Troben una dotzena de nous forats negres al centre de la Via Làctia

Un equip d’astrònoms de la universitat de Columbia, Nova York, USA, han trobat una dotzena de petits forats negres al voltant de Sagitari A, el forat negre supermassiu situat en el centre de la nostra galàxia. El descobriment obre noves oportunitats per entendre la dinàmica de la formació de les estrelles en el sí de les galàxies.

Regió de forats negres en el centre de la Via Làctia. Credit: NASA/CXC/SAO

Sagitari A està envoltat d’un halo de gas i pols a partir del qual es generen estrelles massives. A l’exterior de l’halo, es creu que hi ha milers de petits forats negres que, a mesura que perden energia, cauen cap el gran forat negre fins a ser capturats per ell. Però en dues dècades de recerca, no s’havia trobat cap d’aquests petits forats negres. Les dades obtingudes en l’Observatori Orbital Chandra de raigs X i ara publicades, confirmen la presència de dotze d’aquests petits forats negres i obren la possibilitat de trobar-ne molts més. S’han pogut detectar perquè cada forat negre va acompanyat d’una estrella, formant un sistema binari i es produeix una interacció entre el forat negre i la seva companya: la força gravitatòria del forat negre atrapa material de l’estrella i l’escalfa fins que aquest material emet raigs X. La detecció d’aquesta radiació és el que ha demostrat l’existència del forat negre.

Chuck Hailey, co-director del Laboratori Astrofísic de Columbia i lider de l’estudi, diu que hi ha només unes cinc dotzenes de forats negres coneguts en tota la galàxia, de 100.000 anys-llum d’amplada, però s’estima que han d’haver molts milers més. La dificultat de trobar-los rau en que no emeten cap radiació detectable directament i s’ha d’acudir a detectar els efectes que els forats negres provoquen en els cossos propers, com és el cas dels dotze forats negres descoberts. Per la relació probable entre el nombre de forats negres formant sistemes binaris amb estrelles i el nombre de forats negres aïllats, se suposa que hauria d’haver entre 10.000 i 20.000 petits forats negres al voltant de Sagitari A, en una regió de només 6 anys-llum d’amplada. El centre de la Via Làctia al voltant de Sagitari A, es converteix en l’únic laboratori on estudiar la interacció entre els grans forats negres i els petits forats negres del seu voltant, ja que no és possible estudiar aquesta interacció en altres galàxies.

Fonts d’informació
(1) «A dozen new black holes found in Milky Way’s center». Science News. April 4, 2018.
https://www.sciencenews.org/article/dozen-new-black-holes-found-milky-way-center
(2) New Study Suggests Tens of Thousands of Black Holes Exist in Milky Way’s Center. NASA. April 4, 2018. http://www.chandra.harvard.edu/press/18_releases/press_040418.html
(3) Charles J. Hailey, Kaya Mori, Franz E. Bauer, Michael E. Berkowitz, Jaesub Hong & Benjamin J. Hord. «A density cusp of quiescent X-ray binaries in the central parsec of the Galaxy». Nature volume 556, pages 70–73 (05 April 2018) doi:10.1038/nature25029
https://www.nature.com/articles/nature25029

Publicat dins de astronomia, cosmologia | Comentaris tancats a Troben una dotzena de nous forats negres al centre de la Via Làctia

Una galàxia sense matèria fosca

La revista Nature va publicar fa uns dies el descobriment d’una galàxia sense o amb molt poca matèria fosca, quan era acceptat fins ara que la massa de matèria fosca d’una galàxia era almenys 30 vegades superior a la massa de les estrelles. El descobriment pot fer reconsiderar la teoria de formació de les galàxies.

Imatge de la galàxia NGC1052–DF2. Credits: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Pieter van Dokkum, astrònom de la universitat de Yale, Estats Units, juntament amb un equip d’astrònoms dels Estats Units i Canadà, informen que la galàxia ultra difusa NGC1052–DF2 del cúmul de Coma te un halo de matèria fosca amb una massa igual o inferior a la massa de les estrelles, però que podria ser inclús zero. La conclusió l’obtenen de la determinació de la velocitat de deu lluminosos cúmuls globulars de l’interior de la galàxia, que és molt inferior a la que es podria esperar si la galàxia tingués la proporció habitual de matèria fosca. Fins ara es creia que la formació d’una galàxia comença per la presència d’un halo de matèria fosca que atrau gasos i pols per formar el disc galàctic. Després, la matèria fosca fa de pegament que mantè units el gas i les estrelles. NGC1052–DF2 és una galàxia tan gran com la Via Làctia, però te 200 vegades menys estrelles. Van Dokkum diu que, si conté matèria fosca, serà ben poca i que, després d’anys d’observar galàxies amb el Hubble, no ha vist res de semblant. Ell i el seu equip ja estan analitzant imatges d’altres 23 galàxies difuses, de les quals 3 són similars a NGC1052–DF2. (1) (2)

Es considera actualment que l’univers està format per un 68% d’energia fosca, un 27% de matèria fosca i només un 5% de matèria que podríem anomenar normal, la que forma totes les coses que considerem habitualment com materials. L’energia fosca i la matèria fosca són entitats, per ara força desconegudes, de les que es te només constància indirecta. La presència d’energia fosca justificaria, per exemple, l’expansió accelerada de l’univers, comprovada experimentalment a partir dels anys 1990. De la matèria fosca sabem més el que no és que el que és: no forma estrelles o planetes com els que veiem; no forma núvols foscos de matèria normal perquè aquests núvols absorbirien la radiació que passés a travès seu; no és antimatèria, perquè no s’observa la radiació gamma que es produiria en la reacció d’anihilació amb la matèria. Fritz Zwicky, astrònom de l’Institut de Tecnologia de Califòrnia, d’origen bulgar, va ser el primer en parlar de matèria fosca l’any 1933, per justificar el moviment de galàxies individuals del cúmul de Coma sotmeses a l’atracció del conjunt del cúmul. En el model actual d’univers, ens cal considerar aquest 27% de matèria fosca per entendre, per exemple, les observacions de la curvatura de la llum procedent d’objectes llunyans quan passa al costat d’objectes com una galàxia, l’anomenat efecte de lent gravitacional, ja que la quantitat de matèria atribuïda a la galàxia no és suficient per justificar el fenomen. (3) (4)

Fonts d’informació:
(1) Pieter van Dokkum, Shany Danieli, Yotam Cohen, Allison Merritt, Aaron J. Romanowsky, Roberto Abraham, Jean Brodie, Charlie Conroy, Deborah Lokhorst, Lamiya Mowla, Ewan O’Sullivan & Jielai Zhang. «A galaxy lacking dark matter». Nature volume 555, pages 629–632 (29 March 2018) doi:10.1038/nature25767
https://www.nature.com/articles/nature25767
(2) Dark Matter Goes Missing in Oddball Galaxy. NASA. 28.03.2018.
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/dark-matter-goes-missing-in-oddball-galaxy
(3) Dark energy, dark matter. Univers, What we study, NASA.
https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy
(4) «La matèria fosca no és gens clara» en aquest mateix blog. http://www.deciencia.net/descobriment/?p=326

Publicat dins de astronomia, cosmologia | Comentaris tancats a Una galàxia sense matèria fosca

Què sabem dels exoplanetes?

El descobriment i estudi dels exoplanetes, o planetes fora dels sistema solar, ha esdevingut una de les línies d’investigació en astronomia que més desperta l’interès, no ja de la gent interessada en la ciència, sinó del públic en general. Els exoplanetes descoberts i confirmats fins ara, 11.03.2018, ja són 3.706 (NASA). Es troben a distàncies de entre 4,2 anys-llum, Pròxima Centaury b (recreació a la imatge), el més proper a la Terra i 27.727 anys-llum, Sweeps-4 b, el més llunyà. Pròxima Centaury b és un planeta similar a la Terra, de massa i radi desconeguts fins ara, amb un període orbital de 11,19 dies i radi orbital de 0,0485 UA*. Sweeps-4 b és un planeta gegant de massa 3,8 vegades la de Júpiter i radi 0,81 vegades, període orbital 4,2 dies i radi orbital 0,055 UA*.

Els planetes en els que hi ha més probabilitat de trobar vida es troben a l’anomenada zona d’habitabilitat, que és una franja al voltant de l’estrella en la que la lluminositat i la radiació permetin la presència d’aigua líquida a la superfície del planeta. Segons el Laboratori d’Habitabilitat Planetària d’Arecibo (Puerto Rico), dels exoplanetes descoberts fins ara, hi ha 13 candidats que es troben a la zona d’habitabilitat. El més proper és el ja citat Pròxima Centaury b, a 4,2 anys-llum de distància de la Terra i el més llunyà és Kepler-62 f, a 1.200 anys-llum. Notem doncs la dificultat d’arribar a aquests planetes, inclús de comunicar-nos, en el cas molt improbable de que estiguessin habitats per una civilització tecnològica amb capacitat per fer-ho.

Llegir l’article sencer.

Publicat dins de astronomia, física | Comentaris tancats a Què sabem dels exoplanetes?

Generan una partícula quàntica per explicar el raig bola

La revista Science News publica(1) que científics de l’Aalto University, Finlàndia i l’Amherst College, USA, han aconseguit la creació, per primera vegada, d’una nova partícula quàntica amb propietats d’un raig bola. La partícula podria proporcionar una esfera de plasma estable que milloraria significativament els futurs reactors nuclears de fusió.

La notícia fa referència a un article de la revista Science Advances (2), publicat, entre d’altres per Mikko Möttönen, Aalto University i David S. Hall, Amherst College, líders dels grups teòric i experimental que han aconseguit la creació.

Amb aquest treball, es coneix una mica millor el fenomen del raig bola, que no ha estat ben entès fins ara. Möttönen explica que l’han pogut crear partint essencialment de dues corrents elèctriques en contracorrent, per el que es pot entendre que un raig bola es pugui formar a la natura a partir d’un raig normal. Möttönen diu que al llarg de la història ha hagut referències de raigs bola, però rarament una evidència física dels mateixos. Ell mateix recorda haver vist un possible raig bola breument enlluernador a casa dels seus avis.

David Hall ha explicat el procés seguit: el gas quàntic (gas que respon a les lleis quàntiques) és refredat a molt baixa temperatura fins que tots els àtoms arriben a l’estat de mínima energia. En aquest estat, que s’anomena condensat Bose-Einstein, ja no es comporta com un gas sinó com un únic àtom gegant. Aleshores s’aplica un camp magnètic extern que polaritza tots els àtoms (els seus spins o moments magnètics de rotació) en la mateixa direcció i després es canvia de sobte aquest camp, fins aconseguir que en un punt del mig del condensat desaparegui el camp magnètic. En aquest moment, cadascun dels àtoms (spins) s’orienten segons el camp magnètic que ha quedat en el seu lloc, en totes direccions al voltant del punt zero, formant un nus electromagnètic dins de la partícula que te les propietats del raig bola.

Una partícula amb aquestes característiques va ser predita teòricament fa quaranta anys per dos físics espanyols, Antonio F. Rañada i José L. Trueba, de la universitat Complutense de Madrid (3). Els autors van explicar que, de vegades, després d’un raig, les línies del camp magnètic creat per la descàrrega elèctrica s’enllacen entre elles formant el que s’anomena un nus electromagnètic. Aquest nus pot confinar en el seu interior una esfera de plasma brillant. El model que van desenvolupar permetia interpretar el comportament d’aquesta esfera: el raig escalfa l’aire per sobre dels 53.500 ºF, amb el que el plasma de l’interior de l’esfera no ofereix resistència elèctrica i el corrent pot fluir durant una estona. Però com que l’esfera s’expandeix a causa de la calor, també es refreda ràpidament, perdent la conductivitat infinita i l’estructura de nus electromagnètic i destruint-se.

Una de les principals aplicacions que es pot pensar per aquest descobriment és la fabricació de reactors nuclears de fusió. Ben coneguda és la dificultat d’avançar en l’aplicació de les reaccions nuclears de fusió per obtenir energia, degut a la gran quantitat d’energia que s’ha de posar en joc prèviament per generar els camps electromagnètics que permeten confinar l’hidrogen a les altíssimes temperatures que calen per a produir la fusió. Si fos possible fer-ho utilitzant aquesta nova partícula d’obtenció relativament senzilla, s’hauria donat un pas decisiu en l’obtenció d’energia nuclear de fusió. Mikko Möttönen diu que podria ser possible, però que caldrà estudis posteriors per assegurar-ho.

Fonts d’informació utilitzades:

(1) Science News. Scientists observe a new quantum particle with properties of ball lightning. 02.03.2018. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180302144835.htm

(2) W. Lee, A.H. Gheorghe, K. Tiurev, T. Ollikainen, M. Möttönen, and D.S. Hall. Synthetic electromagnetic knot in a three-dimensional skyrmion
Science Advances 02 Mar 2018: Vol. 4, no. 3, eaao3820 DOI: 10.1126/sciadv.aao3820
http://advances.sciencemag.org/content/4/3/eaao3820.full

(3) Antonio F. Rañada & José L. Trueba. Univ. Complutense. Madrid. Ball lightning an electromagnetic knot? Nature volume 383, page 32 (05 September 1996)
https://www.nature.com/articles/383032a0

Publicat dins de energia, física | Comentaris tancats a Generan una partícula quàntica per explicar el raig bola

Transportant antimatèria en una furgoneta

Físics de la Universitat Tècnica de Darmstadt volen utilitzar antiprotons per estudiar nuclis d’elements radioactius. Com que els nuclis tenen una vida molt curta, no els poden transportar a la instal·lació del CERN, a Ginebra, on es generen els antiprotons, sinó que han de portar els antiprotons on es generen els nuclis. L’estudi pretén conèixer millor els processos a l’interior del nucli atòmic, el que permetrà als astrofísics estudiar el comportament de la matèria que forma les estrelles de neutrons. (1)

Dispositiu per transportar l’antimatèria. Imatge de (1)

L’experiment, que s’està iniciant ara, consisteix en fer xocar els nuclis radioactius amb els antiprotons en presència de detectors per observar el que succeeix. Alexandre Obertelli, responsable del projecte, remarca que, la antimatèria ha estat estudiada moltes vegades per ella mateixa, però ara servirà com eina en un experiment que es portarà a terme al CERN de Ginebra. Els antiprotons es generaran fent xocar un feix de protons amb un objectiu metàl·lic. Després seran conduits a baixa velocitat, sota l’acció d’intensos camps magnètics i elèctrics, fins un espai buit on quedaran atrapats. Aquest espai de confinament té exteriorment forma d’ampolla d’uns 70 cm de llarg. L’ampolla serà transportada uns pocs centenars de metres fins a la instal·lació ISOLDE, on es troben els nuclis a estudiar, els quals seran dirigits cap a l’entrada de l’ampolla.

Molts nuclis atòmics tenen un nombre similar de protons i neutrons. Els nuclis radioactius però, tenen major nombre de neutrons, el que fa que tinguin una distribució de partícules: tenen major nombre de neutrons que protons a la superfície i un halo estès en el que els neutrons orbiten sols. Com que els antiprotons s’anihilen tant amb protons com amb neutrons, del xoc dels antiprotons amb els nuclis es poden extreure conclusions sobre la densitat i el tipus de partícules a la superfície. I com que l’anihilació és molt ràpida, pot produir-se fins i tot en nuclis de vida curta. (2)

Fonts d’informació utilitzades

(1) Elizabeth Gibney. «Physicists plan antimatter’s first outing — in a van». Nature News. 20.02.2018.
https://www.nature.com/articles/d41586-018-02221-9
(2) Alexandre Obertelli. Projecte PUMA. Technische Universität Darmstadt.
http://www.ikp.tu-darmstadt.de/obertelli/agobertelli/research_areas/antiprotons/index.en.jsp

Publicat dins de cosmologia, física | Comentaris tancats a Transportant antimatèria en una furgoneta

La importància dels contaminants domèstics de l’aire

Els productes químics domèstics competeixen amb els vehicles com a font de contaminació de l’aire, és la conclusió de la que es fa resó la periodista científica Cally Carswell a la revista Nature News (1), fent referència a l’article publicat el 16 de febrer a la revista Science (2), per Brian C. McDonald, investigador del US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Boulder. Colorado, USA.

Smog a Nova York. imatge Wikimedia Commons.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SmogNY.jpg

Compostos orgànics volàtils que provenen de sabons, perfums, pintures, tintes d’impressora, adhesius, productes de neteja i pesticides, contribueixen tant com cotxes i camions a certes formes de pol·lució de l’aire. Fins ara s’han fet esforços per evitar la contaminació de l’aire deguda al transport, aconseguint rebaixar els nivells de pol·lució de l’aire per aquest motiu. Com a conseqüència, el percentatge de contaminació deguda als altres factors ha augmentat. Potser ara caldria pensar en com evitar la contaminació deguda als productes químics domèstics, que moltes vegades estan pensats justament per ser dispersats a l’aire. L’estudi realitzat per McDonald i col·laboradors, mostra que aquests productes domèstics són responsables de la meitat dels compostos orgànics volàtils emesos a l’aire en 33 ciutats industrialitzades dels Estats Units. Segons els autors, caldria reenfocar els esforços per mitigar la formació d’ozó i la resta de càrrega química tòxica de l’aire de les ciutats.

Es pot pensar que les grans ciutats europees tenen una contaminació de l’aire similar a les ciutats americanes i, per tant, quan patim episodis de contaminació provocats per situacions meteorològiques específiques a ciutats com Barcelona o Madrid, segurament una gran part dels contaminants provenen dels productes domèstics. Potser també aquí caldria reenfocar els esforços per millorar la qualitat de l’aire.

Fonts d’informació utilitzades:

(1) Cally Carswell. «Household chemicals rival vehicles as smog source». Nature New. 15 February 2018. https://www.nature.com/articles/d41586-018-02132-9
(2) Brian C. McDonald i altres. «Volatile chemical products emerging as largest petrochemical source of urban organic emissions». Science 16 Feb 2018: Vol. 359, Issue 6377, pp. 760-764. DOI: 10.1126/science.aaq0524
http://science.sciencemag.org/content/359/6377/760.full

Publicat dins de medi ambient, química | Comentaris tancats a La importància dels contaminants domèstics de l’aire

Possible trobada de planetes fora de la nostra galàxia

El passat 2 de febrer, Eduardo Guerras i Xinyu Dai, de la universitat d’Oklahoma publiquen (1) una prova de la presència de planetes interestel·lars, no associats a cap estrella, dins d’una galàxia situada a 3.800 milions d’anys llum de la Terra. La prova és la curvatura observada de la llum del quàsar RX J1131 (2), situat a 6.000 milions d’anys llum de la Terra, per l’efecte de lent gravitacional de la galàxia esmentada. Guerras i Dai calculen en 2000 planetes orfes, en el rang de masses entre la Lluna i Júpiter, per cada estrella de la galàxia, els que provocarien aquest efecte.

Combination image of quasar RX J1131 (center) taken via NASA’s Chandra X-ray Observatory and the Hubble Space Telescope
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/distant-quasar-RXJ1131.html

És la primera vegada que es dona una prova de la possible presència de planetes fora de la Via Làctia, però alguns experts, encara que pensen que l’estudi és rigorós, es mostren cautelosos: Guillem Anglada, professor de la universitat Queen Mary de Londres creu plausible l’explicació però discuteix que es pugui valorar en 2000 planetes; Ignasi Ribas, director de l’Institut de Ciències de l’Espai de Barcelona (IEEC-CSIC), no està d’acord en anomenar-los planetes i prefereix l’expressió «objectes de massa planetària». Eduardo Guerras però, defensa la seva hipòtesi com la més plausible. (3).

Ara (7 de febrer de 2018) que s’han descobert 3.605 planetes extrasolars confirmats (4), tots ells dins de la Via Làctia, s’haurà de veure si es verifica aquesta hipòtesi que podria obrir un nou camp en la investigació dels nous mons possibles.

Fonts d’informació utilitzades

(1) Xinyu Dai, Eduardo Guerras. «Probing Planets in Extragalactic Galaxies Using Quasar Microlensing» The Astrophysical Journal Letters, Volume 853, Number 2. 02.02.2018.
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaa5fb/meta
(2) Chandra X-Ray. Distant Quasar RX J1131. NASA.
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/distant-quasar-RXJ1131.html
(3) Manuel Ansede. «Un español anuncia el descubrimiento de los primeros planetas fuera de nuestra galaxia». El País. 06.02.2018.
https://elpais.com/elpais/2018/02/05/ciencia/1517858232_392953.html
(4) New Worlds Atlas. NASA. https://exoplanets.nasa.gov/newworldsatlas/

Publicat dins de astronomia, cosmologia | Comentaris tancats a Possible trobada de planetes fora de la nostra galàxia

Persones més influents en ciència, segons Nature

El 18 de desembre passat (2017), la revista Nature va destacar les 10 persones més influents en ciència durant l’any 2017 (1). Els tres que han cridat més l’atenció d’aquest blog són David Liu (2), editor de gens, Marica Branchesi (3), astrofísica d’ones gravitacionals i Pan Jianwei (4), físic quàntic.

David Liu. By ServiceAT (Own work) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

David Liu ja va cridar l’atenció dels seus professors quan estudiava la llicenciatura a la universitat de Harvard. Després, quan era estudiant de doctorat, el premi Nobel i professor de Harvard, E. J. Corey, va convidar Liu a donar un seminari. Els membres de la facultat de química van quedar tan impressionats que li van oferir un lloc de treball per quan acabés la seva tesi. Ara és un expert en edició genètica, per exemple, amb el mètode CRISPR-Cas9. Es pot veure una explicació sobre aquest mètode en aquest blog (5). L’abril de 2016, l’equip de Liu ha publicat una variant del mètode que permet canviar les lletres del codi genètic, C per T i G per A, d’una cèl·lula viva, de forma fiable i predictible. Un bon nombre de malalties que tenen origen en una mutació del codi genètic basada en canvis en les lletres del codi, tenen ara noves possibilitats de curació.

Marica Branchesi. Foto Gran Sasso Science Institute.

Marica Branchesi ha aconseguit posar d’acord astrònoms i físics per treballar conjuntament en la detecció d’ones gravitacionals i alhora en l’observació de la causa que les produeix. L’11 de febrer de 2016 es van detectar per primera vegada ones gravitacionals, les quals havien estat provocades per el xoc de dos forats negres de massa unes 30 vegades la del Sol, produït fa 1.300 milions d’anys. Aquest fet va valer a Rainer Weiss, Barry C. Barish i Kip S. Thorne el Nobel de Física 2017. Branchesi, que va començar el 2009 a treballar a VIRGO, el detector d’ones gravitacionals italià, va fer que les setmanes després el 17 d’agost passat, uns 70 equips d’astrònoms i físics de tot el món captessin la primera observació directa del xoc de dues estrelles de neutrons i, alhora, les ones gravitacionals generades en l’esdeveniment. L’observació simultània, publicada el 16 d’octubre (6) permetrà conèixer millor la natura de certes explosions de raigs gamma i l’origen dels elements més pesants de l’Univers.

Pan Jianwei ha portat a Xina a l’avantguarda de la comunicació quàntica de llarga distància. Al juliol de 2017 va batre el record de teletransport quàntic: va transmetre l’estat quàntic d’un fotó des de la Terra a un satèl·lit situat a 1.400 km de distància, quan el record anterior estava en 100 km. El setembre passat (2017), el mateix equip dirigit per Pan, utilitzant el mateix satèl·lit, va fer l’encriptació quàntica d’una comunicació entre Beijing i Viena, permetent la realització d’un vídeo-xat amb completa seguretat. Per les pròpies característiques dels sistemes quàntics, si algú hagués interceptat la comunicació hauria estat detectat. Les connexions quàntiques de llarga distància podrien permetre un xifrat mundial irrompible o la creació d’un telescopi de super resolució, combinant la llum procedent de detectors de tot el planeta. Pan confia en que el govern xinès doni suport al seu plan de comunicació quàntica, metrologia i computació, amb un pressupost de 2.000 milions de dollars en 5 anys.

Actualització del 20.01.2018.
Live Science publica la notícia de que la xarxa quàntica xinesa ja és online. Senyals de ràdio i televisió, així com converses telefòniques i dades ja circulen en condicions de seguretat mai vistes. (7)

Fonts d’informació utilitzades
(1) Heidi Ledford i altres. Nature’s 10. Ten people who mattered this year. 18.12.2017.
https://www.nature.com/articles/d41586-017-07763-y?accessible=true
(2) David Liu. Departament of Chemistry and Chemical Biology. Harvard University.
https://chemistry.harvard.edu/people/david-r-liu
(3) Marica Branchesi. Gran Sasso Science Institute.
http://www.gssi.infn.it/people/professors/lectures-physics/item/1997-branchesi-marica
(4) Pan Jianwei. Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale. University of Science and Tecnology. China. http://quantum.ustc.edu.cn/member/homepage.php?uid=16
(5) Emmanuelle Charpentier, en aquest blog: http://www.deciencia.net/descobriment/?p=1138
(6) B.P. Abbott i altres. Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger». The Astrophysical Journal Letters. 16.10.2017.
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa91c9/meta

(7) China’s Quantum-Key Network, the Largest Ever, Is Officially Online. By Rafi Letzter, Staff Writer | January 19, 2018 10:56am ET. https://www.livescience.com/61474-micius-china-quantum-key-intercontinental.html?utm_source=notification

Notícia comentada a Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles” del 20 de desembre de 2017

Publicat dins de astronomia, biologia, cosmologia, física, informàtica | Comentaris tancats a Persones més influents en ciència, segons Nature

Forat negre massiu més antic dels descoberts fins ara

Eduardo Bañados i el seu equip de l’observatori de Las Campanas del nord de Xile, han descobert el forat negre massiu més antic dels que s’han trobat fins ara. El passat 6 de desembre (2017) van publicar a la revista Nature (1) l’observació del quàsar ULAS J1342+0928, associat a un forat negre supermassiu, 800 milions de vegades la massa del Sol, amb un valor de desplaçament cap al roig de z = 7,54. Aquest valor indica que l’observació correspon a un forat negre existent quan l’univers tenia només 690 milions d’anys d’edat i es començaven a formar les primeres estrelles i galàxies. Els autors també han trobat evidències de que l’hidrogen situat al medi intergalàctic era neutre, d’acord amb el que prediu el model cosmològic generalment acceptat.

Els quàsars, els objectes més brillants de l’univers, es produeixen quan un gran forat negre situat al centre d’una galàxia absorbeix tota la matèria del seu voltant, alliberant una gran quantitat d’energia en forma de radiació. Uns 400.000 anys després del Big Bang, protons i electrons es van combinar per formar hidrogen neutre en un univers fosc. La gravitació començà a formar les primeres estrelles, que van començar a emetre radiació en l’etapa de reionització, entre 150 i 1000 milions d’anys després del Big Bang. La reionització va fer que l’univers es tornés transparent a la llum i els fotons poguessin viatjar lliurement.

ULAS_J1120+0641. Recreació artística. By ESO/M. Kornmesser – http://www.eso.org/public/images/eso1122a/ , CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15700804

Aquest descobriment es produeix 6 anys després de la trobada de l’anterior forat negre més antic, publicada a Nature el juny de 2011 (2), amb un valor de desplaçament cap al roig de z = 7,085, corresponent a 770 milions d’anys després del Big Bang. La imatge mostra una recreació del quàsar, ULAS_J1120+0641 associat a aquest forat negre.

Fonts d’informació utilitzades
(1) E. Bañados i altres. «An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5», doi:10.1038/nature25180. 06.12.2017. https://www.nature.com/articles/nature25180
(2) Daniel J. Mortlock i altres. “A luminous quasar at a redshift of z = 7.085”, doi:10.1038/nature10159 . 29.06.2011. https://www.nature.com/articles/nature10159

Notícia comentada a Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles” del 20 de desembre de 2017

Publicat dins de astronomia, cosmologia | Comentaris tancats a Forat negre massiu més antic dels descoberts fins ara

Descobreixen la substància clau per la formació de la primera cèl·lula

El passat 6 d’aquest mes de novembre (2017), la revista Nature Chemistry ha publicat un descobriment (1) que aporta llum al misteri de l’aparició de la vida a la Terra. Científics del Scripps Research Institute de La Jolla, Califòrnia, han trobat una substància, diamidofosfat (DAP, per el nom en anglès), que afavoreix la combinació, en medi aquós, dels components bàsics de la cèl·lula.

Una cèl·lula està formada almenys per tres classes de components: les proteïnes, que formen les estructures cel·lulars, els nucleòtids, que són les peces de l’ADN/ARN que porten el codi genètic, i els lípids, que formen part de la membrana cel·lular que engloba tot el que constitueix la cèl·lula. L’aparició de la vida sobre el planeta implicaria la formació d’una primera cèl·lula per reunió d’aquests tres tipus de components.

Fosforilació, clau en la formació de la primera cèl·lula. Imatge de The Krishnamurthy Lab. , Scripps Research Institute. La Jolla, California. (3)

Ramanarayanan Krishnamurthy, del departament de química del Scripps Research Institute de La Jolla, Califòrnia, USA (3) i el seu equip, han demostrat que el DAP provoca la reacció de fosforilació (addició d’un grup fosfat) de nucleòtids, aminoàcids i lípids, en medi aquós de forma eficient i sense cap agent condensant, en condicions similars a les que es donaven a la Terra quan va aparèixer la vida. El procés de fosforilació dels tres components cel·lulars bàsics mitjançant el DAP, podria generar, en un únic entorn aquós, molècules prebiològiques rellevants per la formació de la primera cèl·lula. En un article anterior (2), publicat el juliol per quasi bé el mateixos autors, es detallen reaccions de fosforilació fetes per diferents agents formats per fòsfor i nitrogen. En l’article de novembre (1) però, conclouen que és el DAP l’agent que millor aconseguiria la fosforilació dels components bàsics de la cèl·lula.

Stanley Miller i Harold Urey, l’any 1952, ja van demostrar en un celebre experiment que, en determinades condicions, a partir d’una mescla de productes comuns a la Terra, com aigua, metà, amoníac i hidrogen, es podien generar aminoàcids, els maons de les proteïnes. L’experiment provava, per primera vegada, que era possible la formació de molècules orgàniques, complexes, a partir d’altres inorgàniques, més simples en les condicions de la Terra primitiva i donava suport a la teoria de que la vida s’hauria pogut formar a partir de substàncies simples presents al planeta. Però el fet que es puguin generar substàncies complexes ens porta al següent esglaó del problema que és: com es poden reunir les substàncies complexes formades, en una unitat que tingui capacitat de reproducció, és a dir, una cèl·lula? El descobriment de Krishnamurthy i el seu equip constitueix un pas endavant en l’explicació del procés de formació de la primera cèl·lula.

Fonts d’informació utilitzades
(1) Clémentine Gibard, Subhendu Bhowmik, Megha Karki, Eun-Kyong Kim & Ramanarayanan Krishnamurthy. «Phosphorylation, oligomerization and self-assembly in water under potential prebiotic conditions”. Nature Chemistry :10.1038/nchem.2878. 06.11.2017.
https://www.nature.com/articles/nchem.2878
(2) Megha Karki, Clémentine Gibard, Subhendu Bhowmik and Ramanarayanan Krishnamurthy. «Nitrogenous Derivatives of Phosphorus and the Origins of Life: Plausible Prebiotic Phosphorylating Agents in Water» Life 2017, 7(3), 32; doi:10.3390/life7030032. 29.07.2017.
http://www.mdpi.com/2075-1729/7/3/32/htm
(3) The Krishnamurthy Lab. http://www.scripps.edu/krishnamurthy/

Notícia comentada a Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles” del 29 de novembre de 2017

Publicat dins de biologia, química | Comentaris tancats a Descobreixen la substància clau per la formació de la primera cèl·lula