Podcast CB SyR 319: Mirzakhani, vacunas para la COVID, júpiter caliente migrante, DALI y la película ‘Stowaway’

Por Francisco R. Villatoro, el 14 mayo, 2021. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Ciencia • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science • Virología

He participado en el episodio 319 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep319: Mirzakhani; Vacunas; Exoplaneta Migrante; DALI; Stowaway», 13 may 2021. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Día de la Mujer en Matemáticas y Mariam Mirzakhani (min 7:00); Consecuencias de parar la vacunación (25:00); La migración de Osiris, un exoplaneta tipo Júpiter caliente (55:00); DALI, propuesta para un detector de axiones y fotones oscuros (1:20:00); Stowaway, el polizón (1:48:00); Señales de los oyentes (2:39:00). 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 del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife con el Área de Investigación y la UC3 del Instituto de Astrofísica de Canarias».

Ir a descargar el episodio 319.

En la foto, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife, su director Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), y por videoconferencia Francis Villatoro @emulenews.

El vídeo de YouTube de la grabación en directo incluye algunos trocitos que no se emiten y un chat del que se extraen las preguntas de la sección Señales de los Oyentes. Recuerda que Coffee Break: Señal y Ruido es un podcast, no un canal de YouTube.

Tras la presentación, Héctor nos recuerda que ayer, 12 de mayo, fue el día de la mujer en Matemáticas en honor a Maryam Mirzakhani (nació el 12 de mayo de 1977). Su fallecimiento fue noticia en el episodio 121, que presentó Nayra Rodríguez («Ep121: Agua en la Luna; Adiós a Mirzakhani; Homínidos; MEGARA y SAMI; Materiales Topológicos», CB: SyR, 28 jul 2017); algunas ideas sobre su trabajo en el «Especial Maryam Mirzakhani», Los 3 chanchitos, 18 jul 2017). En este blog puedes leer «Hoy las Matemáticas están de luto: fallece la iraní Maryam Mirzakhani», LCMF, 15 jul 2017, y «Día importante para las Matemáticas: Maryam Mirzakhani (Irán) gana una Medalla Fields», LCMF, 13 ago 2014.

Mirzakhani es la primera y única mujer que ha recibido la Medalla Fields; por desgracia falleció a los 40 años el 15 de julio de 2017 tras la tercera recaída del cáncer de mama que se le diagnosticó en 2013, un año antes de recibir la Medalla Fields. Profesora de la Universidad de Stanford, su investigación se ha centrado en el estudio de sistemas dinámicos en espacios de módulos de superficies hiperbólicas, logrando demostrar varias conjeturas; recuerda que los módulos son los parámetros de las variedades (hipersuperficies) riemannianas que definen una variedad per se. Su trabajo conecta el análisis complejo, la geometría diferencial y los sistemas dinámicos, y brillará con luz propia para siempre.

El trabajo de Mirzakhani se enmarca en el estudio del flujo geodésico, el sistema dinámico cuyas trayectorias siguen geodésicas (los caminos más cortos entre dos puntos) en la superficie. En una superficie hiperbólica compacta todas las órbitas periódicas (o cerradas) son densas, luego toda trayectoria arbitraria se puede aproximar durante cualquier intervalo de tiempo por una órbita periódica. En una superficie hiperbólica que no sea compacta hay trayectorias que se van al infinito, junto a órbitas periódicas. Se pueden contar las órbitas periódicas (geodésicas de longitud finita) usando el espacio de módulos, como demostró Mirzakhani en su tesis doctoral. Uno de sus resultados fue tan sorprendente que fue llamado el teorema de la varita mágica (the magic wand theorem), obtenido en un trabajo conjunto con Alex Eskin y Amir Mohammadi.

Destaca Héctor una estimación del exceso de mortalidad debido a pausar la vacunación con AstraZeneca. Se ha publicado en la revista Chaos (que no es una revista de Epidemiología o de Salud Pública) y se basa en un modelo estocástico de tipo SEIR (Susceptibles, Expuestos, Infectados y Recuperados) aplicado a Francia e Italia. En este tipo de modelos los resultados dependen mucho del número de reproducción R0; en el modelo se ha usado R0 = 1.03 para Francia y R0 = 1.16 para Italia, con lo que el exceso es mucho mayor para Italia que para Francia. Como siempre, hay que tener mucho cuidado con estos modelos, ya que Rt es un parámetro variable que depende mucho del comportamiento de la población y de las políticas públicas; el uso de un parámetro constante, el valor R0 para t=0, siempre lleva a predicciones muy poco realistas que solo son válidos en un intervalo de tiempo muy corto (pocos días, como mucho).

Conclusiones como que suspender las vacunación con AstraZeneca durante tres días lleva a un mayor número de muertes adicionales en Francia que en Italia son obvias (por su R0). Héctor destaca la importancia de poder cuantificar dichos excesos; sin embargo, en mi opinión la cuantificación es poco útil en la práctica, pues este tipo de modelos tienen muchas limitaciones. Por ejemplo, no incluyen la edad como un factor de riesgo, ni los de vacunados con otras vacunas, ni muchísimos otros factores (más allá de un modelo SEIR). El problema con la vacuna Vaxzevria de Oxford/AstraZeneca son los casos muy infrecuentes de trombosis venosa con trombocitopenia (la llamada VITT, por vaccine-induced thrombotic thrombocytopenia). La EMA insiste en que el beneficio de la vacunación es mucho mayor que este efecto secundario que solo es letal para una persona de cada millón de vacunadas. Sin embargo, países como España, Francia e Italia han dejado la segunda dosis de esta vacuna en el aire, algo incomprensible.

Gretchen Vogel, Kai Kupferschmidt, «‘It’s a very special picture.’ Why vaccine safety experts put the brakes on AstraZeneca’s COVID-19 vaccine,» Science, 17 Mar 2021, nos contaba que había al menos 13 pacienets con VITT con edades entre 20 y 50 en al menos cinco países europeos; pero también indicaba que había algo similar, llamada ITP, por immune thrombocytopenia, en al menos 36 personas en EEUU vacunados con Pfizer y Moderna. ¿Por qué mucha gente olvida este dato y se alarma por la VITT ignorando la ITP? Kai Kupferschmidt, Gretchen Vogel, «Hard choices emerge as link between AstraZeneca vaccine and rare clotting disorder becomes clearer,» Science, 11 Apr 2021, nos decían que en Europa había habido 222 casos sospechosos de VITT entre 34 millones de vacunados (con la primera dosis), de los cuales unos 30 han fallecido; es decir, una mortaildad de uno por millón. Más cobre la «COVID-19: Vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia (VITT),» UpToDate, 07 May 2021.

El artículo es Davide Faranda, Tommaso Alberti, …,Valerio Lucarini, «Interrupting vaccination policies can greatly spread SARS-CoV-2 and enhance mortality from COVID-19 disease: The AstraZeneca case for France and Italy,» Chaos 31: 041105 (27 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1063/5.0050887arXiv:2103.14904 [physics.soc-ph] (27 Mar 2021); más información en José Luis Zafra, «Un modelo calcula el exceso de mortalidad al pausar la vacunación con Oxford/AstraZeneca,» Agencia SINC, 27 abr 2021.

Nos cuenta Héctor varias anécdotas sobre los autores del artículo que descubrió el júpiter caliente Osiris, HD209458b. La razón de que sea noticia es un artículo en Nature que encuentras huellas químicas en su atmósfera que muestran que ha migrado (migración planetaria). Por primera vez se ha estudiado en detalle la composición química de la atmósfera de un planeta extrasolar. Se observan seis compuestos químicos (agua, monóxido de carbono, cianuro de hidrógeno, metano, amoníaco y acetileno) en la atmósfera de este júpiter caliente; todo ello gracias a las observaciones de cuatro tránsitos planetarios realizadas con el espectrografo tipo echelle llamado GIANO-B, que trabaja entre 0.95 y 2.45 μm (en el infrarrojo cercano).

La atmósfera de este planeta es más rica en carbono que en oxígeno, lo que sugiere que HD209458b se formó a una mayor distancia de su estrella y luego migró a su posición actual, mucho más cercana. HD209458b tiene una densidad más baja que la de Júpiter y orbita su estrella a una distancia veinte veces más pequeña que la distancia de la Tierra al Sol. La temperatura del planeta es de unos 1200 ºC y su período orbital de solo 3.5 días. La clave para las observaciones es que su tránsito a través del disco de la estrella dura unas dos horas, como nos destaca Héctor.

Se observa un exceso de carbono (un cociente C/O mayor de la unidad); hay que recordar que el oxígeno es el tercer elemento más abundante del universo (después del hidrógeno y del hielo). Como el carbono es muy reactivo, que el cociente sea C/O > 1 implica que había un exceso de carbono cuando se formó; por ello tuvo que hacerlo más allá de la línea de nieve de agua a varias unidades astronómicas de su estrella madre (donde el gas en el disco protoplanetario fuera más rico en carbono). En términos del Sistema Solar, HD209458b se habría formado entre las órbitas de Júpiter y Saturno, y luego habría migrado hacia su estrella hasta una décima parte de la distancia Mercurio-Sol.

El artículo es Paolo Giacobbe, Matteo Brogi, …, Andrea Tozzi, «Five carbon- and nitrogen-bearing species in a hot giant planet’s atmosphere,» Nature 592: 205-208 (07 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-021-03381-x, arXiv:2104.03352 [astro-ph.EP] (07 Apr 2021); más información divulgativa en May Chiao, «Formation history written in carbon molecules,» Nature Astronomy 5: 341 (08 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01356-6, y «An exoplanet’s migration history written in the chemical fingerprints of its atmosphere,» TNG IAC, 07 abr 2021. Un artículo anterior sobre este júpiter caliente ya sugería que podía haber migrado, en concreto John M. Brewer, Debra A. Fischer, Nikku Madhusudhan, «C/O and O/H ratios suggest some hot jupiters originate beyond the snow line,» The Astrophysical Journal 153: 83 (25 Jan 2017), doi: https://doi.org/10.3847/1538-3881/153/2/83, arXiv:1612.04372 [astro-ph.EP] (13 Dec 2016).

Nos habla Héctor de DALI (Dark-photons & Axion-Like particles Interferometer), un instrumento para buscar partículas de tipo axión y fotón oscuro como candidatos a la materia oscura. Su búsqueda a alta frecuencia, entre 6 y 60 GHz, está casi inexplorada por la falta de una tecnología de alta sensibilidad para escanearla. DALI es una propuesta de un telescopio de astropartículas de materia oscura que rellenará este hueco.

DALI consta de un potente imán superconductor capaz de producir campos de 3, 5, 7 y 9 teslas, un detector de axiones con masa en el rango de 25 a 250 µeV, equipado con un novedoso resonador que haría detectable la señal tan débil que producirían los axiones, y una montura altazimutal que le permite rastrear objetos y regiones en el cielo en búsqueda de materia oscura. El prototipo de prueba de concepto se encuentra en fase de diseño en el IAC. El white-paper que describe el experimento ha sido aceptado en JCAP: Javier De Miguel, «A dark matter telescope probing the 6 to 60 GHz band,» Journal of Cosmology and Astroparticle Physics JCAP04(2021)075 (28 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1088/1475-7516/2021/04/075, arXiv:2003.06874 [physics.ins-det] (15 Mar 2020). Más información divulgativa en Javier De Miguel Hernández, «El IAC participa en el experimento DALI para la búsqueda de materia oscura de tipo axión», IAC, 30 abr 2021.

Comentamos la película «Stowaway» («El Polizón») de Netflix (2021). Esta película está ambientada en el espacio con un elenco muy pequeño: tres astronautas y el polizón en una nave espacial que va a Marte en misión científica. No hay suficiente oxígeno para mantener vivo al polizón, así que la tripulación se enfrenta a algunas decisiones difíciles. El guión se basa en una historia corta de Tom Godwin, publicada en Astounding Magazine en agosto de 1954. Hay varias versiones cinematográficas, siendo esta última la más fiable al original.

¡Alerta spoiler! Destaca Héctor que en un momento se anuncia que va a haber una eyección de masa coronal (no una tormenta solar) y agradece que se use el término correcto. Pero se sorprende por la escena en la que se observa una especie de aurora boreal verde que produce un pico de intensidad (como una bolita en la pantalla) que golpea a la astronauta y la daña mortalmente. Héctor nos presenta un cálculo de servilleta sobre la energía que podría recibir la astronauta y llega a la conclusión que es demasiado pequeña para producirle algún daño. Su cálculo estima que la astronauta estaría expuesta durante una media hora a unos 5 mSv (cinco milisievert), lo que equivalente a dos años de radioactividad natural. Por ello no notaría nada, ni acabaría con quemaduras en la piel, ni con su trágica muerte. Pero entonces el guión tendría que ser cambiado.

Héctor Vives comentó en Twitter que Scott Manley, divulgador astrotrastornado en YouTube y asesor en ingeniería espacial de la película, explica el fenómeno con el uso de un plasma alrededor de la nave para protegerla y que las auroras observadas serían resultado de la interacción de la eyección de masa coronal con dicho plasma. Pero Héctor comenta que las auroras son verdes por el oxígeno, el protagonista de la película, así que parece que malgastarlo en producir este campo protector no es consistente con el guión. Para Héctor ese problema es como si pusieran un dragón volvando alrededor de la nave, algo inaceptable.

No se explica en la película, me he enterado gracias a Scott Manley, pero me ha gustado el uso de una órbita de tipo «ciclador» (Earth–Mars cycler) de Aldrin (wikipedia). La propuesta óptima de Aldrin era usar dos cicladores uno de ida y otro de retorno, para permitir viajes habituales entre la Tierra y Marte a bajo coste y un tiempo razonable. Otro punto importante, que Héctor destaca, es que la nave tiene gravedad artificial gracias al uso de la fuerza centrípeta: la rotación de la nave habitada en un extremo y de una de las etapas del cohete en el otro extremo respecto al punto central donde se encuentran los paneles solares, todo ello gracias a largos cables de cientos de metros que tienen un papel protagonista en la película.

En la película falta oxígeno para el polizón, pero no porque haya una fuga en un tanque de oxígeno (que podría producir un incendio), sino por un problema en el aparato de eliminación de dióxido de carbono. La parte de la EVA (Actividad Extravehicular) en la película es muy realista; incluso se ve a los astronautas tomando oxígeno previamente durante varios horas porque los trajes espaciales usan una atmósfera con oxígeno puro a un tercio de la presión atmosférica y podrían sufrir una descompresión a menos que se elimine todo el nitrógeno de tu sangre. Por supuesto, en la escalada por el cable en la EVA debería haber mayor seguridad (los astronautas deberían ir más atados). Y el regreso, usar las manos (con guantes) para agarrarse al cable es una temeridad (no creo que ningún astronauta cometiera ese error).

Tengo que abandonar el podcast, lo siento. Lo que queda claro es que Stowaway es una película de bajo presupuesto mucho más realista (aunque también tiene sus fallos) que muchas de muy alto presupuesto. Y todo ello gracias a que se tomaron muchas decisiones inteligentes durante el rodaje (algunas aconsejadas por los asesores científico-técnicos). Te gustará más o menos, pero no aburre y tiene muchos detalles que gustarán a cualquier astrotrastornado.

Lo siento, pero no puedo asistir al apartado de Señales de los Oyentes. ¡Qué disfrutes del podcast!



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