He participado en el episodio 397 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Ep397: Marte; Anomalía LHCb; Exoatmósfera; Luz Intracumular», 05 ene 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Paleomagnetismo marciano (min 13:50); DRAGO-2 (32:00); La atmósfera del exoplaneta WASP 39b (39:30); Se desvanece la anomalía de LHCb (1:05:40); Luz intracumular observada con el JWST (2:02:30); Señales de los oyentes (2:44:00). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso.

Ir a descargar el episodio 397.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), Héctor Vives-Arias @DarkSapiens, José Edelstein, @JoseEdelstein, y Francis Villatoro @emulenews.

Héctor nos felicita a todas las cientófilas porque ayer alcanzamos el perihelio. Además comenta que ya no habrá más grabaciones en directo en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife, porque Héctor deja el cargo de director en abril. También aprovecha para saludar a los responsables del podcast “Mínimo de veterano” sobre baloncesto en la NBA. Héctor Vives nos comenta que en un congreso de la AGU (American Geophysical Union) se ha anunciado que el campo magnético de Marte duró más de lo esperado, al menos hasta hace unos 3900 millones de años, es decir, más de doscientos millones de años más de lo que se pensaba. Nos cuenta que algunas cuencas de impacto (Hellas, Argyre e Isidis) no muestran señales de este campo magnético; pero hay otras regiones de la superficie marciana que muestran señales de dicho campo.

Se ha vuelto a analizar el famoso meteorito marciano Allan Hills 84001, recuperado en la Antártida en 1984, que se formó hace 4100 millones de años, sufriendo dos impactos que la fundieron parcialmente hace 3900 y 1100 millones de años. Finalmente, un impacto de un meteorito hace unos 16 millones de años expulsó al ALH 84001 fuera del planeta, que tras vagar por el espacio llegó a la Tierra hace unos 13 000 años. Varias muestras de este meteorito marciano contienen regiones con una polaridad magnética diferente al resto del meteorito (la dirección del campo está separada hasta 138°). Estos resultados sugieren que hubo inversiones del campo magnético de Marte, lo que podría tener implicaciones en la habitabilidad temprana de este planeta. Habrá que esperar a los detalles cuando se publique el artículo científico; por ahora solo tenemos una noticia en Science, Byzack Savitsky, «Mars had long-lived magnetic field, extending chances for life,» News, Science, 20 Dec 2022.

Nos cuenta Héctor Vives que se ha lanzado al espacio la cámara infrarroja DRAGO-2 desarrollada por el IACTEC-Espacio. Ya está orbitando la Tierra tras el éxito de su lanzamiento y permitirá observar la superficie terrestre para buscar incendios (ya que el infrarrojo permite atravesar el humo del incendio que puede ocultar en al visible la posición del frente del incendio). DRAGO-2 (Demonstrator of Remote Analysis of Ground Observations), es el segundo instrumento de este tipo, tras DRAGO-1, en órbita hace dos años. DRAGO-1 alcanzaba 300 metros por cada píxel, mientras DRAGO-2 llega a 50 metros por cada píxel. La noticia está en «El IAC envía al espacio su segundo instrumento para la observación de la Tierra», Noticias, IAC, 04 ene 2023.

Nos cuenta Héctor Vives que el telescopio espacial JWST ha observado la composición de la atmósfera del exoplaneta WASP-39 b gracias a obtener espectro de transmisión entre 0.5 y 5.5 μm durante su tránsito. Se ha observado con todos los instrumentos disponibles de JWST con objeto de comprobar su funcionamiento (Este Saturno caliente (1200 K) tiene una masa similar a la de Saturno, pero su órbita es más cercana a su estrella que la de Mercurio al Sol; su estrella se encuentra a 700 años luz de la nuestra. Para lograr estas observaciones se han espectros de amplio rango gracias a los tres instrumentos del JWST, uno en dos modos: NIRSpec G395H, NIRSpec PRISM, NIRCam y NIRISS.

Los espectros muestran la presencia de vapor de agua (H2O) a 33 σ con NIRSpec PRISM y a 21.5 σ con NIRSpec G395H, dióxido de carbono (CO2) a 28 σ con NIRSpec PRISM y a 28.5 σ con NIRSpec G395H, sodio (Na) a 19 σ con NIRSpec PRISM, monóxido de carbono (CO) a 7 σ con NIRSpec PRISM, potasio (K) a 6. 8 σ con NIRISS, y dióxido de azufre (SO2) a 2.7σ con NIRSpec PRISM y a 4.8 σ con NIRSpec G395H. Sin embargo, no se han observado señales de metano (CH4), ni de sulfuro de hidrógeno (H2S); si estuvieran presentes sus niveles serían muy bajos en esta exoatmósfera. También se ha observado por primera vez una reacción fotoquímica, iniciada por la luz estelar, de producción de SO2 a partir de agua y sulfuro de hidrógeno: H2S + 2 H2O → SO2 + 3 H2. Los modelos fotoquímicos de esta reacción explican el pico del espectro del SO2 a 4.05 µm observado. Además, se observa que la metalicidad en WASP-39b es una diez veces superior a la solar. Como resumen general, la química exoatmosférica de WASP-39 b  sugiere que ha sufrido gran número de impactos y fusiones con cuerpos más pequeños (planetesimales) durante su formación en su sistema estelar.

Se han publicado cinco artículos en arXiv que están en revisión para la revista Nature (donde casi seguro acabarán siendo publicados): Z. Rustamkulov, D. K. Sing, …, S. Zieba, «Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRSpec PRISM,» arXiv:2211.10487 [astro-ph.EP] (18 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.10487; Lili Alderson, Hannah R. Wakeford, …, Xi Zhang, «Early Release Science of the Exoplanet WASP-39b with JWST NIRSpec G395H,» arXiv:2211.10488 [astro-ph.EP] (18 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.10488; Eva-Maria Ahrer, Kevin B. Stevenson, …, Xi Zhang, «Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRCam,» arXiv:2211.10489 [astro-ph.EP] (18 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.10489; Adina D. Feinstein, Michael Radica, …, Xi Zhang, «Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRISS,» arXiv:2211.10493 [astro-ph.EP] (18 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.10493; Shang-Min Tsai, Elspeth K. H. Lee, …, Sergei N. Yurchenko, «Direct Evidence of Photochemistry in an Exoplanet Atmosphere,» arXiv:2211.10490 [astro-ph.EP] (18 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.10490. Un resumen divulgativo en «El telescopio James Webb analiza la atmósfera de un exoplaneta con un detalle sin precedentes», Noticias IAC, 22 nov 2022.

Me toca contar que se desvance la anomalía en la universalidad leptónica observada por LHCb del LHC (CERN) en las desintegraciones de mesones B. Ya lo conté en este blog en «LHCb confirma la universalidad leptónica del modelo estándar en las desintegraciones de quarks bottom», LCMF, 21 dic 2022. Se han publicado dos artículos en arXiv: LHCb collaboration, «Measurement of lepton universality parameters in B⁺→K⁺ℓ⁺ℓ⁻ and B⁰→K*⁰ℓ⁺ℓ⁻ decays,» arXiv:2212.09153 [hep-ex] (18 Dec 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.09153, y LHCb collaboration, «Test of lepton universality in b→sℓ⁺ℓ⁻ decays,» arXiv:2212.09152 [hep-ex] (18 Dec 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.09152. Más información divulgativa en «Improved lepton universality measurements show agreement with the Standard Model,» LHCb, 20 Dec 2022, y Davide Castelvecchi, «Hint of crack in standard model vanishes in LHC data,» Nature, 20 Dec 2022.

La universalidad leptónica es una predicción del modelo estándar: la probabilidad de desintegración de un mesón B, tanto cargado B⁺ (ub) como neutro B⁰ (db), en dos leptones, vía la desintegración de su quark bottom en un quark extraño, b → s ℓ⁺ ℓ⁻, es independiente de la masa del leptón; por tanto, la proporción de desintegraciones en pares electrón-positrón y pares muón-antimuón debe ser idéntica (el efecto de la diferencia de masa es despreciable). El detector LHCb del LHC en el CERN observó con tres sigmas (LCMF, 24 mar 2021) que no se cumplía la universalidad leptónica en estas desintegraciones; un claro indicio de nueva física más allá del modelo estándar. Pero el último análisis, basado en 9 fb⁻¹ (inversos de femtobarn) de colisiones entre 2011 y 2018 muestra un acuerdo perfecto con el modelo estándar. Nota que se han vuelto a analizar las colisiones que mostraban la anomalía y nuevas colisiones usando métodos mejorados; destaca que la identificación de este tipo sucesos lo que ha conducido a una señal más pura (en análisis previos algunas desintegraciones en hadrones se confundieron como desintegraciones en electrones).

Como siempre habrá que esperar a que se confirme este resultado (como LHCb es un instrumento único habrá que esperar a su análisis con las colisiones recabadas durante 2022). de un plumazo el incumplimiento de la universalidad leptónica en estas desintegraciones observado en el pasado por LHCb. Aún así todo apunta a que el modelo estándar, de nuevo, sale reforzado.

Héctor junto a Mireia Montes y a Ignacio Trujillo comentan su reciente artículo sobre luz intracumular del cúmulo SMACS-J0723.3-7327 usando el telescopio espacial JWST; el nivel de detalle logrado no tiene precedentes. La luz intracumular (ICL) es un tipo de luz difusa y muy débil que proviene de estrellas en los cúmulos galácticos que no están unidas gravitacionalmente a ninguna galaxia. Las estrellas del ICL se pueden usar como trazadores de la distribución de la materia oscura, lo que ayudará a contrastar posibles partículas candidatas a la materia oscura fría. Además, permite estudiar la evolución de los cúmulos galácticos y muchas de sus propiedades.

Mireia junto a Ignacio han realizado un reprocesado de las imágenes originales del JWST usando nuevas técnicas de análisis. Basta comparar estas dos imágenes para ser consciente de la potencia de las nuevas técnicas. El artículo es Mireia Montes, Ignacio Trujillo, «A New Era of Intracluster Light Studies with JWST,» The Astrophysical Journal Letters 940: L51 (01 Dec 2022), doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac98c5, arXiv:2209.00043 [astro-ph.GA] (31 Aug 2022); más información divulgativa en «El telescopio James Webb proporciona un retrato inédito de la luz fantasmal de cúmulos de galaxias», Noticias, IAC, 02 dic 2022.

Pasamos a Señales de los Oyentes. Marcus Pradas pregunta: ¿El momento lineal de los fotones solares y el del viento solar sobre los planetas, así como el efecto Yarkovsky, no los pueden alejar, a lo largo de los eones, de forma significativa?» Contesta Héctor explicando qué es la presión de radiación del viento solar y el efecto Yarkovsky. Héctor Vives destaca que los planetas tienen una masa que es muchos órdenes de magnitud mayor que la de los asteroides con lo que este tipo de efectos requiere escalas de tiempo muchos órdenes de magnitud mayores. Por ello estos efectos no son observables con planetas.

Pedro Suarez​ pregunta: ¿La cuántica es completa o incompleta? Héctor delega la respuesta a futuros programas…

Gerardo Sacristan Pascual pregunta: «Edelstein en el programa de interpretaciones terminó con una que incluía el tiempo de una manera «especial». ¿Puede explicarlo un poco más? Y ya puestos… ¿qué es el tiempo?» Jose contesta brevemente que el tiempo es lo que miden los relojes. Y Héctor nos comenta que se hablará de la interpretación de Montevideo de Rodolfo Gambini y Jorge Pullín en 2009 en un futuro programa (en el que se intentará contar con alguno de sus autores). En esta interpretación la decoherencia cuántica tiene su origen en los relojes y las reglas usados para medir el tiempo y las longitudes.

José Morente pregunta: «Soy sólo un aficionado, así que perdón si esta pregunta es muy básica. ¿Por qué no sabemos si el gravitón existe? ¿Estamos muy lejos de descubrir o entenderlo mejor?» Contesta Jose que la observación de los modos B en la polarización del fondo cósmico de microondas se podrán interpretar como una señal de la existencia de los gravitones. Puntualizo que será como la observación del fotón (que la luz está cuantizada) usando la radiación de cuerpo negro (hito de Planck). Jose destaca que para observar un gravitón de forma individual hay que alcanzar energías en la escala de Planck, más allá de lo concebible en la actualidad. Además, Jose nos comenta que hay teorías inspiradas en la teoría de cuerdas que proponen que las dimensiones extra del espacio podrían ser muy grandes (hasta la escala de los micrómetros).

Jose nos habla del artículo de Miguel Montero, Cumrun Vafa, Irene Valenzuela, «The Dark Dimension and the Swampland,» arXiv:2205.12293 [hep-th] (24 May 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.12293; usando una de las conjeturas del pantano (swampland), predicen la existencia de una dimensión extra enorme, en la escala l ∼ Λ⁻¹⁴ ∼ 10⁻⁶ m. En mi opinión es imposible que la Naturaleza presente tal dimensión extra, pero si existiera se podrían observar gravitones masivos asociados a sus estados propagándose en dicha dimensión. Comenta Jose que Montero cree que en las próximas décadas podrían ser descubiertos, pero que Maldacena ha apostado en contra (lo que recuerda a las apuestas de Hawking).

Finalmente, Cristina Hernandez García pregunta: «¿Es cierto que el fósforo en Marte está concentrado en sus yacimientos geológicos y no esparcido por el planeta como lo esparciría la vida?» Héctor Vives se compromete a contestarle dicha pregunta con ayuda de Nahúm Méndez Chazarra (geólogo muy interesado en la geología marciana).

That’s all folks! ¡Qué disfrutes del podcast!