De estrellas de agujero negro a galletas de plástico: 7 noticias científicas que casi te pierdes
Sabemos que no tienes tiempo suficiente para indagar en todas las noticias científicas interesantes que suceden. Por eso, aquí destacamos algunas de las mejores historias recientes que puedes haberte perdido. La lista incluye el descubrimiento de un nuevo objeto celeste que los astrónomos han bautizado como “estrella de agujero negro”, la descomposición de plásticos con microbios para convertirlos en galletas comestibles, la relación entre los cantos de las ballenas y la teoría especial de la relatividad de Einstein, y cómo las flores del aguacate cambian de sexo durante el día.
El descubrimiento de una “estrella de agujero negro”
Estrella de agujero negroImagen: Rohan Naidu (Universidad de Hawái)
En 2024, astrónomos que analizaban conjuntos de datos recopilados por el Telescopio Espacial James Webb detectaron cientos de misteriosos puntos rojos, que se creía que eran cuásares jóvenes. Estos existían cuando el Universo tenía apenas unos cientos de millones de años. Entonces, un objeto en particular captó el interés de los científicos: un punto rojo extremadamente rojo y muy brillante, cuyas propiedades no coincidían con ningún objeto astrofísico conocido. Los astrónomos han concluido que este pequeño punto rojo es una "estrella de agujero negro", llamada así porque tiene el tamaño de una estrella grande, pero produce mucha más energía de la que sería posible mediante fusión nuclear; una energía comparable a la que produciría un agujero negro activo.
Describieron este nuevo objeto en detalle en un artículo publicado en la revista Nature. Inicialmente, los autores pensaron que el objeto era tan rojo porque estaba rodeado de polvo, pero si bien la luz que producía era extremadamente brillante, desaparecía por completo por debajo de ciertas longitudes de onda. Esto se conoce como "ruptura de Balmer" y suele ser una señal de una atmósfera estelar. Sin embargo, esta fue la ruptura más profunda jamás observada. Además, no se encontró evidencia de metales ni de ningún otro elemento aparte de hidrógeno y helio en el espectro.
Los autores decidieron realizar simulaciones por computadora para determinar qué podría producir esta inusual combinación de características. Razonaron que el punto rojo debía ser una poderosa fuente de energía rodeada por un capullo de hidrógeno muy denso, pero la única fuente posible capaz de alcanzar ese grado de brillo (100 mil millones de veces más brillante que una estrella) sería un agujero negro activo en acreción. El equipo concluyó que MoM-BH*-1, como han denominado al punto rojo, es una estrella de agujero negro: un agujero negro central masivo (de aproximadamente 100 masas solares) rodeado por un denso capullo de hidrógeno del tamaño de nuestro sistema solar. Los astrónomos esperan que el descubrimiento de estrellas de agujero negro (desde entonces se han identificado dos más) les ayude a resolver el enigma de cómo se formaron los agujeros negros supermasivos tan poco después del Big Bang.
Cómo hacer galletas con botellas de plástico
Foto: SIU Carbondale Communications
La contaminación por plásticos es un grave problema ambiental, y los microbios están ayudando a los científicos a mitigarlo de diversas maneras. Investigadores de la Universidad del Sur de Illinois (SIU) han descubierto cómo utilizar microbios para descomponer el tereftalato de polietileno (PET), el material utilizado en las botellas de plástico para bebidas, y convertirlo en una galleta comestible que, según sugieren, sería ideal para futuros astronautas en misiones espaciales, submarinos o colonias en la Luna o Marte. Presentaron su trabajo en una reunión de la Sociedad Química Estadounidense en Chicago.
El profesor Lahiru Jayakody de la SIU y sus colegas descubrieron que, dado que el plástico y los alimentos están basados en carbono, los productos alimenticios podrían ser un mercado útil para el reciclaje de residuos de PET. Programaron diferentes tipos de levadura para convertir moléculas de plástico en proteínas, vitaminas y saborizantes. Lo hicieron mediante un proceso patentado que utiliza agua y oxígeno a alta temperatura y presión para descomponer las botellas de plástico en fragmentos diminutos, haciéndolos más accesibles a los microbios. Estos microbios se encargan entonces de transformar dichos fragmentos en proteínas, grasas y ácidos.
El último paso: añadir fibra, almidón y edulcorante, y extruir la masa resultante con una impresora 3D para formar pequeñas galletas. Han bautizado su creación como µBites (microbocados). Los investigadores aún no han realizado pruebas de sabor en humanos, pero los participantes comentaron que las galletas huelen deliciosas y dijeron que las comerían si, por ejemplo, se encontraran en una situación con muy pocas opciones de comida. No es una recomendación entusiasta, pero es un comienzo. El equipo ya está trabajando para que las galletas sean más apetecibles, con la intención de que estén listas para el consumo en pocos años.
Los cantos de las ballenas hacen eco de Einstein
Uno no esperaría que los cantos de las ballenas tuvieran algo que ver con la teoría especial de la relatividad de Albert Einstein, pero según el oceanógrafo John Spiesberger, investigador visitante de la Universidad de Pensilvania, estaríamos equivocados. Todo comenzó cuando Spiesberger experimentaba con un programa informático para calcular la velocidad del sonido de los cantos de las ballenas, una parte fundamental de sus ecuaciones para el seguimiento de estos animales. Los cantos de las ballenas pueden viajar hasta 100 kilómetros bajo el agua, lo que significa que se puede localizar a los animales comparando el momento en que esos cantos llegan a los receptores instalados en el fondo marino.
Pero Spiesberger seguía obteniendo valores diferentes para la velocidad del sonido de esas llamadas, desde 1,000 metros por segundo hasta 3,000 metros por segundo. (La velocidad estándar del sonido en el agua de mar es de aproximadamente 1,500 metros por segundo). El oceanógrafo se dio cuenta de que no se trataba de un error en el software, sino de un efecto físico. Los receptores captaban tanto la señal directa como su eco reflejado cuando una ballena estaba cerca de la superficie, como explicaron Spiesberger y otros en un artículo publicado en la revista Physical Review E.
Se conoce como interferencia temporal, donde el pico más fuerte de la señal parece acelerarse, a veces dando la impresión de viajar más rápido que la luz. Sin embargo, la información codificada sigue obedeciendo este principio fundamental de la relatividad especial, por lo que no constituye una violación de las leyes de la física. Tras demostrar la conexión mediante simulaciones, Spiesberger trabaja ahora para registrar el efecto en el mundo real, instalando una serie de micrófonos de audio en un suelo duro con los mismos parámetros acústicos que el fondo oceánico.
Cada mosquito tiene un tipo
Foto: Christopher Necuze/Florida International University
Me incluyo entre las personas desafortunadas que atraen a los mosquitos; mi química corporal resulta irresistible para esos diminutos parásitos chupasangre. Los científicos saben que los mosquitos se sienten atraídos por la química corporal, pero resulta que cada especie tiene sus propias preferencias, ya que interpretan el olor humano de manera diferente, según un artículo publicado en la revista iScience. Esto podría conducir algún día al desarrollo de repelentes específicos para cada especie y, con suerte, a mejores estrategias regionales para combatir la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos.
Matthew DeGennaro, de la Universidad Internacional de Florida, dirigió el estudio de tres especies de mosquitos: el mosquito egipcio (Aedes aegypt), el mosquito tigre asiático (Aedes albopictus) y el mosquito común del sur (Culex quinquefasciatus). Las tres especies fueron expuestas a 119 voluntarios humanos dispuestos a ser picados con fines científicos. Los mosquitos egipcios se alimentan durante el día y muestran preferencia por los hombres sobre las mujeres. Los mosquitos tigre asiáticos, también diurnos, encontraron irresistibles los altos niveles de cetonas y compuestos volátiles similares a las plantas. Los mosquitos comunes del sur se alimentan durante la noche y eligen a las personas en función de sus microbiomas individuales: las bacterias, los hongos y los microbios que viven en la piel. Algunos microbiomas atrajeron a los mosquitos; otros los repelieron.
Los aguacates cambian de sexo varias veces al día
Algo para reflexionar mientras disfrutas de un guacamole preparado en la mesa: los árboles de aguacate son hermafroditas, lo que significa que sus flores pueden liberar polen (como "machos") o recibirlo (como "hembras"). Y los árboles alternan entre estas funciones a lo largo del día. Para evitar la autopolinización, aproximadamente la mitad de los árboles de aguacate (tipo A) están programados para abrir las flores femeninas por la mañana y las masculinas por la tarde; la otra mitad sigue el patrón opuesto (tipo B). Científicos de la Universidad de California en Davis, han identificado un mecanismo genético para este misterio centenario, según un artículo publicado en las actas de la National Academy of Sciences.
Los científicos analizaron los genomas de cientos de árboles de aguacate. Se identificó un gen, SDMYB, asociado con el ciclo de floración (tipo A o tipo B). Este gen presenta dos alelos (versiones alternativas), similares a los dos cromosomas sexuales alternativos presentes en muchas otras especies, uno dominante y otro recesivo. Los árboles de tipo A poseen una copia de cada versión; los de tipo B, dos copias de la versión recesiva.
De hecho, se encontraron las mismas dos versiones en otras 26 especies de árboles emparentadas, lo que sugiere que el mecanismo genético no se limita a los aguacateros. Esto también beneficiará a los productores de aguacate, ya que ahora pueden determinar el tipo de polen de un árbol en la etapa de germinación y escalonar sus siembras para asegurar el intercambio de polen entre ambos tipos a lo largo del día. Anteriormente, era necesario esperar a que el árbol floreciera para determinarlo, lo que podía tardar entre 10 y 15 años después de la siembra.
El sonido puede alimentar pequeños drones
Todos hemos experimentado la llamada resonancia de Helmholtz en nuestra vida cotidiana. Se trata del zumbido que se produce al soplar suavemente sobre el cuello de una botella, lo que provoca que el aire atrapado en su interior oscile. Según un artículo publicado en la revista Science Advances, científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) aprovecharon este efecto para construir diminutos barcos y microvoladores impulsados por sonido.
Si bien las ondas sonoras ya se habían utilizado para hacer levitar objetos en el aire, el equipo de la EPFL buscaba convertir el sonido en fuerza propulsora. Lo lograron incorporando pequeñas cavidades huecas fabricadas con plásticos, polímeros, vidrio y otros materiales comunes mediante impresión 3D en sus dispositivos. Las ondas sonoras excitan el aire dentro de las cavidades, expulsando el aire oscilante para generar empuje.
El equipo diseñó barcos en miniatura con tres cavidades sintonizadas a diferentes frecuencias audibles, lo que les permitía dirigir la embarcación en una dirección específica modificando la frecuencia de las ondas sonoras emitidas por un altavoz. Sus microvolantes impresos en 3D también contaban con tres cavidades integradas sintonizadas a frecuencias ultrasónicas, capaces de generar empuje ascendente o sustentación aerodinámica, similar a la de un helicóptero.
Refrigeración sin electricidad
Foto: Yi-Ting Hsiau y Jingyuan Xu, KIT/Ella Maru Studio
Los refrigeradores y sistemas de aire acondicionado convencionales funcionan mediante el ciclo de Carnot, que utiliza compresores eléctricos para transferir calor a través de un gas refrigerante desde una cámara de alta presión a una de baja presión. Sin embargo, este no es el método ideal, y Albert Einstein y Leo Szilard, entre otros, intentaron desarrollar alternativas; el refrigerador Einstein-Szilard, patentado por la compañía, era un sistema de absorción de alta eficiencia energética sin partes móviles. El último avance es un sistema elastocalórico, accionado por calor, capaz de aprovechar el calor residual y la energía solar para la refrigeración, según un artículo publicado en la revista Nature Energy.
Los sistemas de refrigeración elastocalórica utilizan aleaciones con memoria de forma, que se calientan al aplicarles una carga mecánica y se enfrían al liberarla. Estos sistemas aún dependen de actuadores eléctricos para aplicar dicha fuerza. Los autores del artículo encontraron una solución a este problema acoplando dos películas ultrafinas de níquel-titanio. La primera está diseñada para contraerse al calentarse, convirtiendo la energía térmica en trabajo mecánico sin necesidad de un motor eléctrico. Este trabajo se transfiere a la segunda película, produciendo cambios reversibles en su estructura cristalina y generando frío.
Esto permite impulsar la refrigeración de estado sólido mediante el calor residual y la energía solar. Hasta el momento, se trata solo de una demostración de la viabilidad del método; el siguiente paso es conectar varias películas para aumentar la capacidad de refrigeración. Si se logra ampliar la escala de este método, dichos sistemas serían ideales para refrigerar procesadores de computadora, utilizando su propio calor residual como fuente de energía, o para refrigerar componentes electrónicos sensibles de automóviles, aprovechando el calor residual del sistema de transmisión.
Artículo originalmente publicado en Ars Technica. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.