Podcast CB S&R 149: Popurrí de noticias

Dibujo20180208 coffee break ep149 ivooxHe participado en el episodio 149 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Adiós Polchinski y Lynden-Bell; Falcon Heavy; Fine-Tuning del Universo; El Problema de las Galaxias Satélite,” 08 Feb 2018. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica”.

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En la foto, arriba, Francis Villatoro @emulenews (por videoconferencia) y Marian Martínez @79ronja, y, abajo, Alberto Aparici @cienciabrujula (por videoconferencia) y Ángel López-Sánchez @El_Lobo_Rayado (por videoconferencia); por cierto, Héctor Socas (@pcoffeebreak) no aparece, pero estaba a los mandos . “Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración entre el Área de Investigación y la Unidad de Comunicación y Cultura Científica (UC3) del Instituto de Astrofísica de Canarias”. [PS 12 Feb 2018] Abajo la corbiportada del Ep149 desarrollada por Alberto Corbi. [/PS]

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Se inicia el programa con una aclaración de Héctor en relación al códice Voynich. Nos recuerda que su compañero Enrique Joven ha escrito dos libros de Ciencia Ficción en los que aparece dicho códice. Destaca entre ellos el “El Castillo de las Estrellas” [Google Books], en inglés “The Book of God and Physics” [Google Books].

Obituario al famoso astrofísico teórico británico Donald Lynden-Bell (1935–2018) [82 años]. Entre sus contribuciones destaca la teoría sobre la existencia de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias que son la fuente de energía de los cuásares. También fue uno de los “siete samuráis” que postularon la existencia del Gran Atractor, para explicar el movimiento peculiar del Grupo Local de galaxias. Más información en el obituario de Peter Coles, @telescoper, “R.I.P. Donald Lynden-Bell (1935-2018),” In the dark, 06 Feb 2018; y obituario de la Universidad de Cambridge.

Obituario al físico teórico Joe Polchinski (1954–2018) [63 años]. Comento algunos aspectos sobre teoría de cuerdas, tras comentar mi obituario “Joe Polchinski (1954-2018): La teoría de cuerdas está de luto”, LCMF, 03 Feb 2018. Por un lado que sus objetos fundamentales son las cuerdas y las D-branas, cuyo estudio detallado es la gran contribución de Polchinski. Las cuerdas abiertas apoyan sus extremos en Dp-branas (D0-branas o D-partículas, D3-branas o mundos brana, etc.). Gracias a la D-branas la fenomenología de la teoría de cuerdas es mucho más rica y es mucho más fácil describir el modelo estándar de la física de partículas. Finalizamos recomendando su autobiografía Joseph Polchinski, “Memories of a Theoretical Physicist,” arXiv:1708.09093 [physics.hist-ph].

Conclusión de Ángel sobre el experimento en Twitter #SuperBlueBloodMoon vs. #LunarEclipse. Ángel R. López-Sánchez, “SciComm experiment: #SuperBlueBloodMoon vs #LunarEclipse,” The Lined Wolf, 07 Feb 2018.

Lanzamiento del Falcon Heavy y Starman por SpaceX. Recomiendo leer a Daniel Marín, “El Falcon Heavy surca los cielos”, Eureka, 06 Feb 2018. Discutimos algunos efectos ópticos que se observan el vídeo, como tormentas en la atmósfera terrestre (minuto 02:34:40), algunas luces que parecen estrellas de fondo y otras que parecen desprenderse del vehículo. En directo nos lo contó Alberto Aparici en La Brújula de la Ciencia, “s07e25: El Falcon Heavy de Elon Musk surca los cielos por primera vez,” iVoox, 07 Feb 2018.

Dibujo20180208_ESO_Centaurus_A_LABOCA

El problema de las galaxias satélite y Centauro A (NGC 5128). Esta imagen ha sido portada de Science gracias al artículo de Oliver Müller, Marcel S. Pawlowski, …, Federico Lelli, “A whirling plane of satellite galaxies around Centaurus A challenges cold dark matter cosmology,” Science 359: 534-537 (02 Feb 2018), doi: 10.1126/science.aao1858, arXiv:1802.00081 [astro-ph.GA]. Se ha observado que 14 de las 16 galaxias enanas satélites de NGC 5128 se encuentran en un plano; ocurre algo parecido con 9 de las 11 más brillantes de la Vía Láctea (algo descubierto por Lynden-Bell) y con 13 de las 27 de Andrómeda (Messier 31) [LCMF, 03 Ene 2013]. En algunos medios se ha interpretado que este fenómeno apunta un fallo en el modelo cosmológico de consenso ΛCDM y que apunta a las teorías MOND (Michal Bílek, Ingo Thies, …, Benoit Famaey, “MOND simulation suggests the origin of some peculiarities in the Local Group,” Astronomy & Astrophysics (2018), arXiv:1712.04938 [astro-ph.GA]).

Dibujo20180208 On-sky and 3D distribution of the satellite system arxiv 1802 00081

Como comentamos Ángel y yo en el podcast, casi seguro se trata de un efecto debido al canibalismo galáctico (lo que Ángel llama galaxias enanas de marea). Los modelos de formación de galaxias según ΛCDM citados en el artículo, como Millenium II (2009) que solo incorpora la materia oscura, o Illustris (2014) que también incorpora la materia bariónica predicen menos galaxias satélite de las observadas y una distribución isótropa. Sin embargo, estos modelos no describen la física del canibalismo galáctico, aunque describen muy bien el universo a gran escala. Las simulaciones de IllustrisTNG, que incorporan efectos magnetohidrodinámicos, están empezando a ofrecer resultados compatibles con las observaciones a pequeña escala, aunque todavía no explican la distribución plana de las galaxias enanas. Tiempo al tiempo.

Dibujo20180208 Heliocentric Velocities and separations to Cen A arxiv 1802 00081

Los últimos artículos de IllustrisTNG que menciono son D. Nelson, A. Pillepich, …, J. Naiman, “First results from the IllustrisTNG simulations: the galaxy color bimodality,” MNRAS 475: 624–647 (21 Mar 2018), doi: 10.1093/mnras/stx3040, arXiv:1707.03395 [astro-ph.GA]; y A. Pillepich, D. Nelson, …, M. Vogelsberger, “First results from the IllustrisTNG simulations: the stellar mass content of groups and clusters of galaxies,” MNRAS 475: 648–675 (21 Mar 2018), doi: 10.1093/mnras/stx3112, arXiv:1707.03406 [astro-ph.GA]; y V. Springel, R. Pakmor, …, J. Naiman, “First results from the IllustrisTNG simulations: matter and galaxy clustering,” MNRAS 475: 676–698 (21 Mar 2018), doi: 10.1093/mnras/stx3304, arXiv:1707.03397 [astro-ph.GA]; más artículos de IllustrisTNG en ArXiv. Nota de prensa “How black holes shape the cosmos,” MPA, 01 Feb 2018.

Dibujo20180208 Mass fractions X as a function of Tcm in SBBN and wBBN calculations arxiv 1801 06081

Un universo sin fuerza débil también formaría estrellas (contraargumento al fine tuning). El argumento antrópico es defendido por muchos; se apoya en ciertos estudios que afirman que el modelo estándar muestra un ajuste fino que permite la vida; cambiar, incluso solo un poco, muchos de sus parámetros lleva a un universo alternativo que no hubiera permitido el desarrollo de la vida inteligente. Por supuesto, hay estudios que están en contra de esta idea. Por ejemplo, un universo sin la interacción débil, grupo SU(2), pero con electromagnetismo, U(1), e interacción fuerte, SU(3), con todas las partículas conocidas con sus masas actuales, ¿podría sostener la vida? Varios estudios a que apuntan a que es posible, si el cociente entre la densidad de bariones y la de fotones, η = nb/nγ, es adecuado.

Dibujo20180208 Mass fractions X as a function of p and n mass fractions arxiv 1801 06081

Recuerda que sin interacción débil el neutrón libre es estable y no se desintegra en un protón. La nucleosíntesis primordial (BBN) en nuestro universo produce un 75% de p (H) y un 25% He-4, con trazas de D, Be, Li, etc., gracias a la interacción débil (SBBN). Tomando un valor de η más pequeño que en nuestro universo, pero no mucho más pequeño, la BBN puede producir un porcentaje comparable de p, n, D y He-4 (p. ej. 21%, 21%, 12% y 46%), en ausencia de la interacción débil (wBBN). Por supuesto, para ello se requiere un cambio en la interacción fuerte (su violación de la simetría CP debe explicar el nuevo valor de η en ausencia de la interacción débil). La clave es que tras la wBBN se produzcan un porcentaje de deuterones (D) comparado con los protones (H) y núcleos de helio (He-4) adecuado.

Dibujo20180208 star h-r diagram arxiv 1801 06081

Gracias a la nucleosíntesis primordial modificada wBBN se permite la producción de estrellas de larga vida, aunque no sustentan su energía de la cadena de fusión pp sino en la cadena de fusión DD. Dichas estrellas pueden explotar formando supernovas (incluso sin la intervención de los neutrinos) y pueden dispersar elementos pesados que permitan la formación de planetas y de organismos vivos. Por supuesto, habría grandes diferencias entre la vida conocida y la que pueda existir en dichos planetas. Por ejemplo, en lugar de H2O con hidrógeno 1H habría solo agua pesada D2O con deuterio 2H (descubierto en 1931 por Harold Urey y premiado con el Premio Nobel en 1934). Por sus efectos isotópicos, en altas concentraciones, el agua pesada es tóxica sobre los organismos vivos eucariotas (afecta a multitud de fenómenos, como la rigidez de las proteínas, la expresión de genes, etc.); sin embargo, se conocen procariotas (bacterias, algas verdeazuladas) y algunos eucariotas unicelulares (algas, levaduras, hongos) capaces de sobrevivir en una concentración de hasta el 99,8% de D2O. Información el reciente artículo de revisión Vilém Zachleder, Milada Vítová, …, Kateřina Bišová, “Stable isotope compounds – production, detection, and application,” Biotechnology Advances (19 Jan 2018), doi: 10.1016/j.biotechadv.2018.01.010.

El artículo motivo de esta noticia es E. Grohs, Alex R. Howe, Fred C. Adams, “Universes without the Weak Force: Astrophysical Processes with Stable Neutrons,” Physical Review D (2018), arXiv:1801.06081 [astro-ph.GA]; extiende resultados previos de Roni Harnik, Graham D. Kribs, Gilad Perez, “A universe without weak interactions,” Physical Review D 74: 035006 (2006), doi: 10.1103/PhysRevD.74.035006, arXiv:hep-ph/0604027; por supuesto, estos universos sin interacción débil tienen ciertos problemas, como indican L. Clavelli, R. E. White III, “Problems in a weakless universe,” arXiv:hep-ph/0609050.

Dibujo20180208_quasar RX J1131 NASA Chandra X-ray Observatory and the Hubble Space Telescope

Un español anuncia el descubrimiento de los primeros planetas fuera de nuestra galaxia. Se ha publicado en varios medios, como Manuel Ansede, “Un español anuncia el descubrimiento de los primeros planetas fuera de nuestra galaxia,” El País, 06 Feb 2018, que el astrofísico Eduardo Guerras ha encontrado pruebas de objetos de masa planetaria (entre la Luna y Júpiter) mediante microlentes gravitacionales débiles. El artículo es Xinyu Dai, Eduardo Guerras, “Probing Planets in Extragalactic Galaxies Using Quasar Microlensing,” The Astrophysical Journal Letters 853: L27 (2018), doi: 10.3847/2041-8213/aaa5fb, arXiv:1802.00049 [astro-ph.GA].

Dibujo20180208 microlensing magnification map rxj 1131 1231a

La técnica de microlentes gravitacionales se usa para buscar MACHOs que puedan dar cuenta de la materia oscura y para buscar exoplanetas en nuestra galaxia. Combinando ambas ideas se podría usar para buscar poblaciones de exoplanetas (MACHOs con masa planetaria) en otras galaxias. La fuente de lente gravitacional RXJ 1131–1231 está a z = 0,295 mostrando cuatro imágenes de un cuásar a z = 0,658. Usando el observatorio Chandra de rayos X se observa la línea Kα del hierro desplazada tanto al rojo como al azul; el mapa de las variaciones de luz en las imágenes del cuásar para esta línea muestra una serie de cáusticas. Para explicarlas se recurre a un modelo de la población de fuentes en la galaxia que actúa como fuente; estrellas y enanas marrones con masas entre 0,01 y 2,0 M☉ (masas solares) no explican las observaciones. Hay que recurrir a una población de objetos de menor masa (planetas, lunas, etc.).

Dibujo20180208 Model probabilities Fe Kalpha line microlensing magnification map arxiv 1802 00049

El resultado indica que existe una extensa población de cuerpos pequeños en la galaxia observada. En concreto, más de 2000 (más de 200) objetos con masas entre la Luna (entre Marte) y Júpiter por cada estrella de la secuencia principal en la galaxia. Son muchos objetos, sin lugar a dudas, pero ¿se les puede llamar exoplanetas? Se trata de objetos con ese rango de masa en una galaxia a z = 0,295, es decir, a una distancia de más de 3800 millones de años luz. Estos objetos son errantes, no están ligados a ninguna estrella, luego llamarles exoplanetas quizás no es muy apropiado. Futuros estudios tendrán que confirmar o desmentir estos resultados. Como digo en el podcast, estaría bien que Héctor entrevistara al autor para Coffee Break y así nos enteraríamos de primera mano sobre este resultado.

That’s all folks!


7 Comentarios

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JofaserimonJofaserimon

“Se trata de objetos con ese rango de masa en una galaxia a z = 0,658, es decir, a una distancia de más de 6000 años luz.”

Me imagino que serán 6.000 millones de añosluz.

PelauPelau

Millones, sí, de lo contrario estaría dentro de la Vía Láctea :)

Pero me parece que hay otro “asunto” además de esa errata. Si entendí bien, lo que está a unos 6000 millones de años luz (z = 0,658) es el cuásar (la fuente de luz), y la galaxia que ocasiona el lensing (donde están los presuntos planetas “detectados”) está a unos 3800 millones de años luz (z = 0,295).

Repito: si entendí bien. Porque por un lado el paper es muy técnico y poco claro, y por otro lado la nota de prensa del paper es un carnaval de confusión.

Saludos.

PelauPelau

Gracias, Francis. Y descuida, escuchando el podcast queda clarísimo de dónde nace toda esta “confusión” (empezando por la palabra Planets en el título del paper).

Muy entretenido el episodio 149, por cierto. Un gran saludo a todos los tertulianos, incluyendo al “hobbit” en las sombras, digo, a los mandos :)

JavierJavier

Hola, oyedo el Podcast he visto que habia dudas sobre porque el agua pesada (HDO o D2O) es toxica en altas concentraciones.
La razon tiene que ver con el efecto isotopico cinetico es decir, que a velocidad a la que tiene lugar una reaccion varia con la masa del isotopo. En el caso del hidrogeno el efecto de diferencia de masa pasando de 1H a 2H (deuterio) es el mas pronunciado.
Puesto que el agua participa en multiples reacciones de hidrolisis de azucares o peptidos en el cuerpo, esa diferencia de masa en un hidrogeno de su molecula puede hacer que la cinetica de esas reacciones sea lo suficientemente lenta como para afectar negativamente a la bioquimica del organismo.

PelauPelau

¡Gracias por recordármelo! Mientras escuchaba esa parte del episodio tomé nota mental, pero después surgió el “asunto” de arriba y me olvidé de enlazar esto:
https://en.wikipedia.org/wiki/Heavy_...cal_systems

Lo tenía fresco en la memoria en relación a esta otra noticia:
http://danielmarin.naukas.com/2018/0...o-de-marte/

Como verás ahí en los comentarios, surgió el hilo sobre si el agua marciana sería destilable para consumo humano. Entonces recordé que la proporción deuterio/hidrógeno del agua marciana es unas 5 veces más alta que en el agua terrestre, lo que me llevó a consultar la wiki acerca de los efectos…

Saludos.

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