NOTICIAS DAS CIENCIAS

ASÍ FOI A CIENCIA EN 2021

Como xa sucedeu no ano anterior, neste 2021 a pandemia do coronavirus SARS-CoV-2 causante da COVID-19 seguiu dominando a actualidade, e por tanto centrou tamén o foco dos esforzos no panorama científico. Con todo, a vida e a ciencia seguen, e no ano que remata asistimos tamén a outras novidades. Algunhas prometedoras e asombrosas, como os avances na exploración espacial ou na bioloxía humana; outras intrigantes, como un achado que contradi o modelo estándar da física; e outras decepcionantes, como o insuficiente compromiso na loita contra a emerxencia climática.

1. As vacinas fan historia…

Desde xaneiro de 2020 a pandemia de COVID-19 cambiou a sociedade humana dun modo que nunca imaxinariamos, un reto ao que a ciencia respondeu cunha eficacia e unha rapidez que asombraron ao mundo. Corresponde a 2020 o veloz desenvolvemento das primeiras vacinas contra o novo coronavirus, pero foi neste 2021 cando as campañas de vacinación despregáronse e cando xurdiron as principais vencedoras na carreira contra o virus: as vacinas de ARN, elaboradas por Pfizer-BioNTech e Moderna-NIH, demostraron ofrecer unha protección sólida e consistente contra os síntomas máis graves e a mortalidade. Existen indicios de que o nivel de anticorpos neutralizantes pode decaer co paso dos meses, aínda que o efecto sobre a protección aínda está por determinar. En calquera caso, as doses de reforzo poden manter unha inmunidade adecuada. Con todo, preocupa aínda o baixo nivel de acceso ás vacinas en gran parte do mundo en desenvolvemento.

O fito científico máis relevante do ano foi a vacinación masiva contra o COVID-19 nun tempo marca / Wikimedia

2. …Pero o virus atopa o seu camiño

Son miles as variacións no xenoma que se atoparon na secuenciación do virus SARS-CoV-2 circulante, pero ao longo de 2021 foron estendéndose sucesivamente certas variantes, clasificadas respectivamente como preocupantes ou de interese. Entre as de interese atópanse Lambda e Mu, mentres que as preocupantes inclúen Alfa, Beta, Gamma, Delta e Ómicron. Delta estendeuse de tal modo que substituíu case por completo ás liñaxes anteriores. E aínda que os datos actuais apoian o seu maior infectividad e gravidade de síntomas, parece que non escapan á acción das vacinas. Con todo, a máis recente variante Ómicron, que acumula medio centenar de mutacións, desatou unha onda de pánico ante a súa facilidade de transmisión, a posibilidade de reinfección e de menor eficacia vacunal, aínda que é posible que os seus síntomas sexan máis leves. Por sorte, as vacinas de ARN poden adaptarse rapidamente para responder a novas variantes.

3. Un morno cumio do clima

Do 31 de outubro ao 12 de novembro celebrouse en Glasgow (Reino Unido) a 26ª Conferencia de Nacións Unidas sobre Cambio Climático, ou COP26. A cita era unha encrucillada importante de cara a aumentar as apostas dos países para o cumprimento dos obxectivos marcados en 2015 polo acordo de París, limitar o aumento da temperatura global por baixo de 2 °C. Con todo, os expertos expresaron as súas dúbidas sobre os compromisos a adquirir por parte das nacións. Á súa conclusión, a COP26 suscitou reaccións atopadas, aínda que en xeral as valoracións foron desfavorables; a líder xuvenil Greta Thunberg resumiu así o resultado: “bla, bla, bla”. O pacto alcanzado avoga por unha maior redución de emisións —un 45% en 2030 respecto de 2010—, un control do progreso e un apoio aos países en desenvolvemento, pero botouse de menos unha maior ambición nos compromisos, xa que os actuais resultarán nun aumento de 2,4 °C. Mentres, o Panel Intergobernamental de Cambio Climático (IPCC), de cara ao seu próximo sexto informe de avaliación, advertía de que o planeta está abocado a fenómenos meteorolóxicos extremos que serán máis frecuentes.

Expertos e activistas reaccionaron con indiferencia ante a falta de compromisos políticos tras o COP26 de Glasgow / The White House

4. A incógnita sobre a orixe do virus

É un asunto que atrae periodicamente o foco dos medios e do público para logo quedar case esquecido, e é tamén una das maiores fontes de especulacións ao redor da pandemia, desde as reflexións e análises dos expertos até as teorías da conspiración: como xurdiu o coronavirus SARS-CoV-2? En 2021 non se atopou unha resposta definitiva, que talvez aínda se atrase ou nunca chegue. En marzo a Organización Mundial da Saúde (OMS) publicaba o informe resultante da súa misión a China destinada a analizar os datos dispoñibles con respecto á orixe do virus, sen grandes conclusións, aínda que suxerindo unha maior probabilidade dunha orixe natural respecto da posibilidade de que escapase dun laboratorio de Wuhan. Posteriormente novos estudos recuperaron a hipótese de que o mercado daquela cidade chinesa fose o foco inicial da infección. A investigación continúa, xa que os resultados poden ser transcendentais de face a evitar futuras pandemias.

5. A Marte por terra, aire e espazo

O 18 de febreiro o rover Perseverance da NASA tocou o chan de Marte, engadindo un fito máis á xa longa lista de misións da axencia estadounidense que abordaron a exploración do planeta vermello. Nesta ocasión súmase unha novidade absoluta que copou titulares e captado o interese do público: a misión inclúe un pequeno helicóptero chamado Ingenuity que por primeira vez voou sobre o chan doutro mundo, ofrecendo unha perspectiva nunca antes vista do panorama marciano. Pero en 2021 rompeuse ademais a hexemonía que ata agora mantiña a NASA sobre o chan marciano. O 15 de maio o rover chinés Zhurong, parte da misión Tianwen-1, outorgaba ao país asiático a honra de ser a segunda potencia espacial con presenza operativa na superficie de Marte. Noutro fito histórico, os Emiratos Árabes Unidos situaban a súa sonda Hope na órbita marciana.

En abril de 2021, o helicóptero Ingenuity realizou o primeiro voo sobre a superficie de Marte / NASA

6. As proteínas revelan os seus segredos

Un dos maiores obxectivos da bioloxía no último medio século foi atopar un modo o máis estandarizado posible de predicir a estrutura tridimensional das proteínas. Estas moléculas compostas por cadeas de diferentes aminoácidos levan na súa secuencia a información que determinará a súa plegamiento espacial, pero é tan vasta e complexa a interacción entre os diferentes grupos químicos e as súas cargas que ata agora a estrutura 3D de cada proteína era un problema específico ao que dedicar unha ou varias teses doutorais. Hoxe talvez xa non: xa rn 2020 dábase conta dun algoritmo de Intelixencia Artificial chamado AlphaFold e desenvolvido pola compañía DeepMind de Google que era capaz de resolver a estrutura tridimensional de calquera proteína. Este ano DeepMind fixo realidade a súa promesa, publicando as estruturas de máis de 350.000 proteínas do ser humano e outros organismos, que a compañía planea expandir pronto a máis de 100 millóns. Trátase dun avance de proporcións xigantescas con aplicacións no deseño de fármacos contra innumerables enfermidades.

7. Os muóns desafían o modelo estándar

En física non son habituais as discrepancias entre os modelos teóricos e os resultados experimentais. E cando se presentan, adoitan abrir a porta a unha nova física. Durante o último medio século prevaleceu o chamado modelo estándar da física de partículas, baseado nas 17 partículas elementais e o catro forzas que gobernan o mundo cuántico. E aínda que hai preguntas que o modelo aínda non puido responder, as súas predicións verificáronse de forma consistente, bosón de Higgs incluído. Con todo, hai un par de décadas resultados obtidos no Brookhaven National Laboratory atoparon un valor do magnetismo do muón (unha partícula coa mesma carga que o electrón, pero de maior masa) que discrepaba coa teoría. O pasado 7 de abril, científicos do experimento Muon g—2 do Fermilab de Chicago corroborábano: o muón é máis magnético do que debería ser segundo o modelo estándar. A anomalía é pequena, 2,5 partes en 1.000 millóns. Pero si confírmase, os físicos terán que atopar a maneira de explicala.

8. Embrións de laboratorio

As células nai son unha promesa da biomedicina, especialmente do medicamento rexenerativa, que xa está a render avances no campo experimental, pero que aínda debe despregar o seu potencial a gran escala. Nas últimas décadas as investigacións progresaron ao longo de dúas liñas relacionadas: o uso de embrións para obter células nai capaces de xerar calquera tecido, e a reprogramación de células adultas para obter delas células con capacidades similares ás embrionarias (chamadas células nai pluripotentes inducidas, iPSC). Este segundo procedemento evita o controvertido uso de embrións, pero non ofrece a mesma versatilidade que estes. Con todo, esta barreira está a superarse: este ano varios grupos de investigación conseguiron obter blastoides, estruturas moi similares aos blastocistos, embrións de mamíferos na súa fase máis temperá, a partir de iPSC. O avance é de enorme importancia para os estudos do desenvolvemento embrionario e as súas anomalías, ademais de impulsar o desenvolvemento de organoides, simulacións diminutas de órganos que prometen grandes aplicacións no testado de fármacos.

O desenvolvemento de blastoides supoñen un novo modelo para estudar desenvolvemento embrionario humano máis temprá / Monash University

9. Tocar o Sol

O 14 de decembro científicos da misión Parker Solar Probe da NASA anunciaban e publicaban a conquista dunha nova fronteira polo ser humano: a atmosfera do Sol. A sonda lanzouse en 2018 co obxectivo de estudar o magnetismo solar, a emisión do astro e o extremo quecemento da súa coroa, pero o seu periplo implicaba ademais conseguir dúas marcas, o artefacto máis veloz da historia e o máis próximo ao Sol. Segundo detallaron os investigadores este decembro, despois de tomarse o tempo necesario para verificar os datos, o pasado 28 de abril a sonda cruzou a chamada superficie crítica de Alfvén, a fronteira onde termina a atmosfera do Sol e comeza o vento solar, situada a 18,8 radios solares da superficie, ou uns 13 millóns de quilómetros, para achegarse despois ata menos de 15 radios solares. Nas súas próximas órbitas o aparello continuará aproximándose máis ata chegar a voar a menos de 9 radios solares, ofrecendo aos científicos un coñecemento próximo da nosa estrela como nunca antes logrouse.

10. O sucesor do Hubble

Se figura no décimo posto desta lista non é porque a súa importancia sexa relativamente menor. De feito, promete ser unha ferramenta de inmenso poder para a exploración espacial como desde 1990 véno sendo o telescopio espacial Hubble. O novo telescopio espacial James Webb (JWST), desenvolvido pola NASA, a Axencia Europea do Espazo (ESA) e a Axencia Canadense do Espazo (CSA), foi lanzado o pasado 25 de decembro a bordo dun foguete Ariane desde a Guayana Francesa. Co diámetro do seu espello que case triplica o do Hubble e a súa maior sensibilidade na banda de infravermello, o JWST ofrecerá unha xanela ás primeiras galaxias do universo e a exoplanetas potencialmente habitables que escapaban á mirada do seu predecesor. Si todo desenvólvese segundo o previsto, raro será que algún dos achados do JWST non mereza un posto nesta lista dentro de 12 meses.

FONTE: Javier Yanes/bbvaopenmind.com/ciencia

DESCOBREN UNHA XIGANTESCA RESERVA DE AUGA OCULTA EN MARTE

Vales Marineris, visto nun ángulo de 45 graos con respecto á superficie. A imaxe cobre unha área de 630.000 km² cunha resolución de 100 m por píxel / ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Ninguén o dixo, pero xusto baixo o chan dos famoso Vales Marineris de Marte, que cos seus 4.500 km de lonxitude, 200 km de anchura e ata 11 km de profundidade é o canón máis grande do Sistema Solar, ocúltase unha xigantesca cantidade de auga, probablemente en forma de xeo. De feito, segundo un estudo levado a cabo por investigadores das axencias espaciais europea (ESA) e rusa (Roscosmos), ata o 40% do material máis próximo á superficie dunha vasta rexión de 41.000 km² no centro do canón podería ser xeo de auga. A investigación, levada a cabo co orbitador ExoMars, publicarase en Icarus o próximo mes de marzo, pero pode xa consultarse en Science Direct.

En concreto, os instrumentos da ExoMars acharon niveis inusualmente altos de hidróxeno en Candor Chaos, unha rexión do tamaño de Holanda que se atopa no corazón de Vales Marineris. E dado que aquí, no noso planeta, a vida está intimamente asociada á auga, o achado reforza a idea de que o mesmo podería suceder no planeta vermello. Ou aínda mellor, que aínda podería haber criaturas viventes alí.

Descubrimos que a parte central de Vales Marineris estaba chea de auga (explica Alexey Malakhov, do Instituto de Investigación Espacial da Academia de Ciencias de Rusia e coautor do estudo), moita máis auga da que esperabamos. Isto parécese moito ás rexións de permafrost da Terra, onde o xeo de auga persiste permanentemente baixo o chan seco debido ás baixas temperaturas constantes.

Segundo o científico, se o hidróxeno detectado está realmente unido a osíxeno para formar moléculas de auga, ata o 40% do material próximo á superficie nesta rexión parece ser auga.

O orbitador ExoMars, que vira ao redor de Marte desde 2018, conta con instrumentos (como o Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND), parte do Trace Gas Orbiter (TGO), que permiten buscar auga ao detectar neutróns emitidos en ou xusto debaixo da superficie marciana. A medida que os neutróns fórmanse cando as partículas enerxéticas dos raios cósmicos golpean o chan marciano, as superficies máis secas emiten máis neutróns que as máis húmidas, o que permite ao equipo calcular a cantidade de auga nun lugar concreto observando a cantidade de neutróns que produce. Este método permite que o TGO detecte, desde a órbita de Marte, auga ata un metro de profundidade por baixo da superficie, o cal incrementou enormemente a capacidade dos investigadores para detectar bolsas de auga ocultas.

Con TGO, explica Mitrifanov, podemos mirar ata un metro baixo a capa de po e ver o que realmente está a suceder no subsolo de Marte e, o que é máis importante, situar oasis ricos en auga que non se puideron detectar con instrumentos anteriores.

A zona, facilmente alcanzable, converteuse nun firme candidato para futuras misións de exploración, durante as que os astronautas poderán saber exactamente que tipo de xeo está presente e, por suposto, si alí houbo ou aínda hai vida.

FONTE: José M. Nieves/abc.es/cencia

O TELESCOPIO ESPACIAL JAMES WEBB XA ESTÁ NO ESPAZO

 

Hoxe, despois de anos de atrasos e máis de 10.000 millóns de dólares de investimento -case 10 veces máis do presupostado-, o Telescopio Espacial James Webb foi enviado ao espazo desde a Güiana Francesa. Pero, máis aló destas polémicas, o observatorio máis caro da historia espacial permitirá á comunidade científica coñecer misterios  insondables do universo, como a formación das primeiras galaxias ou a existencia de indicios de vida en planetas  extrasolares.

O James Webb é o telescopio espacial máis grande e máis potente do mundo. Con todo, precisamente o seu enorme tamaño presenta un importante desafío para a comunidadeci entífica. Para facernos unha idea, o conxunto de espellos de observatorio mide uns 6,5 metros de diámetro, o que determina unha superficie colectora de luz 7 veces maior á do Hubble, o que se traducirá nunha potencia ata 100 veces superior á do antigo telescopio espacial.

Ese sistema de espellos, chamado Optical Telescope Element, ten unha valiosa misión: captar a luz do espazo para dirixila cara aos instrumentos científicos encargados da súa análise. Está formado por 18 segmentos hexagonais feitos de berilio e recubertos dunha película de ouro, deseñados para funcionar como unha única peza, aínda que encartados de tal forma que poidan caber no interior dun foguete.

Grazas que están formados a partir de pezas de seis lados redúcense os ocos entre as pezas. Se os segmentos fosen circulares, por exemplo, sempre quedaría algún oco entre eles. Deste xeito a simetría permite maximizar as prestacións ópticas do telescopio. Doutra banda, a forma hexagonal consegue asimilarse aínda círculo, o que permite enfocar a luz nun punto compacto. Un espello ovalado, por exemplo, daría imaxes alongadas, mentres que uno cadrado enviaría parte da luz fóra da rexión central.

Con todo, se hai un elemento indispensable para o bo funcionamento do telescopio, ise é o escudo térmico. Para poder detectar sinais débiles de luz, o observatorio deberá manterse a unha temperatura moi baixa. Para axudar a este fin, o James Webb conta cunha especie de parasol xigante que o protexerá das fontes eternas de luz e calor (como o Sol, a Terra e a Lúa), ou da propia calor emitida polo telescopio. Trátase dunha estrutura do tamaño dunha pista de tenis que proporciona sombra e reduce a temperatura, algo indispensable para o bo funcionamento do observatorio.

De maneira máis específica, este dispositivo consta de 5 finas capas milimétricas compostas dun material sintético chamado kapton e recubertas de silicona. A capa máis externa, exposta directamente ao Sol, chegará aos 85 ºC de temperatura, mentres que a máis interna e próxima ao telescopio, situada só a uns poucos centímetros de distancia, permanecerá a uns -233 °C.
Grandes éxitos do  Hubble

Outra das diferenzas con outros observatorios astronómicos é o tipo de luz co que traballan. A diferenza do Telescopio Espacial Hubble, que captaba especialmente luz visible e ultravioleta, o James Webb centrarase na luz infravermella, un espectro de baixa frecuencia que lanzará pistas sobre os confíns do universo. Iso débese a que, debido a que o universo se atopa en constante expansión, os corpos celestes máis afastados, continúan afastándose, o que provoca que a luz que viaxa a través desas galaxias afastadas siga expandíndose, ‘estirándose’. Grazas a catro instrumentos de gran precisión, o James Webb será capaz de captar esas luces infravermellas (de lonxitudes de ondas de entre 0,6 e 28,5 micrómetros) emitidas desde os confíns do universo.

Unha das principais misións do James Webb será achegarnos a unha parte da historia do universo nunca antes captada: o nacemento do universo, hai uns 13.500 millóns de anos, e a formación das primeiras estrelas e galaxias, cuxa luz ultravioleta e visible chega hoxe ao noso ‘ollo cósmico’ en forma de luz infravermella.

Pero iso non é todo. A información solicitada por este potente telescopio permitirá estudar a atmosfera dos exoplanetas (aqueles planetas que se atopan fóra do sistema solar) para determinar a probabilidade de que exista auga, un dos ingredientes necesarios para a vida. En definitiva, en palabras da NASA: “O James Webb explorará todas as fases da historia cósmica e axudará á humanidade para comprender as orixes do universo e o noso lugar en el”. 

FONTE: nationalgeographic.com.es/ciencia

DESCUBRIMENTO CIENTÍFICO DO ANO 2021

Simulación da estructura de dúas proteínas

Ás veces é fácil encher a boca con expresións como “santo graal”, “paso de xigante” ou “descubrimento revolucionario” ao falar dun logro científico. Pero cando se trata de revelar a forma das proteínas coa sinxeleza de quen busca algo en Google, esas palabras encaixan como unha luva. Este ano confirmouse que a intelixencia artificial é capaz de adiviñar a estrutura destes motores básicos da vida, as proteínas, unha das claves fundamentais da bioloxía. E é un logro por partida dobre: “Primeiro, porque resolve un problema científico que estivo na lista de tarefas pendentes durante 50 anos. En segundo lugar, é unha técnica revolucionaria que acelerará enormemente o descubrimento científico. Sería o Descubrimento do Ano por calquera dos dous motivos”, asegura Holden Thorp, director da influente revista científica Science, que concede o recoñecemento a este éxito científico. O ano pasado aplaudiron o desenvolvemento das vacinas contra a covid.

Este logro realizárono dous grupos distintos: a compañía DeepMind e o equipo de David Baker, bioquímico computacional da Universidade de Washington. Un triunfo que fai apenas quince anos parecía imposible de lograr, como lembra o propio Thorp: “Cando deixei o laboratorio en 2006, pensei que o problema do pregamento de proteínas nunca se resolvería”. Moitos especialistas dese campo crían que, de lograrse, non o verían en vida. Unha persoa allea ao mundo da biomedicina pode sorprenderse pola importancia que se lle dá a esta cuestión tan técnica, a da forma en que se pregan as proteínas; non parece un anhelo popular como a cura do cancro ou a vacina da malaria. Pero é que as proteínas, os operadores esenciais de case todas as funcións biolóxicas, atravesan eses e a maioría dos problemas biomédicos imaxinables. Incluída a covid. Unha proteína é a espícula do coronavirus, os penachos que o rodean e que lle permiten conquistar as nosas células para enfermarnos. Coñecer a súa estrutura permite deseñar estratexias para atacar esa ganzúa coa que nos invade.

Case todo o mundo ten en mente a metáfora de que o ADN contén as instrucións da vida. Aínda que son as proteínas quen a pon a funcionar: realizan esas tarefas, como activar o movemento dos músculos, determinar o estado dos tecidos, transportar sustancias polo organismo ou defendelo das agresións. As instrucións do ADN por si soas, loxicamente, non fan nada. Ese manual nada máis pon en marcha ás materias primas, os aminoácidos, sobre a cadea de montaxe. Disponse en fila na cinta para que os operarios (os ribosomas) constrúan esas máquinas que son as proteínas. Pregan esa fila de aminoácidos para darlle a súa complexísima forma ás proteínas, unha estrutura que determina a súa función: non é o mesmo construír unha cafetera que un motor de coche.

A intelixencia artificial é capaz de saber si a cafetera será italiana, hexagonal e con asa de plástico, con só ver os parafusos e as placas de latón dispostas en fila bidimensional. As proteínas constrúense combinando unicamente 20 aminoácidos en innumerables distribucións e lonxitudes. Por iso, descifrar a disposición final en tres dimensións é un traballo arduo e custoso, que moitos laboratorios nin sequera poden exporse. Descifrar esas estruturas en condicións normais sería un esforzo que custaría miles de millóns de anos; incluso as proteínas de tamaño modesto poderían tomar un número astronómico de aspectos posibles. Con este logro da computación, conséguese nun intre.

A mediados de xullo, Baker e os seus colegas publicaron en Science que o seu programa de intelixencia artificial RoseTTAFold resolvera as estruturas de centos de proteínas, todas importantes para a creación de medicamentos. Á vez e de maneira independente, os científicos de DeepMind difundiron en Nature o seu propio logro: a súa máquina, AlphaFold, debuxara 350.000 proteínas que se atopan no corpo humano, o 44% de todas as proteínas humanas coñecidas. Ademais, esperan que a súa base de datos medre a 130 millóns de proteínas pertencentes a todas as especies, máis da metade do número total que se cre que existe. Ambos os equipos puxeron esas estruturas a disposición de todos os laboratorios do mundo, e tamén as ferramentas para lograr outras novas.

Non podía ser doutra maneira, como expresou no seu día Edith Heard, directora xeral do Laboratorio Europeo de Bioloxía Molecular, de cuxos recursos se aproveitou DeepMind e con quen agora comparte os seus logros: “AlphaFold foi adestrado utilizando datos de recursos públicos creados pola comunidade científica, así que ten sentido que as súas predicións sexan públicas”. A investigadora mostrábao como “unha auténtica revolución para as ciencias da vida, como o foi a xenómica hai décadas”.

Ábrese a porta a innumerables achados en biomedicina, tratamentos e solucións biolóxicas. “Todas as áreas da bioloxía molecular e computacional van transformarse”, asegura Baker en Science. As opcións son apaixonantes: case todos os medicamentos funcionan por asociarse a un punto específico dunha proteína, polo que coñecer en detalle a diana multiplica a capacidade de acertar. Ademais, son moitas as enfermidades, desde o alzhéimer e o párkinson á diabetes ou a fibrosis quística, que se xeran tras a acumulación de proteínas mal encartadas, polo que agora poderíanse abordar con mellor prognóstico. E non só iso: ao saber como se dobrará unha cadea bidimensional de aminoácidos, aparece a posibilidade de deseñar proteínas artificiais: que protexan dos virus, como xa se está ensaiando, pero tamén para descompor materiais contaminantes.

“Non sabía que era unha proteína cando empecei [en DeepMind]”, recoñece John Jumper, responsable deste achado para a compañía, irmá de Google baixo o paraugas de Alphabet. Aplicar a intelixencia artificial a un problema científico foi “realmente máxico”, asegura Jumper en declaracións a Nature, a prestixiosa revista científica que incluíuno entre o dez científicos máis relevantes de 2021. O seu logro, publicado nesa revista en xullo, contaba con dous españois entre os asinantes: Oriol Vinyals e Bernardino Romeira.

O seguinte paso será predicir cales desas proteínas descritas traballan xuntas e como interactúan, porque en moitas ocasións non funcionan soas. A intelixencia artificial xa está afanada niso tras demostrar esta vez que si é capaz de cumprir os ambiciosos éxitos que levaba anos prometendo. E non sería raro que isto termine en Estocolmo celebrando un Nobel: a importancia das proteínas descóbrese dunha ollada ao ver os numerosos premios concedidos en Química ou Medicamento a descubrimentos ligados á estrutura destes motores da vida. Os primeiros en describir proteínas, como Frederick Sanger, John Kendrew e Max Perutz recibiron os seus galardóns, fai seis décadas. Agora describen miles dunha plumada.

FONTE: Javier Salas/elpais.com/ciencia

A SONDA PARKER "TOCA" O SOL

Esta ilustración amosa a sonda solar Parker acadando a atmosfera exterior do Sol (NASA)

Un novo fito para a ciencia: unha nave espacial da NASA tocou oficialmente o Sol, afundíndose a través da atmosfera solar inexplorada ata agora e coñecida como coroa.

A sonda espacial partiu o 12 de agosto de 2018 nunha misión histórica para estudar a nosa estrela. Loitou contra temperaturas de máis de 2.000 ºC e radiación 500 veces máis forte que na Terra cando fixo a súa oitava aproximación ao corpo celeste, pasando finalmente a través da súa atmosfera superior. Aínda que o voo tivo lugar en abril, os científicos tiveron que esperar para confirmar que Parker viaxou a través da coroa, tras os meses que tardaron en chegar os datos da nave espacial.

O paso da nave a través da coroa solar permtiu unha mostraxe sen precedentes das súas partículas e campos magnéticos, abrindo un novo capítulo no campo da ciencia solar e a nosa comprensión de como se formou o sistema solar. Un dos obxectivos é aprender máis sobre como a enerxía e a calor viaxan a través da atmosfera do Sol; algo que pode revelarnos pistas sobre como se desenvolveu a vida na Terra e como xurdiron outras estrelas ao redor do universo.

No seu periplo cara á atmosfera superior do Sol, a sonda espacial Parker estableceu unha serie de marcas: converteuse no obxecto máis rápido xamais fabricado; alcanzou unha velocidade de 586.864 km/h. (o suficientemente rápido como para dar 13 voltas ao redor da Terra nunha soa hora). Iso si, superará estas cifras unha vez máis a finais deste ano despois de utilizar unha vez máis use a Venus para achegarse máis ao Sol a velocidades moito máis altas que nunca.

Voando tan preto do Sol, Parker é capaz de detectar condicións na capa dominada magnéticamente da atmosfera solar, a coroa, que nunca antes puideramos observar. De feito, podemos ver a nave espacial voando a través de estruturas coronais que se poden observar durante unha eclipse solar total.

Ao longo da súa misión de sete anos, Parker realizará un total de 26 aproximacións á estrela utilizando varias manobras de asistencia de gravidade desde Venus para achegala cada vez máis. Iste foi o oitavo e o que realmente penetrou na coroa. A sonda espacial seguirá achegándose cada vez máis ao sol e mergullándose máis profundamente na coroa ata a súa gran órbita final en 2025.

FONTE: muyinteresante.es/ciencia

ATOPAN UN PLANETA QUE DESAFÍA O IMPOSIBLE

Recreación artística que amosa un primeiro plano do planeta b Centauri b, que orbita un sistema binario cunha masa ao menos seis veces maior que a do Sol - ESO/L. Calçada

Astrónomos descubriron un planeta ao redor de b Centauri, un sistema que pode verse a primeira ollada e que está composto por dúas estrelas excepcionalmente masivas e quentes. Tanto, que a existencia dun mundo en condicións semellantes era considerado imposible por moitos. O novo planeta, tamén descomunal, sobrevive porque se mantén ben afastado das súas estrelas: sepáraos 100 veces a distancia á que Xúpiter atópase do Sol. O seu achado demostra que os planetas poden formarse en contornas moi hostís, o que implica que poden existir aínda máis dos que calculabamos.

"Foi moi emocionante descubrir un planeta ao redor de b Centauri, xa que cambia por completo a imaxe que temos das estrelas masivas como anfitrioas de planetas", explica Markus Janson, da Universidade de Estocolmo (Suecia) e primeiro autor do novo estudo publicado na revista Narure.

Situado aproximadamente a 325 anos luz de distancia, na constelación de Centauro, o sistema de dúas estrelas b Centauri (tamén coñecido como HIP 71865) ten polo menos seis veces a masa do Sol, o que o converte, con moito, no sistema máis masivo ao redor do cal se confirmou a presenza dun planeta. Ata agora, non se viu ningún ao redor dunha estrela máis de tres veces máis masiva que o Sol.

A maioría das estrelas masivas tamén son moi quentes, e este sistema non é unha excepción: a súa estrela principal é de tipo B, que é máis de tres veces máis quente que o Sol. Debido á súa intensa temperatura, emite grandes cantidades de radiación ultravioleta e de raios X.

A gran masa e a calor deste tipo de estrelas teñen un forte impacto no gas circundante, o cal debería actuar en contra da formación de planetas. En particular, canto máis quente é unha estrela, máis radiación de alta enerxía produce, o que fai que o material circundante se evapore máis rápido. "As estrelas de tipo B xeralmente considéranse contornas bastante destrutivos e perigosos, polo que se cría que debería ser extremadamente difícil formar grandes planetas ao seu ao redor", afirma Janson.

Pero o novo descubrimento mostra que os planetas poden, de feito, formarse en sistemas estelares tan hostís. "O planeta de b Centauri é un mundo alieníxena nunha contorna que é completamente diferente ao que experimentamos aquí na Terra e no noso Sistema Solar", explica a coautora, Gayathri Viswanath, estudante de doutoramento na Universidade de Estocolmo. "É un ambiente hostil, dominado pola radiación extrema, onde todo está nunha escala xigantesca: as estrelas son máis grandes, o planeta é máis grande, as distancias son máis grandes".

O par de estrelas máis masivo que alberga planetas descuberto ata a data, b Centauri, e o seu planeta xigante b Centauri b - ESO/Janson et al.

De feito, o planeta descuberto, chamado b Centauri (AB)b ou b Centauri b, tamén é extremo. É 10 veces máis masivo ca Xúpiter, polo que é un dos planetas máis masivos xamais atopados. Ademais, móvese ao redor do sistema estelar nunha das órbitas máis amplas descubertas ata agora, a unha distancia 100 veces maior que a distancia que separa a Xúpiter do Sol. Esta gran distancia do par central de estrelas podería ser clave para a supervivencia do planeta.

Estes resultados foron posibles grazas ao sofisticado instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, procura de exoplanetas con espectropolarimetría de alto contraste), instalado no Very Large Telescope do Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), en Chile. SPHERE xa obtivera antes, de forma exitosa, imaxes de varios planetas que orbitan estrelas distintas do Sol, incluída a primeira imaxe de dous planetas que orbitan unha estrela similar ao Sol.

Con todo, SPHERE non foi o primeiro instrumento en obter imaxes deste planeta. Como parte do seu estudo, o equipo investigou datos de arquivo sobre o sistema b Centauri e descubriu que xa se obtiveron imaxes hai máis de 20 anos co Telescopio ESO de 3,6 m, aínda que nese momento non foi identificado como planeta.

Co Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comezará as súas observacións a finais desta década, e coas actualizacións do VLT, a comunidade astronómica poderá revelar máis sobre a formación e as características deste planeta. "Será unha tarefa intrigante tratar de pescudar como podería haberse formado, o cal agora mesmo é un misterio", conclúe Janson.

FONTE: abc.es/ciencia

O SON PODE VIAXAR POLO ESPAZO IGUAL QUE A LUZ

O son pode viaxar a través do espazo da mesma forma que o fai a luz, descubriu unha investigación da City University of Hong Kong (CityU) cuxos resultados se publican na revista Nature Communications.

A propagación da onda sonora non é transversal, senón lonxitudinal, mentres que a onda de luz móvese transversalmente. Iso significa que a luz é perpendicular á dirección da onda lumínica, mentres que o son viaxa en paralelo á dirección da onda sonora.

O que descubriu a nova investigación é un novo tipo de "onda de son transversal", que viaxa da mesma maneira que unha onda de luz.

O descubrimento desafía o consenso científico sobre as ondas sonoras e establece un novo parámetro que podería achairar o camiño para novas aplicacións de son máis aló do grao de liberdade escalar convencional, segundo os investigadores. "Aínda que o son no aire é unha onda lonxitudinal nos casos habituais, demostramos por primeira vez que pode ser unha onda transversal en determinadas condicións", explica o autor principal, Shubo Wang, nun comunicado. E engade: "o achado proporciona novos graos de liberdade para as manipulacións do son".

A razón pola que o son é unha onda lonxitudinal "en condicións habituais" é a ausencia de forza de corte no aire ou, máis xeralmente, nos fluídos.

A comprensión do son como unha onda lonxitudinal provén da ausencia do que en física se chama "cizallamento" ou "forza de corte". En enxeñaría, este termo úsase para referirse á forza que atravesa un obxecto sen dobrarse.

O que fixeron os investigadores é idear unha forma na que se pode crear esta forza de corte ou cizallamento no aire ou nos fluídos que rodean unha onda sonora, dunha maneira artificial, pero continua. Este efecto pódese conseguir se o aire ou o fluído que atravesa a onda sonora pódese confinar en pequenos resonadores: desta forma é posible obter un son transversal insólito a escala macroscópica.

Un material artificial, especialmente deseñado para o experimento, contén unha complexa rede de resonadores que provocan a aparición da onda sonora transversal.

Cando o aire que atravesa o son confínase nesta rede de resonadores, forma un metamaterial suficientemente duro capaz de facer vibrar o aire que rodea á onda sonora e de provocar a forza de corte ou cizallamento que orixina a onda sonora transversal.

Os investigadores comprobaron que o metamaterial deseñado para esta investigación, obriga ao aire que rodea á onda sonora a comportarse como un material elástico, capaz de soportar o son transversal. Experimentalmente comprobaron que o son no aire, ou o son en fluídos, pode ser unha onda transversal e ter propiedades vectoriales completas, do mesmo xeito que a luz, destacan os investigadores.

O descubrimento proporciona novas perspectivas e funcionalidades para manipulacións de son máis aló do grao de liberdade escalar convencional. No futuro, manipulando estas propiedades vectoriales adicionais, os científicos poden codificar máis datos no son transversal para romper o pescozo de botella da comunicación acústica tradicional mediante ondas sonoras normais, destacan os investigadores.

O que se conseguiu ata agora é só un anticipo do que vén, e os investigadores proponse seguir explorando as intrigantes propiedades desta onda de son transversal para aproveitar este resultado en novas aplicacións que superen as limitacións das comunicacións acústicas actuais.

FONTE: farodevigo.es/tendencias21

LÍQUIDO DE ESPÍN CUÁNTICO: NOVO ESTADO DA MATERIA QUE SE PODE CREAR EN LABORATORIO

Un equipo internacional de investigadores, liderado pola Universidade de Harvard, documentou por primeira vez un misterioso novo estado da materia, predito hai 48 anos polo físico Philip W. Anderson, nun material real.

Este estado da materia, coñecido como líquido de espín cuántico, provoca que os electróns, que se cre que son bloques de construción indivisibles da natureza, rompan en pedazos.

Os líquidos de espín cuántico escóndense en certos materiais magnéticos, pero ata agora non foran avistados de maneira concluínte na natureza.

A súa constatación descríbese nun artigo publicado na revista Science e marca un gran paso cara á posibilidade de producir a vontade este estado elusivo da materia, así como para obter unha comprensión nova da súa natureza misteriosa, explican os investigadores nun comunicado.

Os investigadores observaron este estado de espín líquido da materia utilizando un simulador cuántico programable que o laboratorio desenvolveu en 2017.

O simulador é unha especie ordenador cuántico que permite aos investigadores crear formas programables para deseñar diferentes interaccións e entrelazamientos entre átomos ultrafríos. Utilízase para estudar unha gran cantidade de procesos cuánticos complexos.

Con ese simulador, os investigadores replicaron a física microscópica que se atopa nos sistemas macroscópicos (materia condensada), aproveitando a liberdade que permite a programabilidad do sistema.

Desta forma crearon un patrón xeométrico propio, colocando os átomos dunha forma particular para que interactuaran e entrelazásense entre eles. Logo puideron medir e analizar as alianzas físicas (cadeas) que conectan aos átomos.

A presenza e a análise desas cadeas, que se denominan cadeas topolóxicas, revelaron que nese material estaban a ocorrer correlacións cuánticas: xurdira o estado líquido de espín cuántico da materia.

Despois de confirmar a presenza de líquidos de espín cuántico, os investigadores analizaron a posibilidade de aplicar este estado da materia para crear cúbits robustos, que serían resistentes ao ruído e á interferencia externa, un paso importante para a realización de ordenadores cuánticos fiables.

Os cúbits son os bloques de construción fundamentais sobre os que funcionan as computadoras cuánticas e a fonte da súa poder de procesamiento masivo.

A diferenza do bit, que só pode ter dous valores (un ou cero), o cúbit pode tomar varios valores á vez, é dicir, manifesta un sistema cuántico con dous estados propios simultáneos. 

Os computadores cuánticos empregan cúbits baseados en materiais superconductores. Con todo, estes cúbits son moi fráxiles ante calquera perturbación, o que impide explotar todo o potencial da computación cuántica. De aí a necesidade de obter cúbits robustos.

Os autores desta investigación realizaron unha proba de concepto que mostrou que é posible crear estes bits cuánticos robustos colocando os líquidos de espín cuántico nunha matriz xeométrica especial utilizando o simulador.

Os investigadores de Harvard continuarán traballando co simulador para coñecer exactamente como se poden usar os líquidos de espín cuántico para crear eses cúbits robustos.

O que conseguiu pescudar a nova investigación é como crear este cúbit topológico, pero aínda debe demostrar como se pode codificar e manipular, destacan os investigadores. 

Esta investigación desenvolve unha anterior, realizada en 2016, que observou por primeira vez a "pegada dixital" do líquido de espín cuántico, no que os electróns rompen.

Os investigadores mediron as primeiras firmas destas partículas fraccionadas, coñecidas como fermiónss de Majorana, nun material bidimensional cunha estrutura similar ao grafeno.

Tamén se relaciona con outra investigación, publicada este ano, segundo a cal a aprendizaxe automática, unha rama da Intelixencia Artificial, pode profundizar no comportamento do líquido de espín cuántico e determinar tamén que materiais poden ou non ser considerados líquido de espín cuántico.

A nova investigación culmina estes esforzos previos, non só para comprobar a existencia do líquido de espín cuántico, senón tamén para aproveitalo e conseguir unha computación cuántica máis robusta.

FONTE: Eduardo Martínez de la Fe/farodevigo.es/tendencias21