Diciembre 6, 2010: La lluvia de meteoros Gemínidas, que este año alcanzará su máxima actividad el 13 y 14 de diciembre, es la lluvia de meteoros más intensa del año. Se prolonga por varios días, produce abundantes bolas de fuego y puede ser vista casi desde cualquier lugar de la Tierra.


Una bola de fuego de las Gemínidas estalla sobre el Desierto de Mojave en 2009. Crédito de la fotografía: Wally Pacholka / AstroPics.com / TWAN. Es también la lluvia de meteoros favorita del astrónomo Bill Cooke, de la NASA, aunque esto no tiene relación con ninguna de las razones mencionadas arriba.

"Las Gemínidas son mis favoritas", cuenta, "porque desafían cualquier explicación".

La mayoría de las lluvias de meteoros provienen de los cometas, los cuales dejan detrás suyo una abundante cantidad de meteoroides que luego se manifiestan como una noche de "estrellas fugaces". Sin embargo, las Gemínidas son distintas. Lo que les da origen no es un cometa, sino un extraño objeto rocoso llamado 3200 Faetón (Phaethon, en idioma inglés), el cual esparce una cantidad de escombros polvorientos demasiado pequeña como para explicar las Gemínidas.

"De todos los torrentes de escombros a través de los cuales pasa la Tierra anualmente, el de las Gemínidas es por mucho el más masivo", dice Cooke. "Si sumamos todo el polvo del torrente de las Gemínidas, fácilmente sobrepasa la masa de otros torrentes por factores que van desde 5 hasta 500 veces".

Esto convierte a las Gemínidas en el peso pesado de las lluvias de meteoros. En comparación, 3200 Faetón es más bien un peso pluma.

3200 Faetón fue descubierto en 1983 por el satélite IRAS (Infrared Astronomical Satellite o Satélite Astronómico Infrarrojo, en idioma español), de la NASA, y fue rápidamente clasificado como un asteroide. ¿Qué otra cosa podría ser? No tenía cola, su órbita se cruzaba con el cinturón principal de asteroides y sus colores eran muy parecidos a los de otros asteroides. De hecho, 3200 Faetón es tan parecido al asteroide Pallas, ubicado en el cinturón principal de asteroides, que bien podría ser un pedazo de 5 km que se desprendió de Pallas, el cual mide 544 km.


Concepto artístico de un impacto sobre Pallas. Crédito de la imagen: B. E. Schmidt y S. C. Radcliffe, de UCLA. [Imagen ampliada]
"Si 3200 Faetón se desprendió del asteroide Pallas, como creen algunos investigadores, entonces los meteoroides de las Gemínidas podrían ser escombros que fueron dejados atrás por el evento de desprendimiento", especula Cooke. "Sin embargo, eso no concuerda con otras cosas que sabemos".

Los investigadores han observado muy cuidadosamente las órbitas de los meteoroides Gemínidas y han arribado a la conclusión de que fueron eyectados por 3200 Faetón cuando éste se encontraba cerca del Sol, no cuando fue desprendido de Pallas, en el cinturón de asteroides. La órbita excéntrica de 3200 Faetón lo lleva muy adentro de la órbita de Mercurio cada 1,4 años. Por ello, el cuerpo rocoso recibe una ráfaga de radiación solar que podría causar que chorros de polvo se evaporaran y se integraran al torrente de las Gemínidas.

¿Podría ser esta la respuesta?

Para poner a prueba la hipótesis, los investigadores utilizaron las naves espaciales gemelas STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory u Observatorio de las Relaciones Terrestres y Solares, en idioma español), de la NASA, las cuales están diseñadas para estudiar la actividad solar. Los coronógrafos ubicados a bordo de STEREO pueden detectar asteroides y cometas que pasan muy cerca del Sol y, en junio de 2009, detectaron a 3200 Faetón a una distancia de tan sólo 15 diámetros solares de la superficie del Sol.


La trayectoria de 3200 Faetón indicada en la cámara HI–1A del coronógrafo localizado a bordo de STEREO. Los destellos azules y verdes (en colores falsos) provienen del Sol. [Más información] Lo que ocurrió entonces sorprendió a los científicos planetarios de la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles, en idioma español) David Jewitt y Jing Li, quienes analizaron los datos. "El brillo de 3200 Faetón de pronto aumentó al doble", escribieron. "La explicación más plausible es que Faetón haya eyectado polvo, quizás como consecuencia de un resquebrajamiento de la roca en la superficie (a través del agrietamiento de minerales hidratados, ocasionado por la fractura y la descomposición térmica) ante el intenso calor del Sol".

La hipótesis del "cometa rocoso" de Jewitt y Li es atractiva. Sin embargo, ellos indican que tiene un problema: la cantidad de polvo eyectada por 3200 Faetón en su encuentro solar de 2009 agregó un mero 0,01% a la masa del torrente de las Gemínidas, lo cual no es ni remotamente suficiente para mantener reabastecido al torrente por mucho tiempo. ¿Quizás el cometa rocoso era más activo en el pasado?

"Simplemente no sabemos", dice Cooke. "Cada cosa nueva que aprendemos sobre las Gemínidas parece profundizar el misterio".

La Tierra pasará este mes a través del torrente de escombros de las Gemínidas y producirá hasta 120 meteoros por hora en aquellos sitios donde el cielo esté oscuro. El mejor momento para observarlos es probablemente entre la media noche local y el amanecer del martes 14 de diciembre, cuando la Luna esté baja y la constelación Géminis se encuentre cerca del cénit, proyectando así brillantes Gemínidas a través del cielo estrellado.

LAS TORMENTAS ELECTRICAS FABRICAN ANTIMATERIA

Nasa: Haciendo uso del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, de la NASA, los científicos han detectado haces de antimateria producidos por encima de las tormentas eléctricas en la Tierra, un fenómeno nunca antes observado.

Los científicos creen que las partículas de antimateria fueron creadas dentro de las tormentas eléctricas en un Destello de Rayos Gamma Terrestre o DRGT, por su sigla en idioma español (Terrestrial Gamma-ray Flash o TGF, en idioma inglés), asociado a los relámpagos. Se estima que diaramente se producen alrededor de 500 TGF en todo el mundo, pero la mayoría de ellos no son detectados.

"Estas señales son la primera evidencia directa de que las tormentas eléctricas pueden crear haces de partículas de antimateria", dijo Michael Briggs, quien es miembro del equipo que opera el Monitor de Destellos de Rayos Gamma (Gamma-ray Burst Monitor o GBM, en idioma inglés) del Telescopio Fermi, en la Universidad de Alabama, ubicada en Huntsville (UAH, por su sigla en idioma inglés). Briggs presentó este descubrimiento el pasado lunes en una conferencia que se llevó a cabo durante la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, en Seattle.

Concepto artístico de partículas de antimateria dispersándose por encima de una tormenta eléctrica.

El telescopio Fermi está diseñado para monitorizar los rayos gamma, que constituyen la forma más energética de luz. Cuando la antimateria que golpea a este telescopio colisiona con una partícula de materia normal, ambas partículas son inmediatamente aniquiladas y transformadas en rayos gamma. El GBM ha detectado rayos gamma con energías de 511.000 electrónvoltios, lo cual indica que un electrón ha encontrado su contraparte de antimateria, un positrón.

Aunque el GBM del Fermi fue diseñado para observar eventos de alta energía en el universo, también está proporcionando valiosas contribuciones para entender este extraño fenómeno. El GBM monitoriza constantemente el cielo entero así como la Tierra que se encuentra por debajo suyo. El equipo del GBM ha identificado 130 TGF desde el lanzamiento del telescopio Fermi, el cual tuvo lugar en el año 2008.

Fermi se encontraba sobre Egipto, el 14 de diciembre de 2009, cuando un destello de positrones emergió desde una tormenta eléctrica en África. [Imagen ampliada]

"En órbita desde hace menos de 3 años, la misión Fermi ha demostrado ser una increíble herramienta para explorar el universo. Ahora aprendimos que también puede descubrir misterios mucho más cerca de nosotros", dijo Ilana Harrus, quien es científica del programa Fermi en la base de operaciones de la NASA, en Washington.

En la mayoría de los TGF observados, la nave espacial se encontraba directamente arriba de una tormenta eléctrica. Sin embargo, en cuatro casos, las tormentas se hallaban muy alejadas del Fermi. Además, las señales de radio producidas por relámpagos, las cuales fueron detectadas por una red de monitorización global, indican que los relámpagos se encontraban a cientos de kilómetros de distancia o más cuando se realizó la detección. Durante un TGF ocurrido el 14 de diciembre de 2009, el Fermi estaba localizado sobre Egipto, pero la tormenta eléctrica activa se encontraba en Zambia, unos 4.500 kilómetros (2.800 millas) al sur. La distante tormenta se hallaba por debajo del horizonte del telescopio Fermi, de forma que no fue posible detectar los rayos gamma producidos por ella.

"Aunque Fermi no podía ver la tormenta, la nave espacial estaba magnéticamente conectada a ella", explicó Joseph Dwyer, quien trabaja en el Instituto de Tecnología de Florida, en Melbourne, Florida. "El TGF produjo electrones y positrones de alta velocidad, los cuales viajaron sobre el campo magnético de la Tierra hasta colisionar con la nave espacial".

El haz continuó viajando más allá del telescopio Fermi hasta llegar a un lugar, conocido como punto espejo, donde su movimiento dio marcha atrás y golpeó de nuevo al Fermi, apenas 23 milisegundos más tarde. En cada ocasión, los positrones del haz colisionaron con los electrones de la nave espacial. Las partículas se aniquilaron mutuamente, emitiendo de este modo los rayos gamma detectados por el GBM localizado a bordo del Fermi.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los TGF son producidos por los intensos campos eléctricos en las cercanías de la parte superior de las tormentas eléctricas. Si las condiciones son las adecuadas, dicen, el campo se vuelve lo suficientemente fuerte como para producir una avalancha ascendente de electrones. Estos electrones de alta energía, que alcanzan velocidades cercanas a la de la luz, despiden rayos gamma cuando son desviados por las moléculas de aire. Usualmente, estos rayos gamma son detectados como un TGF.

Los tres pasos que se producen cuando una tormenta eléctrica da lugar a un destello de antimateria.

Sin embargo, la cascada de electrones produce tantos rayos gamma que logra que electrones y positrones sean eyectados fuera de la atmósfera. Esto ocurre cuando la energía transportada por un rayo gamma se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón. Son estas partículas las que alcanzan la órbita del telescopio Fermi.

La detección de positrones demuestra que muchas partículas de alta energía están siendo eyectadas fuera de la atmósfera. De hecho, los científicos ahora creen que todos los TGF emiten haces de electrones y positrones. Un artículo que describe este hallazgo fue aceptado para su publicación en la revista de investigación Geophysical Research Letters (Cartas de Investigación en Geofísica, en idioma español).

"Los resultados proporcionados por el telescopio Fermi nos llevan un paso más cerca en el camino para entender cómo es que funcionan los TGF", dijo Steven Cummer, de la Universidad Duke. "Aún falta descifrar qué es lo que hace especial a estas tormentas eléctricas y el papel específico que juegan los relámpagos en el proceso".

Abril 14, 2011: Si alguna vez ha estado parado frente a una estufa caliente, observando una olla con agua mientras esperaba con impaciencia que el líquido hierva, entonces sabe lo que se siente si se es un físico solar.

En 2008, el ciclo solar se sumergió en su más profundo mínimo solar en aproximadamente un siglo. Todas las manchas solares desaparecieron, las llamaradas solares disminuyeron y el Sol estuvo inquietantemente tranquilo.

"Desde entonces, hemos estado esperando un incremento en la actividad solar", comenta Richard Fisher, quien es el jefe de la División de Heliofísica, en las oficinas centrales de la NASA, ubicadas en Washington DC. "Han sido tres largos años".

El Observatorio de Dinámica Solar, de la NASA, registró esta llamarada solar de tipo X1.5, el 9 de marzo de 2011. [Película] Los períodos de calma solar no son nada nuevo. Suceden aproximadamente cada 11 años; constituyen una etapa natural del ciclo solar. Sin embargo, este mínimo solar particularmente fue más largo de lo usual, provocando de esta manera que algunos investigadores se pregunten si en algún momento iba a terminar.

Noticia de último momento: La olla está comenzando a hervir. "Finalmente", comenta Fisher, "estamos empezando a ver algo de acción".

Durante el período que ha transcurrido en el año 2011, las manchas solares han regresado y están repletas de actividad. El 15 de febrero, y de nuevo el 9 de marzo, satélites en órbita alrededor de la Tierra detectaron un par de llamaradas solares de "tipo X" (el más poderoso tipo de llamaradas de rayos X). La última de tales erupciones ocurrió en diciembre de 2006.

Otra erupción, la cual tuvo lugar el 7 de marzo, lanzó una nube de plasma de mil millones de toneladas hacia afuera del Sol a una velocidad de 2.200 kilómetros por segundo (5 millones de millas por hora). La veloz nube expansiva no se movía en la dirección en la cual se encontraba la Tierra, sin embargo, provocó un impacto detectable en el campo magnético de nuestro planeta. El impacto indirecto, ocurrido el 10 de marzo, fue suficiente como para provocar que las auroras boreales se esparcieran por la frontera canadiense hasta el interior de algunos estados de Estados Unidos como: Wisconsin, Minnesota y Michigan.



"Esa fue la eyección de masa coronal (coronal mass ejection o CME, por su sigla en idioma inglés) más veloz registrada en casi seis años", comenta Angelos Vourlidas, del Laboratorio de Investigación Naval, en Washington DC. "Me recuerda a una serie de eventos similares que ocurrieron en noviembre de 1997, los cuales iniciaron el ciclo solar número 23, que es el ciclo solar que antecede al presente".

"Para mí", agrega Vourlidas, "esto marca el inicio del ciclo solar número 24".

La lenta acumulación del evento, hasta llegar al presente, es más que tan sólo "la infructuosa observación de una olla que no hierve", comenta Ron Turner, un analista del clima espacial de la firma Analytic Services. "En verdad, ha sido históricamente lenta".

Desde que los investigadores comenzaron a registrar y a numerar los ciclos solares, a mediados del siglo XVIII, han ocurrido 24 de ellos. En un artículo recientemente aprobado para su publicación por la revista Space Weather Journal, Turner muestra que, durante todo ese tiempo, solamente cuatro ciclos solares han comenzado en un modo más lento que el actual. "Tres de ellos ocurrieron en el mínimo de Dalton, un período de depresión en la actividad solar que tuvo lugar a principios del siglo XIX. El cuarto fue el mismo ciclo 1, el cual se produjo alrededor del año 1755, también un período solar relativamente bajo", agrega.

En este estudio, Turner utilizó las manchas solares como indicador principal para cuantificar la actividad solar. Las avalanchas recientes de manchas solares no afectan de manera sustancial sus conclusiones: "El ciclo solar número 24 es de lento inicio", finaliza