miércoles, 8 de diciembre de 2010

Una nueva bacteria de vida extrema, en el casco del 'Titanic'

Antonio Ventosa es el padre y máximo experto mundial en el grupo de bacterias al que pertenece el organismo capaz de vivir del arsénico descubierto la semana pasada. Se trata del género 'Halomonas', un conjunto de especies capaces de vivir en condiciones de alta salinidad.
Ventosa lleva más de 30 años dedicado al estudio y clasificación de estas bacterias y en ese tiempo se ha convertido en la primera referencia mundial para este grupo. Desde que se descubrieron por primera vez en las Antillas Holandesas en 1980, él y su equipo han identificado y descrito la gran mayoría de las 66 especies pertenecientes a este género.
Por ese motivo ha tenido la gran oportunidad de realizar el trabajo que acaba de publicar, junto a su colaboradora Cristina Sánchez-Porro, en el número de diciembre de la revista 'International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology', "el Science de la taxonomía de bacterias", como él mismo la describe a ELMUNDO.es. Se trata del descubrimiento de una especie nueva, llamada 'Halomonas titanicae' y que supone el número 66 del grupo, en el casco del pecio más famoso de la Historia, el del siniestrado y archiconocido 'Titanic'.

Biocorrosión

Desde hace tiempo, un grupo científico de la Universidad de Halifax (Canadá), situada cerca del lugar donde descansan los restos del mayor barco de pasajeros de principios del siglo XX, estudia el efecto que pueden tener las bacterias sobre el acero en el proceso de corrosión. En una de las inmersiones de un submarino ruso hasta el pecio los investigadores canadienses lograron que se tomasen muestras de una de las estructuras esponjosas creadas en el proceso de corrosión sobre el casco del barco hundido en 1912.
'Halomonas titanicae'. | A. Ventosa 'Halomonas titanicae'. | A. Ventosa
Cuando los investigadores canadienses se pusieron manos a la obra a identificar organismos vivos en ese pedazo de metal arruinado por la biocorrosión, se dieron cuenta de que allí había seres vivos que podían estar relacionados con las 'Halomonas'. De forma que enviaron las muestras a Sevilla, al laboratorio que dirige Antonio Ventosa en la Facultad de Farmacia de la Universidad de Sevilla.
"Efectivamente allí había 'Halomonas', pero cuando nos pusimos a identificarla nos dimos cuenta de que se trataba de una especie nueva que nadie había encontrado hasta ahora", explica Ventosa. «Le pusimos el nombre de 'titanicae' en honor al curioso sitio donde se había encontrado».
Al margen de la anécdota del 'Titanic', las condiciones ambientales en las que fue encontrada la bacteria eran especialmente duras. El pecio del mítico barco fue encontrado en el océano Atlántico a casi 3.800 metros de profundidad, con las condiciones de presión, salinidad y ausencia de luz que esto conlleva.
Estas características convierten a la nueva bacteria en un organismo extremófilo, es decir, que es capaz de vivir en condiciones extremas bajo las cuales la mayoría de los seres vivos no podrían vivir. Este tipo de formas de vida son utilizadas por los científicos como modelo de la vida que podría haber en otros planetas o satélites del sistema solar.

Hallan el primer planeta rico en carbono fuera del Sistema Solar

El primer planeta rico en carbono hallado fuera de nuestro Sistema Solar se encuentra a 1.200 años-luz de la Tierra. Se trata de un gigante gaseoso, por lo que no es posible que pueda albergar vida. Sin embargo, su descubrimiento, descrito esta semana en la revista 'Nature', ofrece a los científicos la posibilidad de explorar un tipo de planetas exóticos completamente nuevos.
WASP-12b, como ha sido bautizado este objeto, pertenece a una clase de planetas conocidos como 'Júpiter caliente' y fue descubierto en 2009. Es decir, gigantes extrasolares gaseosos con una masa parecida o superior a la de este planeta (en concreto, su masa es 1,4 veces la de Júpiter). Estos planetas orbitan muy cerca de su estrella anfitriona, por lo que las temperaturas son extremadamente altas.
"WASP-12b no puede albergar vida no sólo por las altas temperaturas sino porque es un planeta gigante. Este tipo de objetos está compuesto en su mayor parte de gas y no tiene una superficie en la que pueda desarrollarse la vida. Por lo que sabemos hasta ahora, para que pueda haber vida primero es necesario que se trate de un planeta rocoso", explica Nikku Madhusudhan, principal autor del estudio, a través del correo electrónico.

Grafito o diamante en otros planetas

Los investigadores calcularon que el ratio carbono-oxígeno (C/O) de WASP-12b era superior a uno. Este dato proporciona información muy importante sobre sus orígenes y evolución. Según sostiene este estudio, la atmósfera rica en carbono de WASP-12b respaldaría la teoría de que otro tipo de exoplanetas, los rocosos, puedan estar compuestos de rocas puras de carbono, como grafito o diamante (en lugar de las rocas de silicatos de las que se compone la Tierra).
También ven posible hace miles de millones de años se formaran exoplanetas rocosos del tamaño de la Tierra alrededor de la misma estrella anfitriona que WASP-12b. Estos objetos no pueden detectarse porque son muy pequeños pero, en el caso de que sí pudieran ser estudiados, los científicos creen que podrían tener también una atmósfera y una superficie rica en carbono.

Un ambiente hostil para la vida

Para que pudiera existir seres vivos en estos planetas, éstos tendrían que sobrevivir en un ambiente extremadamente hostil: "No sabemos si sería posible que pudiera darse algún tipo de vida en un planeta rocoso en el que las temperaturas fueran más bajas y tuviera un ratio alto de carbono-oxígeno. Lo único que podemos afirmar es que tendría que ser capaz de sobrevivir con muy poca agua y oxígeno, y con mucho metano y otros hidrocarburos", explica Madhusudhan.
El metano es menos tóxico que el arsénico con el que puede vivir la bacteria hallada por la NASA en un lago de California y cuyo descubrimiento fue anunciado la pasada semana. "El arsénico sería mucho más venenoso si se compara con la atmósfera rica en metano que podría darse en un planeta rocoso con un ratio alto de carbono-oxígeno", asegura el investigador.

Composición del planeta

Para determinar la composición de la atmósfera de un planeta, los astrónomos observan la luz que emite en diferentes longitudes de onda. En este caso, usaron el telescopio espacial de la NASA Spitzer para observar la luz del planeta en cuatro longitudes de onda justo antes de que pasara delante de su estrella anfitriona. Los resultados se combinaron con datos ya disponibles de otras observaciones realizadas con el telescopio Canadá-Francia-Hawaii ubicado en esta isla, una información que, según subraya Madhusudhan, ha resultado de gran ayuda para su investigación.
Para analizar los datos, Madhusudhan utilizó un programa informático que él mismo diseñó en 2009, cuando trabajaba en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). El método ya fue utilizado para estudiar otros exoplanetas aunque ahora lo ha perfeccionado añadiéndole un método de análisis estadístico.
"Sin duda estamos en un momento muy emocionante en la investigación de exoplanetas. Creo que en los próximos meses y años se descubrirán otras 'supertierras', y estoy seguro de que habrá más observaciones de sus atmósferas", concluye el investigador.

Estrellas Cefeidas: conflicto resuelto

La masa de las estrellas Cefeidas es el centro de un conflicto de dura casi medio siglo: la teoría de la pulsación estelar predice una masa muy inferior a la masa predicha por la teoría de la evolución estelar. El descubrimiento de una estrella Cefeida en un sistema binario ha permitido ahora medir su masa con una precisión del 1 %. Esta medida, que resulta estar en claro acuerdo con la teoría de la pulsación, viene a zanjar el conflicto.

Balizas cósmicas

Las Cefeidas son estrellas que pulsan (contrayéndose y expandiéndose) con periodos comprendidos entre varios días y varios meses. Cuanto más luminosa es la estrella, más largo es su periodo de pulsación, de forma que midiendo este periodo puede obtenerse una medida de la luminosidad de la estrella. Y conocida la luminosidad, puede compararse ésta con el brillo aparente en el cielo para obtener así una medida de la distancia a la estrella. Las Cefeidas son pues como balizas que nos indican claramente las distancias a las que se encuentran en el Universo.
Localizando estrellas Cefeidas en galaxias progresivamente más y más lejanas, y midiendo sus periodos, Edwin Hubble estableció su famosa relación de proporcionalidad entre la distancia y la velocidad de las galaxias, una ley que conduciría a la teoría del Big Bang para el origen del Universo.
A pesar de su enorme importancia en Astronomía, quedan por comprender muchos aspectos de las Cefeidas. La incertidumbre más incómoda sobre estas estrellas se refiere a un parámetro fundamental: su masa. Los modelos teóricos de las pulsaciones de estos objetos proporcionan unas estimaciones de sus masas que son muy inferiores (hasta el 30 %) a las predicciones de la clásica teoría de evolución estelar. Este embarazoso conflicto se ha prolongado durante el último medio siglo.

Rafael Bachiller | Madrid
Actualizado miércoles 08/12/2010 19:03 horas
El astrónomo Rafael Bachiller nos desvela e interpreta las imágenes más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo.



La masa de las estrellas Cefeidas es el centro de un conflicto de dura casi medio siglo: la teoría de la pulsación estelar predice una masa muy inferior a la masa predicha por la teoría de la evolución estelar. El descubrimiento de una estrella Cefeida en un sistema binario ha permitido ahora medir su masa con una precisión del 1 %. Esta medida, que resulta estar en claro acuerdo con la teoría de la pulsación, viene a zanjar el conflicto.

Balizas cósmicas

Las Cefeidas son estrellas que pulsan (contrayéndose y expandiéndose) con periodos comprendidos entre varios días y varios meses. Cuanto más luminosa es la estrella, más largo es su periodo de pulsación, de forma que midiendo este periodo puede obtenerse una medida de la luminosidad de la estrella. Y conocida la luminosidad, puede compararse ésta con el brillo aparente en el cielo para obtener así una medida de la distancia a la estrella. Las Cefeidas son pues como balizas que nos indican claramente las distancias a las que se encuentran en el Universo.
Localizando estrellas Cefeidas en galaxias progresivamente más y más lejanas, y midiendo sus periodos, Edwin Hubble estableció su famosa relación de proporcionalidad entre la distancia y la velocidad de las galaxias, una ley que conduciría a la teoría del Big Bang para el origen del Universo.
A pesar de su enorme importancia en Astronomía, quedan por comprender muchos aspectos de las Cefeidas. La incertidumbre más incómoda sobre estas estrellas se refiere a un parámetro fundamental: su masa. Los modelos teóricos de las pulsaciones de estos objetos proporcionan unas estimaciones de sus masas que son muy inferiores (hasta el 30 %) a las predicciones de la clásica teoría de evolución estelar. Este embarazoso conflicto se ha prolongado durante el último medio siglo.

Binarias eclipsantes: ideales para medir masas

Una estrella binaria es un sistema de dos estrellas que orbitan en torno a un centro de masas común. Cuando la binaria es vista de canto, se denomina 'eclipsante'. Según va eclipsando una estrella a la otra, se observa una variación periódica en el brillo (la 'curva de luz', como la que se muestra en la recreación). Midiendo el periodo de estas variaciones, resulta posible medir las masas de ambas estrellas con mucha precisión.
Para resolver el conflicto de la masa de las Cefeidas bastaba pues con encontrar una Cefeida en el seno de una binaria eclipsante, lo que permitiría medir directamente su masa. Contrastando la masa medida con las predicciones de las dos teorías resultaría entonces posible decidir qué teoría estaba en lo cierto.
Desgraciadamente, ni las Cefeidas ni las binarias eclipsantes son estrellas abundantes en nuestra galaxia. Durante varias décadas los astrónomos han buscado una Cefeida en una binaria sin éxito.

Cefeida en una binaria

El cielo en torno a OGLE-LMC_CEP0227 | ESO/DSS2 y D. de Martin El cielo en torno a OGLE-LMC_CEP0227 | ESO/DSS2 y D. de Martin
Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile, y Universidad de Varsovia, Polonia), utilizando el telescopio de 3,6 m de la ESO en La Silla (Chile) han logrado finalmente identificar una Cefeida en el seno de un sistema binario. Se trata del sistema denominado `OGLE-LMC-CEP0227´ y situado en la Gran Nube de Magallanes (una galaxia satélite de la Vía Láctea situada a unos 157.000 años-luz de distancia). Este sistema contiene una Cefeida de 3,8 días de periodo, mientras que el periodo orbital de la binaria es de 310 días.
Utilizando el espectrógrafo HARPS en este mismo telescopio, los astrónomos se aseguraron de las propiedades de los dos miembros de la binaria analizando sus radiaciones y midiendo sus velocidades con alta precisión. Incluso pudieron medir el movimiento de expansión y contracción de la superficie de la Cefeida.
Estas medidas tan detalladas permitieron a los observadores determinar el movimiento orbital, los tamaños y las masas de cada una de las dos estrellas con gran precisión, superando ampliamente la precisión que se había logrado previamente para una Cefeida. La masa de la Cefeida fue estimada en 4,14 veces la masa del Sol, con una incertidumbre del orden del 1%.
La nueva medida concuerda exactamente con las predicciones de la teoría de la pulsación estelar, y no está de acuerdo con la masa predicha por la teoría de la evolución estelar. La sobreestimación de las masas por esta última teoría podría deberse a que no tiene en cuenta la pérdida de masa sufrida por las Cefeidas durante sus pulsaciones, o a algún proceso de mezclado que podría tener lugar en el interior estelar en la fase previa a la formación de la Cefeida.
Naturalmente, sería deseable ahora encontrar otros pares de estrellas de características similares a OGLE-LMC-CEP0227 para estar seguros de que estos resultados son generalizables. En particular, si se encontrasen otros de estos sistemas en las Nubes de Magallanes, podría llegar a medirse la distancia a nuestras galaxias satélites con una precisión en torno al 1 %, lo que constituiría un logro muy significativo en la determinación de la escala cósmica de distancias.
Los resultados de Pietrzyński y colaboradores apareció publicado el pasado 25 de Noviembre en la revista Nature.

También interesante


  • El nombre OGLE-LMC-CEP0227 proviene de la primera identificación de la binaria en una búsqueda de micro-lentes gravitatorias denominada OGLE [http://ogle.astrouw.edu.pl/]. Uno de los resultados más celebres de esta búsqueda es la detección de más de una decena de planetas extrasolares.
  • La denominación 'Cefeida' procede de la estrella delta Cefei, que es el prototipo de estas estrellas variables. Las Cefeidas fueron identificadas en el siglo XVIII. El astrónomo aficionado inglés John Goodricke (1764-1786) descubrió las variaciones tanto de delta Cefei como de Algol (beta Persei). Además, Goodricke explicó las variaciones de Algol como resultado de los eclipses en un sistema binario (lo que hoy denominamos una binaria eclipsante).
  • Hay dos tipos de Cefeidas, las Cefeidas clásicas son estrellas jóvenes, muy masivas (varias veces más masivas que el Sol) y muy luminosas. Mientras que las Cefeidas de tipo II son más viejas, menos masivas y menos luminosas. Los periodos de estas últimas son más cortos (menores de 18 días) que los de las Cefeidas clásicas y han seguido un proceso evolutivo completamente diferente. OGLE-LMC-CEP0227 es una