La Luna sería tóxica para los humanos

Como nuestro vecino más cercano en el espacio, cápsula de tiempo de evolución planetaria, y único mundo externo a la Tierra al que los humanos hemos podido llegar, la Luna resulta ser un sitio que se mantiene siempre en la mira para futuras exploraciones. Las investigaciones que pueden realizarse en ella tendrán muchísimo valor para la ciencia.

Las únicas oportunidades en que los humanos visitaron la Luna, no fueron más que rápidas y polvorientas excursiones sobre su superficie, llegando a durar dos o tres días antes de realizar la retirada. La prolongada exposición al ambiente lunar jamás ha sido estudiada en profundidad, pero es muy probable que — en conjunto con los muchos peligros inherentes a vivir y trabajar en el espacio – la Luna sea tóxica para los humanos.

Un equipo internacional de investigadores intentó cuantificar los daños a la salud producidos por la Luna – o al menos por el polvo lleno de regolito que hay en ella. En un artículo titulado “La toxicidad del polvo lunar” (D. Linnarsson y otros), los riesgos de este fino polvo –el mismo que afectó a los astronautas de la misión Apolo, en el interior y exterior de sus respectivos trajes- son estudiados en detalle (tanto como ha sido posible sin tener que ir a la Luna misma y recoger muestras pristinas). El equipo, compuesto por fisiólogos, farmacólogos, radiólogos y toxicólogos de cinco países diferentes, investigó algunas de las siguientes potenciales amenazas a la salud ocasionadas por el polvo lunar:

Inhalación. Los efectos más dañinos estarían relacionados con la inhalación de partículas de polvo. Aunque los exploradores lunares usan trajes especiales para protegerse, el polvo que se les adhiere puede fácilmente llegar a las áreas de trabajo — tal como los astronautas de la misión Apolo rápidamente descubrieron. Una vez dentro de los pulmones, el superfino y afilado polvo puede causar una serie de problemas de salud, afectando a los sistemas respiratorio y cardiovascular, y ocasionando malestares que irían desde la inflamación de las vías respiratorias hasta elevados riesgos de padecer varios tipos de cáncer. Al igual que algunos contaminantes presentes en la Tierra, como el asbesto y la ceniza volcánica, las partículas de polvo lunar son lo suficientemente pequeñas como para penetrar los tejidos de los pulmones, y pueden volverse todavía más peligrosas debido a su permanente exposición a radiación de protones y rayos UV. Además, la investigación sugiere que un ambiente de microgravedad sólo sirve para ayudar al transporte de partículas de polvo a través de los pulmones.

Como nuestro vecino más cercano en el espacio, cápsula de tiempo de evolución planetaria, y único mundo externo a la Tierra al que los humanos hemos podido llegar, la Luna resulta ser un sitio que se mantiene siempre en la mira para futuras exploraciones. Las investigaciones que pueden realizarse en ella tendrán muchísimo valor para la ciencia.

Las únicas oportunidades en que los humanos visitaron la Luna, no fueron más que rápidas y polvorientas excursiones sobre su superficie, llegando a durar dos o tres días antes de realizar la retirada. La prolongada exposición al ambiente lunar jamás ha sido estudiada en profundidad, pero es muy probable que — en conjunto con los muchos peligros inherentes a vivir y trabajar en el espacio – la Luna sea tóxica para los humanos.

Un equipo internacional de investigadores intentó cuantificar los daños a la salud producidos por la Luna – o al menos por el polvo lleno de regolito que hay en ella. En un artículo titulado “La toxicidad del polvo lunar” (D. Linnarsson y otros), los riesgos de este fino polvo –el mismo que afectó a los astronautas de la misión Apolo, en el interior y exterior de sus respectivos trajes- son estudiados en detalle (tanto como ha sido posible sin tener que ir a la Luna misma y recoger muestras pristinas). El equipo, compuesto por fisiólogos, farmacólogos, radiólogos y toxicólogos de cinco países diferentes, investigó algunas de las siguientes potenciales amenazas a la salud ocasionadas por el polvo lunar:

Inhalación. Los efectos más dañinos estarían relacionados con la inhalación de partículas de polvo. Aunque los exploradores lunares usan trajes especiales para protegerse, el polvo que se les adhiere puede fácilmente llegar a las áreas de trabajo — tal como los astronautas de la misión Apolo rápidamente descubrieron. Una vez dentro de los pulmones, el superfino y afilado polvo puede causar una serie de problemas de salud, afectando a los sistemas respiratorio y cardiovascular, y ocasionando malestares que irían desde la inflamación de las vías respiratorias hasta elevados riesgos de padecer varios tipos de cáncer. Al igual que algunos contaminantes presentes en la Tierra, como el asbesto y la ceniza volcánica, las partículas de polvo lunar son lo suficientemente pequeñas como para penetrar los tejidos de los pulmones, y pueden volverse todavía más peligrosas debido a su permanente exposición a radiación de protones y rayos UV. Además, la investigación sugiere que un ambiente de microgravedad sólo sirve para ayudar al transporte de partículas de polvo a través de los pulmones.

Daños a la piel. Se ha descubierto que el regolito lunar es muy afilado, principalmente porque no ha sido víctima de los mismos procesos erosivos que ocurren en el suelo terrestre. El suelo lunar posee partículas que a veces están recubiertas por una capa vidriosa, un resultado de la vaporización de rocas producida por el impacto de meteoritos. Incluso las partículas más finas de polvo –las que constituyen un 20% de las muestras de suelo lunar- son esencialmente afiladas, y por lo tanto, al estar expuestos a ellas, pueden producirse irritaciones en la piel. Un hecho de particular interés para el equipo de investigación es el daño abrasivo que se da en la capa externa de la piel que recubre zonas de “prominencia anatómica” (dedos, nudillos, codos, rodillas, etc).

“El polvo era tan abrasivo que desgastó tres capas de un material similar al Kevlar en una de las botas de Jack [Schmitt].”

– Profesor Larry Taylor, Director del Instituto Planetario de Geociencias, Universidad de Tennessee (2008)

Daños a los ojos. No hace falta mencionar que si las partículas pueden provocar daños abrasivos en la piel humana, los ojos también se encuentran en peligro. Tanto si el polvo lunar llega al ojo mediante el movimiento del aire como si lo hace a través del contacto directo con los dedos o algún otro objeto cubierto de polvo, el resultado es el mismo: riesgo de abrasión. Tener una córnea rayada no es para nada divertido, y si estás ocupado trabajando en la Luna, el hecho puede volverse una gran emergencia.

Mientras que en la investigación detrás del artículo se utilizaron simulaciones de partículas de polvo lunar y datos sobre contaminantes existentes en la Tierra, el verdadero polvo lunar es mucho más difícil de testear. Las muestras traídas por las misiones Apolo no fueron mantenidas en un ambiente que se asemejara al de la Luna — fueron quitadas de la exposición a radiación y no se almacenaron en el vacío — y, por lo mismo, podrían no exhibir las propiedades del polvo como si aún se encontrase en el suelo lunar. Los investigadores concluyeron que únicamente estudios realizados en la misma Luna podrán terminar de rellenar los vacíos que todavía existen en nuestro conocimiento sobre la toxicidad del polvo de su superficie. De todas maneras, la investigación va en la dirección correcta, pues pretende garantizar un ambiente seguro para futuros exploradores de la Luna, un satélite que aunque nos es familiar, sigue teniendo algo de alienígena para nosotros.

“Los astronautas del Apolo reportaron efectos indeseables en la piel, ojos y vías respiratorias, los cuales podrían estar relacionados con la exposición al polvo que se adhirió a sus trajes espaciales durante las actividades extravehiculares y que posteriormente llevaron al interior de la nave.”

– Dag Linnarsson, autor principal de La toxicidad del Polvo Lunar.

Fuente: Universe Today

Pequeños exoplanetas abundantes en el Universo

No todas las estrellas han sido creadas iguales. Aunque todas ellas nacieron en su mayoría con hidrógeno, las pequeñas cantidades de otros elementos presentes pueden variar, como mínimo, en un factor de diez, dependiendo de las condiciones particulares de la nube de nacimiento de la estrella. Dado que los planetas se condensan a partir del material en los discos alrededor de estrellas jóvenes, los astrónomos se preguntan si las estrellas con cantidades relativamente altas de estos otros elementos crearán planetas rocosos con más facilidad.

Las observaciones espectrales de la luz de una estrella pueden revelar su composición elemental original, mientras que los espectaculares nuevos métodos para detectar exoplanetas pueden identificar, al menos aproximadamente, cuáles estrellas albergan planetas rocosos (como la Tierra) y cuáles albergan planetas fundamentalmente gaseosos (como Júpiter). Las observaciones recientes han concluido que las estrellas ricas en elementos pesados tienen mayores probabilidades de albergar planetas gigantes de gas como Júpiter, pero la relación de los planetas del tamaño de la Tierra ha sido desconocida.

No todas las estrellas han sido creadas iguales. Aunque todas ellas nacieron en su mayoría con hidrógeno, las pequeñas cantidades de otros elementos presentes pueden variar, como mínimo, en un factor de diez, dependiendo de las condiciones particulares de la nube de nacimiento de la estrella. Dado que los planetas se condensan a partir del material en los discos alrededor de estrellas jóvenes, los astrónomos se preguntan si las estrellas con cantidades relativamente altas de estos otros elementos crearán planetas rocosos con más facilidad.

Las observaciones espectrales de la luz de una estrella pueden revelar su composición elemental original, mientras que los espectaculares nuevos métodos para detectar exoplanetas pueden identificar, al menos aproximadamente, cuáles estrellas albergan planetas rocosos (como la Tierra) y cuáles albergan planetas fundamentalmente gaseosos (como Júpiter). Las observaciones recientes han concluido que las estrellas ricas en elementos pesados tienen mayores probabilidades de albergar planetas gigantes de gas como Júpiter, pero la relación de los planetas del tamaño de la Tierra ha sido desconocida.

En el último número de la revista Nature, los astrónomos Dave Latham, Guillermo Torres, Gilbert Esquerdo, John Geary, Bob Stefanik, y Samuel Quinn del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, y sus colegas informan sobre sus estudios espectroscópicos de 152 estrellas que albergan exoplanetas, un subconjunto de las 1.235 estrellas candidatas identificadas por el satélite Kepler como estrellas anfitrionas.

Los científicos descubrieron que los planetas con radios menores a cuatro veces el terrestre se forman alrededor de estrellas anfitrionas con un amplio rango de abundancias elementales (pero en promedio, similares al Sol), mientras que los grandes planetas como Júpiter se forman preferentemente alrededor de estrellas que tienen mayores abundancias de elementos que el Sol. La amplia variedad de condiciones en las estrellas que albergan planetas similares a la Tierra induce al equipo a concluir que los planetas terrestres pueden abundar en el disco de la galaxia, sin requisitos especiales de abundancias de elementos para su formación.

Fuente: SAO

La estrella Swift J1822.31606, un magnetar anómalo en el Universo

Un proyecto liderado por la investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas(CSIC) Nanda Rea, ha descubierto el segundo magnetar anómalo del universo. Los magnetares, estrellas de neutrones con una masa un poco mayor que la del Sol, son capaces de contenerla comprimida en un radio de aproximadamente 10 kilómetros, mientras que el Sol requiere de 696.000 kilómetros.

El trabajo, realizado desde el Instituto de Ciencias del Espacio, centro mixto del CSIC y el Instituto de Estudios Espaciales de Catalunya, aparece en el último número de Astrophysical Journal. La estrella SWIFT J1822.3-1606, ubicada a 16.300 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario, tiene aproximadamente una vida de 550.000 años, un objeto relativamente joven del zoológico cósmico.

La directora de la investigación, Nanda Rea, detalla: "Contrario a lo que la teoría predecía sobre estos objetos, el magnetar muestra un campo magnético externo muy débil. El análisis de los datos ha demostrado que es el segundo objeto de su clase con un campo magnético débil, similar en intensidad al de los púlsares".

LA HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO

En la noche del 14 de julio del 2011, una repentina erupción de rayos gamma de la estrella SWIFT J1822.3-1606 fue observada por el instrumento BAT (Burst Alert Telescope) del satélite Swift de la NASA.

Un proyecto liderado por la investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas(CSIC) Nanda Rea, ha descubierto el segundo magnetar anómalo del universo. Los magnetares, estrellas de neutrones con una masa un poco mayor que la del Sol, son capaces de contenerla comprimida en un radio de aproximadamente 10 kilómetros, mientras que el Sol requiere de 696.000 kilómetros.

El trabajo, realizado desde el Instituto de Ciencias del Espacio, centro mixto del CSIC y el Instituto de Estudios Espaciales de Catalunya, aparece en el último número de Astrophysical Journal. La estrella SWIFT J1822.3-1606, ubicada a 16.300 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario, tiene aproximadamente una vida de 550.000 años, un objeto relativamente joven del zoológico cósmico.

La directora de la investigación, Nanda Rea, detalla: "Contrario a lo que la teoría predecía sobre estos objetos, el magnetar muestra un campo magnético externo muy débil. El análisis de los datos ha demostrado que es el segundo objeto de su clase con un campo magnético débil, similar en intensidad al de los púlsares".

LA HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO

En la noche del 14 de julio del 2011, una repentina erupción de rayos gamma de la estrella SWIFT J1822.3-1606 fue observada por el instrumento BAT (Burst Alert Telescope) del satélite Swift de la NASA.

Tras la erupción, los investigadores dirigieron los instrumentos espaciales de rayos X hacia esa zona y se realizó un programa de monitorización del objeto durante varios meses. Al telescopio espacial Swift se le unieron Chandra, RXTE, Suzaku y XMMNewton.

Observaciones complementarias en el óptico con el Gran Telescopio de Canarias y en el infrarrojo con el Telescopio Infrarrojo UK en el Observatorio de Mauna Kea mostraron la ausencia de un objeto en esa zona en ese rango óptico e infrarrojo del espectro electromagnético, reforzando la teoría de la presencia de un magnetar.

CAMBIANDO LAS TEORÍAS

"El descubrimiento ha puesto en duda la anterior categorización ya que este segundo magnetar presenta característica de su clase, como las erupciones magnéticas violentas, pero con un campo magnético externo similar a la de un radio púlsar", destaca la investigadora del CSIC.

Hasta ahora, se creía que los magnetares se diferenciaban de los radio púlsares por tener un campo magnético muy intenso. El campo magnético de un magnetar es aproximadamente 1.000 veces mayor que el de un púlsar normal, que además es alrededor de 1.000.000.000.000.000 veces mayor que la del Sol. Además, estos campos magnéticos tan altos tienen líneas magnéticas tan retorcidas que de repente se rompen y experimentan erupciones de partículas de muy altas energías, tal y como sucede en el Sol. Por el contrario, los púlsares no sufren erupciones repentinas, y tienen una emisión quieta y tranquila.

Rea añade que "el descubrimiento de este segundo objeto con características de magnetar pero con un campo magnético de un radio pulsar fortalece la idea de que el comportamiento de tipo magnetar puede presentarse en un rango de objetos estelares muchos más amplio de lo que se creía en el pasado". Posiblemente, añade, este comportamiento esté relacionado con la forma en que se genera el campo magnético en el interior y en la corteza de la estrella y no al campo más externo, que es el único que podemos medir con las observaciones.

FUENTE: CSIC

Portales ocultos en el campo magnético de la Tierra

Los investigadores han descubierto un método para encontrar “portales” que conectan directamente la Tierra a la atmósfera del Sol a casi 150 millones de kilómetros de distancia.

Estructura de la magnetosfera de la Tierra. Crédito: NASA, Wikimedia Commons.

Uno de los temas favoritos de la ciencia ficción es “el portal”; una extraordinaria abertura en el espacio o el tiempo que conecta a los viajeros a reinos lejanos. Un buen portal es un atajo, una guía, una puerta a lo desconocido. Si tan sólo existiesen…

Resulta que sí existen –o algo así- y un investigador de la Universidad de Iowa financiado por la NASA ha descubierto cómo encontrarlos.

“Los llamamos puntos X o regiones de difusión de electrones”, explica Jack Scudder, físico de plasma de la Universidad de Iowa. “Son lugares donde el campo magnético de la Tierra se conecta con el campo magnético del Sol, creando un camino ininterrumpido que va desde nuestro planeta a la atmósfera del Sol a casi 150 millones de kilómetros de distancia”.

Las observaciones de la nave espacial THEMIS de la NASA y de las sondas Cluster de Europa, sugieren que estos portales magnéticos se abren y cierran docenas de veces cada día. Generalmente se ubican a unas pocas decenas de miles de kilómetros de la Tierra, donde el campo geomagnético se encuentra con el viento solar. La mayoría de los portales son pequeños y de corta duración; otros se abren y cierran de manera extensa y continua. Toneladas de partículas energéticas pueden fluir a través de las aberturas, calentando la atmósfera superior de la Tierra, provocando tormentas geomagnéticas, y encendiendo brillantes auroras polares.

La NASA se encuentra planeando una misión llamada “MMS” (Magnetospheric Multiscale Mission), que será lanzada en 2014, para estudiar el fenómeno. Llenas de detectores de partículas energéticas y sensores magnéticos, las cuatro naves de MMS se desplegarán en la magnetosfera de la Tierra y rodearán los portales para observar cómo funcionan.

Sólo hay un problema: Encontrarlos. Los portales magnéticos son invisibles, inestables y difíciles de encontrar. Se abren y cierran sin aviso “y no hay señales para guiarnos”, indica Scudder.

Los investigadores han descubierto un método para encontrar “portales” que conectan directamente la Tierra a la atmósfera del Sol a casi 150 millones de kilómetros de distancia.

Estructura de la magnetosfera de la Tierra. Crédito: NASA, Wikimedia Commons.

Uno de los temas favoritos de la ciencia ficción es “el portal”; una extraordinaria abertura en el espacio o el tiempo que conecta a los viajeros a reinos lejanos. Un buen portal es un atajo, una guía, una puerta a lo desconocido. Si tan sólo existiesen…

Resulta que sí existen –o algo así- y un investigador de la Universidad de Iowa financiado por la NASA ha descubierto cómo encontrarlos.

“Los llamamos puntos X o regiones de difusión de electrones”, explica Jack Scudder, físico de plasma de la Universidad de Iowa. “Son lugares donde el campo magnético de la Tierra se conecta con el campo magnético del Sol, creando un camino ininterrumpido que va desde nuestro planeta a la atmósfera del Sol a casi 150 millones de kilómetros de distancia”.

Las observaciones de la nave espacial THEMIS de la NASA y de las sondas Cluster de Europa, sugieren que estos portales magnéticos se abren y cierran docenas de veces cada día. Generalmente se ubican a unas pocas decenas de miles de kilómetros de la Tierra, donde el campo geomagnético se encuentra con el viento solar. La mayoría de los portales son pequeños y de corta duración; otros se abren y cierran de manera extensa y continua. Toneladas de partículas energéticas pueden fluir a través de las aberturas, calentando la atmósfera superior de la Tierra, provocando tormentas geomagnéticas, y encendiendo brillantes auroras polares.

La NASA se encuentra planeando una misión llamada “MMS” (Magnetospheric Multiscale Mission), que será lanzada en 2014, para estudiar el fenómeno. Llenas de detectores de partículas energéticas y sensores magnéticos, las cuatro naves de MMS se desplegarán en la magnetosfera de la Tierra y rodearán los portales para observar cómo funcionan.

Sólo hay un problema: Encontrarlos. Los portales magnéticos son invisibles, inestables y difíciles de encontrar. Se abren y cierran sin aviso “y no hay señales para guiarnos”, indica Scudder.

En realidad, sí hay señales, y Scudder las ha encontrado.

Los portales se forman gracias al proceso de reconexión magnética. Las líneas de la fuerza magnética del Sol y de la Tierra se entrelazan y unen para crear las aberturas. Los “puntos X” están donde ocurren los entrelazamientos. La unión repentina de los campos magnéticos puede impulsar chorros de partículas cargadas desde el punto X, creando una “región de difusión de electrones”.

Para aprender cómo localizar estos eventos, Scudder analizó los datos de una nave espacial que orbitó la Tierra hace más de 10 años.

“A finales de la década de 1990, la nave Polar de la NASA pasó años en la magnetosfera de la Tierra y encontró muchos puntos X durante su misión”, explica Scudder.

Dado que Polar llevó sensores similares a los de MMS, Scudder decidió observar cómo se veía un punto X para Polar. “Utilizando los datos de Polar, hemos encontrado cinco combinaciones simples de mediciones de campo magnético y partículas cargadas que nos dicen cuándo nos hemos encontrado con un punto X o una región de difusión de electrones. Una única sonda, correctamente instrumentada, puede hacer esas mediciones”.

Esto significa que cada miembro del conjunto MMS que use los diagnósticos puede encontrar un portal y alertar a los otros miembros del conjunto. Los planificadores de la misión han pensado durante mucho tiempo que MMS podría tener que gastar alrededor de un año para aprender a encontrar los portales antes de poder estudiarlos. El trabajo de Scudder acorta el proceso, permitiendo a MMS comenzar a trabajar sin demora.

Es un atajo digno de los mejores portales de ficción, pero esta vez los portales son reales. Y con las nuevas “señales”, sabemos cómo encontrarlos.

El trabajo de Scudder y sus colegas es descrito en detalle en la edición del 1 de junio de Physical Review Letters.

Estudiar el campo magnético de la Tierra es de interés para los astrobiólogos porque desempaña un papel importante en la mantención de la habitabilidad de nuestro planeta para la vida como la conocemos. El campo magnético es vital para mantener nuestra atmósfera en su lugar y ayuda a protegernos de la radiación.

Fuente: Astrobiology Magazine

El efecto Sunyaev-Zel`dovich

fondo cósmico de microondas (CMB). Crédito: NASA/Equipo Científico de WMAP

Aunque el Big Bang ocurrió hace mucho tiempo, aún ‘está’ con nosotros debido a que los fotones del ardiente nacimiento del Universo invaden el espacio y constituyen el fondo cósmico de microondas (ver imagen). Ahora, estos antiguos fotones han revelado los movimientos de grupos y cúmulos de galaxias nacidas mucho después del Big Bang. Cuando los fotones se mueven a través del gas caliente en los grupos y cúmulos de galaxias, el gas aumenta la energía de los fotones y reduce su longitud de onda, produciendo el efecto conocido como Sunyaev-Zel’dovich, nombrado así por los dos científicos rusos que lo predijeron antes que los astrónomos los observaran. Sin embargo Rashid Sunyaev y Yakov Zel’dovich también predijeron que los movimientos de los grupos de galaxias deberían afectar a los fotones, algo que nadie había observado.

fondo cósmico de microondas (CMB). Crédito: NASA/Equipo Científico de WMAP

Aunque el Big Bang ocurrió hace mucho tiempo, aún ‘está’ con nosotros debido a que los fotones del ardiente nacimiento del Universo invaden el espacio y constituyen el fondo cósmico de microondas (ver imagen). Ahora, estos antiguos fotones han revelado los movimientos de grupos y cúmulos de galaxias nacidas mucho después del Big Bang. Cuando los fotones se mueven a través del gas caliente en los grupos y cúmulos de galaxias, el gas aumenta la energía de los fotones y reduce su longitud de onda, produciendo el efecto conocido como Sunyaev-Zel’dovich, nombrado así por los dos científicos rusos que lo predijeron antes que los astrónomos los observaran. Sin embargo Rashid Sunyaev y Yakov Zel’dovich también predijeron que los movimientos de los grupos de galaxias deberían afectar a los fotones, algo que nadie había observado.

Ahora, en la edición del 20 de julio de Physical Review Letters, los astrónomos informarán que han resumido las débiles señales de miles de galaxias y detectaron el conocido como efecto Sunyaev-Zel’dovich cinemático. A nadie le sorprende que los grupos de galaxias tiendan a moverse hacia otros bajo la influencia de su gravedad. Las futuras observaciones podrían ser más reveladoras: Pueden ayudar a determinar la naturaleza de la misteriosa fuerza que acelera la expansión del Universo.

Fuente: Science Now