NOTICIAS DAS CIENCIAS

Unha partícula esquecida podería explicar por que estamos aquí

Na imaxe,  Nebulosa do Cangrexo, na constelación de Tauro / NASA, ESA, J DePasquale (STScI)

"O máis belo que podemos experimentar é o misterioso. É a fonte de todo a arte e a ciencia verdadeiros". Albert Einstein deixou escrita esta reflexión en O mundo como eu o vexo, unha recompilación dos seus pensamentos sobre a ciencia, a existencia e a natureza humana. O físico insistía en que non debemos conformarnos co inexplicable, e defendía a idea de que a nosa capacidade de asombrarnos ante o que aínda ignoramos é, precisamente, o que nos impulsa a buscar respostas. Sen curiosidade, a ciencia perdería unha das súas razóns de ser.

E, sen dúbida, o maior de todos os misterios, o que contén a todos os demais, é a orixe do Universo. Como chegou a existir todo o que existe? Como empezou todo? As mellores mentes da Terra levan séculos buscando unha resposta. Hoxe contamos con teorías que explican boa parte da evolución do cosmos, pero aínda ignoramos que sucedeu nalgúns dos seus primeiros instantes. Ata o punto que Stephen Hawking chegou a dicir que comprender o comezo do Universo "poida que sexa unha tarefa máis aló das nosas capacidades, pero polo menos debemos intentalo".

Xusto iso, volver intentalo, é o que acaba de facer un equipo de investigadores da Universidade de Southampton, en Reino Unido, e do Instituto Indio de Tecnoloxía de Kanpur. Nun artigo publicado en Physical Review Letters, Rishav Roshan e Sudipta Show suxiren que un vello coñecido da física teórica, un neutrino pesado practicamente apartado dos modelos habituais, puido desempeñar un papel importante na historia máis temperá do cosmos. A súa influencia, de feito, axudaría a explicar un dos enigmas fundamentais da nosa existencia: por que hai materia no Universo en lugar dun inmenso baleiro.

Segundo as teorías vixentes, inmediatamente despois do Big Bang debeu xerarse unha cantidade idéntica de materia que de antimateria. Pero sabemos que se ambas as entran en contacto, destrúense mutuamente nun fogonazo de enerxía pura. Por tanto, tras o nacemento do espazo e o tempo, a materia e a antimateria deberían aniquilarse sen remedio, deixando tras de si un Universo ermo, un vasto océano de radiación sen galaxias, sen estrelas e, por suposto, sen nós.

Pero estamos aquí. E ademais acompañados por billóns de planetas, estrelas e galaxias que, segundo esa idea, non deberían existir. Naqueles críticos instantes iniciais, algo debeu suceder para que unha pequena fracción de materia lograse sobrevivir á carnicería. Segundo o Consello Europeo para a Investigación Nucler (CERN), un dos maiores centros de física do mundo e sede do Gran Acelerador de Hadróns (LHC), por cada mil millóns de pares de partículas e antipartículas (materia e antimateria) sobreviviu aproximadamente unha partícula de materia. De modo que tras as sucesivas aniquilacións, aquel minúsculo excedente acabou formando todo o que observamos hoxe ao noso ao redor. Algo inclinou a balanza en favor da materia, si, pero que?

A pista de Roshan e Show atópase nunha familia de partículas extraordinariamente esquivas: os neutrinos. Os neutrinos ordinarios carecen de carga eléctrica e apenas interactúan coa materia. Cada segundo, cantidades inxentes deles atravesan o noso corpo sen que o notemos.

Pero os autores do novo estudo centráronse nun parente hipotético moito máis pesado: un neutrino previsto (e aínda non detectado) en determinados modelos teóricos que intentan explicar por que os neutrinos coñecidos teñen masas tan pequenas. O traballo céntrase no membro máis pesado dese conxunto, denominado N3, cuxas interaccións serían tan débiles que permanecería practicamente ’desacoplado’ do resto das partículas.

«Este neutrino pesado desacoplado considerouse durante moito tempo un detalle de fondo irrelevante na física de partículas -explica Roshan-. Con todo, desintégrase incriblemente amodo».

E aí reside a clave. Porque se unha partícula vive o suficiente, pode deixar de ser un mero actor secundario e, a medida que o Universo se foi expandindo e arrefriando, o N3 podería chegar a dominar temporalmente a densidade de enerxía do cosmos. É dicir, durante unha breve etapa, a expansión estaría gobernada por esa partícula de materia e non pola radiación, como adoita supoñerse nos modelos habituais do Universo temperán.

Pero que ten que ver iso coa nosa existencia? Moito máis do que parece, porque ao cambiar o ’ritmo’ de expansión do Universo, tamén puideron cambiar as condicións nas que interactúan as súas partículas.

Para entender o impacto desta suposición, podemos visualizar a este neutrino pesado como un termostato ou interruptor mestre nos albores do tempo. No seu estudo, o equipo detalla matematicamente como a longa vida desta partícula freou e alterou a historia térmica do Universo primitivo, atrasando procesos fundamentais.

«O feito de que esteamos aquí en absoluto demostra que se produciu unha asimetría entre materia e antimateria -engade Roshan. O neutrino desacoplado modificou no Universo primitivo a temperatura á que as partículas fundamentais, como os electróns e outros leptóns, interactuaban cos seus antipartículas coa axuda do bosón de Higgs do Modelo Estándar. Esta temperatura actúa como un interruptor que dá forma a como se construíu o desequilibrio entre materia e antimateria».

Que unha soa partícula, ao decaer con extremada lentitude, puidese alterar o equilibrio térmico do cosmos temperán é algo que o cambia todo. Pero a ciencia esixe probas. E como podemos demostrar hoxe a influencia dunha escorregadiza partícula que se desvaneceu hai máis de 13.800 millóns de anos?

Desde logo, non será sinxelo. Para empezar, o neutrino proposto non se detectou aínda directamente, aínda que os científicos sinalan posibles ’pistas’ nas oscilacións de neutrinos e nas ondas gravitacionais primordiais, ondulacións do espazo-tempo que poderían conservar a pegada dos acontecementos máis antigos do cosmos.

Segundo Show, "o cambio dramático na expansión temperá do Universo deixa marcas distintivas, pero potencialmente detectables, por exemplo, nas ondas gravitacionais primordiais". Os investigadores cren que os futuros observatorios espaciais poderían chegar a detectar eses débiles sinais, que para Show "abren novas vías para reconstruír a evolución do Universo despois do Big Bang".

Estamos, sen dúbida, ante un deses formidables desafíos que, como dicía Einstein, «son a fonte de todo a arte e a ciencia verdadeiros».

FONTE:  José Manuel Nieves/abc.es/ciencia

Xapón atrévese coa primeira misión para traer mostras de Fobos, a descoñecida lúa de Marte

Recreación da sonda MMX sobrevoando Fobos, unha das dúas luas de Marte / JAXA

A primeira misión de exploración a Fobos, unha das dúas lúas de Marte, despegou na noite de onte, luns, a bordo dun foguete H3 desde o Centro Espacial de Tanegashima, no Xapón, ás 21.41 hora peninsular española.

Este proxecto pioneiro intenta entender como se formaron os dous satélites do planeta vermello, Deimos e Fobos (terror e medo en grego), e facer historia ao aterrar por primeira vez un pequeno vehículo de exploración no maior deles, que ten apenas 27 quilómetros de diámetro e unha forza de gravidade tan leve que o vehículo pesará apenas 15 gramos na súa superficie.

A misión Exploración das Lúas de Marte (MMX) é un exemplo de cooperación internacional. Liderada pola Axencia Espacial Xaponesa, JAXA, ten importantes contribucións das axencias espaciais de Europa e Estados Unidos. O rover que aterrará en Fobos, chamado Idefix, é un pequeno vehículo de catro rodas impulsado por paneis solares desenvolvido polas axencias nacionais de Francia e Alemaña, con contribucións do Xapón e do Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial de España (INTA).

“Os datos e as mostras que recolla a MMX abrirannos unha fiestra para estudar a evolución de Marte e o sistema solar”, dixo Elliot Sefton-Nash, científico da Axencia Espacial Europea que participa no proxecto, en declaracións difundidas pola Axencia Espacial Europea.

Esta viaxe robótico de cinco anos supón unha volta de porca para as capacidades tecnolóxicas do Xapón e os seus socios. Ningún país conseguiu nunca aterrar nas lúas marcianas, aínda que a Unión Soviética intentouno nos sesenta, e tampouco se conseguiu aínda traer de volta á Terra mostras destes corpos, nin sequera do seu planeta, aínda que Estados Unidos e Europa colaboraban niso. Xapón demostrou unha enorme capacidade para recoller mostras doutros corpos, como os asteroides Itokawa, en 2005, e Ryugu, en 2020, sendo a primeira potencia espacial capaz de traer uns gramos de material da superficie ata a Terra.

O rover Idefix intentará pousarse nunha zona pouco accidentada da lúa marciana para recoller mostras da superficie, cun instrumento desenvolvido pola axencia espacial estadounidense, e do subsolo, cun pequeno trade ideado pola axencia xaponesa. O obxectivo final é reunir ata 10 gramos de terra de Fobos.

“O que esperamos descubrir é a firma mineralóxica definitiva que revele a orixe de Fobos”, explica Olga Prieto Ballesteros, investigadora principal da participación española do instrumento RAX. Este espectrómetro Raman a bordo do rover usa luz láser para identificar os diferentes minerais presentes na superficie. O INTA tamén desenvolveu un instrumento similar que viaxará a bordo do Rosalind Franklin, o primeiro vehículo de exploración marciana europeo, que despegará en 2028. Aclarar a orixe de Fobos “supoñería un avance fundamental no noso coñecemento sobre a formación do sistema solar e a historia temperá de Marte”, engade Prieto, nunha nota de prensa do INTA, organismo que tamén desenvolveu o branco de verificación da misión.

Unha vez regrese á Terra, este material pode resolver o enigma sobre a orixe tanto de Fobos como de Deimos, das que se descoñece se son dous pedazos de Marte arrincados por un impacto primitivo, ou asteroides chegados desde outro punto que quedaron atrapados pola súa gravidade.

A misión estaba prevista para 2024, pero o fallo no primeiro voo do foguete xaponés H3, que non conseguiu poñerse en órbita, e o medo de que puidese botarse a perder unha misión de máis de 300 millóns de euros, empuxaron a JAXA a atrasar o lanzamento á seguinte fiestra de posibilidade, esta de 2026.

A sonda tardará un ano en chegar ao seu destino. Espérase que entre en órbita ao redor do planeta vermello en agosto de 2027, e que orbite Fobos a partir de setembro de 2027. Tras estudar Fobos e Deimos desde a distancia, MMX liberará a Idefix a principios de 2029. Este será un dos momentos máis críticos da misión. Se xa é difícil aterrar en Marte debido en parte a que a súa atmosfera é máis fina que a da Terra, posarse en Fobos, sen cuberta gasosa e cunha gravidade moi débil, é máis difícil aínda. O robot de catro rodas Idefix, cuxo nome vén do can de Astérix e Obélix, que na Terra pesa quilos, só pesará 15 gramos en Fobos, o que multiplica as posibilidades de saír rebotado e perderse para sempre. A aterraxe está previsto para 2030. O Idefix recollerá as mostras e prepararaas para o seu regreso á Terra, cunha aterraxe en Australia previsto para 2031.

“Traer mostras aos nosos laboratorios máis sofisticados aquí na Terra é un multiplicador de descubrimentos, porque os nosos instrumentos máis precisos son demasiado grandes, complexos ou sensibles para envialos ao espazo”, afirma Sefton-Nash. “Mesmo despois de que a misión rematase, as futuras xeracións de científicos estudarán as mostras de Fobos con instrumentos aínda máis avanzados; as mostras traídas á Terra son un agasallo que non deixa de dar”, engadiu.

FONTE: Nuño Domínguez/elpais.com/ciencia

Planeta Fénix: o mundo que resucitou das cinsas da súa estrela morta

Un planeta nado das cinsas da súa estrela morta. A soa idea parece froito da imaxinación desbocada dalgún guionista, pero é xusto o que acaba de propoñer un equipo internacional de astrónomos da Universidade de Warwick tras estudar unha anana branca chamada HS 0209+0832. A atmosfera dese mundo, en efecto, contén unha combinación de elementos químicos que apunta a que se formou despois da morte da propia estrela, a partir do material que esta guindou ao espazo durante os seus últimos días.

Normalmente, cando astros como o noso Sol esgotan o seu hidróxeno, sofren un final aterrador: primeiro, ao apagarse o seu forno nuclear, son brutalmente esmagados pola gravidade, que xa non atopa forza que se lle opoña. Despois, a inmensa calor xerada por esa compresión volve acender ese forno, aínda que xa non con hidróxeno, senón con helio, elemento que a estrela estivo sintetizando por fusión durante millóns de anos.

Con forzas renovadas, a estrela ’rebota’, e ínchase ata converterse nunha monstruosa xigante vermella, que engole e calcina os planetas próximos. Ao final, e tras expulsar violentamente as súas capas exteriores, a estrela volve encollerse, deixando atrás un núcleo colapsado, frío e denso ao que chamamos anana branca.

O lóxico sería pensar que calquera obxecto en órbita que sufrise este proceso ou ben é un afortunado sobrevivente, ou ben non é máis que un cadáver chamuscado. Pero o Universo acaba de demostrarnos que dese ’cemiterio’ estelar tamén poden nacer novos mundos.

Se se confirma o achado, recentemente publicado en Nature Astronomy, será a primeira evidencia dun planeta de segunda xeración ao redor dunha anana branca. Ata o de agora, os astrónomos consideraran a posibilidade de que algúns planetas lograsen sobrevivir á morte das súas estrelas ou mesmo que se formasen en circunstancias excepcionais ao redor doutros tipos de cadáveres estelares, como os púlsares, pero xamais se documentara un ao redor dunha anana branca, que é o destino final de máis do 90% das estrelas da nosa galaxia.

«Os planetas de segunda xeración -explica Jamie Williams, investigador do Departamento de Física da Universidade de Warwick e autor principal do estudo- son mundos que se forman a partir do material que unha estrela expulsa ao morrer. Son incriblemente raros, e atopar un ao redor dunha anana branca foi algo completamente inesperado. É un pouco como atopar un planeta que rexurdiu das cinsas da mesma estrela á que unha vez orbitou».

Durante a última década, os astrónomos xa atoparan indicios (pero só iso) de mundos ao redor estrelas mortas. De feito, en 2019, o propio equipo de Warwick, liderado por Boris Gänsicke, publicou en Nature o achado dun xigantesco disco de gas formado por un planeta que se estaba evaporando ao redor da anana branca WD J0914+1914. E este mesmo verán, no mes de xullo, publicouse o descubrimento de WD 1856+534, un enorme planeta aparentemente intacto, tamén ao redor dunha anana branca. Pero ambos tiñan algo en común: eran mundos de ’primeira xeración’, sobreviventes que sobreviviran á apocalipse e migrado despois cara ao interior dos seus sistemas.

Pero o caso de HS 0209+0832 é diferente. E o que o fai único é a súa estraña e inconfundible firma química.

As atmosferas das ananas brancas adoitan estar limpas, compostas só de hidróxeno ou helio. Calquera elemento máis pesado afúndese rapidamente cara ao interior debido á esmagadora gravidade destes cadáveres estelares, que encerran case a masa do Sol nunha esfera do tamaño da Terra. De modo que se observamos metais na súa superficie, significa que a estrela está a devorar a un obxecto nese preciso instante, ou que o fixo fai moi pouco tempo.

Por norma xeral, eses ’banquetes’ deixan na luz da estrela rastros de silicio e ferro, os clásicos bloques de construción de asteroides e exoplanetas rochosos. Con todo, a análise espectroscópico de HS 0209+0832 revelou algo inaudito: niveis extraordinariamente elevados de zinc, cobre e, de forma moi especial, niobio, con concentracións que superan en mil veces as do noso Sol. Xamais se atopara niobio nunha anana branca.

«Este patrón de elementos -asegura Nicholas Stone, astrofísico da Universidade de Wisconsin-Madison e coautor da investigación- é un sinal revelador do ’proceso s’, unha reacción nuclear que constrúe elementos pesados no interior de estrelas moribundas durante a súa fase de xigante vermella inchada. É unha firma química que ningún planeta ordinario, de ’primeira xeración’, debería levar, o que nos indicou que este novo planeta era algo diferente».

A conclusión é tan sólida como fascinante: a anana branca está a alimentarse dun xigante gasoso recentemente nado e formado a partir dos restos do seu propio cadaver. De feito, o novo planeta condensouse a partir dun disco de entullos creado pola propia materia que a estrela expulsou ao morrer. Así, e ao estar formado polas mesmísimas ’entrañas’ da súa estrela anfitrioa, o novo mundo leva impresa de fábrica esa inusual riqueza de elementos pesados.

Con todo, lograr que todo ese material volva unirse non é algo sinxelo. «Formar o disco protoplanetario nesta situación -explica Williams- non é doado e axuda a explicar por que estes planetas son tan raros». Segundo o científico, unha estrela illada perde a súa masa esparexéndoa de forma simétrica polo espazo circundante. De modo que, para que ese material non se perdese para sempre e formase un disco ao seu redor, HS 0209+0832 probablemente necesitou a axuda dunha estrela compañeira que, coa súa atracción gravitatoria, fixo de ’pastor’, freando os entullos e devolvéndoos á órbita correcta para procrear un planeta.

Os datos do satélite TESS da NASA terminaron de encaixar as pezas. Os seus instrumentos, de feito, captaron oscurecimientos regulares do astro cada 4,4 días. Datos que concordan cun planeta do tamaño de Xúpiter atrapado nunha órbita extremadamente estreita e axustado polas forzas de marea, mostrando sempre a mesma cara ao seu sol.

A tan pouca distancia, a situación deste planeta Fénix é extremadamente precaria. Igual que un enorme soplete, a cercanísima anana branca fai ferver a atmosfera do xigante. E a materia que se desprende continuamente del para volver caer na estrela é, precisamente, a que traizoa a súa exótica procedencia.

O achado implica que na nosa galaxia podería haber moitos máis mundos ’resucitados’ similares ao de HS 0209+0832. «Atopar este único exemplo -conclúe Gänsicke- expón a cuestión de cantos máis podería haber aí fóra, e tamén a de se o noso propio Sistema Solar podería albergar un planeta de segunda xeración formado a partir das cinzas do noso Sol».

Aínda que parece ser que non, e que o noso destino será outro. Dentro duns 5.000 millóns de anos, en efecto, cando todo o que quede da nosa estrela sexa unha anana branca e todos os planetas interiores desaparecesen, aínda faltará unha condición fundamental para que se repita a fazaña de HS 0209+0832. Porque o noso Sol, que saibamos, non ten unha estrela compañeira, e necesítase unha para ’reter’ os materiais necesarios para construír un planeta de segunda xeración. Por tanto, as posibilidades de que a historia se repita aquí son francamente remotas.

O certo é que non sabemos aínda cantos mundos poden renacer deste xeito, pero o Universo acábanos de ofrecer unha forma inesperada para atopalos.

FONTE: J. Manuel Nieves/abc.es/ciencia

O sorprendente achado que podería explicar por que existe a vida

As constantes fundamentais do Universo parecen estar axustadas para que exista a vida / NASA, ESA, Bruce Balick (UWashington)

O Universo parece deseñado para a vida. É unha idea que se repetiu moitas veces, e non faltan motivos para que os físicos se detivesen a miúdo a considerala. As estrelas brillan durante miles de millóns de anos, fabrican os elementos químicos necesarios para formar planetas e, ao morrer, dispérsanos polo espazo. E nalgúns deses mundos, polo menos nun que saibamos, a materia termina organizándose ata dar lugar a seres vivos capaces de preguntarse por que existe todo o demais.

Pero e se as cousas serían lixeiramente distintas? Se algunhas das constantes fundamentais da natureza tivesen outros valores, o Universo podería resultar radicalmente diferente. Quizá non habería estrelas duradeiras, os núcleos atómicos non serían estables ou a química necesaria para a vida non podería desenvolverse.

Os exemplos abundan. A carga eléctrica do electrón, as masas das partículas elementais e a intensidade das forzas que actúan entre elas determinan como se forman os átomos e como se enlazan para construír moléculas. A gravidade, pola súa banda, permite que a materia se concentre ata formar estrelas e galaxias. E a expansión do propio cosmos depende de parámetros que condicionan canto tempo teñen esas estruturas para aparecer e evolucionar.

Un dos exemplos máis coñecidos é a produción de carbono no interior das estrelas. Para que tres núcleos de helio terminen formando un núcleo de carbono, a natureza aproveita unha configuración enerxética moi particular do carbono-12, coñecida como estado de Hoyle. Calquera mínimo cambio nas propiedades das partículas e nas forzas nucleares modificaría esa reacción, alteraría a produción estelar de carbono e osíxeno e cambiaría, por tanto, a historia da vida na Terra.

Problemas como este levan décadas alimentando o debate sobre o chamado axuste fino das constantes físicas. Pero existe unha dificultade, e é que aínda non sabemos por que esas constantes teñen os valores que teñen, nin tampouco ata que punto o cambio deses valores seguiría permitindo a aparición de estruturas complexas.

Agora, unha nova peza sumouse ao crebacabezas. E ten que ver con algo aparentemente moito menos grandioso que as galaxias ou as estrelas: a facilidade coa que flúe a auga.

En agosto de 2023, o físico Kostya Trachenko, da Universidade Queen Mary de Londres, publicou en Science Advances un traballo que ampliaba o debate sobre o axuste fino cara a un territorio que ata entón recibira menos atención: a física dos líquidos e o seu papel nos procesos biolóxicos.

A idea central é sinxela de entender, aínda que as súas implicacións son profundas. Para que exista vida celular, non basta con dispoñer de carbono, osíxeno, nitróxeno e outros elementos. Tamén é imprescindible que as substancias poidan moverse, mesturarse e reaccionar tanto no interior das células como entre elas.

Porque as células non son simples recipientes inmóbiles. Moi ao contrario, no seu interior as moléculas desprázanse, os nutrientes chegan ata onde fan falta, os produtos de refugallo elimínanse e as proteínas participan nunha multitude de reaccións químicas. E resulta que unha boa parte deses procesos ten lugar en medios líquidos.

Dúas propiedades resultan fundamentais. A primeira é a viscosidade, que mide a resistencia dun líquido para fluír. A segunda é a difusión, o movemento mediante o cal as partículas se dispersan por un medio debido ao seu propio movemento molecular. Unha gota de tinta, por exemplo, termina estendéndose pola auga sen necesidade de removela. No interior dun organismo, movementos semellantes contribúen ao encontro entre moléculas que deben reaccionar entre si.

Pero se o medio fose demasiado viscoso, moitos deses desprazamentos retardaríanse. Nutrientes, proteínas e outras substancias atoparían maiores dificultades para chegar ata os seus destinos. E as reaccións químicas tamén poderían cambiar de ritmo e alterar o equilibrio do sistema.

Pensemos, por exemplo, como sería intentar vivir nun líquido coa consistencia do alcatrán. Aínda que contivese todos os ingredientes químicos necesarios, a súa resistencia ao movemento faría extraordinariamente difícil que funcionase unha maquinaria celular como a que coñecemos.

O traballo de Trachenko expón que as constantes fundamentais da natureza impoñen límites ás propiedades dos líquidos e, por tanto, ás condicións nas que eses procesos biolóxicos poden desenvolverse. Existiría así unha fiestra de valores compatibles cunha vida baseada en procesos que requiren movemento e transporte de substancias.

Tres anos antes, en abril de 2020, Trachenko e os seus colegas xa acharon unha pista crucial ao demostrar que as constantes fundamentais impoñen un límite absoluto inferior á viscosidade dos líquidos. É dicir, que existe un límite físico a esa liberdade de movemento, e que ese límite está conectado intrinsecamente coas leis do cosmos. Por tanto, é moi posible que as condicións físicas necesarias para a vida poidan utilizarse para establecer límites adicionais aos valores admisibles desas constantes. E o estudo de 2023 deu ese paso.

Nel, en efecto, Trachenko e os seus colegas extrapolan esta idea ao interior dos tecidos vivos. Toda célula depende do frenético movemento das moléculas: os nutrientes distribúense, as toxinas expúlsanse e a indispensable danza da difusión debe ocorrer sen trabas físicas. Unha alteración grave na viscosidade, xa sexa volvendo o medio demasiado pegañento ou demasiado livián, anularía ese transporte químico vital.

En palabras do propio investigador, «entender como flúe a auga nun vaso está estreitamente relacionado co gran desafío de desentrañar as constantes fundamentais. Os procesos vitais dentro e entre as células vivas requiren movemento, e é a viscosidade a que establece as propiedades deste movemento. Se as constantes fundamentais cambiasen, a viscosidade tamén o faría, impactando na vida tal e como a coñecemos».

Un concepto que non se limita unicamente á auga terrestre: «Por exemplo -prosegue Trachenko-, se a auga fose tan viscosa como o alcatrán, a vida non existiría na súa forma actual, ou non existiría en absoluto. E isto aplícase máis aló da auga, polo que todas as formas de vida que utilicen o estado líquido para funcionar veríanse afectadas».

O traballo, ademais, identifica unha distinción importante: é posible modificar as condicións que determinan o movemento dos líquidos sen alterar necesariamente, ao mesmo tempo, as combinacións de parámetros que permiten a formación de núcleos pesados nas estrelas. É dicir, que un universo hipotético podería fabricar carbono e osíxeno e, con todo, presentar propiedades de transporte incompatibles coa vida celular tal como a coñecemos.

É precisamente esta posibilidade a que amplía o problema do axuste fino. Non só importa que o cosmos produza os ingredientes da vida. Tamén importa que a materia poida organizalos e mantelos en funcionamento.

«Calquera cambio nas constantes fundamentais, incluíndo un aumento ou unha diminución, sería unha mala noticia para o fluxo e para a vida baseada en líquidos», advirte Trachenko. A través de simulacións teóricas exhaustivas, o seu equipo vaticina que «a viscosidade do noso sangue volveríase demasiado espesa ou demasiado fluída para o funcionamento do corpo cun cambio de só unha pequena porcentaxe dalgunhas constantes fundamentais, como a constante de Planck ou a carga do electrón».

Precisamente o sangue foi a gran protagonista do seguinte artigo de Trachenko, publicado en 2025 en The European Physical Journal E. No novo traballo, o investigador e os seus colegas someteron a exame a complexidade do torrente sanguíneo, o cal, lonxe de ser un fluído sinxelo como a auga, está repleto de plasma, glóbulos vermellos, plaquetas e moléculas xigantescas que tenden a apelotonarse. O asombroso foi constatar que, a pesar de esta arquitectura caótica, o sangue segue obedecendo aos constrinximentos teóricos marcados a nivel cuántico. E todo apunta a que a distancia de interacción entre dous glóbulos vermellos veciños é tan microscópica que entra de cheo nos estritos territorios cuánticos, dominados polas constantes universais.

Para rematar, hai outro aspecto que volve especialmente interesante a proposta. E é que as condicións físicas que permiten a existencia de líquidos con determinadas propiedades xa estaban presentes miles de millóns de anos antes de que aparecesen as primeiras células no noso planeta.

E é que no interior das estrelas, moito antes de que existise a vida terrestre, xa se fabricaban elementos como o carbono e o osíxeno. Os procesos nucleares que os producen dependen das propiedades das partículas e das forzas fundamentais. Despois, eses elementos foron dispersados polo espazo e terminaron incorporándose a novas xeracións de estrelas e planetas. Entre eles ao noso.

Pero hai que ser prudentes. Porque o feito de que determinados parámetros parezan compatibles coa vida non significa que coñezamos todas as posibilidades da materia, nin tampouco que a vida só poida xurdir baixo condicións idénticas ás terrestres. E, por suposto, non demostra que exista unha intención detrás das leis da natureza.Por que entón as constantes da natureza teñen precisamente os valores que observamos?

Trachenko expón unha conxectura inspirada na evolución biolóxica. Do mesmo xeito que as características dos seres vivos poden aparecer mediante procesos diferentes, quizá unha explicación futura das propiedades do Universo deba ter en conta máis dunha condición de axuste. É dicir, que a formación de elementos pesados nas estrelas e as propiedades dos líquidos necesarias para o funcionamento das células poderían representar requisitos distintos.

Evidentemente, isto está lonxe de ser demostrado, e non existe nin unha soa proba de que as constantes fundamentais evolucionen mediante un proceso equivalente á selección natural biolóxica, nin de que a natureza persiga dalgún modo a aparición de estruturas sostibles. Por agora, esa posibilidade segue sendo unha mera especulación.

A cuestión central, por tanto, continúa aberta. Os científicos saben describir con enorme precisión moitas das constantes que gobernan a materia, pero aínda non dispoñen dunha explicación definitiva de por que teñen eses valores e non outros. E o axuste fino tampouco é unha conclusión unánime sobre a improbabilidade de todos os universos alternativos: as marxes de variación admisibles dependen dos modelos e de que formas de complexidade considérense posibles.

A contribución destes traballos consiste, máis ben, en ampliar a pregunta. Durante moito tempo, o debate centrouse nas estrelas, as galaxias e a formación dos elementos químicos. Agora, a viscosidade dos líquidos e a difusión das moléculas ofrecen outra vía de análise.

Quizá a resposta non estea escondida unicamente nas grandes estruturas do cosmos ou nas partículas máis diminutas. Poida que tamén haxa pistas en algo tan cotián como a auga que cae nun vaso ou o sangue que circula polas nosas veas. Non porque eses líquidos revelen que o universo foi construído para nós, senón porque mostran ata que punto as leis físicas que gobernan a materia están conectadas coas condicións que fan posible a vida.

FONTE: José Manuel Nieves/abc.es/ciencia

O vómito revela o segredo dos plesiosaurios, os monstros mariños que regurxitaban ás súas vítimas

Representación artística de plesiosaurios alimentándose no fondo mariño / Lente Artemieff

Durante millóns de anos, os plesiosaurios, enormes réptiles mariños con longos pescozos parecidos ao que o imaxinario colectivo imaxina do monstro do Lago Ness, dominaron os mares do Xurásico e o Cretácico. Estes réptiles xigantes que podían medir ata 13 metros foron un dos grupos de réptiles mariños máis exitosos do Mesozoico: viviron durante máis de 140 millóns de anos e os seus fósiles atopáronse en practicamente todos os continentes. Pero aínda quedan moitas pistas para descifrar como vivían e relacionábanse. Agora, un estudo publicado na revista Geological Magazine atopou novas pistas nun lugar curioso: entre os seus vómitos fosilizados.

O traballo identificou no subsolo do mar do Norte, fronte ás costas de Noruega, máis dunha vintena de acumulacións de material regurxitado que, segundo o paleontólogo Dirk Knaust, pertenceron probablemente a plesiosaurios. Os restos conteñen cunchas e outras partes duras de animais mariños que estes réptiles podían inxerir, pero non triturar nin dixerir. E a súa localización ofrece unha pista inesperada: os animais regresarían a zonas próximas á costa para expulsar alí o que non podían aproveitar.

«Na última década realizáronse numerosas investigacións sobre vómito fosilizado, pero a maioría centrouse en vertebrados que se alimentan doutros vertebrados. Esta é a primeira vez que se identifica vómito de plesiosaurio, xunto cos moluscos que contén, e estas criaturas achégannos moitísima información»,sinala Knaust .

Os plesiosaurios eran réptiles mariños que podían alcanzar entre 2 e 13 metros de lonxitude. Aínda que durante moito tempo a súa anatomía alimentou a imaxe de animais de pescozo larguísimo que percorrían os océanos, os científicos saben que existiron diferentes especies con estratexias de alimentación diversas.

No caso dos exemplares estudados por Knaust, as pistas apuntan a que alimentábanse no fondo mariño. Entre o material atopado nas acumulacións aparecen cunchas de bivalvos, tubos calcarios construídos por vermes serpulidos, restos de crinoideos (invertebrados que podían vivir suxeitos ao fondo mediante un talo) e belemnites, os restos duros duns cefalópodos parecidos ás luras.

Imaxe dun núcleo de perforación de area deltaica de 160 millóns de anos de antigüidade que contén un cúmulo de cunchas e restos de plantas, interpretados como vómito de plesiosaurio / Dirk Knaust

Os investigadores cren que os plesiosaurios podían inxerir este tipo de presas, pero que os seus dentes non estaban adaptados para triturar as cunchas e outras estruturas duras. En lugar de permanecer no aparello dixestivo, estes restos iríanse acumulando no estómago ata formar unha masa compacta que o animal terminaba expulsando pola boca. Despois, algunhas delas se fosilizaron grazas a que material sedimentario depositouse encima, o que unido aos mollos que recubrían o vómito, chegase ata os nosos días.

Así, Knaust estudou máis de 20 delas, con tamaños que van desde o dunha noz ata o dun mango. No entanto, os organismos identificados nas acumulacións necesitaban unhas condicións de salinidade relativamente estables, propias do océano aberto. Con todo, os fósiles apareceron no que naquel momento era un delta fluvial, un ambiente no que a chegada continua de auga doce provocaría cambios na salinidade e que, por tanto, non sería adecuado para aqueles animais.

A explicación proposta por Knaust é que os plesiosaurios cazaban en augas mariñas máis profundas e despois desprazábanse cara a zonas costeiras para descansar e desfacerse dos restos indixeribles. «Os plesiosaurios puideron achegarse á costa para descansar ou durmir despois de cazar, e probablemente foi entón cando vomitaron», explica Knaust. «Hoxe vemos algo parecido nas focas de pel e os crocodilos mariños, aínda que eles saen a terra; os plesiosaurios probablemente permanecían mergullados debido ao seu peso e a súa forma».

A hipótese e os achados encaixaban especialmente ben cun grupo concreto: os plesiosaurios criptoclididos, que alcanzaban entre 4 e 8 metros de lonxitude e viviron aproximadamente entre hai 174 e 100,5 millóns de anos, desde o Xurásico Medio ata o Cretácico Inferior.

A importancia do achado non está só en identificar que animal puido producir aqueles fósiles. O vómito permite reconstruír unha parte do comportamento dun animal que normalmente chega ata nós convertido en ósos.

«Investigouse moito sobre o vómito fosilizado durante a última década, pero a maior parte deses traballos centrouse en vertebrados que comen a outros vertebrados», explica Knaust. «Esta é a primeira vez que se identificaron vómitos de plesiosaurio, e tamén as cunchas que conteñen, e estas criaturas cóntannos moitas cousas».

En terra firme, mentres tanto, a paisaxe era moi diferente: dinosauros de dúas patas e grandes herbívoros de pescozo longo percorrían as terras próximas ao delta. Knaust e os seus colaboradores mesmo identificaron fragmentos das súas pegadas nalgúns das testemuñas extraídas do subsolo.

O investigador cre que este comportamento puido repetirse noutras costas do mundo onde viviron estes réptiles. De feito, existe unha conexión xeolóxica interesante: durante o Xurásico, a rexión do mar do Norte onde se recuperaron os fósiles e algúns dos afloramentos da costa xurásica do sur de Inglaterra formaban parte do mesmo mar relativamente estreito.

«O plesiosaurio é un animal fascinante», afirma. «Estes achados súmanse a outros tipos de evidencias que nos axudan a comprender as súas capacidades e o seu comportamento. E isto non é máis que o principio. Aínda podemos aprender moitísimo examinando o que os animais extinguidos expulsaban despois de cear».

FONTE: P. Biosca/abc.es/ciencia

Dous estudantes descobren unha nova especie de anfibio primitivo e noméana en honra ás súas nais: así naceu o ‘Jeanerpeton mazonensis’

Jeanerpeton mazonensis é un novo xénero e especie de anfibamiforme que viviu hai uns 309 millóns de anos, durante o Carbonífero, no territorio que actualmente ocupa Illinois, Estados Unidos. A súa identificación chegou despois de revisar un fósil que levaba anos na colección do Field Museum de Chicago e que fora atribuído a outra especie. Non apareceu de súpeto baixo unha pedra: estaba, literalmente, diante dos científicos desde facía tempo.

As estudantes Allison Sefcovic e Payton Kohlberg participaron na análise que permitiu recoñecer que aquel pequeno animal non encaixaba do todo con Amphibamus grandiceps, a especie baixo a que se clasificara. As diferenzas estaban en detalles aparentemente modestos (un fuciño máis estreito, dentes puntiagudos e unha columna vertebral distinta), pero en paleontoloxía unhas poucas pezas óseas poden separar dous animais que viviron Hai máis de 300 millóns de anos.

O estudo, asinado tamén por Calvin Xo e o paleontólogo Arjan Mann, foi publicado recentemente no Journal of Vertebrate Paleontology. A investigación non se limita a poñer un nome novo na árbore da vida: suxire que a diversidade de pequenos tetrápodos de Mazon Creek era maior do que indicaban as clasificacións tradicionais.

Unha maqueta de Jeanerpeton no chan do bosque do Carbonífero, na exposición «Evolving Planet» do Field Museum / Allison Sefcovic.

O nome tamén ten a súa pequena historia. Sefcovic e Kohlberg bautizaron o xénero Jeanerpeton en homenaxe ás súas nais, que comparten o nome Jean. O termo combina ese nome cunha raíz utilizada para aludir a un animal reptante ou que se despraza polo chan. O resultado pode interpretarse aproximadamente como o “reptador de Jean”.

O epíteto mazonensis sinala o lugar do que procede o fósil: Mazon Creek, en Illinois. A denominación completa une así unha dedicatoria familiar coa orixe xeolóxica do exemplar, algo bastante habitual na taxonomía, aínda que poucas nais poden presumir de acabar, sen necesidade de máquina do tempo, dentro do Carbonífero.

FONTE: Alessandro Elia/donporque.com    Imaxes: donporque.com, gicd.inf.um.es e phys.org/news

Resolto o enigma da temperatura corporal do T. rex: 36 graos

 Tyrannosaurus do Field Museum (Chicago) / commons.wikimedia.org

Un equipo internacional de científicos logrou medir cunha gran precisión a temperatura corporal do tiranosaurio rex, o icónico depredador que viviu a finais do período Cretácico, hai entre 68 e 66 millóns de anos. Grazas á análise de isótopos en tres dentes púdose pescudar que o seu organismo tiña unha temperatura de 36,3 °C (cunha marxe de erro de 2,5 graos), similar á do corpo humano, o que lle permitiría habitar en condicións climáticas moi diversas e favorecer a súa expansión territorial por América do Norte.

O traballo, que se publica na revista científica  Science Advances, é o primeiro destas características que se realiza con fósiles de T. rex e revela que sería un depredador ou un carnazal enérxico e non un animal lento. “Aínda sendo un réptil escamento que pon ovos, a súa temperatura foi comparable á dun mamífero peludo de sangue quente. Os crocodilos modernos son máis fríos, entre 30 e 35 °C, e as aves máis quentes están entre 40 e 43 °C, así que estes tiranosaurios terían que consumir moita máis comida para sobrevivir, mantendo unha actividade constante para alimentarse e migrar mesmo a ambientes fríos”, explica á Vangarda Robert Eagle, xeobiólogo da Universidade de California nos Ánxeles (UCLA) e coautor da investigación.

Para coñecer a temperatura dos grandes tiranosaurios que poboaron a Terra antes da gran extinción tras o impacto dun asteroide, os investigadores utilizaron tres pezas dentais que estaban no Museo Nacional de Ciencias Naturais dos Ánxeles, procedentes do xacemento de Hell Creek (Arroio do Inferno) en Montana. Hai xa unha década que se coñece a tecnoloxía da paleotermia de isótopos que permite pescudar se animais extintos eran de sangue frío ou quente, pero para usala co T. rex había que destruír máis material do que ningún museo ou institución estaba disposto a facilitar aos científicos, así que o equipo da UCLA centrouse en mellorar o proceso ata lograr reducir a cantidade que precisaban nun 90%.

O profesor Robert Eagle mantén na súa man un dente do T. rex utilizado / UCLA

A clave estaba no esmalte, o tecido máis duro do reino animal e unha auténtica fortaleza contra o paso do tempo. O método consiste en contar a abundancia de ligazóns químicas entre variantes pesadas de carbono e osíxeno atrapadas no mineral do dente. Canto máis frío é o organismo, máis ligazóns agrúpanse; a maior calor, a agrupación diminúe. Para asegurarse de que os datos non eran produto da contaminación do chan tras millóns de anos baixo terra, os científicos someteron as mostras a un estrito control de calidade que demostrou que a estrutura química dental preservaba a súa “pegada biolóxica” orixinal. Para extraer o esmalte, utilizaron un trade dental e disolveron o po resultante en ácido fosfórico que liberou o dióxido de carbono, o gas que contiña as ligazóns isotópicas.

O verdadeiro valor do achado apareceu ao comparar ao Thyrannosaurus rex cos seus veciños de ecosistema. Se os seus dentes guindaron unha temperatura corporal de 36,3 °C, os dos crocodilos que compartían os seus ríos apenas chegaban a 30,9 °C. Esta brecha térmica demostra que este dinosauro, que podía pesar ata nove toneladas, non só absorbía a calor ambiental das chairas do Cretácico, senón que posuía un metabolismo acelerado que xeraba calor de forma interna ao queimar enerxía, como os mamíferos depredadores actuais.

Esta calor interna podía facer que non dependese do clima exterior e tivese unha gran tolerancia ecolóxica. “Non podemos estar seguros só coa temperatura interior pero varias liñas de investigación apuntan nesa mesma dirección; os tiranosáuridos parecen persistir todo o ano no Ártico (Alaska) e un animal de sangue frío do seu tamaño non tería esa capacidade.”, indica Aradhna Tripati, autora principal do traballo e tamén investigadora climática da UCLA. Tripati lembra que non se atoparon fósiles de lagartos, tartarugas, crocodilos ou outros réptiles cretácicos en Alaska.

Estas conclusións tamén cadran con outras evidencias publicadas recentemente, que apuntan a que esta liñaxe de dinosauros puido dispersarse desde Asia a América a través do Estreito de Bering, o que supoñería que non se orixinou neste último continente como se pensaba. “O que non sabemos é canto alimento requiriría para manterse porque non coñecemos a súa taxa metabólica, pero é un tema interesante para futuras investigacións”, apunta Tripati. A científica destaca a relevancia deste traballo para coñecer mellor uns depredadores que forman parte da cultura popular.

“A fisioloxía térmica determina o comportamento, a área de distribución e a resposta dunha especie a un clima cambiante”, sinala a investigadora. “Os dentes dinnos agora que era un dinosauro máis cálido que a súa contorna, que podía habitar en calquera lugar do continente; en definitiva, un animal moi distinto a un réptil que toma o sol”.

O equipo adianta que xa está a traballar para aplicar o mesmo método a outras especies de dinosauros das que se conserva esmalte dental, alén de seguir estudando tiranosaurios doutros xacementos. 

FONTE: Rosa M. Tristán/lavanguardia.com/ciencia

A Terra cambia de forma: está a volverse máis e menos redonda a mesmo tempo e ten máis lóxica do que parece

A Terra está a cambiar de forma e faio dun xeito aparentemente contraditorio: mentres a súa superficie rochosa tende a volverse algo máis redonda, o seu campo gravitatorio evoluciona na dirección oposta. Un estudo do xeólogo Christopher Kotsakis, da Universidade Aristóteles de Tesalónica, publicado en Journal of Geophysical Research: Solid Earth, reconstruíu este proceso mediante medicións realizadas durante case dúas décadas. A investigación mostra que os movementos verticais da codia terrestre non se producen coa mesma intensidade en todas as latitudes. Detrás desta transformación atópase unha redistribución de masa capaz de modificar de xeito distinto a Terra sólida e a súa forma gravitatoria.

O noso planeta nunca foi unha esfera perfecta. A rotación da Terra provoca un lixeiro abultamiento ao redor do ecuador e un achatamiento nos polos, unha deformación tan pequena que resulta practicamente imposible apreciala nas fotografías tomadas desde o espazo. A codia tampouco permanece inmóbil: as placas tectónicas desprázanse e a superficie responde cando aumenta ou diminúe o peso que soporta. Se unha rexión acumula unha gran cantidade de masa, o terreo pode afundirse; cando esa carga desaparece, a codia comeza lentamente a recuperar altura. Ese comportamento permite comprender por que os cambios observados agora poden prolongarse durante miles de anos.

Unha parte deste fenómeno está relacionada co denominado axuste isostático glaciar, o proceso mediante o cal terreos anteriormente cubertos por enormes capas de xeo continúan elevándose despois de perder aquela carga. A última etapa glacial terminou hai uns 11.000 anos, pero algunhas rexións aínda responden o peso que soportaron durante ese período. A este efecto herdado súmanse actualmente os cambios provocados pola perda de xeo de Groenlandia e a Antártida. Cando ese xeo desaparece, o chan situado debaixo pode elevarse, mentres a auga liberada termina redistribuíndose polos océanos e engade peso noutras zonas do planeta.

Para pescudar que estaba a ocorrer coa parte rochosa do planeta, Kotsakis recorreu a unha rede mundial de estacións do sistema global de navegación por satélite (GNSS), capaces de rexistrar desprazamentos verticais extremadamente pequenos. O investigador analizou datos comprendidos entre 1997 e 2015 e atopou unha tendencia clara nas rexións polares. Entre 1997 e 2000, os polos elevábanse aproximadamente 0,5 milímetros ao ano, pero cara a 2015 aquela velocidade alcanzara ao redor de 1 milímetro anual. Ao mesmo tempo, as medicións mostraron un afundimento progresivo ao redor do ecuador, de modo que a Terra sólida estaba a reducir lentamente a súa achatamiento.

No novo estudo móstrase que a superficie terrestre elévase nos polos e afúndese nos trópicos / Christopher Kotsakis/Journal of Geophysical Research: Solid Earth

O resultado parece entrar en conflito coas observacións do xeoide, a figura irregular que representa a forma do campo gravitatorio terrestre e reflicte como se distribúe a masa polo planeta. Desde finais da década de 1990, esa forma gravitatoria seguiu unha tendencia cara a un maior achatamiento, xusto o contrario do detectado na cortiza sólida. "Os nosos resultados indican unha aceleración da elevación polar acompañada dunha taxa comparablemente crecente de afundimento ecuatorial", escribe Kotsakis. "Isto significa que a forma xeral da Terra sólida está a volverse lixeiramente menos achatada", engade o investigador no traballo científico.

A explicación reside en que a superficie terrestre e a gravidade responden a fenómenos diferentes. Cando o xeo se derrete nas rexións polares, desaparece parte da carga que mantiña comprimido o terreo e a codia ascende. Unha porción desa masa, convertida en auga, desprázase cara a latitudes máis baixas, onde aumenta o peso soportado por outras rexións e modifica a distribución global de materia. Para o campo gravitatorio, mover masa desde os polos cara a zonas máis próximas ao ecuador favorece un maior achatamiento do xeoide, aínda que a codia rochosa estea a facer o contrario. "Aínda que este comportamento poida parecer contraditorio cando se considera xunto coa diminución simultánea do achatamiento da Terra sólida, ambos os efectos son fisicamente compatibles", sinala Kotsakis.

FONTE: R. Badillo/elconfidencial.com