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Físicos del MIT detectan extrañas partículas híbridas unidas por un ‘pegamento’ de intensidad única

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Físicos del MIT han detectado una partícula híbrida en un material magnético bidimensional inusual. La partícula híbrida es una mezcla de un electrón y un fonón. Crédito: Christine Daniloff, MIT

El descubrimiento podría ofrecer un camino hacia dispositivos electrónicos más pequeños y rápidos.

En el mundo de las partículas, a veces dos son mejores que uno. Tomemos, por ejemplo, los pares de electrones. Cuando dos electrones se unen, pueden deslizarse a través del material sin fricción, dándole al material propiedades superconductoras especiales. Estos pares de electrones, o pares de Cooper, son una especie de partícula híbrida, un compuesto de dos partículas que se comportan como una sola, con propiedades superiores a la suma de sus partes.

Ahora CON Los físicos han detectado otro tipo de partícula híbrida en un material magnético bidimensional inusual. Determinaron que la partícula híbrida es una combinación de un electrón y un fonón (una cuasipartícula que se produce a partir de los átomos en vibración de un material). Cuando midieron la fuerza entre el electrón y el fonón, encontraron que el pegamento, o enlace, era 10 veces más fuerte que cualquier otro híbrido electrón-fonón conocido hasta la fecha.

El enlace excepcional de la partícula sugiere que su electrón y fonón podrían sintonizarse en tándem; por ejemplo, cualquier cambio en el electrón debería afectar al fonón y viceversa. En principio, una excitación electrónica, como voltaje o luz, aplicada a la partícula híbrida podría estimular al electrón como lo haría normalmente, y también afectar al fonón, lo que influye en las propiedades estructurales o magnéticas de un material. Tal control dual podría permitir a los científicos aplicar voltaje o luz a un material para ajustar no solo sus propiedades eléctricas, sino también su magnetismo.

Electrones interactuando fuertemente con las ondas vibrantes de la red.

Impresión artística de los electrones ubicados en los orbitales interactuando fuertemente con las ondas vibratorias de la red (fonones). La estructura lobular representa la nube de electrones de iones de níquel en NiPS3, también conocidos como orbitales. Las ondas que emanan de la estructura orbital representan oscilaciones de fonones. Las bandas brillantes indican la formación de un estado enlazado entre los electrones y las vibraciones de la red. Crédito: Emre Ergecen

Los resultados son particularmente relevantes, ya que el equipo identificó la partícula híbrida en el trisulfuro de fósforo y níquel (NiPS3), un material bidimensional que ha suscitado recientemente interés por sus propiedades magnéticas. Si estas propiedades pudieran manipularse, por ejemplo a través de las partículas híbridas recién detectadas, los científicos creen que el material algún día podría ser útil como un nuevo tipo de semiconductor magnético, que podría convertirse en una electrónica más pequeña, más rápida y más eficiente energéticamente. .

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“Imagínese si pudiéramos estimular un electrón y hacer reaccionar el magnetismo”, dice Nuh Gedik, profesor de física en el MIT. “Entonces podrías crear dispositivos que sean muy diferentes de cómo funcionan hoy. «

Gedik y sus colegas publicaron sus resultados el 10 de enero de 2022 en la revista Naturaleza Comunicación. Sus coautores incluyen a Emre Ergeçen, Batyr Ilyas, Dan Mao, Hoi Chun Po, Mehmet Burak Yilmaz y Senthil Todadri en el MIT, así como a Junghyun Kim y Je-Geun Park en la Universidad Nacional de Seúl en Corea.

Hojas de partículas

El campo de la física moderna de la materia condensada se centra, en parte, en la búsqueda de interacciones en la materia a nanoescala. Tales interacciones, entre átomos de un material, electrones y otras partículas subatómicas, pueden conducir a resultados sorprendentes, como la superconductividad y otros fenómenos exóticos. Los físicos investigan estas interacciones condensando sustancias químicas en superficies para sintetizar láminas de materiales bidimensionales, que podrían ser tan delgadas como una capa atómica.

En 2018, un grupo de investigación en Corea descubrió interacciones inesperadas en hojas sintetizadas de NiPS3un material bidimensional que se convierte en antiferromagnético a temperaturas muy bajas del orden de 150 Kelvin, o -123 grados Celsius. La microestructura de un antiferromagnético se asemeja a una red de panal de átomos cuyos espines son opuestos a los de su vecino. Por el contrario, un material ferromagnético está formado por átomos cuyos espines están alineados en la misma dirección.

Al sondear NiPS3este grupo descubrió que la excitación exótica se vuelve visible cuando el material se enfría por debajo de su transición antiferromagnética, aunque la naturaleza exacta de las interacciones responsables de esto no está clara. Otro grupo encontró signos de una partícula híbrida, pero sus componentes exactos y su relación con esta excitación exótica tampoco estaban claros.

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Gedik y sus colegas se preguntaron si podrían detectar la partícula híbrida y desentrañar las dos partículas que componen el conjunto, capturando sus movimientos característicos con un láser ultrarrápido.

Magnéticamente visible

Normalmente, el movimiento de los electrones y otras partículas subatómicas es demasiado rápido para obtener una imagen, incluso con la cámara más rápida del mundo. El desafío, dice Gedik, es similar a tomar una foto de una persona corriendo. La imagen resultante es borrosa porque el obturador de la cámara, que deja pasar la luz para capturar la imagen, no es lo suficientemente rápido y la persona sigue corriendo en el cuadro antes de que el obturador pueda tomar una foto nítida.

Para solucionar este problema, el equipo utilizó un láser ultrarrápido que emite pulsos de luz que duran solo 25 femtosegundos (un femtosegundo es 1 millonésima de 1 billonésima de segundo). Dividieron el pulso del láser en dos pulsos separados y los dirigieron a una muestra de NiPS.3. Los dos pulsos se establecieron con un ligero retraso entre sí, de modo que el primero estimuló o «pateó» la muestra, mientras que el segundo recogió la respuesta de la muestra, con una resolución temporal de 25 femtosegundos. De esta forma, pudieron crear “películas” ultrarrápidas a partir de las cuales se podían deducir las interacciones de las diferentes partículas dentro del material.

En particular, midieron la cantidad precisa de luz reflejada por la muestra en función del tiempo entre los dos pulsos. Este reflejo debería cambiar de alguna manera si hay partículas híbridas presentes. Se ha encontrado que este es el caso cuando la muestra se ha enfriado por debajo de 150 Kelvin, cuando el material se vuelve antiferromagnético.

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“Descubrimos que esta partícula híbrida solo era visible por debajo de cierta temperatura, cuando se activa el magnetismo”, explica Ergeçen.

Para identificar los constituyentes específicos de la partícula, el equipo varió el color o la frecuencia del primer láser y encontró que la partícula híbrida era visible cuando la frecuencia de la luz reflejada estaba alrededor de un tipo particular de transición que se sabe que ocurre cuando un el electrón se mueve entre dos orbitales d. También observaron el espaciado del patrón periódico visible en el espectro de la luz reflejada y descubrieron que correspondía a la energía de un tipo específico de fonón. Esto aclaró que la partícula híbrida está formada por excitaciones de electrones del orbital d y este fonón específico.

Realizaron un modelado adicional basado en sus mediciones y descubrieron que la fuerza que une el electrón al fonón es aproximadamente 10 veces más fuerte que lo que se ha estimado para otros híbridos electrón-fonón conocidos.

“Una forma potencial de aprovechar esta partícula híbrida es que podría permitirle emparejarse con uno de los componentes y sintonizar indirectamente el otro”, dijo Ilyas. «De esa manera podrías cambiar las propiedades de un material, como el estado magnético del sistema».

Referencia: «Estados unidos de fonones y electrones oscuros iluminados magnéticamente en un antiferromagnético de van der Waals» por Emre Ergeçen, Batyr Ilyas, Dan Mao, Hoi Chun Po, Mehmet Burak Yilmaz, Junghyun Kim, Je-Geun Park, T. Senthil y Nuh Gedik , 10 de enero de 2022, Naturaleza Comunicación.
DOI: 10.1038 / s41467-021-27741-3

Esta investigación fue financiada, en parte, por el Departamento de Energía de EE. UU. y la Fundación Gordon y Betty Moore.

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La computadora de la estación espacial de Hewlett Packard Enterprise está en demanda

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Preguntas y respuestas con el investigador principal de HPE Spaceborne Computer-2, Mark Fernandez

Desde su viaje de febrero de 2020 a la Estación Espacial Internacional, Spaceborne Computer-2 ha realizado 20 experimentos centrados en la atención médica, las comunicaciones, la observación de la Tierra y las ciencias biológicas. Sin embargo, la cola para acceder a la computadora comercial disponible en la nube Azure de Microsoft continúa creciendo.

Mark Fernandez, investigador principal de Spaceborne Computer-2. Crédito: HPE

Mark Fernandez, investigador principal de Spaceborne Computer-2, ve un futuro brillante para la informática espacial. Él espera que se instalen computadoras cada vez más capaces en satélites y se alojen en centros de datos en órbita en los próximos años. Los procesadores Edge procesarán datos en la luna y Lunar Gateway de la NASA albergará recursos informáticos avanzados, dijo Fernández. Noticias espaciales.

Fernández, quien tiene un doctorado en informática de la Universidad del Sur de Mississippi, fue desarrollador de software para la Spaceborne Computer original de HPE, una supercomputadora que llegó a la ISS en agosto de 2017 y regresó a la Tierra un año y medio después en un SpaceX Dragon. carga. cápsula.

¿Qué quiere decir la gente cuando habla de supercomputadoras en el espacio?

Los pequeños clústeres en el borde se posicionan como supercomputadoras porque son más que un pequeño dispositivo de borde. Llamamos a Spaceborne-1 una supercomputadora porque hicimos un teraflop de computación en el espacio. Eso es órdenes de magnitud más de lo que nadie ha hecho antes.

¿Qué aprendes de Spaceborne Computer-2?

Lo que me asombra es la diversidad de experiencias. Tenemos 39 experiencias en cola, y el número de experiencias está creciendo.

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Analizamos el ADN de los astronautas. Este, en particular, me atrae porque los científicos han esperado semanas o meses para traer esta gran secuencia de ADN a la Tierra para su análisis. Puede comparar este gran conjunto de datos con el gran genoma humano, pero solo le interesan las mutaciones.

Bueno, tardamos unos 13 minutos en procesarlo y luego unos dos segundos en descargarlo. De repente, los científicos dijeron que en lugar de monitorear la salud de un astronauta todos los meses, podrían monitorear a toda la tripulación diariamente y tener una mejor idea de cuándo los viajes espaciales los están afectando negativamente.

Examinamos cómo los satélites se comunican entre sí. Diferentes tipos de cifrado, diferentes tipos de protocolos, diferentes tipos de compresión.

¿Qué te da más seguridad y consume menos energía?

Muchas experiencias tienen que ver con el clima y la preparación para desastres. Las imágenes de alta resolución de tormentas y tornados son archivos de datos de gran tamaño. Básicamente, los socorristas solo quieren saber dónde está el incendio forestal. ¿Cuál es la trayectoria del tornado? Puedes decirles eso en pocas palabras.

en lugar de fotos?

Una foto tarda una eternidad en bajar. Podemos lidiar con eso. Quiero saber dónde está inundado y no inundado. Quiero saber si la carretera es transitable o no.

¿Estás enviando solo la información más valiosa al suelo?

Esta es la primera capa de la cebolla que exploramos. Es una ventaja inteligente. No queremos llevar toda la informática a la periferia. No queremos llevar toda la informática a la nube. Si tengo un flujo de trabajo de varios pasos, puedo hacer dos o tres pasos al límite. Pero sería mucho mejor transmitir esos resultados intermedios más pequeños a la nube.

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¿Por ejemplo?

Se remonta al ADN de los astronautas. Las mutaciones se actualizan continuamente en las bases de datos del Instituto Nacional de Salud y el Instituto Nacional del Cáncer. Tenemos la nube para buscar en estas bases de datos.

¿Cuál es el mejor enfoque para los diferentes tipos de datos?

Tenemos científicos serios a la cabeza de la hélice que ejecutan cosas solo en la nube o solo en el espacio en Spaceborne Computer. Lo diferencian. Lo ejecutan solo en la CPU, solo en la GPU. Ofrecen pautas.

La gente también habla de procesamiento a bordo para operaciones satelitales.

Analógico es conducción autónoma. Al igual que todos los automóviles se comunicarán entre sí, todos estos satélites se comunicarán entre sí. Uno de ellos levantará la mano y dirá: “Tengo buena conectividad con la Tierra. Transmitiré este mensaje. Entonces todos están de acuerdo.

El Spaceborne Computer-2 de Hewlett Packard Enterprise, enviado a la Estación Espacial Internacional en febrero de 2021, está conectado a la nube Azure de Microsoft a través de las estaciones terrestres de la NASA y HPE. Crédito: NASA

HPE estableció una alianza en 2019 con OrbitsEdge, una startup de Florida con un bus satelital para dispositivos electrónicos sensibles. ¿Está trabajando en la instalación de equipos HPE en satélites OrbitsEdge?

Si en efecto. OrbitsEdge configura un satélite con varias computadoras HPE separadas. Para usted, se parece a su computadora en su satélite. Pero en realidad albergan varias computadoras de varias personas completamente aisladas entre sí, ya que se encuentran en dispositivos físicamente separados. Pueden ejecutar todos los protocolos que deseen y todas las comunicaciones que deseen.

¿Cómo visualiza los recursos informáticos en el espacio cislunar?

Cuando lleguemos a la luna, el centro de datos y la computación de alto rendimiento estarán orbitando la luna, y los puestos de avanzada estarán en la periferia.

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¿Cuáles son los desafíos futuros para la computación espacial?

Todos ellos están relacionados con la exploración espacial. La energía, la refrigeración y las redes no son estables. La creación de redes es la más inestable. Hay varias veces al día [on ISS] cuando no tenemos conectividad. Si fuera tu celular, estarías buscando un nuevo proveedor. Pero la estación espacial no tiene opción.

¿Dónde imaginas que suceda en la órbita de la Tierra, en la Luna y en Marte?

Si OrbitsEdge obtiene su prueba de concepto y puede tener un satélite multiinquilino, el siguiente paso lógico es un centro de datos multiinquilino construido a partir de satélites más grandes. OrbitsEdge se centra en la energía, la refrigeración y las redes. Nos dejan ese cálculo a nosotros.

En la luna, tendrías comunicación de baja energía con la puerta de enlace. La puerta de enlace tendrá energía, refrigeración y almacenamiento. Se está considerando una arquitectura similar para el puesto avanzado de Marte.

¿Las aplicaciones espaciales requieren continuamente más recursos informáticos como las aplicaciones terrestres?

Sí, lo quiere más rápido, quiere una mejor red y quiere más potencia. Nadie se quejó de tener muchas computadoras espaciales en este momento. Ellos preguntan, «¿Cuándo podré superar esto?»

Este artículo apareció originalmente en la edición de enero de 2022 de la revista SpaceNews.

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Horoscopo

Captura todo lo que brilla en las galaxias

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Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Un equipo de investigación internacional estudiará estrellas, cúmulos de estrellas y polvo en 19 galaxias cercanas.

Para entender las galaxias, necesitas entender cómo se forman las estrellas. Más de 100 investigadores de todo el mundo han colaborado para reunir observaciones de galaxias espirales cercanas tomadas con los telescopios de radio, visible y ultravioleta más poderosos del mundo, y pronto agregarán un conjunto completo de imágenes infrarrojas de alta resolución de NASAestá Telescopio espacial James Webb. Con este innovador conjunto de datos, los astrónomos podrán estudiar las estrellas a medida que comienzan a formarse en nubes de gas oscuro y polvoriento, desentrañar cuándo estas estrellas incipientes persiguen ese gas y polvo, e identificar estrellas en capas más maduras que se hinchan en capas de gas y polvo. – todo por primera vez en un conjunto diverso de galaxias espirales.

Galaxia NGC 3351

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 3351 combina observaciones de múltiples observatorios para revelar detalles sobre sus estrellas y gas. Las observaciones de radio del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestran un gas molecular magenta denso. El instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del Very Large Telescope destaca los lugares donde las estrellas masivas jóvenes iluminan su entorno, en rojo. Las imágenes del telescopio espacial Hubble resaltan las líneas de polvo en blanco y las estrellas recién formadas en azul. Las imágenes infrarrojas de alta resolución del Telescopio Espacial Webb ayudarán a los investigadores a identificar dónde se están formando las estrellas detrás del polvo y estudiar las primeras etapas de formación estelar en esta galaxia. Crédito: Ciencia: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)

Las espirales se encuentran entre las formas más cautivadoras del universo. Aparecen en intrincadas conchas marinas, telarañas cuidadosamente construidas e incluso en los bucles de las olas del océano. Las espirales de escala cósmica, como las que se ven en las galaxias, son aún más sorprendentes, no solo por su belleza, sino también por la abrumadora cantidad de información que contienen. ¿Cómo se forman las estrellas y los cúmulos estelares? Hasta hace poco, una respuesta completa estaba fuera de alcance, bloqueada por gas y polvo. En su primer año de funcionamiento, el telescopio espacial James Webb de la NASA ayudará a los investigadores a esbozar un ciclo de vida estelar más detallado con imágenes infrarrojas de alta resolución de 19 galaxias.

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El telescopio también proporcionará algunas «piezas de rompecabezas» clave que faltaban hasta ahora. «JWST aborda tantas fases diferentes del ciclo de vida estelar, todas con una resolución extraordinaria», dijo Janice Lee, científica en jefe del Observatorio Gemini en el NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias en Tucson, Arizona. «Webb revelará la formación estelar en sus primeras etapas, justo cuando el gas colapsa para formar estrellas y calienta el polvo circundante».

A Lee se unen David Thilker de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, Kathryn Kreckel de la Universidad de Heidelberg en Alemania y otros 40 miembros del programa de estudio de longitud de onda múltiple conocido como PHANGS (Física en alta resolución angular en galaxias cercanas). ¿Su misión? No solo para descubrir los misterios de la formación estelar con las imágenes infrarrojas de alta resolución de Webb, sino también para compartir los conjuntos de datos con la comunidad astronómica más amplia para acelerar el descubrimiento.

Los ritmos de formación estelar

PHANGS es nuevo, en parte porque reunió a más de 100 expertos internacionales para estudiar la formación estelar de principio a fin. Apuntan a galaxias visibles desde el frente desde la Tierra y distantes en promedio a 50 millones de años luz. La gran colaboración comenzó con imágenes de luz de microondas de 90 galaxias del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. Los astrónomos usan estos datos para producir mapas de gases moleculares para estudiar las materias primas necesarias para formar estrellas. Una vez el telescopio muy grandeExplorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSA), también en Chile, ha sido puesto en línea, han obtenido datos conocidos como espectros para estudiar las fases posteriores de formación de estrellas en 19 galaxias, particularmente después de que los cúmulos de estrellas hayan limpiado el gas y el polvo cercanos. El espacio El Telescopio Espacial Hubble proporcionó observaciones de luz visible y ultravioleta de 38 galaxias para agregar imágenes de alta resolución de estrellas individuales y cúmulos de estrellas.

Galaxia NGC 1300

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 1300 combina múltiples observaciones para mapear poblaciones estelares y gas. La luz de radio observada por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que se muestra en amarillo, resalta las nubes de gas molecular frío que proporcionan la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas. Los datos del instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del Very Large Telescope se muestran en rojo y magenta, capturando el impacto de las estrellas masivas jóvenes en el gas que las rodea. La luz visible y ultravioleta capturada por el telescopio espacial Hubble resalta las líneas de polvo en dorado y las estrellas muy jóvenes y calientes en azul. Las imágenes infrarrojas de alta resolución del Telescopio Espacial Webb ayudarán a los investigadores a identificar dónde se están formando las estrellas detrás del polvo y estudiar las primeras etapas de formación estelar en esta galaxia.
Créditos: Ciencia: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI)

Los elementos que faltan, que Webb completará, se encuentran en gran parte en áreas de galaxias que están oscurecidas por el polvo, regiones donde las estrellas comienzan a formarse activamente. «Claramente vamos a ver cúmulos de estrellas en el centro de estas densas nubes moleculares de las que anteriormente solo teníamos evidencia circunstancial», dijo Thilker. «Webb nos está dando una forma de mirar dentro de estas ‘fábricas de estrellas’ para ver cúmulos de estrellas recién ensamblados y medir sus propiedades antes de que evolucionen».

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Los nuevos datos también ayudarán al equipo a determinar la edad de las poblaciones estelares en una muestra diversa de galaxias, lo que ayudará a los investigadores a construir modelos estadísticos más precisos. “Siempre ponemos el contexto de las escalas pequeñas en el panorama general de las galaxias”, explicó Kreckel. «Con Webb, rastrearemos la secuencia evolutiva de estrellas y cúmulos de estrellas en cada galaxia».

Otra respuesta importante que están buscando se refiere al polvo que rodea a las estrellas, en el medio interestelar. Webb les ayudará a determinar qué áreas de gas y polvo están asociadas con regiones específicas de formación estelar y cuáles son material interestelar que flota libremente. “No se podía hacer antes, más allá de las galaxias más cercanas. Será transformador”, agregó Thilker.

El equipo también está trabajando para comprender el momento del ciclo de formación estelar. «Las escalas de tiempo son esenciales en astronomía y física», dijo Lee. «¿Cuánto tiempo toma cada etapa de formación estelar? ¿Cómo podrían variar estos tiempos en diferentes entornos galácticos? Queremos medir cuándo estas estrellas se liberan de sus nubes de gas para comprender cómo se altera la formación estelar.

ciencia para todos

Estas observaciones de Webb se tomarán como parte de un programa del Tesoro, lo que significa que no solo estarán disponibles de inmediato para el público, sino que también tendrán un valor científico amplio y duradero. El equipo trabajará para crear y publicar conjuntos de datos que alineen los datos de Webb con cada uno de los conjuntos de datos complementarios de ALMA, MUSE y Hubble, lo que permitirá a los futuros investigadores atravesar fácilmente cada galaxia y sus poblaciones estelares, activando y deshabilitando varias longitudes de onda y haciendo zoom. en píxeles individuales de imágenes. Proporcionarán inventarios de las diferentes fases del ciclo de formación estelar, incluidas las regiones de formación estelar, las estrellas jóvenes, los cúmulos estelares y las propiedades del polvo local.

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Esta investigación se llevará a cabo a través de los programas de Observador General (GO) de Webb, que se seleccionan de forma competitiva mediante un sistema de revisión doble ciego, el mismo sistema que se utiliza para asignar el tiempo en el Telescopio Espacial Hubble.

El telescopio espacial James Webb es el primer observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá los misterios de nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

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Horoscopo

Un enorme iceberg arrojó más de 150 mil millones de toneladas de agua dulce al océano cuando pasaba por Georgia del Sur.

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El iceberg A68A con unos pequeños trozos de hielo que se han desprendido a su alrededor (21 de noviembre de 2020). Crédito: NASA Worldview Snapshots imagen MODIS

Los científicos que monitorean el iceberg antártico gigante A68A desde el espacio revelan que se liberó una gran cantidad de agua dulce cuando se derritió alrededor de la isla subantártica de Georgia del Sur.

Según un nuevo estudio.

En julio de 2017, el iceberg A68A se separó de la plataforma de hielo Larsen-C en la Península Antártica y comenzó su épico viaje de 3,5 años y 4000 km a través del Océano Antártico. Con 5.719 kilómetros cuadrados, una cuarta parte del tamaño de Gales, era el iceberg más grande de la Tierra cuando se formó y el sexto más grande registrado. Alrededor de la Navidad de 2020, el iceberg recibió mucha atención cuando se desplazó siniestramente cerca de Georgia del Sur, lo que generó temores de que pudiera dañar el frágil ecosistema de la isla.

Investigadores del Centro de Observaciones y Modelado Polar (CPOM) y el British Antarctic Survey (BAS) utilizaron mediciones satelitales para mapear el área y el grosor del iceberg A68A a lo largo de su ciclo de vida. Los autores muestran que el iceberg se había derretido lo suficiente durante su deriva para evitar dañar el lecho marino alrededor de Georgia del Sur al encallar. Sin embargo, un efecto secundario del derretimiento fue la liberación de una colosal cantidad de 152 mil millones de toneladas de agua dulce cerca de la isla, una perturbación que podría tener un profundo impacto en el hábitat marino de la isla.

Iceberg A68A acercándose a la isla Georgia del Sur

Iceberg A68A en aproximación a la isla Georgia del Sur (14 de diciembre de 2020). La parte izquierda de la imagen son nubes. Crédito: NASA Worldview Snapshots imagen MODIS

Durante los dos primeros años de su vida, el A68A permaneció cerca de la Antártida en las frías aguas del Mar de Weddell y experimentó poco derretimiento. Sin embargo, una vez que inició su viaje hacia el norte a través del Pasaje de Drake, pasó por aguas cada vez más cálidas y comenzó a derretirse. En total, el iceberg se adelgazó 67 metros desde su espesor original de 235 m, y la tasa de fusión aumentó considerablemente a medida que el iceberg se desplazaba en el Mar de Scotia alrededor de Georgia del Sur.

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Laura Gerrish, especialista en GIS y mapeo en BAS y coautora del estudio, dijo:

«A68 ​​​​fue un iceberg absolutamente fascinante para seguir desde su inicio hasta su final. Las mediciones frecuentes nos permitieron seguir cada movimiento y ruptura del iceberg a medida que avanzaba lentamente hacia el norte a través del callejón de icebergs y hacia el mar de Scotia, donde luego recogió aceleró y estuvo muy cerca de la isla Georgia del Sur.


Adelgazamiento y ruptura del iceberg A68A a lo largo del tiempo. Las tasas de fusión aumentan considerablemente una vez que el iceberg se desplaza hacia el mar abierto al norte de la península antártica. El grosor del iceberg se derivó de los datos de altimetría satelital de Cryosat-2 e ICESat-2. La forma y el tamaño de los icebergs provienen de los datos de los satélites Sentinel-1, Sentinel-3 y MODIS. Crédito: Anne Braakmann-Folgmann CPOM

Si la quilla de un iceberg es demasiado profunda, puede atascarse en el fondo del mar, lo que puede ser perturbador de varias maneras diferentes; las marcas de socavación pueden destruir la vida silvestre, y el propio iceberg puede bloquear las corrientes oceánicas y las rutas de alimentación de los depredadores. Todos estos resultados potenciales se temían cuando A68A se acercó a Georgia del Sur. Sin embargo, este nuevo estudio revela que solo chocó brevemente con el lecho marino y se rompió poco después, lo que reduce el riesgo de quedarse atascado. Cuando llegó a las aguas poco profundas alrededor de Georgia del Sur, la quilla del iceberg se había reducido a 141 metros por debajo de la superficie del océano, lo suficientemente poco profundo como para evitar el lecho marino por unos 150 metros de profundidad.

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Sin embargo, el ecosistema y la vida silvestre alrededor de Georgia del Sur ciertamente habrán sentido el impacto de la visita del colosal iceberg. Cuando los icebergs se desprenden de las plataformas de hielo, se desplazan con las corrientes oceánicas y el viento mientras liberan agua de deshielo fría y fresca y nutrientes a medida que se derriten. Este proceso influye en la circulación oceánica local y promueve la producción biológica alrededor del iceberg. En su apogeo, el iceberg se estaba derritiendo a un ritmo de 7 metros por mes y liberando un total de 152 mil millones de toneladas de agua dulce y nutrientes.

Anne Braakmann-Folgmann, investigadora del CPOM y candidata a doctorado en la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Leeds, es la autora principal del estudio. Ella dijo:

«Esta es una gran cantidad de agua de deshielo, y lo siguiente que queremos saber es si tuvo un impacto positivo o negativo en el ecosistema alrededor de Georgia del Sur.

«Debido a que el A68A tomó una ruta común a través del Pasaje de Drake, esperamos aprender más sobre los icebergs que toman una trayectoria similar y cómo influyen en los océanos polares».

El viaje de A68A se cartografió utilizando observaciones de 5 satélites diferentes. El cambio de área del iceberg se registró utilizando una combinación de imágenes Sentinel-1, Sentinel-3 y MODIS. Mientras tanto, el cambio en el grosor del iceberg se midió utilizando la altimetría CryoSat-2 e ICESat-2. Al combinar estas medidas, se determinaron el área, el grosor y el cambio de volumen del iceberg.

Tommaso Parrinello, Gerente de Misión CryoSat en la Agencia Espacial Europea, dijo:

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“Nuestra capacidad para estudiar cada movimiento del iceberg con tanto detalle se debe a los avances en las técnicas satelitales y al uso de una variedad de medidas. Los satélites de imágenes registran la ubicación y la forma del iceberg y los datos de las misiones de altimetría agregan una tercera dimensión, ya que miden la altura de las superficies debajo de los satélites y, por lo tanto, pueden observar cómo se derrite un iceberg.

Referencia: “Observando la desintegración del iceberg A68A desde el espacio” por A. Braakmann-Folgmann, A. Shepherd, L. Gerrish, J. Izzard y A. Ridout, 10 de enero de 2022, Teledetección ambiental.
DOI: 10.1016/j.rse.2021.112855

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