25 de julio de 2011

Descubren "por casualidad" la cuarta luna de Plutón


Washington, 20 jul (EFE).- El telescopio espacial Hubble descubrió por casualidad una nueva luna alrededor de Plutón mientras realizaba observaciones en busca de anillos en el planeta enano, informó hoy la NASA.

Con un diámetro estimado de 13 a 34 kilómetros, el nuevo satélite, que será designado temporalmente como P4, es el más pequeño de las cuatro lunas descubiertas hasta ahora alrededor de Plutón.

Caronte es la más grande, con 1.043 kilómetros de diámetro -y es considerada la luna más grande del Sistema Solar- mientras Nix e Hydra, están en el rango de entre 32 a 113 kilómetros.

El director del programa de observación del Hubble, el profesor Mark Showalter del Instituto SETI en Mountain View (California), indicó en un comunicado que las cámaras del Hubble han permitido a los astrónomos ver "claramente" un objeto tan pequeño desde una distancia de más de 5 millones de kilómetros.

El hallazgo es el resultado de los trabajos en curso para apoyar a la expedición de la sonda "New Horizons", que la NASA lanzó en 2006 y está programado que llegue al sistema de Plutón en 2015.

Plutón es uno de los cuerpos del sistema solar más difícil de fotografiar debido a su lejanía y a su pequeño tamaño, y a pesar de que dejó de ser el noveno planeta del Sistema Solar en agosto de 2006 para entrar en esa nueva categoría de planeta enano, no ha dejado de centrar la atención de científicos y astrónomos.

El principal investigador del programa "New Horizons", Alan Stern, del Southwest Research Institute en Boulder (Colorado), señaló que este descubrimiento es "fantástico" porque podrán planificar observaciones cercanas para su estudio durante el sobrevuelo que hará la sonda en 2015.

La nueva luna se encuentra entre las órbitas de Nix e Hydra, que también fueron descubiertas por el Hubble en 2005, mientras Caronte fue detectada en 1978 en el Observatorio Naval de EEUU, pero fue el Hubble el que descubrió en 1990 que era un cuerpo aparte de Plutón.

Los científicos creen que el sistema de lunas del planeta enano se formó por una colisión entre Plutón y otro cuerpo planetario a principios de la historia del Sistema Solar y el material que arrojó se convirtió en el grupo de satélites que orbitan a su alrededor.

También piensan que el material desprendido de las lunas de Plutón por impactos de micrometeoritos podrían formar anillos alrededor del planeta enano, pero las fotografías del Hubble no los han detectado hasta ahora, aunque se toparon con esta nueva luna a la que ahora tendrán que buscar nombre.

El director de la división astrofísica de la NASA en Washington, Jon Morse, destacó la importancia de este descubrimiento, que consideró "un poderoso recordatorio" de la capacidad del Hubble "para hacer sorprendentes descubrimientos, no planificados".

El satélite P4 fue visto por primera vez en una fotografía tomada con la Cámara de Gran Angular 3 del Hubble (Wide Field Camera, WFC) el 28 de junio y se confirmó en las siguientes imágenes tomadas el 3 y el 18 de julio.

La NASA explicó que la luna no se observó en otras imágenes anteriores realizadas por el Hubble porque los tiempos de exposición de la cámara fueron más cortos y creen que puede que P4 sea una "mancha muy tenue" que apareció en unas imágenes del 2006, pero demasiado oscuras como para llamar la atención.

El Hubble, lanzado en 1990, es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA).

El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland) dirige el telescopio y el Instituto de Ciencia Espacial de Telescopios (STScI) en Baltimore se encarga de las operaciones científicas junto con la Asociación de Universidades implicadas en la investigación astronómica.

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13 de julio de 2011

Movimiento uniformemente retardado - Problemas resueltos


Un móvil que se desplaza con velocidad constante aplica los frenos durante 25 s y recorre 400 m hasta detenerse.
Calcular:
a) ¿Qué velocidad tenia el móvil antes de aplicar los frenos?.
b) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.

Solución:

Datos:
t = 25 s
x = 400 m
vf = 0 m/s

Ecuaciones:
(1) vf = v0 + a.t
(2) x = v0.t + a.t ²/2

a) De la ecuación (1):
vf = v0 + a.t
0 = v0 + a.t
a = -v0/t (3)
Reemplazando (3) en (2):
x = v0.t + a.t ²/2
x = v0.t + (-v0/t).t ²/2
x = v0.t - v0.t/2
x = v0.t/2
v0 = 2.x/t
v0 = (2.400 m)/(25 s)
v0 = 32 m/s

b) De la ecuación (3):
a = (-32 m/s)/(25 s)
a = -1,28 m/s ²

Resolvió: Ricardo Santiago Netto.
Fuente "Fisicanet"
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Un automóvil que viaja a una velocidad constante de 120 km/h, demora 10 s en detenerse.
Calcular:
a) ¿Qué espacio necesitó para detenerse?.
b) ¿Con qué velocidad chocaría a otro vehículo ubicado a 30 m del lugar donde aplicó los frenos?.

Solución:

Datos:
v0 = 120 km/h = (120 km/h).(1000 m/1 km).(1 h/3600 s) = 33,33 m/s
vf = 0 km/h = 0 m/s
t = 10 s

Ecuaciones:
(1) vf = v0 + a.t
(2) x = v0.t + a.t ²/2

a) De la ecuación (1):
vf = v0 + a.t
0 = v0 + a.t
a = -v0/t
a = (-33,33 m/s)/(10 s)
a = -3,33 m/s ²
Con éste dato aplicamos la ecuación (2):
x = (33,33 m/s).(10 s) + (-3,33 m/s ²).(10 s) ²/2 Þx = 166,83 m

b) Para x2 = 30 m y con la aceleración anterior, conviene aplicar la ecuación opcional:
vf ² - v0 ² = 2.a.x
vf ² = v0 ² + 2.a.x
vf ² = (33,33 m/s) ² + 2.(-3,33 m/s ²).(30 m)
vf = 30,18 m/s
vf = 106,66 km/h

Resolvió: Ricardo Santiago Netto.
Fuente "Fisicanet"
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Un avión, cuando toca pista, acciona todos los sistemas de frenado, que le generan una desaceleración de 20 m/s ², necesita 100 metros para detenerse. 
Calcular:
a) ¿Con qué velocidad toca pista?.
b) ¿Qué tiempo demoró en detener el avión?.

Solución:

Datos:
a = - 20 m/s ²
x = 100 m
vf = 0 m/s
a) Aplicando:
vf ² - v0 ² = 2.a.x
0 - v0 ² = 2.a.x
v0 ² = - 2.(-20 m/s ²).(100 m)
vf = 63,25 m/s
b) Aplicando:
vf = v0 + a.t
0 = v0 + a.tÞ t = -v0/a
t = -(63,25 m/s)/(- 20 m/s ²)
t = 3,16 s

Resolvió: Ricardo Santiago Netto.
Fuente "Fisicanet"
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Un camión viene disminuyendo su velocidad en forma uniforme, de 100 km/h a 50 km/h. Si para esto tuvo que frenar durante 1.500 m. 
Calcular:
a) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.
b) ¿Cuánto tiempo empleó para el frenado?.

Solución: 
Por cuenta tuya para llegar a que:
a = -0,193 m/s ²
t = 72 s

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Un móvil que se desplaza con velocidad constante, aplica los frenos durante 25 s, y recorre una distancia de 400 m hasta detenerse. 
Determinar:
a) ¿Qué velocidad tenía el móvil antes de aplicar los frenos?.
b) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?.

Solución:
Por cuenta tuya para llegar a que:
v0 = 32 m/s
a = -1,28 m/s ²


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Se Avecina Gran Tormenta Solar


[C/A de National Aeronautic and Space Administration] 

En septiembre de 1859, durante la víspera de un ciclo solar que resultaría ser de intensidad inferior al promedio, el Sol desató una de las tormentas solares más poderosas de los últimos siglos. La erupción solar subyacente fue tan inusual que los investigadores aún no están seguros sobre cómo clasificarla. El estallido bombardeó la Tierra con los protones más energéticos de la última mitad del milenio, indujo corrientes eléctricas que incendiaron oficinas de telégrafos y desencadenó auroras boreales sobre Cuba y Hawái.

El ciclo solar de 1859 [décimo Ciclo Solar] fue un ciclo solar típico para el siglo XIX: es decir, débil. Los ciclos solares del siglo XIX fueron de una intensidad considerablemente inferior a los intensos ciclos solares de la Era Espacial. El ciclo solar actual, o sea, el Ciclo Solar 24, es una excepción, pues se espera que la cantidad de manchas solares sea similar a la del Ciclo Solar 10.

Esta semana, las autoridades se reunieron en el Club Nacional de Prensa, en Washington DC, para hacerse una simple pregunta: ¿Y si esto ocurre de nuevo?
"En la actualidad, una tormenta como esa podría darnos una buena sacudida", diceLika Guhathakurta, quien trabaja en física solar en la base de operaciones de la NASA. "La sociedad moderna depende de sistemas de alta tecnología como las redes eléctricas inteligentes, el Sistema de Posicionamiento Global [GPS, por su sigla en inglés], y las comunicaciones satelitales. Todos estos sistemas son vulnerables a las tormentas solares".

Lika Guhathakurta y más de cien personas se reunirán en el Foro Empresarial sobre el Tiempo en el Espacio [Space Weather Enterprise Forum o SWEF, en inglés]. El propósito del SWEF es crear conciencia respecto de las condiciones climáticas en el espacio y de sus efectos sobre la sociedad; el SWEF busca concientizar en especial a las autoridades encargadas de decretar planes de acción y a los cuerpos de emergencia. Quienes asisten al foro provienen de diversas organizaciones, como el Congreso de Estados Unidos, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias [FEMA, por su sigla en inglés], compañías de energía eléctrica, las Naciones Unidas, la NASA y la Administración Nacional Océanica y Atmosférica (NOAA, por su sigla en inglés), entre otras.

A mediados del año 2011, el Sol se encuentra una vez más en la víspera de un ciclo solar de intensidad inferior a la usual, al menos eso es lo que afirman los pronosticadores. El "Evento Carrington", que tuvo lugar en 1859 y que recibe dicho nombre en honor del astrónomo Richard Carrington, quien presenció la erupción solar que lo causó, nos recuerda que pueden ocurrir tormentas muy fuertes incluso cuando el Sol está pasando por un ciclo nominalmente débil.

En 1859, las consecuencias más graves fueron un día o dos sin mensajes telegráficos y muchos perplejos observadores del cielo en islas tropicales. Pero en el año 2011, la situación sería mucho más grave. La avalancha de apagones, propagada a través de los continentes por las líneas de energía eléctrica de larga distancia, podría durar semanas o incluso meses, el tiempo que necesitan los ingenieros para reparar los transformadores dañados.

Los barcos y los aviones ya no podrían confiar en sus aparatos GPS para la navegación. Las redes bancarias y financieras podrían dejar de funcionar, trastornando de este modo al comercio de una manera que es exclusiva de la Era de la Información. Según un informe del año 2008, publicado por la Academia Nacional de Ciencias, una poderosa tormenta solar, como las que ocurren una vez al siglo, podría tener el mismo impacto económico que 20 huracanes Katrina.

Mientras las autoridades se reúnen para conocer más sobre esta amenaza, los investigadores de la NASA, quienes se encuentran a algunos kilómetros de distancia, ya están haciendo algo al respecto:

"Ya es posible rastrear el progreso de las tormentas solares en 3 dimensiones, conforme se acercan a la Tierra", dice Michael Hesse, quien es director del Laboratorio del Tiempo en el Espacio, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales y quien dará una conferencia en el foro. "Esto hace posible desplegar alertas accionables por el tiempo en el espacio, las cuales podrían proteger las redes de energía eléctrica y otros dipositivos de alta tecnología durante los períodos de actividad solar extrema".

Ellos logran hacer esto utilizando los datos recolectados por la flota de naves espaciales que la NASA tiene en órbita alrededor del Sol. Los analistas del laboratorio proporcionan la información a un grupo de supercomputadoras que se encarga de procesarla. Unas cuantas horas después de una erupción de gran magnitud, las computadoras producen una película tridimensional que muestra hacia dónde se dirige la tormenta y qué planetas y naves espaciales serán golpeadas; además dicha película predice cuándo ocurrirá cada impacto. Este tipo de predicción de las condiciones del tiempo interplanetario no tiene precedentes en la corta historia de los pronósticos del tiempo en el espacio.

"Este es un momento muy emocionante para trabajar como pronosticador del tiempo en el espacio", dice Antti Pulkkinen, quien es investigador del Laboratorio del Tiempo en el Espacio. "La aparición de modelos de las condiciones climáticas espaciales basados en la física seria nos está brindando la capacidad de predecir si ocurrirá un evento mayor".

Algunos de los modelos realizados por computadora son tan sofisticados que pueden incluso predecir las corrientes eléctricas que fluyen en el suelo de la Tierra cuando nos golpea una tormenta solar. Estas corrientes son las más dañinas para los transformadores eléctricos.

El proyecto experimental denominado “Escudo Solar”, el cual está dirigido por Pulkkinen, tiene como objetivo ubicar los transformadores que poseen la mayor probabilidad de fallar durante una tormenta.

"Desconectar un transformador específico durante unas pocas horas puede prevenir semanas de apagones regionales", dice Pulkkinen.

Otro conferencista del SWEF, John Allen, del Directorio de Misiones y Operaciones Espaciales de la NASA, menciona que aunque cualquier persona puede verse afectada por las condiciones del tiempo en el espacio, nadie se encuentra en mayor peligro que los astronautas. "Los astronautas están expuestos rutinariamente a cuatro veces más radiación que quienes trabajan con radiación industrial en la Tierra", dice. "Es un riesgo ocupacional muy serio".

La NASA vigila cuidadosamente las dosis de radiación acumuladas por cada astronauta a lo largo de su carrera. Todo lanzamiento, toda caminata espacial y toda erupción solar se toman en cuenta minuciosamente. Si un astronauta se acerca demasiado al límite, ¡Es posible que no se le permita salir de la estación espacial! Las alertas precisas sobre las condiciones del tiempo en el espacio podrían mantener bajo control la exposición a la radiación, posponiendo caminatas espaciales, por ejemplo, cuando existen probabilidades de que se produzca alguna erupción.

En su ponencia en el foro, Allen propuso instaurar un nuevo tipo de pronóstico. "Podrían ser útiles alertas de Todo Despejado. Además de saber cuándo es demasiado peligroso para salir, nos gustaría saber también cuándo es seguro hacerlo. Este es otro reto para los pronosticadores: no solamente decirnos cuándo hará erupción una mancha solar, sino también cuándo no la hará”.

La misión educativa del SWEF es clave para impulsar la preparación ante las tormentas solares. Como Lika Guhathakurta y su colega Dan Bake, de la Universidad de Colorado, se preguntaron en una nota editorial de The New York Times, con fecha 17 de junio: "¿De qué sirven las alertas relacionadas con las condiciones del tiempo en el espacio si las personas no las entienden ni saben cómo reaccionar ante ellas?" Mediante la difusión, el SWEF hará mucho bien.
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12 de julio de 2011

La erupción del Puyehue equivale a 70 bombas de Hiroshima


Por Universidad Nacional de Río Negro - Sede Andina

La erupción del volcán Puyehue – Cordón Caulle del 4 de junio de 2011 dispersó 100 millones de toneladas de ceniza, arena volcánica y piedra pómez, una cantidad comparable a la carga de 24 millones de camiones de transporte de áridos. Este es uno de los resultados obtenidos por Arturo López Dávalos, Hernán Asorey y Andrea Clúa, que decidieron estimar la potencia de la erupción como un problema de Fermi.

Enrico Fermi era un reconocido físico italiano, famoso por su capacidad para realizar cálculos aproximados cuyos resultados daban información confiable, a partir de algunos datos que para mucha gente resultaban insuficientes. Por ejemplo, decidió estimar la potencia de la primera bomba atómica detonada en Los Álamos (EEUU), midiendo la distancia recorrida por unos recortes de papel que dejó caer mientras participaba como observador de esa explosión. De allí el término “problema de Fermi”.

López Dávalos y Asorey son doctores en física y trabajan Bariloche, en la Universidad Nacional de Río Negro (UNRN), la CNEA y el CONICET. Clúa es estudiante del Profesorado en Física de la UNRN y alumna de los primeros. En el primer curso de física de la carrera de Profesorado de la UNRN frecuentemente se plantea a los alumnos problemas de la vida diaria, que a veces pueden resolverse "à la Fermi", con la idea de que éste es un método que ayuda a agudizar la imaginación y la capacidad de observación, a la par que resulta un entrenamiento en el razonamiento lógico.

La primera parte de su trabajo, recientemente enviado a la “XVII Reunión de Enseñanza de la Física” a realizarse en Villa Giardino en septiembre, plantea la hipótesis que el área cubierta por las cenizas y arena equivale aproximadamente a tres veces el área del lago Nahuel Huapi (1700 km2), ya que analizaron imágenes satelitales difundidas por Internet. Además hacen uso de los datos informados sobre la altura de acumulación en diferentes puntos y miden la densidad de la arena y cenizas usando una jarra medidora (de las usadas para medir harina o azúcar) y una balanza, todos datos disponibles para cualquier vecino de la región. La segunda hipótesis sugiere que el espesor promedio de la ceniza en el área mencionada es de 10 cm, y por último plantean que la duración de la erupción del 4 de junio fue de 5 horas con una altura promedio de la pluma de 5000 metros.

Los resultados, y sobre todo el trabajo comparativo que realizaron para disponer de parámetros conocidos, demuestran la magnitud del evento natural producido por el volcán ubicado en la Cordillera de los Andes al norte del paso internacional Cardenal Samoré, concretamente a 40º latitud sur y 72º longitud oeste.

Calcularon que la cantidad de material caído se equipara a una pirámide de arena con base de 1 kilómetro de lado y con una cumbre que alcanza los 450 metros. Un poco más que la superficie visible de la Isla Huemul del Lago Nahuel Huapi, pero unas cuatro veces más alta.

A partir de allí, decidieron estimar la energía necesaria para elevar esta masa de arena a 5000 metros (el promedio de altura de la pluma) y el resultado de la ecuación es de 1000 kilotones, comparable con la energía liberada por 70 bombas atómicas como la de Hiroshima.

Con variables sencillas, con conocimientos al alcance de alumnos de la escuela media e introduciendo hipótesis razonables, este equipo conformado por investigadores y estudiantes universitarios facilita a la comunidad datos simples, cantidades comparadas con las energías vinculadas a las actividades humanas, que muestran la magnitud de la energía puesta en juego en este fenómenos geológicos, como por ejemplo, que la potencia de la erupción del volcán Puyehue-Cordón Caulle es equivalente a 12 veces la potencia eléctrica instalada en Argentina, o al 2% de la potencia eléctrica mundial. En las conclusiones los autores señalan que aun si se tomara la mitad de la altura para la elevación inicial del material, la potencia sería muy elevada.

Fuente: Puerta E

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