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Ciencia

Las primeras galaxias no son tan pequeñas como parecen

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MADRID, 15 Jun. (EUROPA PRESS) – Observaciones con el telescopio ALMA en Chile han proporcionado evidencia de que las primeras galaxias pueden ser más grandes y más complejas de lo pensado, alcanzando antes su ‘mayoría de edad’.

La investigación, presentada en la reunión 240 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS), detectó una cantidad significativa de gas frío y neutro en las regiones exteriores de la jóven galaxia A1689-zD1, así como salidas de gas caliente provenientes del centro de la galaxia. Los hallazgos se publicarán en una próxima edición de The Astrophysical Journal (ApJ).

A1689-zD1, una galaxia joven, activa y formadora de estrellas que es un poco menos luminosa y menos masiva que la Vía Láctea, se encuentra aproximadamente a 13 mil millones de años luz en el cúmulo de la constelación de Virgo. Se descubrió escondiéndose detrás del cúmulo de galaxias Abell 1689 en 2007 y se confirmó en 2015 gracias a lentes gravitacionales, que amplificaron el brillo de la joven galaxia en más de 9 veces.

Desde entonces, los científicos han seguido estudiando la galaxia como un posible análogo de la evolución de otras galaxias «normales». Esa etiqueta, normal, es una distinción importante que ha ayudado a los investigadores a dividir los comportamientos y características de A1689-zD1 en dos grupos: típico y poco común, con características poco comunes que imitan las de galaxias posteriores y más masivas.

«A1689-zD1 se encuentra en el Universo primitivo, solo 700 millones de años después del Big Bang. Esta es la era en la que las galaxias apenas comenzaban a formarse», dijo Hollis Akins, estudiante de pregrado en astronomía en Grinnell College y autora principal de la investigación. «Lo que estamos viendo en estas nuevas observaciones es evidencia de procesos que pueden contribuir a la evolución de lo que llamamos galaxias normales en oposición a las galaxias masivas. Más importante aún, estos procesos son los que previamente no creíamos aplicados a estas galaxias normales».

Uno de estos procesos poco comunes es la producción y distribución de combustible para la formación de estrellas en la galaxia, y potencialmente mucho. El equipo utilizó el receptor Band 6 de alta sensibilidad de ALMA para localizar un halo de gas de carbono que se extiende mucho más allá del centro de la joven galaxia. Esto podría ser evidencia de formación estelar en curso en la misma región o el resultado de alteraciones estructurales, como fusiones o flujos de salida, en las primeras etapas de la formación de la galaxia.

Según Akins, esto es inusual en las primeras galaxias. «El gas de carbono que observamos en esta galaxia se encuentra típicamente en las mismas regiones que el gas de hidrógeno neutro, que también es donde tienden a formarse nuevas estrellas. Si ese es el caso con A1689-zD1, es probable que la galaxia sea mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente. También es posible que este halo sea un remanente de actividad galáctica anterior, como fusiones que ejercieron fuerzas gravitacionales complejas en la galaxia que llevaron a la expulsión de una gran cantidad de gas neutro a estas grandes distancias. En cualquier caso, la evolución temprana de esta galaxia probablemente fue activa y dinámica, y estamos aprendiendo que este puede ser un tema común, aunque previamente no observado, en la formación temprana de galaxias».

Más que poco común, el descubrimiento podría tener implicaciones significativas para el estudio de la evolución galáctica, particularmente a medida que las observaciones de radio descubren detalles que no se ven en longitudes de onda ópticas.

Seiji Fujimoto, investigador postdoctoral en el Cosmic Dawn Center del Instituto Niels Bohr y coautor de la investigación, dijo: «La emisión del gas de carbono en A1689-zD1 es mucho más extensa que lo que se observó con el telescopio espacial Hubble, y esto podría significar que las primeras galaxias no son tan pequeñas como parecen. Si, de hecho, las galaxias tempranas son más grandes de lo que creíamos anteriormente, esto tendría un gran impacto en la teoría de la formación y evolución de galaxias en el Universo temprano».

Dirigido por Akins, el equipo también observó salidas de gas ionizado caliente, comúnmente causadas por una actividad galáctica violenta como las supernovas, que empujaban hacia afuera desde el centro de la galaxia. Es posible, dada su naturaleza potencialmente explosiva, que las salidas tengan algo que ver con el halo de carbono.

«Los flujos de salida ocurren como resultado de una actividad violenta, como la explosión de supernovas, que arrojan material gaseoso cercano fuera de la galaxia, o los agujeros negros en los centros de las galaxias, que tienen fuertes efectos magnéticos que pueden expulsar material en poderosos chorros. Debido a esto, existe una gran posibilidad de que los flujos calientes tengan algo que ver con la presencia del halo de carbono frío», dijo Akins. «Y eso destaca aún más la importancia de la naturaleza multifásica, o de caliente a frío, del gas que sale».

Darach Watson, profesor asociado en el Cosmic Dawn Center del Instituto Niels Bohr y coautor de la nueva investigación, confirmó que A1689-zD1 era una galaxia de alto corrimiento al rojo en 2015, lo que la convierte en la galaxia polvorienta más distante conocida.

«Hemos visto este tipo de emisión de halo de gas extendido de galaxias que se formaron más tarde en el Universo, pero verlo en una galaxia tan temprana significa que este tipo de comportamiento es universal incluso en las galaxias más modestas que formaron la mayoría de las estrellas en el Universo. Universo primitivo. Comprender cómo ocurrieron estos procesos en una galaxia tan joven es fundamental para comprender cómo ocurre la formación de estrellas en el Universo primitivo», explicó.

Ciencia

Las nubes son menos sensibles al clima de lo que se pensaba

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MADRID, 30 Nov. (EUROPA PRESS) –

Los cúmulos de nubes en las regiones de vientos alisios cubren casi el 20% de nuestro planeta, produciendo un efecto de enfriamiento.

Hasta hace poco, se suponía que el calentamiento global reduciría la superficie cubierta por estas nubes amplificando el calentamiento, pero un equipo de la Universidad de Hamburgo (Alemania), ha podido refutar esta suposición, según publican en la revista ‘Nature’.

En una importante campaña de campo realizada en 2020, la doctora Raphaela Vogel, que actualmente trabaja en el Centro de Investigación del Sistema Terrestre y la Sostenibilidad (CEN) de la Universidad de Hamburgo, y un equipo internacional del Laboratoire de Météorologie Dynamique de París y del Instituto Max Planck de Meteorología de Hamburgo analizaron los datos de observación que ellos y otros recogieron en campos de cúmulos de nubes cerca de la isla atlántica de Barbados. Su análisis reveló que la contribución de estas nubes al calentamiento del clima debe reevaluarse.

«Las nubes de los vientos alisios influyen en el sistema climático de todo el planeta, pero los datos demuestran un comportamiento diferente al que se suponía hasta ahora. En consecuencia, un aumento extremo de las temperaturas de la Tierra es menos probable de lo que se pensaba –afirma Vogel, científica atmosférica–. Aunque este aspecto es muy importante para proyectar con mayor precisión los futuros escenarios climáticos, no significa en absoluto que podamos retroceder en la protección del clima».

Hasta la fecha, muchos modelos climáticos han simulado una gran reducción de las nubes de los vientos alisios, lo que significaría que se perdería gran parte de su función refrigerante y, en consecuencia, la atmósfera se calentaría aún más. Los nuevos datos de observación muestran que no es probable que esto ocurra.

Lo que sí es cierto es que, a medida que avanza el calentamiento global, se evapora más agua en la superficie del océano y aumenta la humedad cerca de la base de las nubes de los vientos alisios. En cambio, las masas de aire de la parte superior de las nubes son muy secas y sólo se vuelven ligeramente más húmedas. Esto produce una diferencia sustancial de humedad por encima y por debajo. En la atmósfera, esto se disipa cuando las masas de aire se mezclan. La hipótesis anterior: el aire más seco es transportado hacia abajo, lo que hace que las gotas de las nubes se evaporen más rápidamente y hace más probable que las nubes se disipen.

Los datos de observación de Barbados ofrecen ahora la primera cuantificación sólida de la magnitud de la mezcla vertical y de cómo ésta afecta a la humedad y a la nubosidad en su conjunto. Así pues, son los primeros datos que arrojan luz sobre un proceso esencial para comprender el cambio climático. En resumen, una mezcla más intensa no hace que las capas inferiores sean más secas ni que las nubes se disipen. Al contrario, los datos muestran que la nubosidad aumenta en realidad con el aumento de la mezcla vertical.

«Esto es una buena noticia, porque significa que las nubes de los vientos alisios son mucho menos sensibles al calentamiento global de lo que se ha supuesto durante mucho tiempo –asegura Vogel–. Con nuestras nuevas observaciones y descubrimientos, ahora podemos comprobar directamente el grado de realismo con el que los modelos climáticos describen la aparición de las nubes de viento alisio».

En este sentido, añade, «resulta especialmente prometedora una nueva generación de modelos climáticos de alta resolución que pueden simular la dinámica de las nubes en todo el planeta hasta escalas de un kilómetro. Gracias a ellos, las proyecciones futuras serán más precisas y fiables».

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Ciencia

Investigadores encuentran una nueva forma de medir los niveles de glucosa sin extraer sangre

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MADRID, 23 Nov. (EUROPA PRESS) –

Un estudio del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (Corea del Sur) ha dado a conocer una nueva vía para medir los niveles de azúcar en sangre (BGL) sin necesidad de extraer sangre.

Se trata de una técnica revolucionaria y no invasiva para medir los niveles de glucosa en sangre, mediante un sensor de glucosa basado en ondas electromagnéticas (EM) que se inserta bajo la piel.

Sus hallazgos, publicados en la revista ‘Scientific Reports’, han llamado mucho la atención, ya que elimina la necesidad de que los pacientes con diabetes se pinchen constantemente los dedos con un medidor de glucosa.

En este estudio, el equipo de investigación propuso un sensor de base electromagnética que puede implantarse por vía subcutánea y que es capaz de rastrear cambios minúsculos en la permitividad dieléctrica debidos a cambios en los BGL.

El sensor propuesto, que ocupa aproximadamente una quinta parte de un bastoncillo de algodón, puede medir los cambios en las concentraciones de glucosa en el líquido intersticial (LIS), el líquido que rellena los espacios entre las células.

«El presente trabajo es un esfuerzo para la realización de un sensor implantable de base electromagnética, que puede ser una alternativa al sensor de glucosa de base enzimática u óptica. El sensor implantable propuesto no sólo ha superado las desventajas de los actuales sistemas de monitorización continua de la glucosa (CGMS), como su corta vida útil, sino que también ha mejorado la precisión de la predicción de la glucosa en sangre», ha explicado el equipo de investigación.

La diabetes puede diagnosticarse si los niveles de glucosa en sangre en ayunas son de 126 mg/dL o superiores. Un resultado normal de la prueba de glucosa en ayunas es inferior a 100 mg/dL. Uno de los principales objetivos del tratamiento de la diabetes es mantener los niveles de glucosa en sangre dentro de un rango determinado. Más de 400 millones de personas en todo el mundo viven con diabetes y siguen sufriendo al pincharse los dedos varias veces al día para comprobar sus niveles de glucosa en sangre.

Para la detección de la glucosa en sangre se han estudiado ampliamente varios métodos alternativos al método del pinchazo en el dedo, como el sensor de glucosa de base enzimática u óptica. Sin embargo, siguen teniendo problemas en cuanto a su larga duración, portabilidad y precisión.

En este estudio, el equipo de investigación introdujo la gestión semipermanente y continua de la glucemia con un bajo coste de mantenimiento y sin el dolor causado por la extracción de sangre, lo que permite a los pacientes disfrutar de una vida de calidad gracias al tratamiento y la gestión adecuados de la diabetes. Se espera que esto aumente el uso del CGMS, que actualmente es de sólo el 5 por ciento.

El equipo de investigación también realizó la prueba de tolerancia a la glucosa por vía intravenosa (IVGTT) y la prueba de tolerancia a la glucosa por vía oral (OGTT) con el sensor implantado a cerdos y beagle en un entorno controlado. Los resultados del experimento inicial de prueba de concepto ‘in vivo’ mostraron una correlación prometedora entre el BGL y la respuesta de frecuencia del sensor, según el equipo de investigación.

«Nuestro sensor y sistema propuestos se encuentran en una fase temprana de desarrollo. A pesar de ello, los resultados de la prueba de concepto in vivo muestran una correlación prometedora entre el BGL y la respuesta de frecuencia del sensor. De hecho, el sensor muestra la capacidad de seguir la tendencia del BGL. Para la implantación real del sensor debemos tener en cuenta el embalaje biocompatible y las reacciones a cuerpos extraños (FBR) para las aplicaciones a largo plazo. Además, se está desarrollando un sistema de interfaz del sensor mejorado», remachan los investigadores.

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Ciencia

Hubble ve una nube cósmica ondulante

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MADRID, 21 Nov. (EUROPA PRESS) – Una pequeña y densa nube de gas y polvo llamada CB 130-3 borra el centro de esta imagen captada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA.

   CB 130-3 es un objeto conocido como núcleo denso, una aglomeración compacta de gas y polvo. Este núcleo denso en particular está en la constelación Serpens y parece ondear a través de un campo de estrellas de fondo, explica la NASA.

   Los núcleos densos como CB 130-3 son los lugares de nacimiento de las estrellas y son de particular interés para los astrónomos. Durante el colapso de estos núcleos, se puede acumular suficiente masa en un lugar para alcanzar las temperaturas y densidades necesarias para iniciar la fusión de hidrógeno, lo que marca el nacimiento de una nueva estrella. Si bien puede que no sea obvio a partir de esta imagen, un objeto compacto que se tambalea a punto de convertirse en una estrella está incrustado en lo profundo de CB 130-3.

   Los astrónomos utilizaron la cámara de campo ancho 3 del Hubble para comprender mejor el entorno que rodea a esta estrella incipiente. Como muestra esta imagen, la densidad de CB 130-3 no es constante; los bordes exteriores de la nube consisten solo en tenues volutas, mientras que en su núcleo, CB 130-3 borra completamente la luz de fondo.

   El gas y el polvo que componen CB 130-3 afectan no solo el brillo sino también el color aparente de las estrellas de fondo, con estrellas hacia el centro de la nube que aparecen más rojas que sus contrapartes en las afueras de esta imagen. Los astrónomos utilizaron el Hubble para medir este efecto de enrojecimiento y trazar la densidad de CB 130-3, proporcionando información sobre la estructura interna de esta guardería estelar.

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