia comida utilizando el poder del sol. Pero en vez de agua utilizan el arsénico. Wolfe-Simon llevo estos descubrimientos un paso más allá, mostrando que las bacterias en realidad han incorporado arsénico en sus moléculas más importantes.

Wolfe-Simon tomó sedimentos del lago Mono y los deposito en platos de Petri con una sopa de vitaminas y otros nutrientes, pero sin rastro de fósforo, mientras tanto, añadió más y más arsénico.  Sorprendentemente, las bacterias siguieron creciendo. Aislando una cepa llamada GFAJ-1 y usando una técnica extremadamente sensible llamada ICP-MS que mide la concentración de diversos elementos, mostraron que las células de estas bacterias, contenían grandes cantidades de arsénico.

Al dar a las bacterias una forma ligeramente radiactiva de arsénico, también detecto donde el elemento se había depositado en las células. La respuesta: en todas partes. Hubo arsénico en las proteínas de la bacteria y en sus moléculas de grasa. Se ha sustituido el fósforo en muchas moléculas importantes, como el ATP y la glucosa (un azúcar). Fue incluso en su ADN. Toda vida hace uso del fósforo para crear la columna vertebral de la famosa doble hélice, pero el ADN del GFAJ-1 ADN tiene una columna de arsénico.

Este es un resultado sorprendente, pero incluso en este caso, hay espacio para las dudas. Las  bacterias no dependen del arsénico, todavía contienen niveles detectables de fósforo en sus moléculas. Los niveles eran tan bajos que las bacterias no hubiera sido capaz de crecer, pero todavía no está clara la importancia de esta fracción de fósforo. Queda la pregunta si la bacteria ha sido realmente capaz de sobrevivir sin fósforo en absoluto. Tampoco está claro si las moléculas con base de arsénico son “naturales” de las bacterias naturales ya que Wolfe-Simon cultivo estos microorganismos en extremas condiciones con niveles cada vez mayores de arsénico. De este modo, podría haber impuesto a las bacterias para que utilizaran el arsénico en lugar del fósforo, provocando que evolucionaran nuevas habilidades.

En todo caso, este descubrimiento podría ampliar nuestra perspectiva de la bioquímica de la vida. De los más de cien elementos en existencia, la vida es en su mayoría compuesta por sólo seis: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. Sin embargo, las bacterias del lago Mono parecen haber roto su dependencia con el fósforo sustituyéndolo con arsénico.

Revierten proceso de envejecimiento en ratones

Científicos de Harvard se sorprendieron cuando presenciaron un cambio dramático en ratones envejecidos. Ahora creen que podrían ser capaces de regenerar órganos humanos. Con esto se pretende dar un paso más para poder revertir el proceso de envejecimiento mediante el rejuvenecimiento de órganos desgastados.

El tratamiento experimental desarrollado por investigadores del Instituto del Cáncer Dana-Farber del Harvard Medical School, transformaron ratones viejos y débiles en animales sanos mediante la regeneración de su cuerpo. La recuperación sorpresiva de estos animales ha despertado las esperanzas entre los científicos de que es posible lograr una hazaña similar en los seres humanos o al menos ralentizar el proceso de envejecimiento.

“Lo que vimos en estos animales no es una desaceleración o estabilización del proceso de envejecimiento, hemos visto un cambio dramático y que fue inesperado. Si servirá para aumentar la longevidad es una pregunta que todavía no estamos en condiciones de responder.” Expreso Ronald DePinho, quien dirigió el estudio.

El proceso de envejecimiento es poco conocido, pero los científicos saben que es causada por muchos factores. Partículas altamente reactivas conocidas como radicales libres se producen naturalmente en el cuerpo y provocan daños a las células, mientras que el tabaquismo, la luz ultravioleta y otros factores ambientales contribuyen al envejecimiento.

El grupo de Harvard se centró en un proceso llamado acortamiento de los telómeros. La mayoría de las células del cuerpo contienen 23 pares de cromosomas, que portan nuestro ADN. En los extremos de cada cromosoma hay una tapa protectora llamada telómero. Cada vez que una célula se divide, los telómeros se cortan, hasta que finalmente dejan de funcionar y la célula muere o entra en un estado de suspensión llamada “senectud”. El proceso está detrás de gran parte del desgaste natural asociado al envejecimiento.

En Harvard, se criaron ratones manipulados genéticamente que carecían de una enzima llamada telomerasa que impide que los telómeros se acorten. Sin la enzima, los ratones envejecieron de forma prematura y sufrieron dolencias, incluyendo un pobre sentido del olfato, un cerebro pequeño, infertilidad e intestinos y bazo dañados. Pero cuando DePinho dio a los ratones inyecciones para reactivar la enzima, se repararon los tejidos dañados y revirtió los signos del envejecimiento. Después de un mes de tratamiento mostraron una recuperación importante, incluyendo el crecimiento de nuevas neuronas en el cerebro.

Repitiendo el truco en los seres humanos será más difícil. Los ratones hacen telomerasa durante toda su vida, pero la enzima se apaga en los humanos adultos, impidiendo que las células crezcan fuera de control y se convierta en cáncer. El aumento de los niveles de telomerasa en las personas podría retrasar el proceso de envejecimiento, pero hace que el riesgo de cáncer se dispare. Aunque ninguno de los ratones de Harvard desarrollaron cáncer después del tratamiento. DePinho dijo que el tratamiento podría ser seguro en los seres humanos si se otorga periódicamente y sólo a las personas más jóvenes que no tienen grupos pequeños de células cancerosas ya viviendo, desapercibidas, en sus cuerpos.

El equipo está ahora investigando si se extiende la vida útil de los ratones o les permite llevar una vida saludable en la vejez. Una terapia contra el envejecimiento podría tener un impacto dramático en la salud pública mediante la reducción de la carga de problemas de salud relacionados con la edad, tales como la demencia, accidentes cerebrovasculares y enfermedades cardíaca, para así prolongar la calidad de vida de una población cada vez más envejecida.

 

Reactivación de la enzima telomerasa dio lugar a la reparación de tejidos dañados y revertió los signos del envejecimiento.

¿Más de un Big Bang?

De acuerdo con la teoría del Big Bang, el tiempo ni siquiera existía antes de este punto hace unos 13.7 mil millones años. Pero ahora, el físico Roger Penrose de la Universidad de Oxford y Gurzadyan Vahe del Instituto de Física de Yerevan en Armenia han encontrado un “efecto” en la radiación de fondo de microondas (CMB) que les permite ver que paso antes del Big Bang.

El CMB es la radiación que existe en todo el universo, y se cree que pudo haber quedado de cuando el universo tenía sólo 300.000 años. A principios de 1990, los científicos descubrieron que la temperatura del CMB tiene anisotropías, lo que significa que la temperatura oscila en un nivel de aproximadamente 1 parte en 100.000. Estas fluctuaciones que se consideran fueron al azar, proporcionan una de las principales evidencias observacionales sobre la teoría del Big Bang, ya que se cree que las pequeñas fluctuaciones se han convertido en las estructuras a gran escala que vemos hoy.

Sin embargo, Penrose y Gurzadyan han descubierto círculos concéntricos dentro del CMB en el que la variación de la temperatura es mucho menor de lo esperado, lo que implica que las anisotropías del CMB no son completamente aleatorias. Los científicos creen que estos círculos se derivaron de los resultados de las colisiones entre agujeros negros supermasivos que lanzaron enormes e isotrópicas explosiones de energía, que tienen mucha más fuerza que las variaciones normales en la temperatura local. Lo extraño es que los científicos calculan que algunos de estos círculos deben haber ocurrido antes del momento del Big Bang.

El descubrimiento no sugiere que no hubo un Big Bang – más bien, apoya la idea de que podría haber sido muchos de ellos. Los científicos explican que los círculos del CMB apoyan la posibilidad de que vivimos en un universo cíclico, en el que al final de un “eón” el universo desencadena otro Big Bang que comienza con otro eón, y el proceso se repetirá indefinidamente. Los agujeros negro que causaron los círculos probablemente ocurrieron en las últimas etapas del eón anterior al nuestro, según los científicos. Debido a la gran importancia de estos pequeños círculos, los científicos seguirán trabajando para confirmar su existencia y ver qué modelos lo pueden explicar mejor.

La idea de la cosmología cíclica es que, cuando un universo se expande en toda su extensión, los agujeros negros se evaporan y toda la información que contenían se desvanecerá, eliminando la entropía del universo. En este punto, un nuevo eón con un estado de baja entropía comenzara.

 

Colisiones entre agujeros negros supermasivos liberaron enormes cantidades de energía que podrían aparecer como ráfagas esféricas.

Foto de un átomo de hidrógeno

Un equipo de investigación dirigido por Yuichi Ikuhara, profesor de ciencia de los materiales de la Universidad de Tokio, informaron que han logrado sacar una foto de un solo átomo de hidrógeno, el más pequeño y ligero de los elementos químicos.

A pesar de que se había pensado en obtener imágenes directas de un átomo de hidrógeno, cuyo diámetro es aproximadamente la diez millonésima parte de un milímetro, se creía que era imposible. Ahora se logró la hazaña con un estado del arte “microscopio electrónico de barrido y transmisión”, mientras que se examinaba hidruro de vanadio, un material de almacenamiento de hidrógeno.

El microscopio escanea con un haz de electrones un punto diminuto, situado en un lugar teóricamente calculado, en la muestra para que logre capturar la imagen del átomo de hidrógeno, así como el átomo de vanadio. El mismo método se puede utilizar para tomar imágenes de átomos de diversos tipos de muestras. Eso es una gran avance a como era en un principio, los medios para tomar imágenes de un átomo de hidrógeno involucraban métodos indirectos, como el procesamiento de imágenes.

La técnica para ver un átomo de hidrógeno se ha buscado en la investigación de los materiales de almacenamiento de hidrógeno como fuente limpia de energía. “Ahora podemos ver todos los átomos que existen en el mundo”, expresó Ikuhara. “Este será un gran avance hacia un futuro donde se verá obligado a incluir el examen de cada átomo y molécula individual.”

 

Imagen donde se muestra un átomo de hidrogeno/ Universidad de Tokio.